Vrste senzora blizine

3.1 Induktivni senzori blizine Beskontaktni induktivni senzori blizine koriste se isključivo za otkrivanje metalnih objekata. Rade na principu indukcije, s oscilatorom koji pokreće zavojnicu sve dok metalni predmet ne uđe u zavojnicu.

Posljednjih su godina induktivni senzori postali sve popularniji unatoč tome što se temelje na starijim dizajnima. Za razliku od drugih tehnologija na ovom popisu, induktivni senzori prikladni su samo za metalne materijale. Oni generiraju magnetsko polje, a zatim detektiraju promjene u magnetskom polju kada metalni objekt prolazi kroz njega, slično kao što magnet koji rotira u zavojnici stvara električnu energiju. Svaki detektor metala počinje s ovim.

Njihov raspon detekcije može biti uvelike ograničen postavkama, posebno u primjenama gdje se rotacija zupčanika izračunava otkrivanjem jesu li zubi zupčanika blizu senzora. Induktivni senzori mogu se postaviti na ceste kako bi detektirali vozila koja se njima kreću ili optimizirani za detekciju plazme na većim udaljenostima.

 

Induktivni senzori obično rade u rasponu od milimetara do metara kada funkcioniraju kao elektronički senzori blizine. Najbolje rade s crnim metalnim materijalima kao što su željezo i čelik, a njihov raspon detekcije za nemagnetske metalne materijale manji je zbog njihovih načela rada. Imaju iznimno brze stope osvježavanja jer se oslanjaju na promjene u elektromagnetskom polju.

 

3.2 Kapacitivni senzori blizine Beskontaktni kapacitivni senzori blizine mogu detektirati i metalne i nemetalne tvari, poput tekućina, praha i čestica. Djeluju tako da detektiraju promjene kapacitivnosti.

Sastoje se od oscilatora, Schmittovog okidača i kruga izlazne sklopke, slično induktivnim senzorima. Jedina razlika je što imaju dvije ploče za punjenje za kapacitet (jednu unutarnju, jednu vanjsku):

• Oscilator je spojen na unutarnju ploču.

• Osjetna površina je vanjska ploča (elektroda senzora).

Kada se objekt približi senzoru, on mijenja dielektričnu konstantu u kapacitivnom senzoru, omogućujući senzoru da odredi udaljenost objekta mjerenjem te dielektrične konstante.

 

Kapacitivni senzori općenito imaju sporije vrijeme odziva, s frekvencijama ažuriranja od samo {{0}}Hz. Međutim, budući da na kapacitivne senzore ne utječu prašina ili neprozirni spremnici, oni se obično koriste u aplikacijama gdje su optički senzori zabranjeni. Približan nazivni raspon tipičnih kapacitivnih senzora je 10 milimetara, koji mogu detektirati promjene debljine unutar 0,01 milimetra.

 

3.3 Ultrazvučni senzori blizine

Ultrazvučni senzori blizine detektiraju prisutnost predmeta ili uz dodatnu obradu koriste ultrazvučne impulse za detekciju udaljenosti do objekata. Rade pomoću odašiljača i prijamnika, zajedno s principom lociranja jeke.

Ultrazvučni senzori određuju udaljenost do objekta emitiranjem zvukova i mjerenjem vremena koje je potrebno da se zvuk odbije od površine i vrati. Dok su odašiljači i prijamnici obično konfigurirani da budu što sličniji, ovi koncepti još uvijek vrijede kada su izolirani. Dostupni su i ultrazvučni primopredajnici koji kombiniraju funkcije prijenosa i prijema u jednu jedinicu.

Ultrazvučna detekcija je vrlo precizna, s visokim stopama osvježavanja koja može emitirati desetke ili stotine pulseva ili cvrkuta u sekundi. Boja i prozirnost objekata imaju minimalan učinak na očitanja jer se temelje na zvuku, a ne na elektromagnetskim valovima.

Ove iste karakteristike znače da ne moraju emitirati svjetlo ili se oslanjati na njega, što ih čini idealnim za uvjete koji su prirodno tamni ili moraju ostati tamni. Zvučni valovi se šire tijekom vremena, povećavajući područje detekcije - što može biti korisno ili štetno, ovisno o primjeni. Zbog svoje jednostavne prirode, također su vrlo jeftini, fleksibilni i sigurni.

S druge strane, ultrazvučni senzori imaju vlastiti niz nedostataka. Senzori se sastoje od odašiljača i prijamnika, koji se mogu kombinirati ili kupiti odvojeno. Značajne promjene temperature utječu na točnost zbog promjena u brzini zvuka u zraku. Međutim, to se može ublažiti ažuriranjem izračuna pomoću mjerenja temperature.

 

Meki materijali mogu utjecati na točnost zbog slabe refleksije zvučnih valova na upijajućim površinama. Iako su ultrazvučni senzori u biti slični sonaru, nisu dizajnirani za podvodnu upotrebu. Konačno, njihovo oslanjanje na zvuk čini ih beskorisnima u vakuumu u kojem nema medija za širenje zvuka.

 

3.4 Infracrveni senzori blizine IR

označava infracrveno i koristi snop infracrvenog svjetla za otkrivanje prisutnosti objekata. Djeluje slično ultrazvučnim senzorima, ali koristi infracrvene signale umjesto zvučnih valova.

 

Infracrveni senzori blizine uključuju IR LED koji emitira infracrveno svjetlo i foto detektor koji detektira reflektirano svjetlo. Ima ugrađeni krug za obradu signala koji može odrediti svjetlosnu točku na PSD-u.

 

Kako radi infracrveni senzor blizine? Prvo, infracrveno svjetlo emitira IR LED. Zatim, zraka udari u predmet i reflektira se natrag pod određenim kutom. Reflektirana svjetlost dopire do foto detektora. Na kraju, senzor u fotodetektoru određuje položaj/udaljenost reflektirajućeg objekta.

 

3.5 Fotoelektrični senzori blizine Fotoelektrični senzori blizine sastoje se od generatora svjetlosnog snopa, namjenskog detektora snopa, pojačala i mikroprocesora. Kada se emitirana svjetlosna zraka reflektira od objekta, fotoelektrični detektor to osjeti, omogućujući senzoru da detektira objekt pomoću ove metode.

Emitirana svjetlosna zraka je modulirana na određenu frekvenciju, a detektor ima frekvencijski osjetljivo pojačalo koje reagira samo na svjetlost moduliranu na odgovarajućoj frekvenciji. Ovo sprječava lažne detekcije uzrokovane ambijentalnim svjetlom ili sunčevom svjetlošću. Kada fotoelektrični senzor blizine osjeti crni objekt, nereflektirajuća svojstva objekta ometaju rad senzora, kao i prozirni ili lomni objekti.

 

Iako su fotoelektrični senzori blizine prikladni za mnoge industrijske primjene, oni se također široko koriste u stambenim i poslovnim okruženjima, kao što su senzori za garažna vrata i brojači ljudi u trgovinama. Fotoelektrični senzori mogu se postaviti u različitim konfiguracijama za implementaciju. Senzori suprotnog snopa koriste odašiljač s jedne strane i detektor s druge strane, otkrivajući kada je snop prekinut.

 

Odašiljač i detektor dio su retroreflektirajućeg sustava, gdje reflektor s druge strane reflektira signal natrag na detektor. Konačno, difuzni senzori približavaju odašiljač i detektor, ali se svjetlost odašiljača odbija od bilo koje okolne površine, slično ultrazvučnim senzorima, ali bez mjerenja udaljenosti.

 

Zbog nepostojanja pokretnih dijelova, fotoelektrični senzori imaju dug životni vijek i mogu otkriti širok raspon materijala, iako prozirni materijali i voda mogu predstavljati probleme. Suprotne zrake i retro-reflektirajuće postavke nude velike domete osjetila i brzo vrijeme odziva. Mali objekti mogu se otkriti pomoću difuznih postavki ili pomoću pokretnog detektora.

 

Ovi senzori mogu izdržati prljave uvjete u industrijskim primjenama sve dok leća nije kontaminirana. Međutim, njihova sposobnost mjerenja udaljenosti do objekata ozbiljno je ograničena, a boja i refleksija objekta mogu uzrokovati probleme. Instalacija u prometnim okruženjima može biti složena jer postavke suprotnih zraka i retroreflektirajućih zraka zahtijevaju poravnanje.