Danas je teško zamisliti moderne sisteme automatizacije bez naprednih senzora blizine. Takvi elementi igraju ključnu ulogu u mnogim uređajima, a njihova upotreba je ograničena samo genijalnošcu inženjera. Postoji nekoliko tipova senzora blizine, uključujuci: induktivne senzore, laserske i optičke senzore, ultrazvučne senzore, magnetne senzore i kapacitivne senzore. Koje su njihove karakteristike i koja je njihova upotreba? Proveravati!
Iz ovog članka cete naučiti:
- Koji je princip rada senzora blizine?
- Kako funkcionišu induktivni senzori?
- Kako funkcionišu laserski i optički senzori?
- Kako rade ultrazvučni senzori?
- Kako funkcionišu magnetni senzori?
- Kako funkcionišu kapacitivni senzori?
Za šta se koriste senzori blizine?
21. vek se ne odnosi samo na brzi razvoj računara i IT-a, vec i na automatizaciju. Međutim, sve naprednijim uređajima je potrebno sve više različitih tipova senzora. Uključuju kako jednostavne senzore čiji je osnovni zadatak da signaliziraju prisustvo, tako i veoma napredne senzore za obradu trodimenzionalnih slika. Međutim, automatizacija najčešce koristi senzore blizine . Čemu služe? Njihov osnovni zadatak je da na beskontaktan način signaliziraju prisustvo nekog objekta. Najpopularniji tipovi senzora blizine su navedeni u nastavku.
Senzori blizine u Onninenu
Induktivni senzori
Prvi modeli takvih senzora pojavili su se šezdesetih godina prošlog veka i još uvek su među najčešce instaliranim u sistemima automatizacije. Ovaj tip induktivnih senzora (npr. Kamion BI2-EG08-AN6Ks-V1131) je savršen 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, struktura svakog induktivnog senzora sastoji se od sledecih delova:
- kalem,
- oscilator,
- kola za detekciju,
- izlazna kola.
Koji je princip rada induktivnog senzora blizine? U takvim senzorima, naizmeničnu struju generiše oscilator, a zatim prolazi kroz kalem, stvarajuci magnetno polje. Aktivna površina senzora zavisi od smera montaže zavojnice. Kada se metalni predmet pojavi u polju detekcije senzora, on stvara magnetno polje usmereno suprotno od polja koje generiše kalem. Ovo uzrokuje smanjenje amplitude oscilacije i detektuje je detekciono kolo. Na ovaj način se aktiviraju izlazna kola. Senzori blizine ovog tipa najčešce se koriste u industrijskom sektoru.
Kucišta induktivnih senzora mogu biti veoma različita, ali najpopularniji i najčešce kupovani su cilindrični senzori (npr. KSSAV11373 SCHNEIDER). Induktivni senzori blizine mogu detektovati različite vrste metala.
Prilikom izbora induktivnog senzora, obratite pažnju na parametre kao što su:
- domet senzora – obično se izražava kao maksimalni domet induktivnog senzora. Zavisi od kog metala je detektovani objekat napravljen.
- histereza – najčešce izražena u procentima, uključena kao funkcija opsega senzora. Ovo je razlika u udaljenosti na koju reaguje induktivni senzor kada pomerate metal bliže ili udaljavajuci se od lica senzora. Vrednost histereze uglavnom zavisi od tipa i veličine senzora i obično ne prelazi 20% opsega merenja.
- materijalni koeficijent (smanjenje opsega) – za ovu vrstu senzora se koristi skala vrednosti koeficijenta materijala. Određuje približni opseg induktivnog senzora na datom materijalu.
- lice senzora – kako je lice senzora izgrađeno je takođe veoma važno. Ovo određuje da li ce domet senzora biti veci ili manji. Zatvorena strana induktivnog senzora blizine obično ima kraci domet, ali precizniju tačku povezivanja. Zauzvrat, neizgrađena lica senzora imaju veci domet, ali manje preciznu tačku povezivanja.
- Stepen zaštite (namena i otpor senzora) – određuje pod kojim uslovima i gde se senzori blizine mogu koristiti.
Optički i laserski senzori
Drugi tip senzora blizine su fotoelektrični senzori u kojima su izvor svetlosti, na primer, laserske diode (npr. Banner KS18VP6LAF). Proizvođači često koriste modulaciju svetlosnog snopa, što značajno smanjuje smetnje i potrošnju energije. Najčešce na tržištu srecemo laserske senzore blizine u kojima 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 njihova minimalna kretanja. Ovi tipovi senzora brzo reaguju i karakteriše ih veoma dug domet 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, koristeci refleksiju od reflektora na objektu (objekat se detektuje kada pokrije emitovani svetlosni snop), koristeci refleksiju polarizovane svetlosti (reaguje samo na snop od prethodno utvrđenom pravcu, a ostali snopovi se zanemaruju). Neki modeli rade koristeci tzv barijere (predajnik i prijemnik odvojeni). Detekcija objekta se dešava kada ovaj objekat prekine snop između dva modula. Na tržištu su dostupni i optički senzori koji koriste LED umesto laserske diode (npr. KSUKS1ARCNT16 SCHNEIDER). Međutim, princip rada optičkog senzora je sličan laserskoj verziji.
Ultrazvučni senzori blizine
Ultrazvučni senzori su definitivno rešenje koje je najmanje 30 godina mlađe od, na primer, optičkih ili induktivnih senzora. U ultrazvučnim senzorima (npr. Banner KS18UPAK8), ultrazvučni talas se emituje prema detektovanim objektima. Kada ovaj talas zaista udari u objekat, odbija se od njega i vraca se senzoru. Međutim, problem u ovom slučaju je što se ultrazvuk može reflektovati i od objekata koji nisu predmet merenja (na primer, 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 je prethodno pretpostavljeno, senzor ce pretpostaviti da je detektovao objekat, kada je duže – odbio se od mašine ili zida. Ultrazvučni senzori blizine imaju mnoge prednosti, uključujuci: otporni su čak i na jaku prljavštinu, mogu da rade uronjeni u tečnost i detektuju različite vrste predmeta.
Magnetni senzori blizine
Magnetni senzori (npr. elektronski MZ070186) su među najjednostavnijim senzorima blizine. Njihov princip rada je da kontrolišu kontakte pod uticajem magnetnog polja, čiji izvor može biti elektromagnet ili trajni magnet. U zavisnosti od modela senzora, kontakti mogu biti dizajnirani da nose male struje ili velika induktivna opterecenja. Za razliku od drugih senzora blizine, magnetni senzori imaju jednostavnu strukturu, ne postoji elektronika koja bi se mogla pokvariti. Zbog činjenice da se magnetni senzori blizine odlikuju velikom otpornošcu na prašinu i visoke temperature, kao i na magnetne vibracije, mogu se koristiti u teškim uslovima rada.
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, treba uzeti u obzir nisku osetljivost takvih senzora i potrebu za korišcenjem magneta ili elektromagneta.
Kapacitivni senzori blizine
Kapacitivni senzori (npr. L80. CDVM3020ZPM SELS) se mogu koristiti i za detekciju metalnih predmeta i drugih vrsta prepreka (voda, drvo, plastika, itd.). Mogucnost detekcije plastičnih predmeta posebno čini kapacitivne senzore dobrovoljno ugrađenim u sisteme mašina za pakovanje, ali se takođe koriste, na primer, za otkrivanje kada je rezervoar napunjen tečnošcu, itd. Ovaj tip senzora funkcioniše tako što meri promenu kapacitivnosti. između objekta i senzora. Ovo stvara kondenzator čiji kapacitet zavisi od udaljenosti između objekta i senzora. Kada se objekat pojavi u polju detekcije, kapacitivnost kondenzatora se povecava, što signalizira oscilatoru da radi. Da li se frekvencija smanjila ili povecala detektuje kolo za detekciju i aktivira pojačalo da napaja kontakte releja.
Velika prednost kapacitivnih senzora je mogucnost jednostavnog podešavanja njihove osetljivosti (radne udaljenosti). Ova osetljivost zavisi od veličine senzora, kao i od materijala od kojeg je detektovani objekat napravljen.
Pored toga, kapacitivni senzori su izuzetno otporni na smetnje, kao što su prašina, aerosol u vazduhu ili elektromagnetni uticaj. Iz tog razloga, kapacitivni senzori blizine se koriste u različitim industrijama - prehrambenoj, automobilskoj, kao iu magacinskim i mobilnim tehnologijama.
Senzori blizine u Onninen ponudi
Na tržištu su dostupni različiti tipovi senzora blizine, a proizvođači se takmiče jedni sa drugima u inovativnim dizajnerskim rešenjima. Ovo omogucava da se lako izabere odgovarajuci senzor za dati sistem automatizacije i u potpunosti iskoristi njegove mogucnosti. Možete odabrati senzore blizine u zavisnosti od vaših preferencija. Možete birati između ostalog: kapacitivni senzor, induktivni senzor, laserski ili optički senzor, ultrazvučni senzor, magnetni senzor. Pogledajte ponudu senzora blizine kod veletrgovca električne energije Onninen i izaberite proizvod po meri vaših potreba!