A közelségérzékelők típusai és alkalmazásai

Nehéz elképzelni a mai modern automatizálási rendszereket fejlett közelségérzékelők nélkül. Az ilyen elemek kulcsszerepet játszanak számos eszközben, és használatuknak csak a mérnökök találékonysága szab határt. A közelségérzékelőknek többféle típusa van, többek között: induktív érzékelők, lézer- és optikai érzékelők, ultrahangos érzékelők, mágneses érzékelők és kapacitív érzékelők. Milyen jellemzőik vannak és milyen alkalmazási területeik vannak? Nézze meg!

Ebben a cikkben megtudhatja:

• Mi a közelségérzékelő működési elve?
• Hogyan működnek az induktív érzékelők?
• Hogyan működnek a lézeres és optikai érzékelők?
• Hogyan működnek az ultrahangos érzékelők?
• Hogyan működnek a mágneses érzékelők?
• Hogyan működnek a kapacitív érzékelők?

Mire használják a közelségérzékelőket?

A 21. század nemcsak a számítógépek és az informatika gyors fejlődéséről szól, hanem az automatizálásról is. Az egyre fejlettebb eszközök azonban egyre több és különböző típusú érzékelőt igényelnek. Ezek között találhatunk mind az egyszerű érzékelőket , amelyek alapvető feladata a jelenlét jelzése, mind a háromdimenziós képek feldolgozására szolgáló nagyon fejlett érzékelőket. Az automatizálás azonban leggyakrabban közelségérzékelőket használ. Mire valók? Alapvető feladatuk, hogy érintésmentesen jelezzék egy tárgy jelenlétét. A legnépszerűbb közelségérzékelő típusokat az alábbiakban soroljuk fel.

Induktív érzékelők

Az ilyen érzékelők első modelljei az 1960-as években jelentek meg, és még mindig a legnépszerűbbek közé tartoznak az automatizálási rendszerekben. Az ilyen induktív érzékelők (pl. Truck BI2-EG08-AN6X-V1131) tökéletesek, ha egy fémből készült elemet kell érzékelni az érzékelőtől nagyon kis távolságra. Az induktív közelségérzékelők házukban és típusukban különbözhetnek. Azonban minden induktív érzékelő felépítése a következő részekből áll:

• tekercs,
• oszcillátor,
• érzékelő áramkörök,
• kimeneti áramkörök.

Mi az induktív közelségérzékelők működési elve? Az ilyen érzékelőkben egy oszcillátor váltakozó áramot állít elő, amely áthalad egy tekercsen, mágneses mezőt hozva létre. A tekercs beépítési iránya határozza meg, hogy hol helyezkedik el az érzékelő aktív felülete. Amikor egy fémtárgy belép az érzékelő érzékelési mezőjébe, az a tekercs által generált mezővel ellentétes irányú mágneses mezőt generál. Ezáltal a rezgések amplitúdója csökken, amit az érzékelő áramkör érzékel. Ily módon a kimeneti áramkörök aktiválódnak. Az ilyen típusú közelségérzékelőket leggyakrabban az ipari szektorban használják.

Az induktív érzékelők házai nagyon eltérőek lehetnek, de a legnépszerűbbek és leggyakrabban vásároltak a hengeres érzékelők (pl. XAV11373 SCHNEIDER). Az induktív közelségérzékelők különféle fémek érzékelésére képesek.

Induktív érzékelő kiválasztásakor a következő paramétereket kell figyelembe venni:

• érzékelő tartománya – általában az induktív érzékelő maximális tartományaként fejezik ki. Attól függ, hogy milyen fémből készült a detektált tárgy.
• hiszterézis – leggyakrabban százalékos értékként kifejezve, az érzékelő tartományfüggvény része. Ez az a távolságkülönbség, amelyre az induktív érzékelő reagál, amikor közeledik az érzékelő felületéhez vagy távolodik attól. A hiszterézis értéke főként az érzékelő típusától és méretétől függ, és általában nem haladja meg a mérési tartomány 20%-át.
• anyagfaktor (tartománycsökkentés) – az ilyen típusú érzékelőkhöz anyagfaktor-értékek skáláját használják. Ez határozza meg az induktív érzékelő hozzávetőleges tartományát egy adott anyaghoz.
• érzékelőfelület – az érzékelőfelület felépítése is nagyon fontos. Ez határozza meg, hogy az érzékelő hatótávolsága nagyobb vagy kisebb lesz-e. Az induktív közelségérzékelő beépített felülete általában rövidebb hatótávolsággal rendelkezik, de pontosabb csatlakozási ponttal. Másrészt a beépítetlen érzékelőfelületek nagyobb hatótávolsággal rendelkeznek, de kevésbé pontos csatlakozási ponttal.
• Védettségi fok (az érzékelő célja és ellenállása) – azon feltételek meghatározása, amelyek között és ahol a közelségérzékelők használhatók.

Optikai és lézeres érzékelők

Egy másik típusú közelségérzékelő a fotoelektromos érzékelő, amelyben a fényforrás például lézerdióda (pl. Banner QS18VP6LAF). A gyártók gyakran fénysugár-modulációt alkalmaznak, amely jelentősen csökkenti az interferenciát és az energiafogyasztást. Leggyakrabban olyan lézeres közelségérzékelőket találhatunk a piacon, amelyekben az adó a fényforrással van kombinálva, bár vannak különálló modulokkal rendelkező modellek is. A lézerérzékelőknek köszönhetően még nagyon apró tárgyakat és azok minimális mozgását is érzékelni lehet. Az ilyen típusú érzékelők azonnal reagálnak, és nagyon nagy érzékelési tartomány jellemzi őket. Másrészt problémát jelenthet a lézerérzékelők szennyeződésre való nagy érzékenysége. A piacon találhatunk olyan lézerérzékelőket, amelyek a tárgyról való közvetlen visszaverődést, a tárgyon lévő reflektorról való visszaverődést (a tárgyat akkor érzékeli, amikor az eltakarja a kibocsátott fénysugarat), vagy polarizált fény visszaverődését (csak egy előre meghatározott irányból érkező sugárra reagál, a többi sugarat figyelmen kívül hagyja) használják. Egyes modellek úgynevezett akadályokkal (elkülönített adó és vevő) működnek. Egy tárgy érzékelése akkor történik meg, amikor ez a tárgy megszakítja a sugarat két modul között. Kaphatók optikai érzékelők is a piacon, amelyek lézerdióda helyett LED-diódákat használnak (pl. XUX1ARCNT16 SCHNEIDER). Az optikai érzékelő működési elve hasonló a lézeres változathoz.

Ultrahangos közelségérzékelők

Az ultrahangos érzékelők mindenképpen újabb megoldást jelentenek, legalább 30 évvel fiatalabbak, mint az optikai vagy induktív érzékelők. Az ultrahangos érzékelőkben (pl. Banner QS18UPAQ8) egy ultrahanghullámot bocsátanak ki a detektált tárgyak irányába. Amikor ez a hullám ténylegesen eléri a tárgyat, visszaverődik róla, és visszatér az érzékelőhöz. Ebben az esetben azonban a probléma az, hogy az ultrahang olyan tárgyakról is visszaverődhet, amelyek nem a mérés tárgyát képezik (pl. gépház). Ezért a mérés meghamisításának elkerülése érdekében a hullám küldésétől a vételéig eltelt időt számolják. Ha ez az idő rövidebb a korábban feltételezettnél, az érzékelő úgy tekinti, hogy érzékelte a tárgyat, ha hosszabb, akkor a visszaverődés a gépről vagy a falról történt. Az ultrahangos közelségérzékelőknek számos előnyük van, többek között ellenállnak még nagy mennyiségű szennyeződésnek is, folyadékba merítve is működnek, és különféle típusú tárgyakat érzékelnek.

Mágneses közelségérzékelők

A mágneses érzékelők (pl. Electronic MZ070186) a legegyszerűbb közelségérzékelők közé tartoznak. Működési elvük az érintkezők mágneses mező hatására történő vezérlésén alapul, amelynek forrása lehet elektromágnes vagy állandó mágnes. Az érzékelő modelljétől függően az érintkezők alkalmasak lehetnek kis áramok vezetésére vagy nagy induktív terhelések felvételére. Más közelségérzékelőkkel ellentétben a mágneses érzékelőket egyszerű szerkezet jellemzi, nincsenek olyan elektronikai elemek, amelyek meghibásodhatnának. Mivel a mágneses közelségérzékelőket nagyfokú ellenállás jellemzi a porral és a magas hőmérséklettel, valamint a mágneses rezgésekkel szemben, nehéz üzemi körülmények között is használhatók.

Az ilyen közelségérzékelők nagy ellenállással rendelkeznek a túlterheléssel és a túlfeszültséggel szemben, és az érzékelők különféle automatizálási rendszerekben használhatók (pl. pneumatikus működtetőkhöz). Azonban figyelembe kell venni az ilyen érzékelők alacsony érzékenységét és a mágnesek vagy elektromágnesek használatának szükségességét.

Kapacitív közelségérzékelők

A kapacitív érzékelők (pl. L80. CDWM3020ZPM SELS) fémtárgyak és más típusú akadályok (víz, fa, műanyag stb.) érzékelésére egyaránt használhatók. A műanyag tárgyak érzékelésének képessége különösen népszerűvé teszi a kapacitív érzékelőket a csomagológép-rendszerekben, de használják például egy tartály folyadékkal való megtöltésének érzékelésére is. Ez a típusú érzékelő a tárgy és az érzékelő közötti kapacitásváltozás mérésével működik. Ez egy kondenzátort hoz létre, amelynek kapacitása a tárgy és az érzékelő közötti távolságtól függ. Amikor egy tárgy megjelenik az érzékelési mezőben, a kondenzátor kapacitása megnő, ami jelet ad az oszcillátornak a működésre. A frekvencia csökkenését vagy növekedését az érzékelő áramkör érzékeli, és elindítja az erősítőt, amely a reléérintkezőket táplálja.

A kapacitív érzékelők egyik fő előnye az érzékenység (működési távolság) egyszerű beállítása. Ez az érzékenység az érzékelő méretétől, valamint a detektált tárgy anyagától függ.

Ezenkívül a kapacitív érzékelők kivételesen ellenállnak az interferenciáknak, például a pornak, a levegőben lévő aeroszolnak vagy az elektromágneses interferenciának. Emiatt a kapacitív közelségérzékelőket számos iparágban használják - az élelmiszeriparban, az autóiparban, valamint a tárolási és hordozható technikákban.

Közelségérzékelők az Onninen kínálatában

A piacon különféle típusú közelségérzékelők közül választhat, és a gyártók egymással versenyeznek az innovatív tervezési megoldásokban. Ez azt jelenti, hogy könnyedén kiválaszthatja az adott automatizálási rendszerhez megfelelő érzékelőt, és teljes mértékben kihasználhatja annak képességeit. A közelségérzékelőket az Ön preferenciáitól függően választhatja ki. Kapacitív érzékelő, induktív érzékelő, lézeres vagy optikai érzékelő, ultrahangos érzékelő és mágneses érzékelő közül választhat. Tekintse meg a közelségérzékelők kínálatát az Onninen elektronikai nagykereskedőnél , és válasszon az Ön igényeinek megfelelő terméket!

Tekintse meg a közelségérzékelőket az Onninen nagykereskedőnél