1. Indukcyjny czujnik zbliżeniowy:
Indukcyjne czujniki zbliżeniowe działają na zasadzie wykorzystania pól elektromagnetycznych, dzięki czemu mogą wykrywać jedynie cele metalowe. Kiedy metalowy cel wchodzi w pole elektromagnetyczne, indukcyjne właściwości metalu zmieniają charakterystykę pola magnetycznego, ostrzegając czujnik zbliżeniowy o obecności metalowego celu. W zależności od tego, jak bardzo metal jest postrzegany, cel można wykryć z większej lub mniejszej odległości.
Indukcyjny czujnik zbliżeniowy składa się z czterech głównych części: rdzenia ferrytowego cewki, oscylatora, wyzwalacza Schmitta i wzmacniacza wyjściowego.
Oscylator ten generuje symetrycznie oscylujące pole magnetyczne emitowane przez układ cewek umieszczonych na rdzeniu ferrytowym i powierzchni czujnikowej. Kiedy żelazny cel wchodzi w pole magnetyczne, na powierzchni metalu generowany jest niewielki, niezależny prąd elektryczny, zwany prądem wirowym. Zmienia to magnetoopór (częstotliwość naturalną) obwodu magnetycznego, zmniejszając amplitudę oscylacji. W miarę jak więcej metalu dostaje się do pola indukcyjnego, amplituda oscylacji maleje i ostatecznie zanika. (Jest to „oscylator tłumienia wirów” lub zasada Ecko.) Wyzwalacz Schmitta reaguje na zmiany amplitudy i reguluje sygnał wyjściowy czujnika. Kiedy cel w końcu opuści zasięg czujnika, obwód zaczyna ponownie oscylować, a wyzwalacz Schmidta przywraca czujnik do poprzedniego stanu wyjściowego.
Ze względu na ograniczenie pola magnetycznego zakres wykrywania czujnika indukcyjnego jest stosunkowo wąski i wynosi średnio od kilku milimetrów do 60 milimetrów. Jednak zdolność czujników indukcyjnych do przystosowania się do środowiska i wszechstronność wykrywania metali rekompensują ich niedociągnięcia w zakresie. Indukcyjne czujniki zbliżeniowe charakteryzują się długą żywotnością ze względu na brak zużycia ruchomych części. Należy jednak zauważyć, że zanieczyszczenia metalami, takie jak pilniki stosowane w zastosowaniach związanych z cięciem, mogą czasami wpływać na działanie czujnika. Z tego powodu obudowa czujników indukcyjnych jest zwykle wykonana z niklowanego-mosiądzu, stali nierdzewnej lub tworzywa sztucznego PBT.
2. Pojemnościowy czujnik zbliżeniowy:
Pojemnościowe czujniki zbliżeniowe mogą wykrywać-metalowe i niemetaliczne cele w postaci proszku, granulatu, cieczy i ciała stałego. To, w połączeniu z ich zdolnością do wykrywania materiałów nieżelaznych-, czyni je idealnymi do obserwacji, monitorowania szkła, wykrywania poziomu w zbiorniku i identyfikacji poziomu proszku w zbiorniku.
W czujnikach pojemnościowych dwie płytki przewodzące (o różnych potencjałach) są umieszczone w głowicy czujnika i ustawione tak, aby działały jak kondensatory-z obwodem otwartym. Powietrze działa jak izolator: w stanie spoczynku pojemność między dwiema płytkami jest niewielka. Podobnie jak czujniki indukcyjne, płytki te są podłączone do oscylatorów, wyzwalaczy Schmitta i wzmacniaczy wyjściowych. Kiedy cel wchodzi w obszar wykrywania, pojemność obu płytek wzrasta, powodując zmianę amplitudy oscylatora, zmianę stanu wyzwalania Schmitta i generowanie sygnału wyjściowego.
Warto wspomnieć, że należy zwrócić uwagę na różnicę między czujnikami indukcyjnymi i pojemnościowymi: czujniki indukcyjne oscylują w kierunku celu, a czujniki pojemnościowe oscylują w kierunku celu. Ponieważ indukcja pojemnościowa wymaga podkładki ładującej, jest wolniejsza niż indukcja indukcyjna, z zakresem indukcyjnym 10 ~ 50 Hz i zakresem indukcyjnym 3 ~ 60 mm. Ponieważ czujniki pojemnościowe mogą wykrywać większość typów materiałów, należy je trzymać z dala od materiałów-innych niż docelowe, aby uniknąć fałszywego wyzwalania. Dlatego też, jeżeli obiekt zawiera materiały żelazne, bardziej niezawodnym wyborem są czujniki indukcyjne.
3. Fotoelektryczny czujnik zbliżeniowy:
Fotoelektryczne czujniki zbliżeniowe są szeroko stosowane do wykrywania celów o średnicy zaledwie 1 mm lub w odległości do 60 mm. Wszystkie fotoczujniki składają się z kilku podstawowych elementów: każdy czujnik ma emiter, źródło światła (-diodę elektroluminescencyjną, diodę laserową), fotodiodę lub odbiornik fototranzystora służący do wykrywania emitowanego światła oraz pomocniczą elektronikę wzmacniającą odbierany sygnał.
Istnieją trzy główne typy fotoelektrycznych czujników zbliżeniowych: odblaskowe, odblaskowe i rozproszone.
Kiedy światło emitowane przez czujnik zostanie odbite przez odbiornik fotoelektryczny, odblaskowy czujnik zbliżeniowy wykryje cel. Kiedy cel odłączy wiązkę pomiędzy nadajnikiem i odbiornikiem czujnika, przeciwny czujnik wykryje cel.
Niezawodny czujnik fotoelektryczny jest przeciwieństwem czujnika. Nadajnik i odbiornik są oddzielone oddzielną obudową, aby zapewnić stałą wiązkę. Wiązka jest wykrywana, gdy zostaje przerwana przez obiekt przechodzący przez obie wiązki. Urządzenia transoptoelektroniczne, pomimo dużej niezawodności, są urządzeniami niepożądanymi. Ponieważ instalowanie nadajnika i odbiornika w dwóch przeciwnych miejscach, które mogą być bardzo daleko, jest kosztowne i pracochłonne.
Unikalną cechą promiennikowych czujników fotoelektrycznych jest efektywne wykrywanie obecności silnych zanieczyszczeń powietrza. Jeśli zanieczyszczenia zgromadzą się bezpośrednio na nadajniku lub odbiorniku, istnieje większe ryzyko fałszywego wyzwolenia. Jednak niektórzy producenci integrują obecnie wyjście alarmowe z obwodami czujnika, aby monitorować ilość światła emitowanego do odbiornika. Gdy wykryte światło spadnie do określonej jasności w przypadku braku obiektu, czujnik ostrzega za pomocą wbudowanej-diody LED lub linii wyjściowej.
Nadajnik i odbiornik odblaskowego czujnika zbliżeniowego nie mają oddzielnych obudów, ale znajdują się w tej samej obudowie i są zwrócone w tym samym kierunku. Emiter wytwarza wiązkę światła laserowego, podczerwonego lub widzialnego i rzutuje ją na specjalnie zaprojektowany reflektor, który następnie odchyla wiązkę z powrotem do odbiornika. Ścieżka optyczna jest wykrywana, gdy jest uszkodzona lub w inny sposób zakłócana.
Zaletą odblaskowych czujników zbliżeniowych jest to, że można je łatwo rozmieścić. Należy go zamontować tylko z jednej strony, co może znacznie zaoszczędzić na częściach i kosztach czasu.
Podobnie jak czujniki refleksyjne, nadajnik i odbiornik czujnika refleksyjnego znajdują się w tej samej obudowie. Jednakże cel detekcji działa jak reflektor, więc wykrywa światło odbite z dużej odległości. Nadajnik emituje wiązkę światła (zwykle pulsującą podczerwień, światło widzialne lub laser), która rozprasza się we wszystkich kierunkach, wypełniając obszar detekcji. Następnie cel wchodzi w ten obszar i odchyla część wiązki z powrotem do odbiornika. Gdy na odbiorniku jest wystarczająca ilość światła, następuje detekcja i wyjście jest włączane lub wyłączane (w zależności od tego, czy czujnik jest włączony, czy wyłączony).
Typowym przykładem czujnika rozproszonego jest kran z czujnikiem w zlewie toalety publicznej. Ręka umieszczona pod dyszą działa jak reflektor, powodując otwarcie zaworu wodnego. Należy pamiętać, że ponieważ celem (ręką) jest reflektor, na rozproszone czujniki fotoelektryczne często wpływają właściwości materiału i powierzchni celu; Zasięg wykrywania celów nie-odblaskowych, takich jak czarny matowy papier, będzie znacznie zmniejszony w porównaniu z jasnobiałymi celami.
4. Czujnik ultradźwiękowy:
Ultradźwiękowe czujniki zbliżeniowe znajdują zastosowanie w wielu zautomatyzowanych procesach produkcyjnych. Wykorzystują fale dźwiękowe do wykrywania obiektów, więc kolor i przezroczystość nie mają na nie wpływu. Dzięki temu idealnie nadają się do różnych zastosowań, w tym do zdalnego wykrywania przezroczystego szkła i tworzyw sztucznych, pomiaru odległości, ciągłej kontroli poziomu cieczy i cząstek oraz do gromadzenia się papieru, blachy i drewna-.
Typowe typy są takie same jak indukcja fotoelektryczna: odwrócona, odblaskowa i dyfuzyjna.
Ultradźwiękowe rozproszone czujniki zbliżeniowe wykorzystują czujnik akustyczny, który emituje serię impulsów dźwiękowych, a następnie nasłuchuje ich powrotu od odbitego celu. Po odebraniu odbitego sygnału czujnik wysyła sygnał wyjściowy do urządzenia sterującego. Zasięg wykrywania został zwiększony do 2,5 metra.
Ultradźwiękowe czujniki refleksyjne mogą wykrywać obiekty w określonej odległości wykrywania poprzez pomiar czasu propagacji. Czujnik emituje serię impulsów dźwiękowych, które odbijają się od nieruchomego przeciwległego reflektora (dowolna płaska twarda powierzchnia, maszyna, płyta). Fale dźwiękowe muszą być zwracane do czujnika w-odstępach ustawionych przez użytkownika. Jeśli nie, zakłada się, że obiekt blokuje ścieżkę wykrywania, a czujnik emituje odpowiedni sygnał wyjściowy. Ponieważ czujnik wykrywa zmiany w czasie propagacji, a nie tylko zwraca sygnał, idealnie nadaje się do wykrywania materiałów-pochłaniających i odchylających dźwięk, takich jak bawełna, pianka, tkanina i guma piankowa.
Podobny do przeciwnej fotokomórki
