Wiadomości

  • 4 maja 2022
  • wyświetleń: 967

Bezkontaktowe wykrywanie elementów, czyli zastosowanie czujników zbliżeniowych

Materiał partnera:

Rozwój nowoczesnych technologii to jeden z fundamentów XXI wieku. Wszelkiego rodzaju komputery, smartfony, automatyka - to wszystko potrzebuje jednak odpowiednio dostosowanych czujników, które pozwalają na sprawną realizację założonych rozwiązań technicznych, w które te urządzenia są wyposażone. Czym zatem są czujniki zbliżeniowe i jakie jest ich zastosowanie?

Whitpress


Czujniki zbliżeniowe - co to?



W dużym skrócie - czujniki zbliżeniowe to aparatura, która pozwala na bezkontaktowe wykrywanie elementów. Reagują wówczas, gdy dany przedmiot znajdzie się w odległości przekraczającej odległość graniczną, która jest odgórnie zaprogramowana, w zależności od rodzaju sensora. Stosowane są na szeroką skalę przede wszystkim w automatyce i służą do kontroli położenia, przemieszczenia i poziomu. Takich czujników możemy wyróżnić kilka rodzajów - magnetyczne, indukcyjne i pojemnościowe. Różnią się od siebie konstrukcją oraz technologią wykonania.

Czujniki indukcyjne



Czujnik indukcyjny to element, który działa na podstawie zmiany parametrów obwodu magnetycznego czujnika w wyniku przemieszczania się obiektów (zwykle metalowych) w obszarze jego powierzchni aktywnej. Upraszczając - jeśli mamy przedmiot, który zbudowany jest materiału na który czujnik jest wrażliwy i zbliżymy go do pola w obrębie którego działa, wówczas zostaje on aktywowany.

Za detekcję odpowiada element zwany cewką. Prąd przez nią przepływający powoduje, że indukuje się wokół niej pole elektromagnetyczne, które z kolei oddziałuje na elementy wykonane z metalu, znajdujące się w obrębie aktywnego pola czujnika. Wszelkie zachodzące w nim zmiany są na bieżąco monitorowane przez elektronikę czujnika, a zależą one od dystansu między danym obiektem i czołem czujnika. Jeśli odległość będzie odpowiednia, wówczas dochodzi do aktywacji czujnika (odległość można regulować zmieniając czułość czujnika).

Zastosowanie



Czujniki indukcyjne są niezwykle popularnymi urządzeniami detekcyjnymi. Wpływ na to mają dwie cechy: wysoka niezawodność oraz odporność na warunki środowiskowe (wszelkiego rodzaju pyłki czy zawilgocenie). Wykorzystywane są do wykrywania elementów metalowych rożnego rodzaju maszyn i urządzeń, celem np. sterowania ich pracą. Warto jednak mieć na uwadze, że wykrywać nim możemy tylko obiekty metalowe - nie ma mowy o reakcji czujnika na np. tworzywo sztuczne.

Czujniki Magnetyczne



Czujnik magnetyczny to wariant czujnika zbliżeniowego, który składa się z dwóch elementów - magnesu oraz łącznika elektrycznego. Dzięki właściwościom pozwalającym na wykrywanie obecności pola magnetycznego generowanego przez magnes stały używa się ich głównie do wykrywania magnesów.

Jak wygląda ich działanie? Mamy pole magnetyczne, które jest wytwarzanie wokół magnesów (ale również przewodników z prądem oraz poruszającego się ładunku elektrycznego). Czujnik magnetyczny reaguje na pole magnetyczne wytwarzane przez obiekty składające się z magnesu stale powiązanego z innym elementem. Co ważne, te elementy mogą być wykonane różnego rodzaju materiałów, choć warto zaznaczyć, że najwięcej korzyści daje stosowanie przedmiotów nieferromagnetycznych. Dzięki temu, czujnik ma zapewniony szerszy zakres działania.

W związku z tym, że pole magnetyczne przenika przez większość obiektów niemagnetycznych, czujnik może działać nawet jeśli między nim, a przedmiotem znajdzie się przeszkoda np. w postaci plastikowych ścianek.

Zastosowanie



Tego rodzaju czujniki stosowane są do wykrywania obiektów w ruchu postępowym lub obrotowym, elementów znajdujących się za ściankami plastikowymi (np. w rurach lub pojemnikach), a także dźwigach osobowych oraz towarowych, gdzie umożliwiają np. detekcję położenia kabiny.

Czujniki pojemnościowe



W tym przypadku mówimy o wariancie czujnika, który reaguje na zbliżanie się do jego powierzchni aktywnej - pola czujnika - dowolnego materiału. Czujniki pojemnościowe pozwalają na wykrywanie nie tylko metali, ale i np. cieczy w pojemniku. Urządzenie jest zbudowane z dwóch elektrod metalowych, które tworzą kondensator otwarty. Zbliżając do niego obiekt, kondensator zacznie zmieniać swoją pojemność. Aktywacja czujnika następuje w momencie, w którym pojemność będzie różniła się w wystarczającym stopniu od pojemności podstawowej (kiedy wokół czujnika nie ma żadnego elementu).

Ważną informację stanowi fakt, iż każdy materiał ma swoją wartość dielektryczną. Im jest ona mniejsza, tym mniejszą odległość od czujnika należy ustalić. Dla przykładu - wartość dielektryczna powietrza to 1, szkła 5-15, metalu 50-80, wody natomiast 80.

Zastosowanie



Czujniki pojemnościowe wykorzystuje się do szeregu różnych działań - min. wykrywania elementów dielektrycznych, kontroli poziomu cieczy, granulatów lub substancji agresywnych, wykrywania obiektów metalicznych itp.

Czujniki stały się w zasadzie kluczowym elementem automatyki. Bez nich niemożliwe byłoby wykonywanie większości prac w przemyśle, ale i w gospodarstwach domowych. Kto by pomyślał - nieskomplikowane i dość proste w swojej zasadzie działania, a kluczowe w rozwoju technologii XXI wieku. Szereg nowoczesnych urządzeń do automatyki przemysłowej znajdziesz na stronie: https://www.newtech.com.pl/