Датчици за приближение – намерете производители и доставчици

Сензорите за близост откриват обекти, детайли или компоненти на машини без физически контакт в рамките на ограничен обхват на засичане.

Те се използват за наблюдение на присъствие, положение, крайни положения или последователности от движения. Сигналът от сензора може след това да бъде обработен от контролер, за да задейства функции на машината, да спре процеси или да инициира по-нататъшни стъпки в автоматизацията.
В зависимост от принципа на измерване сензорите за близост откриват метални, неметални, прозрачни, течни или твърди обекти. Разпространени видове са индуктивните, капацитивните, оптичните, магнитните и ултразвуковите сензори за близост.
Типични приложения могат да бъдат намерени в машиностроенето и инженеринга на инсталации, технологиите за автоматизация и сглобяване, конвейерните системи, опаковъчните машини, металорежещите машини, складовата техника и оборудването за обработка на товари.
По-долу е представен обзор на типичните видове, приложения, предимства, ограничения и важни критерии за избор на сензори за близост.

Видове сензори за близост

Индуктивни сензори за близост

Индуктивните сензори за близост откриват метални обекти чрез промени в електромагнитното поле.
Когато метален обект се приближи до активната повърхност на сензора, в обекта се генерират вихрови токове. Те влияят върху електромагнитното поле и предизвикват изходен сигнал, когато се достигне определеното разстояние на засичане.
Индуктивните сензори работят безконтактно, практически не се износват и осигуряват кратко време за реакция. Те са особено подходящи за откриване на стомана, неръждаема стомана, алуминий, месинг и други метали.
Въпреки това, постижимото разстояние на засичане зависи от материала, размера на целевия обект и конструкцията на сензора.

Капацитивни сензори за близост

Капацитивните сензори за близост регистрират промени в електрическото поле.
Освен метали, те могат да откриват пластмаси, стъкло, дърво, хартия, прахове и течности. Това ги прави подходящи за мониторинг на нивото на пълнене, откриване на материали и наблюдение на неметални детайли.
Капацитивните сензори понякога могат да откриват материали и през непроводящи стени на контейнери.
Влагата, натрупванията на прах и промените в свойствата на материала могат да повлияят на поведението при превключване. Поради това често се изисква прецизна настройка на чувствителността.

Оптични сензори за близост

Оптичните сензори за близост използват видима или инфрачервена светлина за откриване на обекти.
Сензорите с дифузно отражение анализират светлината, отразена от обекта. Сензорите с ретрорефлексия работят с противоположен рефлектор, докато сензорите с преминаващ лъч използват отделни предаватели и приемници.
Оптичните сензори осигуряват по-голям обхват в сравнение с много индуктивни или капацитивни модели и могат да откриват и малки обекти.
Въпреки това цветът, гланцът, прозрачността, околното осветление и замърсяването могат да попречат на откриването.

Ултразвукови сензори за близост

Ултразвуковите сензори за близост излъчват звукови импулси и анализират отражението от целевия обект.
Тъй като измерването е до голяма степен независимо от цвета и оптичната прозрачност, могат да се откриват и тъмни, лъскави или частично прозрачни обекти.
Ултразвуковите сензори са подходящи за мониторинг на присъствие, откриване на разстояние и приложения за ниво на запълване.
Много малки, меки, ъгловати или силно звукопоглъщащи обекти могат да бъдат по-трудни за откриване.

Магнитни сензори за близост

Магнитните сензори за близост реагират на магнитно поле.
Те често се използват за откриване на положението на бутала в пневматични или хидравлични цилиндри, клапи, врати или други движещи се компоненти.
В зависимост от конструкцията си, те работят с реедни контакти, датчици на Хол или магниторезистивни методи за измерване.
Целевият обект трябва или самият той да е магнитен, или да е снабден с магнит.

Механично задействани сензори за близост

Механично задействаните сензори за близост откриват обект чрез директен контакт.
Те могат да имат бутало, ролков лост или пружинен прът, който се задейства при допир с детайла.
Строго погледнато, тези устройства не са безконтактни сензори, но на практика често се използват за сходни задачи, като например контрол на крайното положение или на присъствието.
Те са здрави и лесни за оценка, но са подложени на механично износване.

Приложения на сензорите за близост

Машиностроене и инженеринг на производствени съоръжения

В машиностроенето сензорите за близост откриват детайли, плъзгачи, инструменти, зъбни колела и други движещи се компоненти.
Те следят крайните позиции, потвърждават завършените движения и подават сигнали за следващата стъпка в процеса.
Индуктивните сензори са особено широко разпространени там, където е необходимо надеждно откриване на метални компоненти на машините.

Автоматизация и монтажни технологии

В сглобяващите системи сензорите за близост проверяват дали компонентите са налице, правилно поставени или напълно позиционирани.
Те контролират захватни устройства, системи за подаване, затягащи устройства и носители на детайли.
Краткото време за реакция и високата повторяемост са особено важни при високи честоти на цикъла на машината.

Конвейерна и логистична техника

На конвейерни ленти и ролкови конвейери сензорите за близост откриват контейнери, опаковки, палети и други транспортирани стоки.
Те подпомагат контрола на потока на материали, броят детайлите и откриват задръствания или свободни позиции за прехвърляне.
В зависимост от материала и разстоянието се използват оптични, капацитивни или ултразвукови сензори.

Технология за опаковане

В опаковъчните машини сензорите за близост следят продукти, фолио, картонени кутии, капачки и опаковъчни елементи.
Те могат да откриват липсващи части, да задействат операции по рязане или запечатване и да проверяват позицията на опакованите стоки.
За прозрачни фолиа или силно отразяващи повърхности са необходими специално подходящи оптични или ултразвукови методи.

Машинни инструменти

При металорежещите машини сензорите за близост следят състоянието на затягането, позициите на инструментите, защитните капаци и движещите се оси.
Често те трябва да издържат на охлаждащи течности, метални стружки и вибрации.
Затова здравите корпуси и високата степен на защита са от особено значение.

Контрол на нивото на пълнене

Капацитивните, оптичните и ултразвуковите сензори за близост могат да следят нивото на пълнене или наличието на течности, гранули и прахове.
В зависимост от приложението измерването се извършва директно в средата или през стената на контейнера.
Пригодността зависи от свойствата на материала, геометрията на контейнера, отлаганията и условията на околната среда.

Врати, капаци и предпазни устройства

Магнитни или индуктивни сензори за близост следят положението на врати, капаци и защитни капаци.
Те могат да показват дали дадено защитно устройство е отворено или затворено.
Приложенията, свързани с безопасността, изискват подходящи и съответно одобрени сензори за безопасност.

Предимства на сензорите за близост

• Безконтактно и с ниска степен на износване откриване на обекти
• Бърза реакция в автоматизирани процеси
• Висока повторяемост
• Компактна интеграция в машини и инсталации
• Откриване на различни материали в зависимост от принципа на измерване
• Мониторинг на наличие, положение и крайни позиции
• Подходящ за високи честоти на превключване
• Лесно свързване към контролери
• Версии за тежки промишлени условия
• Ниски изисквания за поддръжка при правилен избор

Ограничения на сензорите за близост

• Индуктивните сензори за близост откриват само метални обекти. Разстоянието на засичане може да варира значително в зависимост от вида на метала.
• Капацитивните сензори са чувствителни към влага, отлагания и промени в свойствата на материала. Това може да доведе до необходимост от пренастройка или до грешни задействания.
• Оптичните сензори могат да бъдат засегнати от замърсявания, прах, околна светлина, прозрачни материали или силно отразяващи повърхности.
• Ултразвуковите сензори изискват достатъчно голяма и благоприятно ориентирана отразяваща повърхност. Меките, малките или наклонените обекти могат да бъдат засечени само в ограничена степен.
• Магнитните сензори за близост изискват подходящо магнитно поле и могат да бъдат повлияни от външни магнитни въздействия.
• Действителното разстояние на засичане зависи не само от сензора, но и от размера на обекта, материала, позицията на монтаж и условията на околната среда.
• Няколко сензора, монтирани близо един до друг, могат да си пречат взаимно, в зависимост от принципа на измерване.
• Стандартните сензори за близост не са автоматично подходящи за функции, свързани с безопасността. За такива приложения трябва да се използват специално тествани сензори за безопасност.

Важни критерии за избор на сензори за близост

Материал на целевия обект

Принципът на измерване трябва да е подходящ за обекта, който се открива.
Металните детайли могат да бъдат откривани особено надеждно с индуктивни сензори. Капацитивните, оптичните или ултразвуковите сензори са по-подходящи за пластмаси, стъкло, течности или прахове.
Трябва да се вземат предвид също така цветът, гланцът, прозрачността и структурата на повърхността.

Разстояние на засичане

Необходимото разстояние на засичане зависи от условията на монтажа и възможните отклонения в положението на обекта.
Номиналното разстояние на засичане, посочено в техническата спецификация, обикновено се определя при определени условия на изпитване. При реалното приложение материалът, температурата и условията на монтаж могат да намалят използваемото разстояние.
Подходящ работен резерв повишава надеждността.

Конструкция и тип монтаж

Сензорите за близост се предлагат в цилиндричен, правоъгълен, пръстеновиден и особено компактен дизайн.
Размерите на резбата, като M8, M12, M18 и M30, се използват широко за цилиндричните сензори.
Сензорите за вграждане в равнина могат да бъдат почти изцяло вградени в метални повърхности. Версиите, които не се вграждат в равнина, изискват повече свободно пространство около активната повърхност, но често осигуряват по-голямо разстояние на засичане.

Честота на превключване и време за реакция

Бързо движещите се детайли и високите честоти на цикъла на машината изискват достатъчно висока честота на превключване.
Сензорът трябва да засече обекта в рамките на наличното време и да предаде сигнала към контролера без закъснение.
Индуктивните и оптичните сензори често са особено подходящи за операции с бързо превключване.

Изходна функция

Сензорите за близост се предлагат с PNP, NPN, релейни и цифрови изходи.
Трябва също така да се определи дали изходът да работи като нормално отворен, нормално затворен или превключваем.
Изходният сигнал, работното напрежение и типът на свързване трябва да са съвместими със съществуващия контролер.

Свързване и интерфейси

В зависимост от конструкцията електрическото свързване се осъществява чрез фиксиран кабел, конектор или клема.
За прости задачи по превключване е достатъчен двоичен изход. Конфигурируемите сензори могат да предават допълнителни диагностични и технологични данни чрез цифрови интерфейси.
Стандартизираната комуникация улеснява пускането в експлоатация, мониторинга на състоянието и подмяната на устройствата.

Условия на околната среда

Температурата, влажността, прахът, маслата, охлаждащите течности, химикалите и вибрациите оказват влияние върху избора.
Сензорът трябва да има подходяща степен на защита и адекватна механична и химическа устойчивост.
Може да са необходими специални материали и сертификати за преработка на храни, приложения на открито, потенциално експлозивни атмосфери или хигиенни процеси.

Интерференция и монтажни разстояния

Метални конструкции, съседни сензори, електрически кабели и електромагнитни полета могат да повлияят на поведението при превключване.
Поради това трябва да се спазват указанията на производителя за монтаж и минималните разстояния.
Сигурният монтаж предотвратява неточности в точките на превключване, причинени от вибрации или промени в положението.

Индикатори и диагностика

Много сензори за близост разполагат със светодиоди, които показват работното състояние, състоянието на превключване или неизправности.
Разширените диагностични функции могат да сигнализират за късо съединение, замърсяване, слаби сигнали или недостатъчен резерв на работа.
Тази информация улеснява пускането в експлоатация и превантивната поддръжка.

Обобщение

Сензорите за близост откриват обекти и компоненти на машини в рамките на определен обхват на откриване и подават сигнали за управление, мониторинг и автоматизация.
В зависимост от материала на целта и приложението се използват индуктивни, капацитивни, оптични, магнитни или ултразвукови сензори за близост.
Основните критерии за избор включват материала на целта, разстоянието на засичане, конструкцията, честотата на превключване, изходния сигнал и условията на околната среда.
Трябва да се вземат предвид ограниченията на съответния принцип на измерване, за да се гарантира надеждно откриване на обектите и да се избегнат фалшивите превключвания.

Сензорите за близост се предлагат от различни производители и доставчици. Изчерпателна информация за производителите и доставчиците на сензори за близост от цял свят можете да намерите на Exportpages.