Teško je zamisliti moderne sisteme automatizacije danas bez naprednih senzora blizine. Takvi elementi igraju ključnu ulogu u mnogim uređajima, a njihova upotreba je ograničena samo domišljatošcu inženjera. Senzori blizine uključuju nekoliko vrsta, uključujuci: induktivne senzore, laserske i optičke senzore, ultrazvučne senzore, magnetne senzore i kapacitivne senzore. Koje su njihove karakteristike i koje su njihove primene? Pogledajte!
U ovom članku cete naučiti:
- Koji je princip rada senzora blizine?
- Kako rade induktivni senzori?
- Kako rade laserski i optički senzori?
- Kako rade ultrazvučni senzori?
- Kako rade magnetni senzori?
- Kako rade kapacitivni senzori?
Za šta se koriste senzori blizine?
21. vek nije samo brz razvoj računara i IT-a, vec i automatizacije. Međutim, sve napredniji uređaji zahtevaju sve više različitih vrsta senzora. Među njima možemo pronaci i jednostavne senzore , čiji je osnovni zadatak da signaliziraju prisustvo, kao i veoma napredne senzore za obradu trodimenzionalnih slika. Međutim, automatizacija najčešce koristi senzore blizine . Čemu služe? Njihov osnovni zadatak je da signaliziraju prisustvo objekta na beskontaktan način. Najpopularnije vrste senzora blizine navedene su u nastavku.
Senzori blizine u Oninenu
Induktivni senzori
Prvi modeli takvih senzora pojavili su se 1960-ih i još uvek su među najpopularnijim u sistemima automatizacije. Takvi induktivni senzori (npr. Truck BI2-EG08-AN6X-V1131) su savršeni kada je potrebno detektovati element napravljen od metala na veoma maloj udaljenosti od senzora. Induktivni senzori blizine mogu se razlikovati po kucištu i tipu. Međutim, konstrukcija svakog induktivnog senzora sastoji se od sledecih delova:
- kalem,
- oscilator,
- kola za detekciju,
- izlazna kola.
Koji je princip rada induktivnog senzora blizine? Kod takvih senzora, naizmeničnu struju generiše oscilator, a zatim prolazi kroz kalem, generišuci magnetno polje. Pravac postavljanja kalema određuje gde se nalazi aktivna površina senzora. Kada metalni predmet uđe u polje detekcije senzora, on generiše magnetno polje usmereno suprotno od polja koje generiše kalem. To uzrokuje smanjenje amplitude oscilacija, a detekcija se vrši pomocu kola za detekciju. Na ovaj način se aktiviraju izlazna kola. Senzori blizine ovog tipa se najčešce koriste u industrijskom sektoru.
Kucišta induktivnih senzora mogu biti veoma različita, ali najpopularniji i najčešce kupovani su cilindrični senzori (npr. XSAV11373 SCHNEIDER). Induktivni senzori blizine mogu detektovati različite vrste metala.
Prilikom izbora induktivnog senzora, trebalo bi da obratite pažnju na parametre kao što su:
- domet senzora – obično se izražava kao maksimalni domet induktivnog senzora. Zavisi od toga od kog metala je napravljen detektovani objekat.
- histerezis – najčešce izražen kao procentualna vrednost, uključena u funkciju opsega senzora. To je razlika u udaljenosti na koju induktivni senzor reaguje kada se približava ili udaljava od površine senzora. Vrednost histerezisa uglavnom zavisi od tipa i veličine senzora i obično ne prelazi 20% opsega merenja.
- faktor materijala (smanjenje dometa) – za ovu vrstu senzora koristi se skala vrednosti faktora materijala. Ona određuje približan domet induktivnog senzora za dati materijal.
- površina senzora – način na koji je površina senzora izgrađena je takođe veoma važan. Ovo određuje da li ce domet senzora biti duži ili kraci. Ugrađena površina induktivnog senzora blizine obično ima kraci domet, ali precizniju tačku povezivanja. S druge strane, neugrađene površine senzora imaju duži domet, ali manje preciznu tačku povezivanja.
- Stepen zaštite (namena i otpornost senzora) – definisanje uslova u kojima i gde se senzori blizine mogu koristiti.
Optički i laserski senzori
Druga vrsta senzora blizine su fotoelektrični senzori, kod kojih je izvor svetlosti, na primer, laserske diode (npr. Banner QS18VP6LAF). Proizvođači često koriste modulaciju svetlosnog snopa, što značajno smanjuje smetnje i potrošnju energije. Najčešce na tržištu možemo pronaci laserske senzore blizine, kod kojih je predajnik kombinovan sa izvorom svetlosti, mada postoje i modeli sa odvojenim modulima. Zahvaljujuci laserskim senzorima, moguce je detektovati čak i veoma male objekte, pa čak i njihove minimalne pokrete. Ove vrste senzora reaguju trenutno i karakteriše ih veoma veliki opseg detekcije. S druge strane, velika osetljivost laserskih senzora na kontaminaciju može biti problem. Na tržištu možemo pronaci laserske senzore koji koriste direktnu refleksiju od objekta, koriste refleksiju od reflektora na objektu (objekat se detektuje kada prekriva emitovani svetlosni snop), koriste refleksiju polarizovane svetlosti (reaguje samo na snop iz prethodno određenog pravca, a preostali snopovi se ignorišu). Neki modeli rade koristeci takozvane barijere (odvojeni predajnik i prijemnik). Detekcija objekta se dešava kada ovaj objekat prekine snop između dva modula. Na tržištu su dostupni ioptički senzori koji koriste LED diode umesto laserske diode (npr. XUX1ARCNT16 SCHNEIDER). Princip rada optičkog senzora je sličan laserskoj verziji.
Ultrazvučni senzori blizine
Ultrazvučni senzori su definitivno mlađe rešenje, najmanje 30 godina mlađe od optičkih ili induktivnih senzora. Kod ultrazvučnih senzora (npr. Banner QS18UPAQ8), ultrazvučni talas se emituje u pravcu detektovanih objekata. Kada ovaj talas zaista pogodi objekat, on se od njega reflektuje i vraca se senzoru. U ovom slučaju, međutim, problem je što se ultrazvuk može reflektovati i od objekata koji nisu predmet merenja (npr. kucište mašine). Stoga, da bi se izbeglo falsifikovanje merenja, računa se vreme koje prođe od slanja do prijema talasa. Kada je ovo vreme krace nego što se ranije pretpostavljalo, senzor ce smatrati da je detektovao objekat, kada je duže - da se refleksija dogodila od mašine ili zida. Ultrazvučni senzori blizine imaju mnoge prednosti, uključujuci otpornost čak i na velike količine prljavštine, mogu da rade uronjeni u tečnosti i detektuju različite vrste objekata.
Magnetni senzori blizine
Magnetni senzori (npr. Elektronski MZ070186) spadaju među najjednostavnije senzore blizine. Njihov princip rada zasniva se na upravljanju kontaktima pod uticajem magnetnog polja, čiji izvor može biti elektromagnet ili permanentni magnet. U zavisnosti od modela senzora, kontakti se mogu prilagoditi za provođenje malih struja ili za velika induktivna opterecenja. Za razliku od drugih senzora blizine, magnetni senzori se odlikuju jednostavnom strukturom, nema elektronike koja bi mogla da se pokvari. Zbog činjenice da se magnetni senzori blizine odlikuju visokom otpornošcu na prašinu i visoke temperature, kao i magnetne vibracije, mogu se koristiti tamo gde su uslovi rada teški.
Takvi senzori blizine takođe imaju visoku otpornost na preopterecenja i prenapone, a senzori se mogu koristiti u različitim sistemima automatizacije (npr. za pneumatske aktuatore). Međutim, potrebno je računati sa niskom osetljivošcu takvih senzora i potrebom za upotrebom magneta ili elektromagneta.
Kapacitivni senzori blizine
Kapacitivni senzori (npr. L80. CDWM3020ZPM SELS) mogu se koristiti za detekciju i metalnih predmeta i drugih vrsta prepreka (voda, drvo, plastika itd.). Sposobnost detekcije plastičnih predmeta, posebno, čini kapacitivne senzore popularnim u sistemima mašina za pakovanje, ali se koriste i, na primer, za detekciju kada je rezervoar napunjen tečnošcu itd. Ova vrsta senzora radi merenjem promene kapacitivnosti između predmeta i senzora. Ovo stvara kondenzator čija kapacitivnost zavisi od udaljenosti između predmeta i senzora. Kada se predmet pojavi u polju detekcije, kapacitivnost kondenzatora se povecava, što daje signal oscilatoru za rad. Da li je frekvencija pala ili povecana, detektuje kolo za detekciju i pokrece pojačalo koje napaja kontakte releja.
Velika prednost kapacitivnih senzora je mogucnost lakog podešavanja njihove osetljivosti (radne udaljenosti). Ova osetljivost zavisi od veličine senzora, kao i od materijala detektovanog objekta.
Pored toga, kapacitivni senzori su izuzetno otporni na smetnje, kao što su prašina, aerosoli u vazduhu ili elektromagnetne smetnje. Iz tog razloga, kapacitivni senzori blizine se koriste u raznim industrijama - prehrambenoj, automobilskoj, kao i u skladištima i prenosivoj tehnici.
Senzori blizine u ponudi kompanije Onninen
Na tržištu postoje razne vrste senzora blizine, a proizvođači se međusobno takmiče u inovativnim dizajnerskim rešenjima. To znači da možete lako odabrati pravi senzor za dati sistem automatizacije i u potpunosti iskoristiti njegove mogucnosti. Možete birati senzore blizine u zavisnosti od vaših želja. Možete birati između kapacitivnog senzora, induktivnog senzora, laserskog ili optičkog senzora, ultrazvučnog senzora, magnetnog senzora. Pogledajte asortiman senzora blizine kod veleprodajca električne opreme Onninen i izaberite proizvod prilagođen vašim potrebama!