Сьогодні важко уявити сучасні системи автоматизації без передових датчиків наближення. Такі елементи відіграють ключову роль у багатьох пристроях, і їх використання обмежується лише кмітливістю інженерів. Існує кілька типів датчиків наближення, включаючи: індуктивні датчики, лазерні та оптичні датчики, ультразвукові датчики, магнітні датчики та ємнісні датчики. Які вони мають властивості і в чому їх застосування? Перевірте!
З цієї статті ви дізнаєтеся:
- Який принцип роботи датчика наближення?
- Як працюють індуктивні датчики?
- Як працюють лазерні та оптичні датчики?
- Як працюють ультразвукові датчики?
- Як працюють магнітні датчики?
- Як працюють ємнісні датчики?
Для чого використовуються датчики наближення?
21 століття — це не лише стрімкий розвиток комп’ютерів та ІТ, а й автоматизації. Однак все більше і більше вдосконалених пристроїв потребують все більше різних типів датчиків. Серед них ми можемо знайти як прості датчики , основним завданням яких є сигналізація про присутність, так і дуже просунуті датчики для обробки тривимірних зображень. Однак в автоматиці найчастіше використовуються датчики наближення . Для чого вони? Їхнє основне завдання — безконтактним способом сигналізувати про наявність предмета. Нижче наведено найпопулярніші типи датчиків наближення.
Датчики наближення в Оннінен
Індуктивні датчики
Перші моделі таких датчиків з'явилися в 1960-х роках і досі є одними з найбільш часто встановлюваних в системах автоматизації. Даний тип індуктивних датчиків (наприклад, Truck BI2-EG08-AN6X-V1131) ідеально підходить, коли необхідно виявити металевий елемент на дуже невеликій відстані від датчика. Індуктивні датчики наближення можуть відрізнятися корпусом і типом. Однак структура кожного індуктивного датчика складається з наступних частин:
- котушка,
- осцилятор,
- схеми виявлення,
- вихідні ланцюги.
Який принцип роботи індуктивного датчика наближення? У таких датчиках змінний струм генерується осцилятором, а потім проходить через котушку, створюючи магнітне поле. Активна поверхня датчика залежить від напрямку кріплення котушки. Коли в полі виявлення датчика з’являється металевий предмет, він створює магнітне поле, спрямоване протилежно полю, створюваному котушкою. Це призводить до зменшення амплітуди коливань і виявляється схемою виявлення. Таким чином активуються вихідні схеми. Датчики наближення такого типу найчастіше використовуються в промисловому секторі.
Корпуси індукційних датчиків можуть бути самими різними, але найпопулярнішими і купуваними є циліндричні датчики (наприклад, XSAV11373 SCHNEIDER). Індуктивні датчики наближення можуть виявляти різні типи металів.
При виборі індукційного датчика слід звернути увагу на такі параметри, як:
- діапазон датчика – зазвичай виражається як максимальний діапазон індуктивного датчика. Це залежить від того, з якого металу зроблений виявлений предмет.
- гістерезис – найчастіше виражається у відсотковому значенні, включеному як функція діапазону датчика. Це різниця в відстані, на яку реагує індуктивний датчик, коли метал наближається або віддаляється від поверхні датчика. Значення гістерезису в основному залежить від типу та розміру датчика і зазвичай не перевищує 20% діапазону вимірювання.
- матеріальний коефіцієнт (зниження діапазону) – для даного типу датчиків використовується шкала значень матеріальних коефіцієнтів. Він визначає приблизний радіус дії індуктивного датчика на даному матеріалі.
- грань сенсора – також дуже важливо, як побудована грань сенсора. Це визначає, чи буде діапазон датчика більшим чи меншим. Закрита поверхня індуктивного датчика наближення зазвичай має менший діапазон, але точнішу точку підключення. У свою чергу, невбудовані поверхні датчика мають більший діапазон, але менш точну точку підключення.
- Ступінь захисту (цільове призначення і стійкість датчика) – визначає, в яких умовах і де можна використовувати датчики наближення.
Оптичні та лазерні датчики
Інший вид датчиків наближення - це фотоелектричні датчики, в яких джерелом світла є, наприклад, лазерні діоди (наприклад, Banner QS18VP6LAF). Виробники часто використовують модуляцію світлового променя, що значно знижує перешкоди та енергоспоживання. Найчастіше на ринку ми зустрічаємо лазерні датчики наближення, в яких передавач поєднується з джерелом світла, хоча зустрічаються і моделі з окремими модулями. Завдяки лазерним датчикам можна виявити навіть дуже маленькі об'єкти і навіть їх мінімальні рухи. Ці типи датчиків швидко реагують і характеризуються дуже великим діапазоном виявлення. З іншого боку, висока чутливість лазерних датчиків до забруднення може бути проблемою. На ринку можна знайти лазерні датчики, які використовують пряме відбиття від об’єкта, використовують відбиття від рефлектора на об’єкті (об’єкт виявляється, коли він покриває випромінюваний промінь світла), використовують відбиття поляризованого світла (реагує лише на промінь від попередньо визначений напрямок, а інші промені ігноруються). Деякі моделі працюють за допомогою т.зв бар'єри (передавач і приймач розділені). Виявлення об'єкта відбувається, коли цей об'єкт перериває промінь між двома модулями. На ринку також доступні оптичні датчики , які використовують світлодіоди замість лазерного діода (наприклад, XUX1ARCNT16 SCHNEIDER). Однак принцип роботи оптичного датчика схожий з лазерним варіантом.
Ультразвукові датчики наближення
Ультразвукові датчики, безперечно, є рішенням, яке принаймні на 30 років молодше, ніж, наприклад, оптичні чи індукційні датчики. В ультразвукових датчиках (наприклад, Banner QS18UPAQ8) ультразвукова хвиля випромінюється до виявлених об’єктів. Коли ця хвиля справді потрапляє на об’єкт, вона відбивається від нього та повертається до датчика. Однак проблема в цьому випадку полягає в тому, що ультразвук може відбиватися і від об'єктів, які не є об'єктом вимірювання (наприклад, корпус машини). Тому, щоб уникнути фальсифікації вимірювання, підраховується час, який проходить від відправлення до отримання хвилі. Якщо цей час менший, ніж передбачалося раніше, датчик вважатиме, що він виявив об’єкт, коли він довший – він відбився від машини чи стіни. Ультразвукові датчики наближення мають багато переваг, серед яких: вони стійкі навіть до сильного забруднення, можуть працювати в рідині та виявляти різні типи об'єктів.
Магнітні датчики наближення
Магнітні датчики (наприклад, Electronic MZ070186) є одними з найпростіших датчиків наближення. Принцип їх дії полягає в управлінні контактами під впливом магнітного поля, джерелом якого може бути електромагніт або постійний магніт. Залежно від моделі датчика, контакти можуть бути розроблені для передачі малих струмів або великих індуктивних навантажень. На відміну від інших датчиків наближення, магнітні датчики мають просту конструкцію, немає електроніки, яка могла б вийти з ладу. Завдяки тому, що магнітні індуктивні датчики характеризуються високою стійкістю до пилу і високих температур, а також магнітних коливань, їх можна використовувати в складних умовах експлуатації.
Такі безконтактні датчики також мають високу стійкість до перевантажень і перенапруг, і датчики можуть використовуватися в різних системах автоматизації (наприклад, для пневматичних приводів). Однак слід враховувати низьку чутливість таких датчиків і необхідність використання магнітів або електромагнітів.
Ємнісні датчики наближення
Ємнісні датчики (наприклад, L80. CDWM3020ZPM SELS) можна використовувати як для виявлення металевих предметів, так і інших типів перешкод (вода, дерево, пластик тощо). Зокрема, завдяки здатності виявляти пластикові об’єкти ємнісні датчики охоче встановлюються в системи пакувальних машин, але вони також використовуються, наприклад, для виявлення, коли резервуар наповнений рідиною, тощо. Цей тип датчика працює, вимірюючи зміну в ємність між об’єктом і датчиком. Це створює конденсатор, ємність якого залежить від відстані між об’єктом і датчиком. При появі об'єкта в полі виявлення ємність конденсатора збільшується, що сигналізує про роботу генератора. Зменшення чи збільшення частоти визначається схемою виявлення та активує підсилювач для живлення контактів реле.
Великою перевагою ємнісних датчиків є можливість легкого налаштування їх чутливості (робочої відстані). Ця чутливість залежить від розміру датчика, а також від того, з якого матеріалу виготовлений виявлений об'єкт.
Крім того, ємнісні датчики надзвичайно стійкі до перешкод, таких як пил, аерозоль у повітрі або електромагнітний вплив. З цієї причини ємнісні датчики наближення використовуються в різних галузях промисловості - харчової, автомобільної, а також складських і мобільних технологій.
Датчики наближення в пропозиції Onninen
На ринку доступні різні типи датчиків наближення, і виробники конкурують між собою в інноваційних дизайнерських рішеннях. Це дає можливість легко підібрати відповідний датчик для даної системи автоматизації та повною мірою використовувати її можливості. Ви можете вибрати датчики наближення залежно від ваших уподобань. Ви можете вибрати серед іншого: ємнісний датчик, індуктивний датчик, лазерний або оптичний датчик, ультразвуковий датчик, магнітний датчик. Ознайомтеся з пропозицією датчиків наближення в оптовому магазині електротехніки Onninen і виберіть продукт відповідно до ваших потреб!