Αισθητήρες προσέγγισης – βρείτε κατασκευαστές και προμηθευτές

Οι αισθητήρες εγγύτητας ανιχνεύουν αντικείμενα, τεμάχια εργασίας ή εξαρτήματα μηχανών χωρίς φυσική επαφή, εντός ενός περιορισμένου εύρους ανίχνευσης.

Χρησιμοποιούνται για την παρακολούθηση της παρουσίας, της θέσης, των τελικών θέσεων ή των ακολουθιών κίνησης. Το σήμα του αισθητήρα μπορεί στη συνέχεια να υποβληθεί σε επεξεργασία από έναν ελεγκτή για την ενεργοποίηση λειτουργιών του μηχανήματος, τη διακοπή διαδικασιών ή την έναρξη περαιτέρω βημάτων αυτοματισμού.
Ανάλογα με την αρχή μέτρησης, οι αισθητήρες εγγύτητας ανιχνεύουν μεταλλικά, μη μεταλλικά, διαφανή, υγρά ή στερεά αντικείμενα. Στους συνηθισμένους τύπους περιλαμβάνονται οι επαγωγικοί, οι χωρητικοί, οι οπτικοί, οι μαγνητικοί και οι υπερηχητικοί αισθητήρες εγγύτητας.
Τυπικές εφαρμογές συναντώνται στη μηχανική και τη μηχανική εγκαταστάσεων, στην τεχνολογία αυτοματισμού και συναρμολόγησης, στα συστήματα μεταφοράς, στα μηχανήματα συσκευασίας, στα εργαλειομηχανές, στην τεχνολογία αποθηκών και στον εξοπλισμό χειρισμού.
Παρακάτω παρέχεται μια επισκόπηση των τυπικών τύπων, εφαρμογών, πλεονεκτημάτων, περιορισμών και σημαντικών κριτηρίων επιλογής για τους αισθητήρες εγγύτητας.

Τύποι αισθητήρων εγγύτητας

Επαγωγικοί αισθητήρες προσέγγισης

Οι επαγωγικοί αισθητήρες εγγύτητας ανιχνεύουν μεταλλικά αντικείμενα μέσω μεταβολών σε ένα ηλεκτρομαγνητικό πεδίο.
Όταν ένα μεταλλικό αντικείμενο πλησιάζει την ενεργή επιφάνεια του αισθητήρα, δημιουργούνται δινορεύματα στο αντικείμενο. Αυτά επηρεάζουν το ηλεκτρομαγνητικό πεδίο και προκαλούν ένα σήμα εξόδου όταν επιτευχθεί η καθορισμένη απόσταση ανίχνευσης.
Οι επαγωγικοί αισθητήρες λειτουργούν χωρίς επαφή, είναι σχεδόν ανθεκτικοί στη φθορά και παρέχουν σύντομους χρόνους απόκρισης. Είναι ιδιαίτερα κατάλληλοι για την ανίχνευση χάλυβα, ανοξείδωτου χάλυβα, αλουμινίου, ορείχαλκου και άλλων μετάλλων.
Ωστόσο, η απόσταση ανίχνευσης που μπορεί να επιτευχθεί εξαρτάται από το υλικό, το μέγεθος του αντικειμένου-στόχου και τον σχεδιασμό του αισθητήρα.

Χωρητικοί αισθητήρες εγγύτητας

Οι χωρητικοί αισθητήρες εγγύτητας ανιχνεύουν μεταβολές σε ένα ηλεκτρικό πεδίο.
Εκτός από τα μέταλλα, μπορούν να ανιχνεύσουν πλαστικά, γυαλί, ξύλο, χαρτί, σκόνες και υγρά. Αυτό τους καθιστά κατάλληλους για την παρακολούθηση της στάθμης πλήρωσης, την ανίχνευση υλικών και την παρακολούθηση μη μεταλλικών τεμαχίων.
Οι χωρητικοί αισθητήρες μπορούν μερικές φορές να ανιχνεύουν υλικά και μέσω μη αγώγιμων τοιχωμάτων δοχείων.
Η υγρασία, οι εναποθέσεις σκόνης και οι μεταβολές στις ιδιότητες των υλικών μπορούν να επηρεάσουν τη συμπεριφορά ενεργοποίησης. Ως εκ τούτου, συχνά απαιτείται ακριβής ρύθμιση της ευαισθησίας.

Οπτικοί αισθητήρες εγγύτητας

Οι οπτικοί αισθητήρες εγγύτητας χρησιμοποιούν ορατό ή υπέρυθρο φως για την ανίχνευση αντικειμένων.
Οι αισθητήρες διάχυτης ανάκλασης αξιολογούν το φως που ανακλάται από το αντικείμενο. Οι αισθητήρες ανακλαστικής ανάκλασης λειτουργούν με έναν αντίθετο ανακλαστήρα, ενώ οι αισθητήρες διαμπερούς δέσμης χρησιμοποιούν ξεχωριστούς πομπούς και δέκτες.
Οι οπτικοί αισθητήρες παρέχουν μεγαλύτερες αποστάσεις ανίχνευσης σε σύγκριση με πολλούς επαγωγικούς ή χωρητικούς τύπους και μπορούν επίσης να ανιχνεύσουν μικρά αντικείμενα.
Ωστόσο, το χρώμα, η γυαλάδα, η διαφάνεια, το φως του περιβάλλοντος και η ρύπανση μπορούν να επηρεάσουν αρνητικά την ανίχνευση.

Αισθητήρες εγγύτητας υπερήχων

Οι αισθητήρες εγγύτητας υπερήχων εκπέμπουν ηχητικούς παλμούς και αξιολογούν την αντανάκλαση από το αντικείμενο-στόχο.
Δεδομένου ότι η μέτρηση είναι σε μεγάλο βαθμό ανεξάρτητη από το χρώμα και την οπτική διαφάνεια, μπορούν επίσης να ανιχνευθούν σκούρα, γυαλιστερά ή μερικώς διαφανή αντικείμενα.
Οι αισθητήρες υπερήχων είναι κατάλληλοι για εφαρμογές παρακολούθησης παρουσίας, ανίχνευσης απόστασης και στάθμης πλήρωσης.
Τα πολύ μικρά, μαλακά, γωνιακά ή αντικείμενα που απορροφούν σε μεγάλο βαθμό τον ήχο μπορεί να είναι πιο δύσκολο να ανιχνευθούν.

Μαγνητικοί αισθητήρες εγγύτητας

Οι μαγνητικοί αισθητήρες εγγύτητας ανταποκρίνονται σε μαγνητικό πεδίο.
Χρησιμοποιούνται συχνά για την ανίχνευση της θέσης εμβόλων σε πνευματικούς ή υδραυλικούς κυλίνδρους, πτερύγια, πόρτες ή άλλα κινούμενα εξαρτήματα.
Ανάλογα με τον σχεδιασμό, λειτουργούν με επαφές τύπου reed, αισθητήρες Hall ή μεθόδους μαγνητοαντιστάσεως.
Το αντικείμενο-στόχος πρέπει είτε να είναι το ίδιο μαγνητικό είτε να φέρει μαγνήτη.

Αισθητήρες εγγύτητας με μηχανική ενεργοποίηση

Οι μηχανικά ενεργοποιούμενοι διακόπτες εγγύτητας ανιχνεύουν ένα αντικείμενο μέσω άμεσης επαφής.
Μπορεί να διαθέτουν έμβολο, μοχλό με κύλινδρο ή ελατηριωτή ράβδο που ενεργοποιείται όταν το τεμάχιο εργασίας έρχεται σε επαφή.
Αυστηρά μιλώντας, αυτές οι συσκευές δεν είναι αισθητήρες χωρίς επαφή, αλλά στην πράξη χρησιμοποιούνται συχνά για παρόμοιες εφαρμογές, όπως η παρακολούθηση της τελικής θέσης ή της παρουσίας.
Είναι ανθεκτικές και εύκολο να αξιολογηθούν, αλλά υπόκεινται σε μηχανική φθορά.

Εφαρμογές των αισθητήρων εγγύτητας

Μηχανολογία και κατασκευή εγκαταστάσεων

Στη μηχανολογία, οι αισθητήρες εγγύτητας ανιχνεύουν τεμάχια εργασίας, ολισθητήρες, εργαλεία, γρανάζια και άλλα κινούμενα εξαρτήματα.
Παρακολουθούν τις τελικές θέσεις, επιβεβαιώνουν την ολοκλήρωση των κινήσεων και παρέχουν σήματα για το επόμενο βήμα της διαδικασίας.
Οι επαγωγικοί αισθητήρες χρησιμοποιούνται ιδιαίτερα συχνά σε περιπτώσεις όπου απαιτείται η αξιόπιστη ανίχνευση μεταλλικών εξαρτημάτων μηχανών.

Τεχνολογία αυτοματισμού και συναρμολόγησης

Στα συστήματα συναρμολόγησης, οι αισθητήρες εγγύτητας ελέγχουν αν τα εξαρτήματα υπάρχουν, αν έχουν τοποθετηθεί σωστά ή αν έχουν τοποθετηθεί πλήρως.
Παρακολουθούν αρπάγες, συστήματα τροφοδοσίας, συσκευές σύσφιξης και φορείς τεμαχίων εργασίας.
Οι σύντομοι χρόνοι απόκρισης και η υψηλή επαναληψιμότητα είναι ιδιαίτερα σημαντικοί σε υψηλούς ρυθμούς κύκλου λειτουργίας των μηχανών.

Τεχνολογία μεταφορικών ταινιών και εφοδιαστικής

Σε μεταφορικές ταινίες και μεταφορείς με κυλίνδρους, οι αισθητήρες εγγύτητας ανιχνεύουν δοχεία, συσκευασίες, παλέτες και άλλα μεταφερόμενα εμπορεύματα.
Υποστηρίζουν τον έλεγχο της ροής υλικών, μετρούν τα τεμάχια εργασίας και ανιχνεύουν συμφόρηση ή ελεύθερες θέσεις μεταφοράς.
Ανάλογα με το υλικό και την απόσταση, χρησιμοποιούνται οπτικοί, χωρητικοί ή υπερηχητικοί αισθητήρες.

Τεχνολογία συσκευασίας

Στα μηχανήματα συσκευασίας, οι αισθητήρες εγγύτητας παρακολουθούν προϊόντα, μεμβράνες, χαρτοκιβώτια, πώματα και στοιχεία συσκευασίας.
Μπορούν να ανιχνεύουν ελλείποντα εξαρτήματα, να ενεργοποιούν διαδικασίες κοπής ή σφράγισης και να ελέγχουν τη θέση των συσκευασμένων προϊόντων.
Για διαφανείς μεμβράνες ή επιφάνειες με υψηλή ανακλαστικότητα απαιτούνται ειδικά κατάλληλες οπτικές ή υπερηχητικές μέθοδοι.

Εργαλειομηχανές

Στα εργαλειομηχανήματα, οι αισθητήρες προσέγγισης παρακολουθούν τις καταστάσεις σύσφιξης, τις θέσεις των εργαλείων, τα προστατευτικά καλύμματα και τους κινούμενους άξονες.
Συχνά πρέπει να αντέχουν σε ψυκτικά υγρά, μεταλλικά ρινίσματα και κραδασμούς.
Γι' αυτό, τα ανθεκτικά περιβλήματα και ο υψηλός βαθμός προστασίας είναι ιδιαίτερα σημαντικά.

Παρακολούθηση στάθμης πλήρωσης

Οι χωρητικοί, οπτικοί και υπερηχητικοί αισθητήρες εγγύτητας μπορούν να παρακολουθούν τη στάθμη πλήρωσης ή την παρουσία υγρών, κοκκωδών υλικών και σκόνης.
Ανάλογα με την εφαρμογή, η μέτρηση πραγματοποιείται απευθείας μέσα στο μέσο ή διαμέσου του τοιχώματος ενός δοχείου.
Η καταλληλότητα εξαρτάται από τις ιδιότητες του υλικού, τη γεωμετρία του δοχείου, τις αποθέσεις και τις περιβαλλοντικές συνθήκες.

Πόρτες, πτερύγια και προστατευτικές διατάξεις

Οι μαγνητικοί ή επαγωγικοί αισθητήρες εγγύτητας παρακολουθούν τη θέση θυρών, πτερυγίων και προστατευτικών καλυμμάτων.
Μπορούν να υποδείξουν εάν μια συσκευή προστασίας είναι ανοιχτή ή κλειστή.
Οι εφαρμογές που σχετίζονται με την ασφάλεια απαιτούν κατάλληλους και κατάλληλα πιστοποιημένους αισθητήρες ασφαλείας.

Πλεονεκτήματα των αισθητήρων εγγύτητας

• Ανίχνευση αντικειμένων χωρίς επαφή και με ελάχιστη φθορά
• Γρήγορη απόκριση σε αυτοματοποιημένες διαδικασίες
• Υψηλή επαναληψιμότητα
• Συμπαγής ενσωμάτωση σε μηχανήματα και εγκαταστάσεις
• Ανίχνευση διαφορετικών υλικών ανάλογα με την αρχή μέτρησης
• Παρακολούθηση παρουσίας, θέσης και τελικών θέσεων
• Κατάλληλο για υψηλές συχνότητες εναλλαγής
• Απλή σύνδεση με ελεγκτές
• Εκδόσεις για σκληρά βιομηχανικά περιβάλλοντα
• Χαμηλές απαιτήσεις συντήρησης όταν επιλέγονται σωστά

Περιορισμοί των αισθητήρων εγγύτητας

• Οι επαγωγικοί αισθητήρες εγγύτητας ανιχνεύουν μόνο μεταλλικά αντικείμενα. Η απόσταση ανίχνευσης μπορεί να ποικίλλει σημαντικά ανάλογα με τον τύπο του μετάλλου.
• Οι χωρητικοί αισθητήρες είναι ευαίσθητοι στην υγρασία, στις αποθέσεις και στις αλλαγές στις ιδιότητες των υλικών. Αυτό μπορεί να οδηγήσει σε ανάγκη επαναρύθμισης ή σε λανθασμένη ενεργοποίηση.
• Οι οπτικοί αισθητήρες μπορεί να επηρεαστούν από ρύπους, σκόνη, φως του περιβάλλοντος, διαφανή υλικά ή επιφάνειες με υψηλή ανακλαστικότητα.
• Οι αισθητήρες υπερήχων απαιτούν μια επαρκώς μεγάλη και ευνοϊκά ευθυγραμμισμένη ανακλαστική επιφάνεια. Μαλακά, μικρά ή γωνιακά αντικείμενα ενδέχεται να ανιχνεύονται μόνο σε περιορισμένο βαθμό.
• Οι μαγνητικοί αισθητήρες εγγύτητας απαιτούν κατάλληλο μαγνητικό πεδίο και μπορεί να επηρεαστούν από εξωτερικές μαγνητικές επιδράσεις.
• Η πραγματική απόσταση ανίχνευσης εξαρτάται όχι μόνο από τον αισθητήρα, αλλά και από το μέγεθος του αντικειμένου, το υλικό, τη θέση εγκατάστασης και τις περιβαλλοντικές συνθήκες.
• Ανάλογα με την αρχή μέτρησης, αισθητήρες που είναι εγκατεστημένοι σε κοντινή απόσταση μεταξύ τους μπορεί να προκαλέσουν αλληλεπίδραση.
• Οι τυπικοί αισθητήρες εγγύτητας δεν είναι αυτομάτως κατάλληλοι για λειτουργίες που σχετίζονται με την ασφάλεια. Για τέτοιες εφαρμογές πρέπει να χρησιμοποιούνται ειδικά δοκιμασμένοι αισθητήρες ασφαλείας.

Σημαντικά κριτήρια επιλογής για αισθητήρες εγγύτητας

Υλικό του αντικειμένου-στόχου

Η αρχή μέτρησης πρέπει να είναι κατάλληλη για το αντικείμενο που πρόκειται να ανιχνευθεί.
Τα μεταλλικά τεμάχια μπορούν να ανιχνευθούν με ιδιαίτερη αξιοπιστία με επαγωγικούς αισθητήρες. Οι χωρητικοί, οπτικοί ή υπερηχητικοί αισθητήρες είναι πιο κατάλληλοι για πλαστικά, γυαλί, υγρά ή σκόνες.
Πρέπει επίσης να λαμβάνονται υπόψη το χρώμα, η γυαλάδα, η διαφάνεια και η δομή της επιφάνειας.

Απόσταση ανίχνευσης

Η απαιτούμενη απόσταση ανίχνευσης εξαρτάται από τις συνθήκες εγκατάστασης και τις πιθανές ανοχές στη θέση του αντικειμένου.
Η ονομαστική απόσταση ανίχνευσης που καθορίζεται στο φύλλο δεδομένων προσδιορίζεται συνήθως υπό καθορισμένες συνθήκες δοκιμής. Στην πραγματική εφαρμογή, το υλικό, η θερμοκρασία και το περιβάλλον εγκατάστασης μπορούν να μειώσουν την απόσταση που μπορεί να χρησιμοποιηθεί.
Ένα επαρκές περιθώριο λειτουργίας αυξάνει την αξιοπιστία.

Σχεδιασμός και τύπος εγκατάστασης

Οι αισθητήρες προσέγγισης διατίθενται σε κυλινδρικό, ορθογώνιο, δακτυλιοειδές και ιδιαίτερα συμπαγή σχέδια.
Μεγέθη σπειρωμάτων όπως τα M8, M12, M18 και M30 χρησιμοποιούνται ευρέως για κυλινδρικούς αισθητήρες.
Οι αισθητήρες που μπορούν να τοποθετηθούν χωνευτά μπορούν να ενσωματωθούν σε μεγάλο βαθμό σε μεταλλικές επιφάνειες. Οι εκδόσεις που δεν τοποθετούνται χωνευτά απαιτούν περισσότερο ελεύθερο χώρο γύρω από την ενεργή επιφάνεια, αλλά συχνά παρέχουν μεγαλύτερη απόσταση ανίχνευσης.

Συχνότητα ενεργοποίησης και χρόνος απόκρισης

Τα τεμάχια εργασίας που κινούνται γρήγορα και οι υψηλοί ρυθμοί κύκλου λειτουργίας των μηχανών απαιτούν επαρκώς υψηλή συχνότητα εναλλαγής.
Ο αισθητήρας πρέπει να ανιχνεύει το αντικείμενο εντός του διαθέσιμου χρόνου και να μεταδίδει το σήμα στον ελεγκτή χωρίς καθυστέρηση.
Οι επαγωγικοί και οι οπτικοί αισθητήρες είναι συχνά ιδιαίτερα κατάλληλοι για λειτουργίες γρήγορης εναλλαγής.

Λειτουργία εξόδου

Οι αισθητήρες εγγύτητας διατίθενται με εξόδους PNP, NPN, ρελέ και ψηφιακές εξόδους.
Πρέπει επίσης να καθοριστεί εάν η έξοδος θα λειτουργεί ως κανονικά ανοιχτή, κανονικά κλειστή ή μεταβλητή.
Το σήμα εξόδου, η τάση λειτουργίας και ο τύπος σύνδεσης πρέπει να είναι συμβατοί με τον υπάρχοντα ελεγκτή.

Σύνδεση και διεπαφές

Ανάλογα με τον σχεδιασμό, η ηλεκτρική σύνδεση πραγματοποιείται μέσω σταθερού καλωδίου, συνδετήρα ή ακροδέκτη.
Μια δυαδική έξοδος αρκεί για απλές εργασίες μεταγωγής. Οι διαμορφώσιμοι αισθητήρες μπορούν να μεταδίδουν πρόσθετα διαγνωστικά δεδομένα και δεδομένα διεργασίας μέσω ψηφιακών διεπαφών.
Η τυποποιημένη επικοινωνία απλοποιεί τη θέση σε λειτουργία, την παρακολούθηση της κατάστασης και την αντικατάσταση της συσκευής.

Περιβαλλοντικές συνθήκες

Η θερμοκρασία, η υγρασία, η σκόνη, τα λάδια, τα ψυκτικά, τα χημικά και οι κραδασμοί επηρεάζουν την επιλογή.
Ο αισθητήρας πρέπει να διαθέτει κατάλληλο βαθμό προστασίας και επαρκή μηχανική και χημική αντοχή.
Ενδέχεται να απαιτούνται ειδικά υλικά και πιστοποιήσεις για την επεξεργασία τροφίμων, εφαρμογές σε εξωτερικούς χώρους, δυνητικά εκρηκτικές ατμόσφαιρες ή διαδικασίες υγιεινής.

Παρεμβολές και αποστάσεις τοποθέτησης

Οι μεταλλικές κατασκευές, οι γειτονικοί αισθητήρες, τα ηλεκτρικά καλώδια και τα ηλεκτρομαγνητικά πεδία μπορούν να επηρεάσουν τη συμπεριφορά ενεργοποίησης.
Επομένως, πρέπει να τηρούνται οι οδηγίες εγκατάστασης και οι ελάχιστες αποστάσεις που καθορίζονται από τον κατασκευαστή.
Η ασφαλής τοποθέτηση αποτρέπει την πρόκληση αναξιόπιστων σημείων ενεργοποίησης από κραδασμούς ή αλλαγές στη θέση.

Ενδείξεις και διαγνωστικά

Πολλοί αισθητήρες εγγύτητας διαθέτουν LED που υποδεικνύουν την κατάσταση λειτουργίας, την κατάσταση ενεργοποίησης ή τυχόν σφάλματα.
Οι προηγμένες διαγνωστικές λειτουργίες μπορούν να αναφέρουν βραχυκυκλώματα, ρύπανση, αδύναμα σήματα ή ανεπαρκή αποθέματα λειτουργίας.
Αυτές οι πληροφορίες διευκολύνουν τη θέση σε λειτουργία και την προληπτική συντήρηση.

Σύνοψη

Οι αισθητήρες εγγύτητας ανιχνεύουν αντικείμενα και εξαρτήματα μηχανημάτων εντός ενός καθορισμένου εύρους ανίχνευσης και παρέχουν σήματα για έλεγχο, παρακολούθηση και αυτοματοποίηση.
Ανάλογα με το υλικό-στόχο και την εφαρμογή, χρησιμοποιούνται επαγωγικοί, χωρητικοί, οπτικοί, μαγνητικοί ή υπερηχητικοί αισθητήρες εγγύτητας.
Τα κύρια κριτήρια επιλογής περιλαμβάνουν το υλικό-στόχο, την απόσταση ανίχνευσης, τη σχεδίαση, τη συχνότητα ενεργοποίησης, το σήμα εξόδου και τις περιβαλλοντικές συνθήκες.
Πρέπει να λαμβάνονται υπόψη οι περιορισμοί της εκάστοτε αρχής μέτρησης, προκειμένου να διασφαλίζεται η αξιόπιστη ανίχνευση αντικειμένων και να αποφεύγονται οι ψευδείς ενεργοποιήσεις.

Οι αισθητήρες εγγύτητας διατίθενται από διάφορους κατασκευαστές και προμηθευτές. Πλήρεις πληροφορίες σχετικά με κατασκευαστές και προμηθευτές αισθητήρων εγγύτητας από όλο τον κόσμο μπορείτε να βρείτε στο Exportpages.