Wat een nabijheidssensor is
Een nabijheidssensor detecteert dat een object een positie heeft bereikt, zonder het aan te raken en zonder een mechanische hefboom die kan verslijten. Het meetelement zit achter een vlak, continu onder spanning, en de uitgang verandert van toestand wanneer een doelobject binnen bereik komt. Omdat er geen contact is, slijt de sensor niet, is er geen kracht nodig om hem te bedienen, en schakelt hij veel sneller dan een eindschakelaar met een fysieke hefboom.
Het merendeel ervan is inductief: ze wekken een wisselend magnetisch veld op aan het vlak en detecteren de wervelstromen die in een metalen doelobject worden geïnduceerd. Dat maakt ze betrouwbaar in olie, koelvloeistof, stof en bij het schoonspuiten, waar een optisch apparaat het moeilijk zou hebben, maar het betekent ook dat ze alleen op metaal reageren, en op verschillende metalen op verschillende afstanden. Capacitieve types detecteren vrijwel elk materiaal, inclusief kunststof, vloeistof en poeder, tegen de prijs van een grotere kans op onbedoeld schakelen.
De selectievraag is daarom zelden welke sensor in het algemeen. Ze is waarvan het doelobject is gemaakt, hoe dicht het vlak er fysiek bij kan komen, hoe snel het doelobject passeert, en wat het omliggende metaalwerk met het veld doet. Deze pagina loopt die punten langs en markeert de grens tegen de naburige sensorfamilies waarnaar vaak in plaats daarvan wordt gegrepen.
Hoe een nabijheidssensor meet
Een inductieve sensor stuurt een oscillator aan waarvan de spoel rond een kern achter het meetvlak is gewikkeld. Wanneer een geleidend doelobject het veld binnengaat, gaan er wervelstromen in circuleren en dempen die de oscillatie; de sensor detecteert de verandering in amplitude en schakelt zijn uitgang. Aan de afstand zelf wordt niets gemeten - de uitgang is een ja of een nee, op een punt dat door de interne drempel wordt bepaald.
De demping hangt ervan af hoe goed het doelobject geleidt en hoe magnetisch het is, en daarom wordt de nominale schakelafstand opgegeven tegen zacht staal en voor al het andere verlaagd. Aluminium en koper dempen het veld op een kortere afstand, en de reductiefactoren die de fabrikant publiceert, drukken precies dat uit. Een doelobject dat dunner is dan het opgegeven minimum, of dat van een deklaag is voorzien, gedraagt zich als geen van beide.
Omdat het veld zich in alle richtingen voorbij het vlak uitstrekt, kan een sensor ook door iets anders dan zijn bedoelde doelobject worden geactiveerd. Twee exemplaren die tegenover elkaar of naast elkaar zijn gemonteerd, kunnen elkaar storen, en bij een niet-afgeschermde sensor die in metaal is ingebouwd, wordt een deel van het veld door de omringende behuizing geabsorbeerd. Montageregels zijn daarom deel van de meting, niet een installatiedetail.
Configuratiekeuzes
Het grootste deel van de specificatie wordt bepaald door deze beslissingen en niet door de nauwkeurigheidsklasse. Elke beslissing beperkt de volgende, en daarom worden ze op volgorde vastgesteld.
| Configuratie | Opties om te bepalen | Wat het werkelijk bepaalt |
| Meetprincipe | Inductieve, capacitieve en magnetische types | Welke materialen eigenlijk kunnen worden gedetecteerd, en hoe vergevingsgezind de sensor is voor vreemde doelobjecten en voor zijn omgeving. |
| Nominale schakelafstand | Opgegeven tegen een standaard doelobject van zacht staal, vanaf enkele millimeters omhoog | De luchtspleet die de installatie kan tolereren. Het is het begincijfer en niet het werkcijfer, want materiaal en montage verkleinen beide. |
| Afgeschermd of niet-afgeschermd | Afgeschermde types kunnen in metaal worden ingebouwd; niet-afgeschermde types reiken verder maar hebben een vrije ruimte rondom nodig | Of de sensor in een beugel kan worden ingebouwd of erbovenop moet uitsteken. Dit wordt door de mechanische tekening bepaald, niet door de meeteis. |
| Behuizingsvorm en maat | Geschroefde cilinders in gangbare metrische maten, en rechthoekige of blokvormige uitvoeringen | Of het past in de beschikbare ruimte en na het instellen kan worden bijgesteld en vergrendeld. |
| Uitgangstype | PNP, NPN, twee-, drie- en vierdraads, in normaal open of normaal gesloten uitvoering | Hoe de sensor op de ingangskaart wordt aangesloten en wat de regelaar ziet wanneer het doelobject afwezig is. Een verkeerde polariteit van de uitgang is een van de meest voorkomende redenen dat een nieuwe sensor niet lijkt te werken. |
| Aansluiting | Vaste kabel, of een connector in een gangbare industriële maat | Of de sensor voor vervanging kan worden losgekoppeld zonder opnieuw te bedraden, wat telt op een machine die er veel draagt. |
| Voeding en schakelfrequentie | De bedrijfsspanning, en het maximale aantal schakelingen per seconde | Of de sensor de machinesnelheid bijhoudt. Een snel doelobject kan tussen twee schakelcycli het veld binnengaan en er weer uit. |
| Omgeving | Beschermingsgraad, bestendigheid tegen lasspatten, en immuniteit voor de velden van nabijgelegen lasapparatuur | Hoe lang de sensor overleeft waar hij is gemonteerd, wat op een lascel in weken kan worden uitgedrukt voor een ongeschikt type. |
Hoe u een nabijheidssensor kiest
| Criterium | Waarom het de uitkomst bepaalt | Hoe u dit vóór de aanvraag bepaalt |
| Doelobjectmateriaal | Het legt de werkelijke schakelafstand vast, want een doelobject dat geen zacht staal is, activeert de sensor op een kleinere spleet dan het gepubliceerde cijfer | Geef het materiaal van het doelobject door, en de deklaag of beschermlaag als die er is. |
| Maat en dikte van het doelobject | Een doelobject dat kleiner of dunner is dan de referentie verkleint de afstand verder | Geef de kleinste afmeting van het doelobject langs de meetas door, niet alleen het oppervlak. |
| Montagebeperking | Vlak of niet-vlak, en hoeveel metaal er rond de sensor zit | Stuur een schets van de beugel en van de positie van de sensor ten opzichte van nabijgelegen metaalwerk. |
| Schakelsnelheid tegen machinesnelheid | De sensor moet de snelste passering en de kortste verblijftijd oplossen | Geef de lijnsnelheid door en de tijd dat het doelobject voor de sensor blijft. |
| Afstand tot andere sensoren | Sensoren naast elkaar kunnen elkaar activeren | Geef door hoe dicht de sensoren bij elkaar komen, en of ze afwisselend kunnen worden bediend of afgeschermd. |
| Omgevingsomstandigheden | Koelvloeistof, spanen, schoonspuiten, stof, lasspatten en omgevingstemperatuur werken allemaal in op het meetvlak | Beschrijf de cel waarin de sensor zit, niet het bedrijf in het algemeen. |
| Wat het signaal aanstuurt | De spanning en polariteit van de ingangskaart, en de logica die het programma verwacht | Bevestig het ingangstype vóór de bestelling, zodat het uitgangstype door iets anders dan voorkeur wordt vastgelegd. |
De nominale schakelafstand is een laboratoriumcijfer. De werkafstand is wat er resteert nadat het doelobjectmateriaal, de maat van het doelobject en de montage elk hun deel hebben genomen, dus hij moet als bovengrens worden behandeld en niet als instelwaarde.
De dichtstbijzijnde alternatieven
Dit zijn de typen die een aanvraag voor een nabijheidssensor meestal blijkt te zijn, en het punt waarop de keuze echt wordt beslist.
| Dichtstbijzijnde alternatief | Wat het onderscheidt van een nabijheidssensor |
| Foto-elektrische sensoren | Optisch, dus ze detecteren vrijwel elk materiaal op afstanden die een inductieve sensor niet haalt, en ze kunnen licht van donker onderscheiden of een transparant object detecteren. Ze hebben een vrij zicht nodig en hebben het moeilijk in stof, nevel en bij schoonspuiten, precies waar een inductieve sensor er geen last van heeft. |
| Positiesensoren | Melden waar iets zich bevindt, vaak als een continue waarde gedurende een slag, in plaats van te melden dat het een punt heeft bereikt. Waar het regelsysteem de werkelijke positie nodig heeft, levert een nabijheidsschakelaar alleen de bevestiging van het einde van de slag. |
| Verplaatsingssensoren | Meten een kleine beweging als een continue afstand, wat een controle op slingering, doorbuiging of thermische uitzetting nodig heeft. Een nabijheidssensor reduceert die informatie tot een enkele drempel, dus hij kan een grens bevestigen maar niet melden hoe ver het onderdeel weg is. |
| Niveausensoren | Dezelfde fysische principes, gericht op een materiaaloppervlak in plaats van op een machineonderdeel, en verpakt voor tanks en silo's. Een nabijheidssensor in een silo is een puntsniveauschakelaar; waar een continu niveau gewenst is, is de niveaufamilie de juiste. |
| Snelheidssensoren | Tellen de snelheid waarmee doelobjecten passeren en geven een frequentie af evenredig met de snelheid. Een nabijheidssensor kan de pulsen leveren, maar kan de snelheid zelf niet melden - die omrekening gebeurt in de regelaar of in een speciale snelheidssensor. |
| Overige industriële sensoren | Een verzamelcategorie voor taken die geen specifieke familie dekt, zoals magnetische cilinderschakelaars of veiligheidsvergrendelingen. Waar een toepassing een certificeringseis meebrengt, is een universele nabijheidssensor geen vervanging daarvoor. |
De twee families die hier het vaakst worden verward zijn inductief en foto-elektrisch. De keuze lost zich meestal op met een vraag: is het doelobject metaal, en is de omgeving vuil genoeg om een optische sensor te verblinden?
Wat u in de aanvraag opneemt
Het eerste antwoord kan een offerte zijn in plaats van een reeks vragen, als de aanvraag deze gegevens bevat. Is een waarde niet bekend, stuur dan de beschrijving van de meetopgave en wij bevestigen wat daaruit volgt.
- Materiaal van het doelobject, en de maat en dikte in de meetrichting
- Vereiste werkafstand van het meetvlak tot het doelobject
- Of de sensor vlak in metaal kan worden ingebouwd of vrij ervan moet blijven
- Schakelsnelheid of lijnsnelheid, en hoe lang het doelobject in bereik blijft
- Uitgangstype en polariteit die de ingangskaart verwacht
- Voorkeur voor aansluiting, en of sensoren voor vervanging moeten kunnen worden losgekoppeld
- Omgevingsomstandigheden: koelvloeistof, spanen, stof, schoonspuiten, lasspatten en temperatuur
- Hoeveel exemplaren nodig zijn, en of reserve-exemplaren bij de bestelling gewenst zijn
- Hoeveelheid, bestemmingshaven en gewenste leverdatum