Funkce indukčního senzoru
Indukční senzory vynikají v detekci kovových předmětů bez fyzického kontaktu, využívají elektromagnetické pole generované vnitřní cívkou. Tato zařízení mohou detekovat železné kovy na vzdálenost až 80 milimetrů, u neželezných materiálů, jako je mosaz a hliník, je dosah snížen.
Mezi hlavní součásti patří:
- Čelní strana snímače, tělo, kontrolka a připojovací vodiče
- Vnitřní obvody s cívkou, oscilátorem, spouštěcím obvodem a výstupním obvodem
Fungování senzoru je založeno na principu elektromagnetické indukce, kdy kovový předmět vstupující do pole senzoru vyvolává vířivé proudy, které mění stav oscilace. Tato změna je pak detekována a převedena na výstupní signál.
Indukční snímače jsou velmi robustní, odolné vůči nárazům, vibracím a prachu, takže jsou vhodné do náročných průmyslových podmínek. Jejich vysoká spínací frekvence umožňuje rychlou detekci pohyblivých částí, a to i při vysokých rychlostech otáčení.
Charakteristiky kapacitního snímače
Kapacitní senzory fungují na principu detekce změn elektrostatického pole, což jim umožňuje snímat různé materiály včetně kovů, plastů, kapalin, skla a dřeva. Tato univerzální zařízení se skládají z dielektrických desek, které vyzařují elektrostatické pole, spolu s oscilátorem, spouštěcím obvodem a výstupním obvodem.
Součásti kapacitního senzoru
Vnitřní obvody kapacitního snímače
Když do detekční zóny snímače vstoupí nějaký objekt, změní kapacitu, což způsobí aktivaci oscilátoru s maximální frekvencí a amplitudou. Detekční vzdálenost lze jemně nastavit pomocí nastavovacího šroubu, díky čemuž jsou kapacitní senzory přizpůsobitelné pro různé aplikace, jako je detekce hladiny kapalin v nekovových nádobách.
Klíčové vlastnosti: Schopnost detekovat předměty skrz nekovové stěny
Omezení: Náchylnost na rušení vlhkostí a hustými parami
Aplikace: Široké využití při snímání hladiny a detekci průhledných materiálů na krátkou vzdálenost.
Odolnost: Dlouhá životnost díky absenci mechanického opotřebení.
Konfigurace a aplikace senzorů
Indukční i kapacitní senzory nabízejí různé konfigurace, které vyhovují různým průmyslovým aplikacím. Tyto senzory mohou být stíněné nebo nestíněné, přičemž stíněné senzory umožňují montáž pod omítku a nestíněné senzory poskytují větší snímací plochu. Jsou k dispozici v normálně otevřené nebo normálně uzavřené konfiguraci a také s výstupem typu NPN nebo PNP pro kompatibilitu s různými řídicími systémy.
Indukční senzory jsou užitečné zejména v aplikacích detekce kovů, jako je detekce víček kontejnerů ve výrobních linkách, zatímco kapacitní senzory vynikají v úlohách detekce hladiny, jako je sledování hladiny kapalin v plastových lahvích. Volba mezi těmito typy snímačů závisí na konkrétním materiálu, který má být detekován, na podmínkách prostředí a na požadovaném rozsahu detekce pro danou aplikaci.
https://viox.com/4-wire-proximity-sensor-wiring-diagram/
https://viox.com/npn-vs-pnp-proximity-sensors/
Srovnání induktivní vs. kapacitní
| Funkce | Indukční senzory | Kapacitní senzory |
|---|---|---|
| Rozsah detekce | Relativně nízké, až 80 mm | Variabilní, lze detekovat přes nekovové stěny |
| Detekovatelné materiály | Především kovové předměty | Široký sortiment včetně kovů, plastů, kapalin, skla a dřeva. |
| Odolnost vůči životnímu prostředí | Odolnost proti nárazům, vibracím a prachu | Změnitelné vlhkostí a hustými parami |
| Spínací frekvence | Vysoká, vhodná pro vysokorychlostní aplikace | Není specifikováno, ale obecně je nižší než indukční |
| Opotřebení | Žádné pohyblivé části, odolné proti opotřebení | Absence mechanického opotřebení, dlouhá životnost |
| Specifické aplikace | Detekce kovů, vysokorychlostní počítání dílů | Snímání hladiny, detekce průhledného materiálu |
| Detekce skrz stěnu | Není možné | Dokáže detekovat předměty přes nekovové překážky |
Indukční senzory vynikají v případech detekce kovů a nabízejí vysokou přesnost a spolehlivost v náročných průmyslových podmínkách. Díky své schopnosti odolávat nárazům, vibracím a prachu jsou ideální pro aplikace ve výrobních linkách, kde je třeba detekovat kovové předměty při vysokých rychlostech.
Kapacitní senzory naopak nabízejí větší všestrannost při detekci materiálu. Jejich jedinečná schopnost snímat hladinu přes nekovové nádoby je obzvláště užitečná v aplikacích monitorování hladiny kapalin, jako je detekce hladiny náplně v plastových lahvích. Jejich citlivost na faktory prostředí, jako je vlhkost a husté páry, však vyžaduje pečlivé zvážení při implementaci.
Oba typy snímačů lze konfigurovat jako normálně otevřené nebo normálně uzavřené a s výstupy NPN nebo PNP, což umožňuje flexibilní integraci s různými řídicími systémy. Volba mezi indukčními a kapacitními senzory nakonec závisí na konkrétních požadavcích aplikace, včetně typu detekovaného materiálu, provozního prostředí a požadovaného detekčního rozsahu.
Vliv prostředí na výkonnost snímače
Faktory prostředí významně ovlivňují výkonnost senzorů, zejména indukčních a kapacitních senzorů používaných v průmyslové automatizaci. Kolísání teploty, vlhkost a elektromagnetické rušení mohou ovlivnit přesnost a spolehlivost snímače. Pro dosažení optimálního výkonu by měly být senzory nasazovány v prostředí s úrovní osvětlení v rozmezí 100 až 1000 LUX.
Indukční snímače jsou obecně odolnější vůči vlivům prostředí a zachovávají si přesnost v náročných podmínkách s prachem, vibracemi a kolísáním teploty. Kapacitní snímače jsou sice univerzální, ale jsou náchylnější na změny prostředí, zejména na vlhkost a husté výpary, které mohou změnit jejich detekční schopnosti. Pro zmírnění těchto vlivů je nezbytná pravidelná kalibrace, filtrování dat a techniky fúze snímačů, aby byla zachována přesnost v různých podmínkách prostředí. Kromě toho je pro optimalizaci výkonu a zajištění spolehlivé detekce v průmyslových aplikacích zásadní výběr vhodného typu senzoru pro konkrétní podmínky prostředí.
Vizuální rozlišení senzorů
Indukční a kapacitní snímače jsou si sice podobné svými bezkontaktními detekčními schopnostmi, ale mají odlišné vizuální vlastnosti, které mohou pomoci při jejich identifikaci. Zde jsou uvedeny hlavní vizuální rozdíly mezi těmito dvěma typy snímačů:
- Materiál pouzdra: Indukční snímače mají obvykle kovová pouzdra, často vyrobená z nerezové oceli nebo poniklované mosazi, aby odolaly náročným průmyslovým podmínkám.
- Vnímání tváře: Kapacitní snímače mají obvykle větší, rovnou snímací plochu, zatímco indukční snímače mohou mít menší, více zaměřenou snímací plochu.
- Kontrolky: Oba typy často obsahují LED indikátory, ale jejich umístění a barva se mohou lišit v závislosti na výrobci a modelu.
- Velikost a tvar: Indukční snímače jsou obecně kompaktnější a válcovité, zatímco kapacitní snímače mohou mít různé tvary, včetně obdélníkového nebo plochého provedení.
- Možnosti montáže: Indukční snímače jsou často určeny pro zapuštěnou montáž do kovových povrchů, zatímco kapacitní snímače mohou nabízet flexibilnější možnosti montáže díky své schopnosti snímat skrz nekovové materiály.
- Typy konektorů: Indukční snímače mají často standardizované průmyslové konektory a kapacitní snímače mohou nabízet širší škálu možností připojení.
