คุณสมบัติของเซนเซอร์แบบเหนี่ยวนำ
เซนเซอร์แบบเหนี่ยวนำสามารถตรวจจับวัตถุที่เป็นโลหะได้โดยไม่ต้องสัมผัสโดยตรง โดยใช้สนามแม่เหล็กไฟฟ้าที่สร้างขึ้นจากขดลวดภายใน อุปกรณ์เหล่านี้สามารถตรวจจับโลหะที่มีธาตุเหล็กได้ในระยะห่างสูงสุด 80 มิลลิเมตร โดยมีระยะตรวจจับที่ลดลงสำหรับวัสดุที่ไม่มีธาตุเหล็ก เช่น ทองเหลืองและอลูมิเนียม
ส่วนประกอบที่สำคัญ ได้แก่:
- เซ็นเซอร์หน้า ตัวเครื่อง ไฟแสดงสถานะ และสายเชื่อมต่อ
- วงจรภายในที่มีคอยล์ ออสซิลเลเตอร์ วงจรทริกเกอร์ และวงจรเอาท์พุต
การทำงานของเซ็นเซอร์อาศัยหลักการเหนี่ยวนำแม่เหล็กไฟฟ้า โดยวัตถุโลหะที่เข้ามาในสนามของเซ็นเซอร์จะทำให้เกิดกระแสวนไหล ทำให้สถานะการแกว่งเปลี่ยนไป จากนั้นจะตรวจจับการเปลี่ยนแปลงนี้และแปลงเป็นสัญญาณเอาต์พุต
เซ็นเซอร์แบบเหนี่ยวนำมีความแข็งแรงทนทานต่อแรงกระแทก แรงสั่นสะเทือน และฝุ่นละออง จึงเหมาะสำหรับสภาพแวดล้อมอุตสาหกรรมที่รุนแรง ความถี่ในการสลับสูงช่วยให้ตรวจจับชิ้นส่วนที่เคลื่อนไหวได้อย่างรวดเร็ว แม้จะหมุนด้วยความเร็วสูงก็ตาม
คุณสมบัติของเซนเซอร์แบบความจุ
เซ็นเซอร์แบบเก็บประจุไฟฟ้าทำงานบนหลักการของการตรวจจับการเปลี่ยนแปลงในสนามไฟฟ้าสถิต ทำให้สามารถตรวจจับวัสดุต่างๆ ได้หลากหลายประเภท เช่น โลหะ พลาสติก ของเหลว แก้ว และไม้ อุปกรณ์อเนกประสงค์เหล่านี้ประกอบด้วยแผ่นไดอิเล็กตริกที่ปล่อยสนามไฟฟ้าสถิต ออสซิลเลเตอร์ วงจรทริกเกอร์ และวงจรเอาต์พุต
ส่วนประกอบของเซนเซอร์แบบ capacitive
วงจรภายในของเซนเซอร์แบบ Capacitive
เมื่อวัตถุเข้าสู่โซนตรวจจับของเซ็นเซอร์ ความจุจะเปลี่ยน ทำให้ออสซิลเลเตอร์ทำงานที่ความถี่และแอมพลิจูดสูงสุด ระยะตรวจจับสามารถปรับได้อย่างละเอียดโดยใช้สลักปรับ ทำให้เซ็นเซอร์แบบเก็บประจุสามารถปรับให้เหมาะกับการใช้งานต่างๆ เช่น การตรวจจับระดับของเหลวผ่านภาชนะที่ไม่ใช่โลหะ
คุณสมบัติหลัก: ความสามารถในการตรวจจับวัตถุผ่านผนังที่ไม่ใช่โลหะ
ข้อจำกัด: ไวต่อการรบกวนจากความชื้นและไอระเหยหนาแน่น
การใช้งาน: ใช้กันอย่างแพร่หลายในการตรวจจับระดับและการตรวจจับระยะสั้นของวัสดุโปร่งใส
ความทนทาน: อายุการใช้งานยาวนานเนื่องจากไม่มีการสึกหรอทางกล
การกำหนดค่าและการใช้งานเซ็นเซอร์
เซ็นเซอร์แบบเหนี่ยวนำและแบบเก็บประจุมีรูปแบบต่างๆ เพื่อให้เหมาะกับการใช้งานในอุตสาหกรรมต่างๆ เซ็นเซอร์เหล่านี้อาจมีหรือไม่มีการป้องกัน โดยเซ็นเซอร์ที่มีการป้องกันจะช่วยให้ติดตั้งแบบเรียบได้ และเซ็นเซอร์ที่ไม่มีการป้องกันจะช่วยให้มีพื้นที่ในการตรวจจับที่กว้างขึ้น เซ็นเซอร์เหล่านี้มีให้เลือกทั้งแบบเปิดปกติและแบบปิดปกติ รวมถึงแบบเอาต์พุต NPN หรือ PNP เพื่อให้เข้ากันได้กับระบบควบคุมที่แตกต่างกัน
เซ็นเซอร์แบบเหนี่ยวนำมีประโยชน์อย่างยิ่งในการตรวจจับโลหะ เช่น การตรวจจับฝาภาชนะในสายการผลิต ในขณะที่เซ็นเซอร์แบบเก็บประจุจะเหมาะกับการตรวจจับระดับ เช่น การตรวจสอบระดับของเหลวผ่านขวดพลาสติก การเลือกใช้เซ็นเซอร์ประเภทต่างๆ ขึ้นอยู่กับวัสดุเฉพาะที่จะตรวจจับ สภาพแวดล้อม และช่วงการตรวจจับที่จำเป็นสำหรับการใช้งาน
https://viox.com/4-wire-proximity-sensor-wiring-diagram/
https://viox.com/npn-vs-pnp-proximity-sensors/
การเปรียบเทียบแบบเหนี่ยวนำกับแบบความจุ
| คุณสมบัติ | เซ็นเซอร์เหนี่ยวนำ | เซ็นเซอร์แบบเก็บประจุไฟฟ้า |
|---|---|---|
| ระยะการตรวจจับ | ค่อนข้างต่ำถึง 80 มม. | แปรผัน สามารถตรวจจับผ่านผนังที่ไม่ใช่โลหะได้ |
| วัสดุที่สามารถตรวจจับได้ | วัตถุที่เป็นโลหะเป็นหลัก | หลากหลายทั้งโลหะ พลาสติก ของเหลว แก้ว ไม้ |
| ความต้านทานต่อสิ่งแวดล้อม | ทนทานต่อแรงกระแทก แรงสั่นสะเทือน และฝุ่นละออง | เปลี่ยนแปลงได้ตามความชื้นและไอระเหยหนาแน่น |
| การสลับความถี่ | สูง เหมาะกับการใช้งานความเร็วสูง | ไม่ระบุ แต่โดยทั่วไปจะต่ำกว่าการเหนี่ยวนำ |
| การสึกหรอ | ไม่มีชิ้นส่วนเคลื่อนไหว ทนทานต่อการสึกหรอ | ไม่มีการสึกหรอทางกล อายุการใช้งานยาวนาน |
| การใช้งานเฉพาะ | การตรวจจับโลหะ การนับชิ้นส่วนความเร็วสูง | การตรวจจับระดับ การตรวจจับวัสดุโปร่งใส |
| การตรวจจับผ่านผนัง | ไม่สามารถทำได้ | สามารถตรวจจับวัตถุผ่านสิ่งกีดขวางที่ไม่ใช่โลหะได้ |
เซ็นเซอร์แบบเหนี่ยวนำเหมาะอย่างยิ่งสำหรับการตรวจจับโลหะ โดยให้ความแม่นยำสูงและความน่าเชื่อถือในสภาพแวดล้อมอุตสาหกรรมที่รุนแรง ความสามารถในการทนต่อแรงกระแทก การสั่นสะเทือน และฝุ่นละออง ทำให้เหมาะอย่างยิ่งสำหรับการใช้งานในสายการผลิตที่ต้องตรวจจับวัตถุโลหะด้วยความเร็วสูง
ในทางกลับกัน เซ็นเซอร์แบบเก็บประจุไฟฟ้าจะมีความยืดหยุ่นในการตรวจจับวัสดุมากกว่า ความสามารถเฉพาะตัวในการตรวจจับระดับผ่านภาชนะที่ไม่ใช่โลหะทำให้เซ็นเซอร์ชนิดนี้มีประโยชน์อย่างยิ่งในการตรวจสอบระดับของเหลว เช่น การตรวจจับระดับการบรรจุในขวดพลาสติก อย่างไรก็ตาม ความไวต่อปัจจัยด้านสิ่งแวดล้อม เช่น ความชื้นและไอระเหยหนาแน่นต้องได้รับการพิจารณาอย่างรอบคอบระหว่างการใช้งาน
เซ็นเซอร์ทั้งสองประเภทสามารถกำหนดค่าเป็นแบบปกติเปิดหรือปกติปิดได้ และมีเอาต์พุต NPN หรือ PNP ช่วยให้มีความยืดหยุ่นในการทำงานร่วมกับระบบควบคุมต่างๆ การเลือกใช้ระหว่างเซ็นเซอร์แบบเหนี่ยวนำและแบบเก็บประจุขึ้นอยู่กับข้อกำหนดเฉพาะของแอปพลิเคชัน รวมถึงประเภทของวัสดุที่จะตรวจจับ สภาพแวดล้อมการทำงาน และระยะการตรวจจับที่ต้องการ
ผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อมต่อประสิทธิภาพของเซ็นเซอร์
ปัจจัยด้านสิ่งแวดล้อมมีอิทธิพลอย่างมากต่อประสิทธิภาพของเซ็นเซอร์ โดยเฉพาะเซ็นเซอร์แบบเหนี่ยวนำและแบบเก็บประจุที่ใช้ในระบบอัตโนมัติในอุตสาหกรรม ความผันผวนของอุณหภูมิ ระดับความชื้น และการรบกวนทางแม่เหล็กไฟฟ้าล้วนส่งผลกระทบต่อความแม่นยำและความน่าเชื่อถือของเซ็นเซอร์ เพื่อประสิทธิภาพที่เหมาะสมที่สุด ควรติดตั้งเซ็นเซอร์ในสภาพแวดล้อมที่มีระดับแสงตั้งแต่ 100 ถึง 1,000 ลักซ์
โดยทั่วไปแล้ว เซ็นเซอร์แบบเหนี่ยวนำจะมีความทนทานต่อปัจจัยด้านสิ่งแวดล้อมมากกว่า โดยรักษาความแม่นยำในสภาวะที่รุนแรง เช่น ฝุ่น การสั่นสะเทือน และอุณหภูมิที่เปลี่ยนแปลง เซ็นเซอร์แบบเก็บประจุแม้จะมีความอเนกประสงค์ แต่ก็อ่อนไหวต่อการเปลี่ยนแปลงของสภาพแวดล้อม โดยเฉพาะความชื้นและไอระเหยหนาแน่น ซึ่งอาจเปลี่ยนแปลงความสามารถในการตรวจจับได้ เพื่อบรรเทาผลกระทบเหล่านี้ การสอบเทียบ การกรองข้อมูล และเทคนิคการรวมเซ็นเซอร์เป็นประจำจึงมีความจำเป็นสำหรับการรักษาความแม่นยำในสภาพแวดล้อมที่แตกต่างกัน นอกจากนี้ การเลือกประเภทเซ็นเซอร์ที่เหมาะสมสำหรับสภาพแวดล้อมเฉพาะยังมีความสำคัญต่อการเพิ่มประสิทธิภาพการทำงานและการรับรองการตรวจจับที่เชื่อถือได้ในการใช้งานในอุตสาหกรรม
ความแตกต่างทางภาพของเซ็นเซอร์
เซ็นเซอร์แบบเหนี่ยวนำและแบบเก็บประจุแม้จะมีความสามารถในการตรวจจับโดยไม่ต้องสัมผัสที่คล้ายคลึงกัน แต่มีลักษณะทางภาพที่แตกต่างกันซึ่งสามารถช่วยในการระบุได้ ต่อไปนี้คือความแตกต่างทางภาพที่สำคัญระหว่างเซ็นเซอร์ทั้งสองประเภทนี้:
- วัสดุของตัวเรือน: เซนเซอร์แบบเหนี่ยวนำโดยทั่วไปจะมีตัวเรือนที่ทำจากโลหะ ซึ่งมักทำจากสเตนเลสหรือทองเหลืองชุบนิกเกิล เพื่อทนต่อสภาพแวดล้อมทางอุตสาหกรรมที่รุนแรง
- ใบหน้าการตรวจจับ: เซ็นเซอร์แบบความจุโดยทั่วไปจะมีพื้นผิวการตรวจจับที่แบนและใหญ่กว่า ในขณะที่เซ็นเซอร์แบบเหนี่ยวนำอาจมีพื้นที่การตรวจจับที่เล็กกว่าและโฟกัสได้มากกว่า
- ไฟแสดงสถานะ: ทั้งสองประเภทมักมีไฟแสดง LED แต่ตำแหน่งและสีอาจแตกต่างกันไป ขึ้นอยู่กับผู้ผลิตและรุ่น
- ขนาดและรูปร่าง: เซนเซอร์แบบเหนี่ยวนำโดยทั่วไปจะมีขนาดกะทัดรัดและทรงกระบอกมากกว่า ในขณะที่เซนเซอร์แบบเก็บประจุสามารถมีรูปร่างต่างๆ ได้ เช่น แบบสี่เหลี่ยมหรือแบบแบน
- ตัวเลือกในการติดตั้ง: เซนเซอร์แบบเหนี่ยวนำมักออกแบบมาสำหรับการติดตั้งแบบฝังในพื้นผิวโลหะ ในขณะที่เซนเซอร์แบบเก็บประจุอาจมีตัวเลือกในการติดตั้งที่ยืดหยุ่นกว่าเนื่องจากความสามารถในการตรวจจับผ่านวัสดุที่ไม่ใช่โลหะ
- ประเภทของขั้วต่อ: ประเภทการเชื่อมต่อไฟฟ้าอาจแตกต่างกัน โดยเซนเซอร์แบบเหนี่ยวนำมักมีขั้วต่ออุตสาหกรรมมาตรฐาน และเซนเซอร์แบบเก็บประจุอาจให้ตัวเลือกการเชื่อมต่อที่หลากหลายกว่า
