Czym jest czujnik zbliżeniowy
Czujnik zbliżeniowy stwierdza obecność obiektu w danym położeniu bez kontaktu i bez dźwigni mechanicznej, która się zużywa. Element detekcyjny znajduje się za powierzchnią czujnika, zasilany ciągle, a wyjście zmienia stan, gdy cel znajdzie się w zasięgu. Dzięki brakowi kontaktu czujnik się nie zużywa, nie wymaga siły do zadziałania i przełącza znacznie szybciej niż krańcowy z napędem mechanicznym.
Zdecydowana większość to czujniki indukcyjne: generują zmienne pole magnetyczne przy powierzchni i wykrywają prądy wirowe indukowane w metalowym celu. To zapewnia niezawodność w oleju, chłodziwie, pyle i warunkach mycia, gdzie czujnik optyczny miałby trudności, ale oznacza też, że reagują tylko na metal i na różne metale w różnej odległości. Czujniki pojemnościowe wykrywają niemal dowolny materiał, w tym tworzywo, ciecz i proszek, kosztem łatwiejszego przypadkowego wyzwolenia.
Pytanie doboru rzadko dotyczy więc samego czujnika w ogóle. Chodzi o to, z czego wykonany jest cel, jak blisko może fizycznie znaleźć się powierzchnia czujnika, z jaką prędkością cel przemieszcza się i co otaczająca konstrukcja metalowa robi z polem. Ta strona omawia te kwestie i wyznacza granicę wobec sąsiednich rodzin czujników, po które sięga się zamiast nich.
Jak czujnik zbliżeniowy dokonuje pomiaru
Czujnik indukcyjny napędza oscylator, którego cewka nawinięta jest na rdzeniu za powierzchnią detekcyjną. Gdy przewodzący cel wchodzi w pole, krążą w nim prądy wirowe tłumiące oscylację; czujnik wykrywa zmianę amplitudy i przełącza wyjście. Nic nie jest mierzone co do odległości; wyjście to tak lub nie, w punkcie wyznaczonym przez wewnętrzny próg.
Tłumienie zależy od tego, jak dobrze cel przewodzi prąd i jak jest magnetyczny, dlatego znamionowa odległość zadziałania podawana jest dla stali niskowęglowej i zmniejszona dla pozostałych materiałów. Aluminium i miedź tłumią pole w mniejszej odległości, a współczynniki korekcyjne publikowane przez producenta wyrażają właśnie to. Cel cieńszy niż określone minimum lub powlekany zachowuje się inaczej niż zakłada specyfikacja.
Pole rozciąga się poza powierzchnię w każdym kierunku, więc czujnik może być wyzwolony przez coś innego niż zamierzony cel. Dwa czujniki ustawione przodem do siebie lub obok siebie mogą się zakłócać, a nieosłonięty czujnik osadzony w metalu ma część pola pochłoniętą przez otaczającą obudowę. Zasady montażu są więc częścią pomiaru, nie szczegółem instalacji.
Konfiguracje
Większość specyfikacji jest ustalana przez te decyzje, a nie przez klasę dokładności. Każda ogranicza następną, dlatego są rozstrzygane po kolei.
| Konfiguracja | Opcje do ustalenia | Co faktycznie rozstrzyga |
| Zasada detekcji | Typy indukcyjne, pojemnościowe i magnetyczne | Jakie materiały mogą być w ogóle wykryte i jak wyrozumiały jest czujnik na przypadkowe cele i otoczenie. |
| Znamionowa odległość zadziałania | Podawana dla standardowego celu ze stali niskowęglowej, od kilku milimetrów w górę | Szczelina powietrzna, jaką instalacja może tolerować. To wartość wyjściowa, nie robocza, bo materiał i montaż ją zmniejszają. |
| Wykonanie ekranowane lub nieekranowane | Typy ekranowane mogą być montowane wpuszczono w metal; nieekranowane sięgają dalej, ale wymagają wolnego otoczenia | Czy czujnik może być osadzony w uchwycie, czy musi wystawać poza niego. Rozstrzyga o tym rysunek mechaniczny, nie wymóg detekcji. |
| Kształt i rozmiar obudowy | Gwintowane cylindry w typowych rozmiarach metrycznych oraz formy prostokątne i blokowe | Czy mieści się w dostępnym miejscu i może być ustawiony oraz zablokowany po regulacji. |
| Typ wyjścia | PNP, NPN, dwu-, trój- i czteroprzewodowe, w wykonaniu normally open lub normally closed | Jak czujnik łączy się z kartą wejść i co sterownik widzi przy braku celu. Niezgodna polaryzacja wyjścia to jedna z najczęstszych przyczyn, dla których nowy czujnik pozornie nie działa. |
| Przyłącze | Kabel wbudowany lub wtyczka w typowym rozmiarze przemysłowym | Czy czujnik można odłączyć do wymiany bez ponownego okablowania, co ma znaczenie na maszynie z wieloma czujnikami. |
| Zasilanie i częstotliwość przełączania | Napięcie robocze i maksymalna liczba przełączeń na sekundę | Czy czujnik nadąża za prędkością maszyny. Szybki cel może przebyć pole i wyjść z niego między dwoma cyklami przełączania. |
| Warunki otoczenia | Stopień ochrony, odporność na odpryski spawalnicze i odporność na pola sąsiednich urządzeń spawalniczych | Jak długo czujnik przetrwa w miejscu montażu, co na stanowisku spawalniczym może być mierzone w tygodniach dla nieodpowiedniego typu. |
Jak wybrać czujnik zbliżeniowy
| Czynnik | Dlaczego rozstrzyga o odpowiedzi | Jak ustalić to przed zapytaniem |
| Materiał celu | Okrela rzeczywistą odległość zadziałania, bo cel inny niż stal niskowęglowa wyzwala czujnik z mniejszej odległości niż figura katalogowa | Podać materiał celu i jego powłokę lub powleczenie, jeśli istnieje. |
| Rozmiar i grubość celu | Cel mniejszy lub cieńszy niż referencyjny zmniejsza odległość dodatkowo | Podać najmniejszy wymiar celu w osi detekcji, nie tylko jego powierzchnię. |
| Ograniczenie montażu | Wpuszczony lub niewpuszczony i ile metalu znajduje się wokół czujnika | Przesłać szkic uchwytu i położenia czujnika względem sąsiednich elementów metalowych. |
| Prędkość przełączania a prędkość maszyny | Czujnik musi rozróżnić najszybsze przejście i najkrótszy czas przebywania w polu | Podać prędkość linii i czas, przez jaki cel pozostaje przed czujnikiem. |
| Odległość do innych czujników | Sąsiednie czujniki mogą się wzajemnie wyzwalać | Określić odległość między czujnikami i czy mogą być naprzemiennie ustawione lub ekranowane. |
| Warunki otoczenia | Chłodziwo, wióry, mycie, pył, odpryski spawalnicze i temperatura otoczenia oddziałują na powierzchnię czujnika | Opisać stanowisko, w którym pracuje czujnik, nie zakład w ogóle. |
| Co steruje sygnałem | Napięcie i polaryzacja karty wejść oraz logika oczekiwana przez program | Potwierdzić typ wejścia przed zamówieniem, aby typ wyjścia był określony czymś innym niż preferencja. |
Znamionowa odległość zadziałania to wartość laboratoryjna. Odległość robocza to to, co pozostaje, gdy materiał celu, jego rozmiar i montaż zabiorą swoją część, więc należy ją traktować jako górną granicę, nie jako nastawę.
Najbliższe alternatywy
To są typy, o które zazwyczaj chodzi w zapytaniu o czujnik zbliżeniowy, i punkt, w którym wybór jest naprawdę rozstrzygany.
| Najbliższa alternatywa | Co ją odróżnia od czujnika zbliżeniowego |
| Czujniki fotoelektryczne | Optyczne, więc wykrywają niemal dowolny materiał w odległościach, których czujnik indukcyjny nie sięga, i potrafią odróżnić jasne od ciemnego lub wykryć przezroczysty obiekt. Wymagają czystej linii widzenia i zawodzą w pyle, mgle i warunkach mycia, czyli dokładnie tam, gdzie czujnik indukcyjny działa bez zakłóceń. |
| Czujniki pozycji | Podają, gdzie coś się znajduje, często jako wartość ciągłą w zakresie przemieszczenia, zamiast stwierdzać, że dotarło do jednego punktu. Tam gdzie system sterowania potrzebuje rzeczywistego położenia, czujnik zbliżeniowy daje tylko potwierdzenie końca przemieszczenia. |
| Czujniki przemieszczenia | Mierzą małe przesunięcie jako odległość ciągłą, czego wymaga kontrola bicia, ugięcia lub rozszerzalności cieplnej. Czujnik zbliżeniowy sprowadza tę informację do jednego progu, więc może potwierdzić granicę, ale nie podaje, jak daleko jest część. |
| Czujniki poziomu | Identyczne zasady fizyczne skierowane na powierzchnię materiału, nie na część maszyny, i opakowane do zbiorników i zasobników. Czujnik zbliżeniowy w zasobniku to przełącznik poziomu punktowego; tam gdzie wymagany jest poziom ciągły, właściwa jest rodzina czujników poziomu. |
| Czujniki prędkości | Zliczają szybkość przejazdów celów i podają częstotliwość proporcjonalną do prędkości. Czujnik zbliżeniowy może dostarczać impulsy, ale nie podaje samej prędkości; przeliczenie zachodzi w sterowniku lub w dedykowanym czujniku prędkości. |
| Pozostałe czujniki przemysłowe | Kategoria zbiorcza dla zadań, których nie pokrywa żadna konkretna rodzina, takich jak magnetyczne przełączniki cylindrowe lub blokady z certyfikatem bezpieczeństwa. Tam gdzie zastosowanie wymaga certyfikatu, czujnik zbliżeniowy ogólnego przeznaczenia nie jest jego zamiennikiem. |
Dwie rodziny najczęściej tu mylone to indukcyjne i fotoelektryczne. Wybór rozstrzyga się zwykle na jednym pytaniu: czy cel jest metalowy i czy środowisko jest na tyle brudne, że oślepiłoby czujnik optyczny?
Co powinna zawierać wycena
Pierwsza odpowiedź może być wyceną, a nie zestawem pytań, jeśli zapytanie zawiera te informacje. Jeśli wartość nie jest znana, wyślij opis zastosowania, a my potwierdzimy, co implikuje.
- Materiał celu oraz jego rozmiar i grubość w kierunku detekcji
- Wymagana odległość robocza od powierzchni czujnika do celu
- Czy czujnik może być montowany wpuszczono w metal, czy musi być oddalony od niego
- Prędkość przełączania lub prędkość linii i jak długo cel przebywa w zasięgu
- Typ wyjścia i polaryzacja oczekiwana przez kartę wejść
- Preferowane przyłącze i czy czujniki muszą być odłączane do wymiany
- Warunki otoczenia: chłodziwo, wióry, pył, mycie, odpryski spawalnicze i temperatura
- Ile sztuk jest wymaganych i czy zamówienie ma obejmować części zapasowe
- Ilość, port docelowy i wymagana data dostawy