Senzor bližine

• Kapacitivni senzorji bližine

Kapacitivni senzorji bližine lahko zaznajo kovinske in-nekovinske tarče v obliki prahu, granul, tekočin in trdnih snovi. Ta naprava je podobna induktivnemu senzorju, le da je induktivna tuljava induktivnega senzorja nadomeščena s kapacitivno senzorsko ploščo. Zaznavna plošča v senzorju tvori kondenzator s ciljnim predmetom in ko se predmet približa zaznavni površini, vstopi v elektrostatično polje elektrode in spremeni kapacitivnost v oscilatorskem krogu. Oscilator začne nihati, sprožilno vezje pa odčita amplitudo oscilatorja. Ko doseže določeno amplitudo, spremeni stanje izhoda senzorja. Ko se predmet oddaljuje od senzorja, se amplituda oscilatorja zmanjša in preklopi stanje izhoda senzorja v prvotno stanje.

Kapacitivni je počasnejši od induktivnega in običajno zazna 1~25 mm, nekateri senzorji pa lahko zaznajo 2 palca. Ker lahko kapacitivni senzorji zaznajo večino vrst materialov, jih je treba držati stran od ne-ciljnih materialov, da preprečite lažno proženje. Zato so induktivni senzorji bolj zanesljiva izbira, če tarča vsebuje železove materiale.

• Induktivni senzorji bližine

Za razliko od drugih tehnologij zaznavanja bližine lahko delujejo samo na kovinskih predmetih, ker za zaznavanje uporabljajo magnetna polja. Induktivni senzorji bližine delujejo na dva načina.

Pri prvem, ko se tarča približa senzorju, se inducirani tok poveča, kar poveča obremenitev nihajnega kroga, zaradi česar se njegovo nihanje duši ali ustavi. Senzor zazna to spremembo stanja nihanja z vezjem zaznavanja amplitude in odda signal zaznavanja.

Na drugi način se namesto spremembe amplitude uporabi sprememba frekvence, ki jo povzroči prisotnost prevodnega cilja. Cilji iz neželeznih kovin, kot sta aluminij ali baker, ki se približujejo senzorju, povzročijo povečanje frekvence nihanja, medtem ko cilji iz železnih kovin, kot sta železo ali jeklo, zmanjšajo frekvenco nihanja. Sprememba frekvence nihanja glede na referenčno frekvenco povzroči spremembo izhodnega stanja senzorja.

Kot senzor bližine se induktivni senzorji bližine pogosto uporabljajo v aplikacijah na krajših razdaljah in lahko zagotovijo izjemno visoke stopnje osveževanja, ker temeljijo na principu zaznavanja razlik v elektromagnetnih poljih. Ta senzor deluje bolje pri materialih iz železa, kot sta železo in jeklo.

V normalnih okoliščinah indikator signala odraža signal delovnega stanja stikala, in sicer:

V normalno odprtem stanju (NO) je "izklopljen"; v normalno zaprtem stanju (NC) je "vklopljen".

Če indikator signala ni skladen s povratnim signalom, to pomeni, da obstaja nenormalnost ali slab pojav. Možnih razlogov je veliko:

1. Senzor in oprema sta nepravilno povezana, delovna napetost je nepravilna, oprema je v kratkem-sklopu itd., kar vodi do neposrednih okvar, kot so vžig, poškodba in okvara notranjega vezja senzorja.

2. Tokokrog opreme ima slab stik ali nestabilen kratek stik, kar povzroči ne-destruktivno škodo v notranjosti senzorja.

3. Sam senzor nima zaščitne funkcije. Ko je povezava napačna ali pride do kratkega stika, stikala ni mogoče uporabiti neposredno.

(Nemogoče je razločiti, ali gre za slabo ali slabo delovanje.)

4. Delovna napetost je previsoka, trenutna tokovna napetost-kratkega stika je previsoka in izhodna cev je pokvarjena zaradi dolgotrajnega-kratkega stika. Signalna lučka se spremeni, vendar ni izhodnega signala.

Signalna lučka utripa, ni spremembe signala, v opremi in povezavi je kratek stik, stikalo pa se lahko neposredno poškoduje ali zasiči, če ga dlje časa ne uporabljate.

Nanaša se na način namestitve senzorja. Podometno montažo je mogoče vkopati v kovino, medtem ko ne-podometno instalacijo ni mogoče vkopati v kovino, vendar je razdalja delovanja daljša od razdalje podometne vgradnje. Poravnana namestitev: senzor je vkopan v kovinsko podlago in njegova učinkovita zaznavna delovna površina je poravnana z osnovno površino. Ne-poravnana namestitev: senzor ni vkopan v kovinsko podlago in njegova učinkovita zaznavna delovna površina mora ohranjati določeno velikost glede na podlago. Za senzorje bližine enake specifikacije lahko neporavnana namestitev doseže največjo razdaljo zaznavanja. Prednosti podo-vgrajenih senzorjev so: imajo boljšo mehansko zaščito in močnej-zmožnost zaščite pred motnjami v primerjavi s-podo-vgrajenimi senzorji. V primerjavi z ne{13}}podo-vgrajenimi senzorji je razdalja delovanja podo-vgrajenih senzorjev približno 69 % slednjih.

Načelo delovanja kapacitivnih senzorjev bližine je podobno kot pri induktivnih senzorjih. Kondenzator na glavni strani senzorja ustvarja elektromagnetno polje. Bližnji deli spreminjajo jakost in frekvenco nihanja. Za razliko od induktivnih senzorjev lahko kapacitivni senzorji zaznavajo ne samo kovinske dele, ampak tudi dele različnih oblik in materialov (trdne, tekoče, viskozne, praškaste itd.).

Glavne značilnosti kapacitivnih senzorjev so:

1. Nizko območje: manj kot 60 mm

2.Nekoliko dražji od induktivnih senzorjev

3. Uporablja se za široko paleto delov iz vseh različnih materialov

4. Lahko zazna predmete skozi-nekovinske stene

5. Občutljivo na vlago in koncentrirane hlape

6. Veliko se uporablja za zaznavanje nivoja (tj. skozi plastične steklenice) in za zaznavanje prozornega materiala na kratkih razdaljah

7. Brez mehanske obrabe, dolga življenjska doba-samostojnosti

8. Prilagojeno industrijskim okoljem (onesnažena atmosfera)

9. Visoka prepustnost

Najbolj priljubljeni so induktivni senzorji bližine. Imajo nihajni krog, ki ustvarja elektromagnetno polje. Vsak kovinski del, ki se mu približa, je zaznan, ker je vir induciranega toka, ki nato zmanjša nihanje, ki ga zazna detektor.

Glavne značilnosti induktivnih senzorjev so:

1. Lahko se uporablja samo za kovinske dele

2. Relativno omejen obseg: največ 80 mm, odvisno od narave zlitine

3. Nizki stroški: polovica cene fotoelektričnih senzorjev

4. Robusten, odporen na težka okolja, neobčutljiv na udarce, vibracije, prah itd.

5.Visoka preklopna frekvenca (nekaj kHz), ki omogoča zaznavanje delov, ki prehajajo pri visokih hitrostih, tudi ko se vrtijo.

6. Brez gibljivih delov, ki bi bili izpostavljeni obrabi

1. Motnje magnetnega polja: Ker induktivna bližinska stikala z zaznavanjem sprememb magnetnega polja zaznajo, ali se predmet približuje, okoli naprave ne sme biti močnega magnetnega polja, ki bi motilo njeno normalno delovanje.

2. Nestabilna napajalna napetost: normalna in stabilna delovna napetost lahko zagotovi normalno delovanje bližinskega stikala. Nestabilna napetost ali kratek stik napajalnega voda bosta povzročila nepravilno delovanje bližinskega stikala.

3. Zaznani predmet ni kovinski material: Induktivno bližinsko stikalo lahko zazna le kovinske materiale.

4. Staranje opreme: po dolgotrajni-rabi se bodo tudi notranje komponente bližinskega stikala postarale ali poškodovale, kar bo povzročilo okvaro in ga bo treba preveriti in popraviti.

5. Zrahljana napeljava: Če mesto, kjer je nameščeno bližinsko stikalo, dlje časa vibrira, bo to povzročilo zrahljanje ožičenja, kar bo povzročilo slab ali ohlapen prenos signala, kar se odraža v okvari bližinskega stikala.

Okoljska vprašanja: Na splošno je stopnja zaščite številnih uvoženih blagovnih znamk, kot so bližinska stikala Autonics, IP66 in višja. Vendar pa bo pri induktivnih bližinskih stikalih, če je na površini zaznanega predmeta debel prah, to neizogibno povzročilo nizko natančnost zaznavanja in bo imelo večji vpliv na hitrost odziva in občutljivost bližinskega stikala.

Induktivni senzorji bližine bodo med uporabo naleteli na nekaj pogostih napak. Razumevanje vzrokov teh napak in ustreznih metod za odpravljanje težav lahko pomaga hitro rešiti težave in zagotoviti normalno delovanje proizvodne linije.

Sledi nekaj pogostih napak in metod za njihovo odpravljanje:

Ni izhodnega signala

Razlog: težava z napajanjem, napaka v ožičenju, poškodba senzorja ali ciljni predmet ni v območju zaznavanja.

Metoda odpravljanja težav:

Preverite, ali napajalna napetost ustreza zahtevam in potrdite, da je napajalnik pravilno priključen.

Preverite, ali je ožičenje ohlapno ali odklopljeno.

Preverite, ali je ciljni predmet znotraj dosega učinkovitega zaznavanja senzorja.

Če so zgornji pregledi normalni, je senzor sam morda poškodovan in ga je treba zamenjati z novim.

Nestabilen izhodni signal

Razlog: motnje okolja (kot so elektromagnetne motnje), nestabilno gibanje ciljnega predmeta, neustrezna namestitev senzorja ali pretirana občutljivost.

Metoda odpravljanja težav:

Preverite, ali so v bližini močna elektromagnetna polja ali drugi viri motenj, in izvedite zaščitne ukrepe.

Prepričajte se, da je predmet, ki ga merite, stabilen in na ustrezni razdalji od senzorja.

Preverite, ali je senzor trdno nameščen in nastavljen na ustrezen kot in položaj.

Prilagodite nastavitev občutljivosti senzorja, da ga prilagodite trenutnemu okolju uporabe.

Lažni sprožilec

Razlog: previsoka občutljivost senzorja, okoljski dejavniki (kot so temperaturne spremembe), motnje drugih kovinskih predmetov v bližini.

Metoda odpravljanja težav:

Zmanjšajte nastavitev občutljivosti senzorja.

Preverite in optimizirajte delovno okolje, da se izognete prevelikim temperaturnim nihanjem.

Očistite kovinske ostanke okoli senzorja, da zagotovite, da noben nepotreben kovinski predmet ne vpliva na zaznavanje.

Odzivni čas je predolg

Razlog: staranje senzorja, notranje težave z vezjem ali nepravilno ujemanje obremenitve.

Metoda odpravljanja težav:

Preverite delovni status senzorja. Če se zmogljivost znatno poslabša, boste morda morali zamenjati nov senzor.

Potrdite, da se obremenitev ujema z izhodom senzorja, in po potrebi dodajte izolacijsko vezje ali uporabite vmesni rele.

Če je zakasnitev odziva posledica težave z obremenitvijo, lahko razmislite o optimizaciji konfiguracije obremenitve.

Skrajšana razdalja zaznavanja

Vzrok: senzor je umazan, material ciljnega predmeta je spremenjen ali senzor postaran.

Metoda odpravljanja težav:

Očistite površino senzorja, da odstranite nečistoče, kot sta prah in olje.

Preverite, ali se je material ciljnega predmeta spremenil, in prilagodite parametre senzorja, da se prilagodijo novemu materialu.

Če je bil senzor v uporabi dlje časa in se je postaral, ga je priporočljivo zamenjati z novim senzorjem.

Pogoste poškodbe

Vzroki: Mehanski udarci, preobremenitev ali težki okoljski pogoji.

Odpravljanje težav:

Ponovno-ocenite mesto namestitve in zagotovite, da senzor ni izpostavljen neposrednim mehanskim udarcem.

Preverite električne povezave, da zagotovite, da ne pride do preobremenitve.

Izboljšajte delovno okolje, na primer dodajte zaščitni pokrov ali povečajte raven zaščite.

Stopnjo napak induktivnih senzorjev bližine je mogoče močno zmanjšati z rednim vzdrževanjem in pravilno uporabo. Če naletite na težavo, ki jo je težko rešiti, priporočamo, da se za pomoč obrnete na naš oddelek za tehnično podporo Garantta Sensor Company. Poleg tega bo podrobna evidenca vsake okvare in postopka ravnanja pripomogla k boljšemu preprečevanju in reševanju podobnih težav v prihodnosti.

Pogoste težave in pojavi napak

1. Senzor bližine ne more potrditi razdalje razdalje zaznanega predmeta.

2. Stikalo je nameščeno znotraj razdalje zaznavanja in signal je včasih zaznan, včasih pa ne (včasih ga je mogoče zaznati, včasih pa ne).

3. Dejanska razdalja zaznavanja se razlikuje od standardne razdalje zaznavanja, ki jo prikazuje senzor. (Ali manjša od razdalje zaznavanja ali večja od razdalje zaznavanja).

4. Indikatorska lučka ima signalni poziv, vendar ne daje signala; ali signalna indikatorska lučka sveti vedno brez spremembe signala; ali signal še naprej utripa itd.

5. Po vklopu ni odziva na dejanje ali pa ni povratne informacije signala.

6. Ali je mogoče istočasno priključiti več senzorjev itd. (Naprava lahko razlikuje povratne signale različnih senzorjev, tako da je mogoče povezati več senzorjev hkrati).

Kako rešiti različne probleme v dejanskih aplikacijah?

Morate razumeti, kateri vrsti stikala pripada, ki ste ga kupili, njegove edinstvene lastnosti izdelka in osnovna načela uporabe, metode namestitve, previdnostne ukrepe itd. Informacije o induktorskem senzorju bližinskega stikala, ki ga proizvaja naše podjetje, so naslednje.

1. Metoda pregleda induktivnega bližinskega stikala

Induktivno bližinsko stikalo je brezkontaktno stikalo (tj. senzor tipa stikala), ki se običajno uporablja v opremi za mehansko samodejno krmiljenje z visoko natančnostjo pozicioniranja, dolgo življenjsko dobo, hitro hitrostjo odziva in priročno namestitev. Uporablja se predvsem za omejitev, ponastavitev, pozicioniranje giba, štetje, samodejno zaščito in zamenjavo mikro stikala. Predmet, ki ga zazna induktivni senzor bližinskega stikala, mora biti kovinski predmet. Za ne-kovinske predmete induktivno bližinsko stikalo ne bo delovalo. Odporen je na vodo, udarce, olje-, prah,-odporen na korozijo itd. in je zelo uporaben v težkih okoljih.

2. Izhodni signal stikala induktivnega senzorja bližine

Bližinsko stikalo je splošen izraz za brezkontaktne senzorje, njegove vrste pa so: induktivni, kapacitivni in Hallovi. Izhodni signal induktivnega bližinskega stikala, opisanega tokrat, je v glavnem: stikalni količinski signal odprtega ali zaprtega (to je, če je kovinski predmet na katerem koli položaju znotraj največjega obsega, ki ga zazna glava senzorja bližinskega stikala do izdelka, bo dan preklopni signal. Ko predmet ni v območju razdalje zaznavanja, je signal stikala senzorja nasproten dejanju).