Funkcie indukčného snímača
Indukčné snímače vynikajú v detekcii kovových predmetov bez fyzického kontaktu, pričom využívajú elektromagnetické pole generované vnútornou cievkou. Tieto zariadenia dokážu detegovať železné kovy na vzdialenosť až 80 milimetrov, pričom v prípade neželezných materiálov, ako je mosadz a hliník, je ich dosah menší.
Kľúčové komponenty zahŕňajú:
- Čelná strana snímača, telo, kontrolka a pripojovacie káble
- Vnútorné obvody s cievkou, oscilátorom, spúšťacím obvodom a výstupným obvodom
Senzor funguje na princípe elektromagnetickej indukcie, kde kovový predmet vstupujúci do poľa senzora spôsobuje vírivé prúdy, ktoré menia stav oscilácie. Táto zmena sa potom zaznamená a prevedie na výstupný signál.
Indukčné snímače sú veľmi robustné, odolné voči nárazom, vibráciám a prachu, takže sú vhodné do náročných priemyselných podmienok. Ich vysoká spínacia frekvencia umožňuje rýchlu detekciu pohyblivých častí aj pri vysokých rýchlostiach otáčania.
Charakteristika kapacitného snímača
Kapacitné senzory fungujú na princípe detekcie zmien elektrostatických polí, čo im umožňuje snímať rôzne materiály vrátane kovov, plastov, kvapalín, skla a dreva. Tieto univerzálne zariadenia pozostávajú z dielektrických dosiek, ktoré vyžarujú elektrostatické pole, spolu s oscilátorom, spúšťacím obvodom a výstupným obvodom.
Komponenty kapacitného snímača
Vnútorné obvody kapacitného snímača
Keď objekt vstúpi do detekčnej zóny snímača, zmení kapacitu, čo spôsobí aktiváciu oscilátora s maximálnou frekvenciou a amplitúdou. Detekčnú vzdialenosť možno jemne nastaviť pomocou nastavovacej skrutky, vďaka čomu sú kapacitné snímače prispôsobiteľné na rôzne aplikácie, ako je napríklad detekcia hladiny kvapaliny cez nekovové nádoby.
Kľúčové vlastnosti: Schopnosť detekcie objektov cez nekovové steny
Obmedzenia: Náchylné na rušenie vlhkosťou a hustými parami
Aplikácie: Široké využitie pri snímaní hladiny a detekcii priehľadných materiálov na krátku vzdialenosť
Odolnosť: Dlhá životnosť vďaka absencii mechanického opotrebovania.
Konfigurácie a aplikácie senzorov
Indukčné aj kapacitné snímače ponúkajú rôzne konfigurácie, ktoré sú vhodné pre rôzne priemyselné aplikácie. Tieto snímače môžu byť tienené alebo netienené, pričom tienené snímače umožňujú zapustenú montáž a netienené snímače poskytujú väčšiu snímanú plochu. Sú k dispozícii v normálne otvorenej alebo normálne zatvorenej konfigurácii, ako aj s typmi výstupov NPN alebo PNP, aby boli kompatibilné s rôznymi riadiacimi systémami.
Indukčné snímače sú obzvlášť užitočné v aplikáciách na detekciu kovov, napríklad na detekciu viečok kontajnerov vo výrobných linkách, zatiaľ čo kapacitné snímače vynikajú v úlohách snímania hladiny, napríklad pri monitorovaní hladiny kvapalín v plastových fľašiach. Výber medzi týmito typmi snímačov závisí od konkrétneho materiálu, ktorý sa má detegovať, podmienok prostredia a požadovaného rozsahu detekcie pre danú aplikáciu.
https://viox.com/4-wire-proximity-sensor-wiring-diagram/
https://viox.com/npn-vs-pnp-proximity-sensors/
Indukčné a kapacitné porovnanie
| Funkcia | Indukčné senzory | Kapacitné senzory |
|---|---|---|
| Rozsah detekcie | Relatívne nízka, do 80 mm | Variabilné, možno detekovať cez nekovové steny |
| Zistiteľné materiály | Predovšetkým kovové predmety | Široký sortiment vrátane kovov, plastov, kvapalín, skla, dreva |
| Odolnosť voči životnému prostrediu | Odolnosť voči nárazom, vibráciám a prachu | Zmeniteľné vlhkosťou a hustými parami |
| Prepínacia frekvencia | Vysoký, vhodný pre vysokorýchlostné aplikácie | Nie je špecifikované, ale vo všeobecnosti je nižšie ako indukčné |
| Opotrebenie a zničenie | Žiadne pohyblivé časti, odolné voči opotrebovaniu | absencia mechanického opotrebovania, dlhá životnosť |
| Špecifické aplikácie | Detekcia kovov, vysokorýchlostné počítanie dielov | Snímanie hladiny, detekcia priehľadného materiálu |
| Detekcia cez stenu | Nie je možné | Dokáže detekovať objekty cez nekovové bariéry |
Indukčné snímače vynikajú v scenároch detekcie kovov a ponúkajú vysokú presnosť a spoľahlivosť v náročných priemyselných prostrediach. Ich schopnosť odolávať nárazom, vibráciám a prachu ich predurčuje na aplikácie vo výrobných linkách, kde je potrebné detekovať kovové predmety pri vysokých rýchlostiach.
Na druhej strane kapacitné senzory ponúkajú väčšiu všestrannosť pri detekcii materiálu. Ich jedinečná schopnosť snímať hladinu cez nekovové nádoby ich robí obzvlášť užitočnými v aplikáciách monitorovania hladiny kvapalín, ako je napríklad detekcia hladiny náplne v plastových fľašiach. Ich citlivosť na faktory prostredia, ako je vlhkosť a husté výpary, si však pri implementácii vyžaduje starostlivé zváženie.
Oba typy snímačov možno nakonfigurovať ako normálne otvorené alebo normálne zatvorené a s výstupmi NPN alebo PNP, čo umožňuje flexibilnú integráciu s rôznymi riadiacimi systémami. Výber medzi indukčnými a kapacitnými snímačmi v konečnom dôsledku závisí od špecifických požiadaviek aplikácie vrátane typu detekovaného materiálu, prevádzkového prostredia a požadovaného rozsahu detekcie.
Vplyv prostredia na výkon senzora
Faktory prostredia významne ovplyvňujú výkonnosť snímačov, najmä v prípade indukčných a kapacitných snímačov používaných v priemyselnej automatizácii. Kolísanie teploty, úroveň vlhkosti a elektromagnetické rušenie môžu ovplyvniť presnosť a spoľahlivosť snímača. Na dosiahnutie optimálneho výkonu by sa senzory mali nasadzovať v prostredí s úrovňou osvetlenia od 100 do 1000 LUX.
Indukčné snímače sú vo všeobecnosti odolnejšie voči environmentálnym faktorom a zachovávajú si presnosť v náročných podmienkach s prachom, vibráciami a teplotnými zmenami. Kapacitné snímače sú síce univerzálne, ale sú náchylnejšie na zmeny prostredia, najmä na vlhkosť a husté výpary, ktoré môžu zmeniť ich detekčné schopnosti. Na zmiernenie týchto vplyvov je nevyhnutná pravidelná kalibrácia, filtrovanie údajov a techniky zlúčenia snímačov, aby sa zachovala presnosť v rôznych podmienkach prostredia. Okrem toho je výber vhodného typu snímača pre konkrétne podmienky prostredia rozhodujúci pre optimalizáciu výkonu a zabezpečenie spoľahlivej detekcie v priemyselných aplikáciách.
Vizuálne rozlíšenie senzorov
Indukčné a kapacitné snímače, hoci sú si podobné svojimi schopnosťami bezkontaktnej detekcie, majú odlišné vizuálne vlastnosti, ktoré môžu pomôcť pri ich identifikácii. Tu sú uvedené hlavné vizuálne rozdiely medzi týmito dvoma typmi snímačov:
- Materiál puzdra: Indukčné snímače majú zvyčajne kovové puzdrá, často vyrobené z nehrdzavejúcej ocele alebo poniklovanej mosadze, aby odolali náročným priemyselným podmienkam.
- Vnímanie tváre: Kapacitné snímače majú zvyčajne väčšiu, rovnú snímacie plochu, zatiaľ čo indukčné snímače môžu mať menšiu, cielenejšiu snímacie plochu.
- Kontrolky: Oba typy často obsahujú LED indikátory, ale ich umiestnenie a farba sa môžu líšiť v závislosti od výrobcu a modelu.
- Veľkosť a tvar: Indukčné snímače sú vo všeobecnosti kompaktnejšie a valcovité, zatiaľ čo kapacitné snímače môžu mať rôzne tvary vrátane obdĺžnikových alebo plochých konštrukcií.
- Možnosti montáže: Indukčné snímače sú často určené na zapustenú montáž do kovových povrchov, zatiaľ čo kapacitné snímače môžu ponúkať flexibilnejšie možnosti montáže vďaka svojej schopnosti snímať cez nekovové materiály.
- Typy konektorov: Indukčné snímače majú často štandardizované priemyselné konektory a kapacitné snímače môžu ponúkať širšiu škálu možností pripojenia.
