Este greu de imaginat sistemele de automatizare moderne de astăzi fără senzori de proximitate avansați. Astfel de elemente joacă un rol cheie în multe dispozitive, iar utilizarea lor este limitată doar de ingeniozitatea inginerilor. Senzorii de proximitate includ mai multe tipuri, inclusiv: senzori inductivi, senzori laser și optici, senzori cu ultrasunete, senzori magnetici și senzori capacitivi. Care sunt caracteristicile și aplicațiile lor? Vedeți!
În acest articol veți învăța:
- Care este principiul de funcționare al unui senzor de proximitate?
- Cum funcționează senzorii inductivi?
- Cum funcționează senzorii laser și cei optici?
- Cum funcționează senzorii cu ultrasunete?
- Cum funcționează senzorii magnetici?
- Cum funcționează senzorii capacitivi?
La ce se folosesc senzorii de proximitate?
Secolul XXI nu este doar o dezvoltare rapidă a computerelor și a IT-ului, ci și a automatizării. Cu toate acestea, dispozitivele din ce în ce mai avansate necesită tot mai multe tipuri diferite de senzori. Printre aceștia, putem găsi atât senzori simpli, a căror sarcină de bază este de a semnala prezența, cât și senzori foarte avansați pentru procesarea imaginilor tridimensionale. Cu toate acestea, automatizarea utilizează cel mai frecvent senzori de proximitate . La ce servesc aceștia? Sarcina lor de bază este de a semnala prezența unui obiect fără contact. Cele mai populare tipuri de senzori de proximitate sunt enumerate mai jos.
Senzori de proximitate la Onninen
Senzori inductivi
Primele modele de astfel de senzori au apărut în anii 1960 și sunt încă printre cele mai populare în sistemele de automatizare. Astfel de senzori inductivi (de exemplu, Truck BI2-EG08-AN6X-V1131) sunt perfecți atunci când este necesar să se detecteze un element metalic la o distanță foarte mică de senzor. Senzorii inductivi de proximitate pot diferi în funcție de carcasă și de tipul acesteia. Cu toate acestea, construcția fiecărui senzor inductiv constă din următoarele părți:
- bobina,
- oscilator,
- circuite de detectare,
- circuite de ieșire.
Care este principiul de funcționare al unui senzor de proximitate inductiv? În astfel de senzori, un curent alternativ este generat de un oscilator și apoi trece printr-o bobină, generând un câmp magnetic. Direcția de instalare a bobinei determină locul în care se află suprafața activă a senzorului. Când un obiect metalic intră în câmpul de detecție al senzorului, acesta generează un câmp magnetic direcționat opus câmpului generat de bobină. Acest lucru face ca amplitudinea oscilațiilor să scadă și este detectată de circuitul de detecție. În acest fel, circuitele de ieșire sunt activate. Senzorii de proximitate de acest tip sunt cel mai des utilizați în sectorul industrial.
Carcasele senzorilor inductivi pot fi foarte diferite, dar cei mai populari și mai frecvent achiziționați sunt senzorii cilindrici (de exemplu, XSAV11373 SCHNEIDER). Senzorii inductivi de proximitate pot detecta diverse tipuri de metale.
Atunci când alegeți un senzor inductiv, trebuie să acordați atenție unor parametri precum:
- raza de acțiune a senzorului – este de obicei exprimată ca raza maximă de acțiune a senzorului inductiv. Depinde de metalul din care este fabricat obiectul detectat.
- histerezis – cel mai adesea exprimată ca valoare procentuală, inclusă în funcția de interval de măsurare a senzorului. Aceasta este diferența de distanță la care reacționează senzorul inductiv atunci când se apropie sau se îndepărtează de fața senzorului. Valoarea histerezisului depinde în principal de tipul și dimensiunea senzorului și, de obicei, nu depășește 20% din intervalul de măsurare.
- factorul de material (reducerea distanței) – pentru acest tip de senzor se utilizează o scală de valori ale factorului de material. Aceasta determină distanța aproximativă a senzorului inductiv pentru un anumit material.
- fața senzorului – modul în care este construită fața senzorului este, de asemenea, foarte important. Acest lucru determină dacă raza de acțiune a senzorului va fi mai lungă sau mai scurtă. Fața încorporată a unui senzor de proximitate inductiv are de obicei o rază de acțiune mai scurtă, dar un punct de conectare mai precis. Pe de altă parte, fețele senzorului neîncorporate au o rază de acțiune mai lungă, dar un punct de conectare mai puțin precis.
- Gradul de protecție (scopul și rezistența senzorului) – definirea condițiilor în care și unde pot fi utilizați senzorii de proximitate.
Senzori optici și laser
Un alt tip de senzor de proximitate sunt senzorii fotoelectrici, în care sursa de lumină este, de exemplu, dioda laser (de exemplu, Banner QS18VP6LAF). Producătorii utilizează adesea modulația fasciculului de lumină, ceea ce reduce semnificativ interferențele și consumul de energie. Cel mai adesea, putem găsi pe piață senzori de proximitate laser, în care emițătorul este combinat cu sursa de lumină, deși există și modele cu module separate. Datorită senzorilor laser, este posibil să se detecteze chiar și obiecte foarte mici și chiar mișcările lor minime. Aceste tipuri de senzori reacționează instantaneu și se caracterizează printr-o gamă de detecție foarte mare. Pe de altă parte, sensibilitatea ridicată a senzorilor laser la contaminare poate fi o problemă. Pe piață, putem găsi senzori laser care utilizează reflexia directă de la obiect, utilizând reflexia de la un reflector pe obiect (obiectul este detectat atunci când acoperă fasciculul de lumină emis), utilizând reflexia luminii polarizate (reacționează doar la un fascicul dintr-o direcție determinată anterior, iar fasciculele rămase sunt ignorate). Unele modele funcționează folosind așa-numitele bariere (emițător și receptor separate). Detectarea unui obiect are loc atunci când acest obiect întrerupe fasciculul dintre două module. Pe piață sunt disponibili și senzori optici care utilizează diode LED în loc de diode laser (de exemplu, XUX1ARCNT16 SCHNEIDER). Principiul de funcționare al senzorului optic este similar cu cel al versiunii cu laser.
Senzori de proximitate cu ultrasunete
Senzorii cu ultrasunete sunt cu siguranță o soluție mai recentă, cu cel puțin 30 de ani mai recentă decât senzorii optici sau inductivi. În cazul senzorilor cu ultrasunete (de exemplu, Banner QS18UPAQ8), o undă ultrasonică este emisă în direcția obiectelor detectate. Când această undă atinge efectiv obiectul, se reflectă de acesta și se întoarce la senzor. În acest caz, însă, problema este că ultrasunetele se pot reflecta și de obiecte care nu fac obiectul măsurătorii (de exemplu, carcasa mașinii). Prin urmare, pentru a evita falsificarea măsurătorii, se calculează timpul care trece de la trimiterea până la recepționarea undei. Când acest timp este mai scurt decât se presupunea anterior, senzorul va considera că a detectat obiectul, iar când este mai lung - reflexia a avut loc de la mașină sau perete. Senzorii de proximitate cu ultrasunete au numeroase avantaje, inclusiv faptul că sunt rezistenți chiar și la cantități mari de murdărie, pot funcționa imersați în lichide și detectează diverse tipuri de obiecte.
Senzori magnetici de proximitate
Senzorii magnetici (de exemplu, electronici MZ070186) se numără printre cei mai simpli senzori de proximitate. Principiul lor de funcționare se bazează pe controlul contactelor sub influența unui câmp magnetic, a cărui sursă poate fi un electromagnet sau un magnet permanent. În funcție de modelul senzorului, contactele pot fi adaptate pentru a conduce curenți mici sau sarcini inductive mari. Spre deosebire de alți senzori de proximitate, senzorii magnetici se caracterizează printr-o structură simplă, neexistând componente electronice care s-ar putea defecta. Datorită faptului că senzorii magnetici de proximitate se caracterizează printr-o rezistență ridicată la praf și temperaturi ridicate, precum și la vibrații magnetice, aceștia pot fi utilizați acolo unde condițiile de funcționare sunt dificile.
Astfel de senzori de proximitate au, de asemenea, o rezistență ridicată la suprasarcini și supratensiuni, putând fi utilizați în diverse sisteme de automatizare (de exemplu, pentru actuatoare pneumatice). Cu toate acestea, este necesar să se țină cont de sensibilitatea scăzută a acestor senzori și de necesitatea utilizării magneților sau electromagneților.
Senzori de proximitate capacitivi
Senzorii capacitivi (de exemplu, L80. CDWM3020ZPM SELS) pot fi utilizați pentru a detecta atât obiecte metalice, cât și alte tipuri de obstacole (apă, lemn, plastic etc.). Capacitatea de a detecta obiecte din plastic, în special, face ca senzorii capacitivi să fie populari în sistemele de mașini de ambalat, dar sunt utilizați și, de exemplu, pentru a detecta când un rezervor este umplut cu lichid etc. Acest tip de senzor funcționează prin măsurarea modificării capacității dintre obiect și senzor. Aceasta creează un condensator a cărui capacitate depinde de distanța dintre obiect și senzor. Când un obiect apare în câmpul de detecție, capacitatea condensatorului crește, ceea ce dă un semnal oscilatorului să funcționeze. Dacă frecvența a scăzut sau a crescut, este detectat de circuitul de detecție și pornește amplificatorul care alimentează contactele releului.
Un avantaj major al senzorilor capacitivi este posibilitatea de a seta cu ușurință sensibilitatea (distanța de lucru) a acestora. Această sensibilitate depinde de dimensiunea senzorului, precum și de materialul din care este fabricat obiectul detectat.
În plus, senzorii capacitivi sunt excepțional de rezistenți la interferențe, cum ar fi praful, aerosolii din aer sau interferențele electromagnetice. Din acest motiv, senzorii capacitivi de proximitate sunt utilizați în diverse industrii - alimentară, auto, precum și în depozitare și tehnici portabile.
Senzori de proximitate în oferta Onninen
Există diverse tipuri de senzori de proximitate pe piață din care puteți alege, iar producătorii concurează între ei în soluții de design inovatoare. Aceasta înseamnă că puteți selecta cu ușurință senzorul potrivit pentru un anumit sistem de automatizare și puteți utiliza pe deplin capacitățile acestuia. Puteți alege senzori de proximitate în funcție de preferințele dvs. Puteți alege dintre un senzor capacitiv, un senzor inductiv, un senzor laser sau optic, un senzor cu ultrasunete, un senzor magnetic. Consultați gama de senzori de proximitate de la angrosistul de produse electrice Onninen și alegeți un produs adaptat nevoilor dvs.!