Dnes je ťažké predstaviť si moderné automatizačné systémy bez pokročilých senzorov priblíženia. Takéto prvky zohrávajú kľúčovú úlohu v mnohých zariadeniach a ich použitie je obmedzené iba vynaliezavosťou inžinierov. Existuje niekoľko typov senzorov priblíženia, vrátane: indukčných senzorov, laserových a optických senzorov, ultrazvukových senzorov, magnetických senzorov a kapacitných senzorov. Aké sú ich vlastnosti a aké je ich využitie? Skontrolujte!
Z tohto článku sa dozviete:
- Aký je princíp činnosti snímača priblíženia?
- Ako fungujú indukčné snímače?
- Ako fungujú laserové a optické senzory?
- Ako fungujú ultrazvukové senzory?
- Ako fungujú magnetické senzory?
- Ako fungujú kapacitné senzory?
Na čo sa používajú senzory priblíženia?
21. storočie nie je len o prudkom rozvoji počítačov a IT, ale aj o automatizácii. Stále pokročilejšie zariadenia však potrebujú stále viac rôznych typov senzorov. Zahŕňajú tak jednoduché senzory , ktorých základnou úlohou je signalizovať prítomnosť, ako aj veľmi pokročilé senzory na spracovanie trojrozmerných obrazov. Automatizácia však najčastejšie používa senzory priblíženia . na čo sú? Ich základnou úlohou je bezkontaktným spôsobom signalizovať prítomnosť predmetu. Najpopulárnejšie typy snímačov priblíženia sú uvedené nižšie.
Senzory priblíženia v Onninene
Indukčné snímače
Prvé modely takýchto snímačov sa objavili v 60. rokoch minulého storočia a dodnes patria medzi najčastejšie inštalované v automatizačných systémoch. Tento typ indukčných snímačov (napr. Truck BI2-EG08-AN6X-V1131) je ideálny, keď je potrebné detekovať prvok vyrobený z kovu vo veľmi krátkej vzdialenosti od snímača. Indukčné snímače priblíženia sa môžu líšiť krytom a typom. Štruktúra každého indukčného snímača sa však skladá z nasledujúcich častí:
- cievka,
- oscilátor,
- detekčné obvody,
- výstupné obvody.
Aký je princíp činnosti indukčného snímača priblíženia? V takýchto snímačoch je striedavý prúd generovaný oscilátorom a potom prechádza cievkou, pričom vytvára magnetické pole. Aktívna plocha snímača závisí od smeru montáže cievky. Keď sa v detekčnom poli snímača objaví kovový predmet, vytvorí magnetické pole nasmerované proti poľu generovanému cievkou. To spôsobí zníženie amplitúdy kmitania a je detekované detekčným obvodom. Týmto spôsobom sa aktivujú výstupné obvody. Snímače priblíženia tohto typu sa najčastejšie používajú v priemyselnom sektore.
Puzdrá indukčných snímačov môžu byť veľmi odlišné, ale najobľúbenejšie a najčastejšie kupované sú valcové snímače (napr. XSAV11373 SCHNEIDER). Indukčné senzory priblíženia dokážu detekovať rôzne druhy kovov.
Pri výbere indukčného snímača by ste mali venovať pozornosť takým parametrom, ako sú:
- dosah snímača – zvyčajne sa vyjadruje ako maximálny dosah indukčného snímača. Záleží na tom, z akého kovu je detekovaný predmet vyrobený.
- hysterézia – najčastejšie vyjadrená ako percentuálna hodnota, započítaná ako funkcia rozsahu snímača. Toto je rozdiel vo vzdialenosti, na ktorú indukčný snímač reaguje, keď sa kov približuje alebo odďaľuje od čela snímača. Hodnota hysterézie závisí hlavne od typu a veľkosti snímača a zvyčajne nepresahuje 20% rozsahu merania.
- materiálový koeficient (zmenšenie rozsahu) – pre tento typ snímačov sa používa stupnica hodnôt materiálového koeficientu. Určuje približný dosah indukčného snímača na daný materiál.
- tvár snímača – veľmi dôležité je aj to, ako je tvár snímača postavená. To určuje, či bude dosah snímača väčší alebo menší. Uzavretá strana indukčného snímača priblíženia má zvyčajne kratší dosah, ale presnejšie miesto pripojenia. Na druhej strane, nezabudované plochy snímača majú väčší dosah, ale menej presný bod pripojenia.
- Stupeň ochrany (zamýšľaný účel a odolnosť snímača) – určuje, za akých podmienok a kde možno snímače priblíženia použiť.
Optické a laserové senzory
Ďalším typom senzorov priblíženia sú fotoelektrické senzory, v ktorých sú zdrojom svetla napríklad laserové diódy (napr. Banner QS18VP6LAF). Výrobcovia často používajú moduláciu svetelného lúča, čo výrazne znižuje rušenie a spotrebu energie. Najčastejšie na trhu nájdeme laserové senzory priblíženia, v ktorých je kombinovaný vysielač so svetelným zdrojom, aj keď existujú aj modely so samostatnými modulmi. Vďaka laserovým senzorom je možné detekovať aj veľmi malé predmety a dokonca aj ich minimálne pohyby. Tieto typy snímačov reagujú rýchlo a vyznačujú sa veľmi dlhým dosahom detekcie. Na druhej strane môže byť problémom vysoká citlivosť laserových senzorov na kontamináciu. Na trhu nájdeme laserové senzory využívajúce priamy odraz od objektu, využívajúce odraz od reflektora na objekte (objekt je detekovaný, keď prekryje vyžarovaný svetelný lúč), využívajúce odraz polarizovaného svetla (reaguje len na lúč od predtým určený smer a ostatné lúče sa ignorujú). Niektoré modely fungujú pomocou tzv bariéry (vysielač a prijímač oddelené). Detekcia objektu nastane, keď tento objekt preruší lúč medzi dvoma modulmi. Na trhu sú dostupné aj optické senzory , ktoré využívajú LED namiesto laserovej diódy (napr. XUX1ARCNT16 SCHNEIDER). Princíp činnosti optického snímača je však podobný laserovej verzii.
Ultrazvukové senzory priblíženia
Ultrazvukové snímače sú rozhodne riešením, ktoré je minimálne o 30 rokov mladšie ako napríklad optické alebo indukčné snímače. V ultrazvukových senzoroch (napr. Banner QS18UPAQ8) je ultrazvuková vlna vysielaná smerom k detekovaným objektom. Keď táto vlna skutočne zasiahne objekt, odrazí sa od neho a vráti sa späť k senzoru. Problémom v tomto prípade však je, že ultrazvuk sa môže odrážať aj od predmetov, ktoré nie sú predmetom merania (napríklad od krytu stroja). Preto, aby sa predišlo falšovaniu merania, počíta sa čas, ktorý uplynie od odoslania po prijatie vlny. Keď je tento čas kratší, než sa pôvodne predpokladalo, snímač bude predpokladať, že objekt detekoval, keď je dlhší - odrazí sa od stroja alebo steny. Ultrazvukové snímače priblíženia majú mnoho výhod, vrátane: sú odolné aj proti silnému znečisteniu, dokážu pracovať ponorené v kvapaline a detegujú rôzne druhy predmetov.
Magnetické senzory priblíženia
Magnetické snímače (napr. Electronic MZ070186) patria medzi najjednoduchšie snímače priblíženia. Ich princípom činnosti je ovládanie kontaktov pod vplyvom magnetického poľa, ktorého zdrojom môže byť elektromagnet alebo permanentný magnet. V závislosti od modelu snímača môžu byť kontakty navrhnuté tak, aby prenášali malé prúdy alebo veľké indukčné záťaže. Na rozdiel od iných senzorov priblíženia majú magnetické senzory jednoduchú štruktúru, nie je tu žiadna elektronika, ktorá by sa mohla pokaziť. Vzhľadom na to, že magnetické snímače priblíženia sa vyznačujú vysokou odolnosťou voči prachu a vysokým teplotám, ako aj magnetickým vibráciám, môžu byť použité v náročných prevádzkových podmienkach.
Takéto snímače priblíženia majú tiež vysokú odolnosť proti preťaženiu a prepätiu a snímače možno použiť v rôznych automatizačných systémoch (napr. pre pneumatické pohony). Treba však brať do úvahy nízku citlivosť takýchto snímačov a potrebu použitia magnetov alebo elektromagnetov.
Kapacitné senzory priblíženia
Kapacitné snímače (napr. L80. CDWM3020ZPM SELS) možno použiť ako na detekciu kovových predmetov, tak aj iných typov prekážok (voda, drevo, plast atď.). Predovšetkým vďaka schopnosti detegovať plastové predmety sú kapacitné snímače ochotne inštalované v systémoch baliacich strojov, ale využívajú sa napríklad aj na detekciu naplnenia nádrže kvapalinou atď. Tento typ snímača funguje tak, že meria zmenu v kapacita medzi objektom a snímačom. Vznikne tak kondenzátor, ktorého kapacita závisí od vzdialenosti medzi objektom a snímačom. Keď sa v detekčnom poli objaví objekt, kapacita kondenzátora sa zvýši, čo signalizuje, že oscilátor pracuje. Či sa frekvencia znížila alebo zvýšila, zistí detekčný obvod a aktivuje zosilňovač, aby napájal kontakty relé.
Veľkou výhodou kapacitných snímačov je možnosť jednoduchého nastavenia ich citlivosti (pracovnej vzdialenosti). Táto citlivosť závisí od veľkosti snímača, ako aj od materiálu, z ktorého je snímaný objekt vyrobený.
Kapacitné snímače sú navyše mimoriadne odolné voči rušeniu, ako je prach, aerosól vo vzduchu alebo elektromagnetické vplyvy. Z tohto dôvodu sa kapacitné senzory priblíženia využívajú v rôznych odvetviach – potravinárstve, automobilovom priemysle, ale aj skladových a mobilných technológiách.
Senzory priblíženia v ponuke Onninen
Na trhu sú dostupné rôzne typy senzorov priblíženia a výrobcovia si navzájom konkurujú v inovatívnych konštrukčných riešeniach. To umožňuje jednoducho vybrať vhodný snímač pre daný automatizačný systém a naplno využiť jeho schopnosti. Senzory priblíženia si môžete vybrať podľa svojich preferencií. Môžete si vybrať okrem iného z: kapacitný senzor, indukčný senzor, laserový alebo optický senzor, ultrazvukový senzor, magnetický senzor. Prezrite si ponuku senzorov priblíženia vo veľkoobchode s elektro Onninen a vyberte si produkt na mieru!