Přibližovací senzory – najděte výrobce a dodavatele

Senzory přiblížení detekují objekty, obrobky nebo součásti strojů bez fyzického kontaktu v omezeném detekčním dosahu.

Používají se ke sledování přítomnosti, polohy, koncových poloh nebo pohybových sekvencí. Signál snímače může být následně zpracován řídicím systémem za účelem spuštění funkcí stroje, zastavení procesů nebo zahájení dalších automatizačních kroků.
V závislosti na měřicím principu detekují snímače přiblížení kovové, nekovové, průhledné, kapalné nebo pevné objekty. Mezi běžné typy patří indukční, kapacitní, optické, magnetické a ultrazvukové snímače přiblížení.
Typické aplikace lze nalézt ve strojírenství a výstavbě zařízení, v automatizační a montážní technice, v dopravníkových systémech, balicích strojích, obráběcích strojích, skladové technice a manipulační technice.
Následující text poskytuje přehled typických typů, aplikací, výhod, omezení a důležitých kritérií pro výběr snímačů přiblížení.

Typy snímačů přiblížení

Indukční snímače přiblížení

Indukční snímače přiblížení detekují kovové objekty na základě změn v elektromagnetickém poli.
Když se kovový předmět přiblíží k aktivnímu povrchu snímače, vznikají v něm vířivé proudy. Ty ovlivňují elektromagnetické pole a při dosažení definované snímací vzdálenosti vyvolají výstupní signál.
Indukční snímače pracují bezkontaktně, jsou prakticky bez opotřebení a vyznačují se krátkými odezvami. Jsou zvláště vhodné pro detekci oceli, nerezové oceli, hliníku, mosazi a dalších kovů.
Dosažitelná snímací vzdálenost však závisí na materiálu, velikosti snímáného objektu a konstrukci snímače.

Kapacitní snímače přiblížení

Kapacitní snímače přiblížení detekují změny v elektrickém poli.
Kromě kovů dokážou detekovat i plasty, sklo, dřevo, papír, prášky a kapaliny. Díky tomu jsou vhodné pro monitorování hladiny náplně, detekci materiálu a sledování nekovových obrobků.
Kapacitní snímače mohou někdy detekovat materiály i přes nevodivé stěny nádob.
Vlhkost, usazeniny prachu a změny vlastností materiálu mohou ovlivnit spínací chování. Proto je často nutné provést přesné nastavení citlivosti.

Optické snímače přiblížení

Optické snímače polohy využívají k detekci objektů viditelné nebo infračervené světlo.
Senzory s difúzním odrazem vyhodnocují světlo odražené od objektu. Retroreflexní senzory pracují s protilehlým reflektorem, zatímco senzory s průchozím paprskem používají oddělené vysílače a přijímače.
Optické snímače mají větší dosah než mnoho indukčních nebo kapacitních provedení a dokážou detekovat i malé objekty.
Detekci však mohou zhoršovat barva, lesk, průhlednost, okolní světlo a znečištění.

Ultrazvukové snímače přiblížení

Ultrazvukové snímače blízkosti vysílají zvukové impulsy a vyhodnocují odraz od cílového objektu.
Jelikož je měření do značné míry nezávislé na barvě a optické průhlednosti, lze detekovat i tmavé, lesklé nebo částečně průhledné objekty.
Ultrazvukové senzory jsou vhodné pro monitorování přítomnosti, detekci vzdálenosti a aplikace pro měření hladiny náplně.
Detekce velmi malých, měkkých, šikmých nebo předmětů s vysokou zvukovou absorpcí může být obtížnější.

Magnetické snímače přiblížení

Magnetické snímače přiblížení reagují na magnetické pole.
Často se používají k detekci polohy pístů v pneumatických nebo hydraulických válcích, klapek, dveří nebo jiných pohyblivých součástí.
V závislosti na provedení pracují na principu jazýčkových kontaktů, Hallových senzorů nebo magnetorezistivních měřicích metod.
Detekovaný objekt musí být buď sám o sobě magnetický, nebo musí být opatřen magnetem.

Mechanicky ovládané snímače přiblížení

Mechanicky ovládané snímače polohy detekují objekt prostřednictvím přímého kontaktu.
Mohou být vybaveny pístkem, válečkovou pákou nebo pružnou tyčí, která se aktivuje při kontaktu s obrobkem.
Přísně vzato se nejedná o bezkontaktní snímače, ale v praxi se často používají pro podobné úkoly, jako je sledování koncové polohy nebo přítomnosti.
Jsou robustní a snadno vyhodnocitelné, podléhají však mechanickému opotřebení.

Použití snímačů přiblížení

Strojírenství a výstavba zařízení

Ve strojírenství detekují snímače přiblížení obrobky, saně, nástroje, ozubená kola a další pohyblivé součásti.
Sledují koncové polohy, potvrzují dokončení pohybů a poskytují signály pro další krok procesu.
Indukční snímače se používají zejména tam, kde je třeba spolehlivě detekovat kovové součásti strojů.

Automatizace a montážní technika

V montážních systémech snímače přiblížení kontrolují, zda jsou součásti přítomny, správně zasunuty nebo zcela na svém místě.
Sledují chapadla, podávací systémy, upínací zařízení a nosiče obrobků.
Při vysokých frekvencích strojních cyklů jsou obzvláště důležité krátké doby odezvy a vysoká opakovatelnost.

Dopravníková a logistická technika

Na dopravních pásech a válečkových dopravnících snímače přiblížení detekují kontejnery, balíky, palety a další přepravované zboží.
Pomáhají řídit tok materiálu, počítají obrobky a detekují ucpání nebo volné pozice pro předání.
V závislosti na materiálu a vzdálenosti se používají optické, kapacitní nebo ultrazvukové senzory.

Balicí technika

V balicích strojích snímače přiblížení monitorují výrobky, fólie, kartony, uzávěry a balicí prvky.
Mohou detekovat chybějící součásti, spouštět řezací nebo svařovací operace a kontrolovat polohu baleného zboží.
Pro průhledné fólie nebo vysoce odrazivé povrchy jsou zapotřebí speciálně přizpůsobené optické nebo ultrazvukové metody.

Obráběcí stroje

V obráběcích strojích snímače přiblížení monitorují stav upnutí, polohu nástrojů, ochranné kryty a pohyblivé osy.
Často musí odolávat chladicím kapalinám, kovovým třískám a vibracím.
Robustní pouzdra a vysoký stupeň ochrany jsou proto obzvláště důležité.

Sledování hladiny

Kapacitní, optické a ultrazvukové snímače přiblížení mohou monitorovat hladinu nebo přítomnost kapalin, granulátů a prášků.
V závislosti na aplikaci se měření provádí přímo v médiu nebo přes stěnu nádoby.
Vhodnost závisí na vlastnostech materiálu, geometrii nádoby, usazeninách a podmínkách prostředí.

Dveře, klapky a ochranná zařízení

Magnetické nebo indukční snímače polohy monitorují polohu dveří, klapek a ochranných krytů.
Mohou signalizovat, zda je ochranné zařízení otevřené nebo zavřené.
Aplikace související s bezpečností vyžadují vhodné a náležitě schválené bezpečnostní senzory.

Výhody snímačů přiblížení

• Bezkontaktní detekce objektů s minimálním opotřebením
• Rychlá odezva v automatizovaných procesech
• Vysoká opakovatelnost
• Kompaktní integrace do strojů a zařízení
• Detekce různých materiálů v závislosti na měřicím principu
• Sledování přítomnosti, polohy a koncových poloh
• Vhodnost pro vysoké spínací frekvence
• Jednoduché připojení k řídicím jednotkám
• Provedení pro náročné průmyslové prostředí
• Nízké nároky na údržbu při správném výběru

Omezení indukčních senzorů

• Indukční snímače přiblížení detekují pouze kovové předměty. Snímačová vzdálenost se může výrazně lišit v závislosti na druhu kovu.
• Kapacitní snímače jsou citlivé na vlhkost, usazeniny a změny vlastností materiálu. To může vést k nutnosti seřizování nebo k chybnému spínání.
• Optické snímače mohou být ovlivněny nečistotami, prachem, okolním světlem, průhlednými materiály nebo vysoce odrazivými povrchy.
• Ultrazvukové snímače vyžadují dostatečně velký a vhodně orientovaný odrazivý povrch. Měkké, malé nebo šikmé předměty mohou být detekovány pouze v omezené míře.
• Magnetické snímače blízkosti vyžadují vhodné magnetické pole a mohou být ovlivněny vnějšími magnetickými vlivy.
• Skutečná snímací vzdálenost závisí nejen na snímači, ale také na velikosti objektu, materiálu, poloze instalace a podmínkách prostředí.
• Několik senzorů instalovaných blízko sebe se může navzájem rušit, v závislosti na principu měření.
• Standardní snímače přiblížení nejsou automaticky vhodné pro funkce související s bezpečností. Pro takové aplikace je nutné použít speciálně testované bezpečnostní snímače.

Důležitá kritéria pro výběr snímačů přiblížení

Materiál detekovaného objektu

Princip měření musí být vhodný pro detekovaný objekt.
Kovové obrobky lze detekovat obzvláště spolehlivě pomocí indukčních senzorů. Kapacitní, optické nebo ultrazvukové senzory jsou vhodnější pro plasty, sklo, kapaliny nebo prášky.
Je třeba zohlednit také barvu, lesk, průhlednost a strukturu povrchu.

Snímačová vzdálenost

Požadovaná snímací vzdálenost závisí na podmínkách instalace a možných tolerancích v poloze objektu.
Jmenovitá snímací vzdálenost uvedená v technickém listu je obvykle stanovena za definovaných zkušebních podmínek. V reálné aplikaci mohou materiál, teplota a montážní prostředí zkrátit použitelnou vzdálenost.
Dostatečná provozní rezerva zvyšuje spolehlivost.

Provedení a typ instalace

Přibližovací senzory jsou k dispozici ve válcovém, obdélníkovém, prstencovém a obzvláště kompaktním provedení.
U válcových snímačů se běžně používají závity velikosti M8, M12, M18 a M30.
Senzory pro zapuštěnou montáž lze z velké části zapustit do kovových povrchů. Verze pro povrchovou montáž vyžadují větší volný prostor kolem aktivního povrchu, ale často poskytují delší snímací vzdálenost.

Spínací frekvence a doba odezvy

Rychle se pohybující obrobky a vysoké taktové frekvence strojů vyžadují dostatečně vysokou spínací frekvenci.
Snímač musí objekt detekovat v daném časovém limitu a bez prodlení předat signál řídicí jednotce.
Pro operace s rychlým spínáním jsou často obzvláště vhodné indukční a optické snímače.

Výstupní funkce

Bezkontaktní snímače jsou k dispozici s výstupy typu PNP, NPN, reléovými a digitálními.
Je také nutné určit, zda má výstup fungovat jako normálně otevřený, normálně uzavřený nebo přepínatelný.
Výstupní signál, provozní napětí a typ připojení musí být kompatibilní se stávajícím řídicím zařízením.

Připojení a rozhraní

V závislosti na provedení se elektrické připojení provádí pomocí pevného kabelu, konektoru nebo svorkovnice.
Pro jednoduché spínací úlohy postačuje binární výstup. Konfigurovatelné snímače mohou prostřednictvím digitálních rozhraní přenášet další diagnostická a procesní data.
Standardizovaná komunikace zjednodušuje uvedení do provozu, monitorování stavu a výměnu zařízení.

Podmínky prostředí

Výběr ovlivňují teplota, vlhkost, prach, oleje, chladicí kapaliny, chemikálie a vibrace.
Snímač musí mít vhodný stupeň ochrany a dostatečnou mechanickou a chemickou odolnost.
Pro zpracování potravin, venkovní aplikace, prostředí s nebezpečím výbuchu nebo hygienické procesy mohou být vyžadovány speciální materiály a schválení.

Rušení a montážní vzdálenosti

Kovové konstrukce, sousední snímače, elektrické kabely a elektromagnetická pole mohou ovlivnit spínací chování.
Je proto nutné dodržovat pokyny výrobce týkající se instalace a minimálních vzdáleností.
Bezpečná montáž zabraňuje tomu, aby vibrace nebo změny polohy způsobovaly nespolehlivé spínací body.

Indikátory a diagnostika

Mnoho snímačů přiblížení je vybaveno LED diodami, které signalizují provozní stav, spínací stav nebo poruchy.
Pokročilé diagnostické funkce mohou signalizovat zkraty, znečištění, slabé signály nebo nedostatečné provozní rezervy.
Tyto informace usnadňují uvedení do provozu a preventivní údržbu.

Shrnutí

Senzory přiblížení detekují objekty a součásti strojů v rámci definovaného detekčního rozsahu a poskytují signály pro řízení, monitorování a automatizaci.
V závislosti na materiálu cílového objektu a konkrétní aplikaci se používají indukční, kapacitní, optické, magnetické nebo ultrazvukové snímače přiblížení.
Mezi hlavní kritéria výběru patří materiál cíle, snímací vzdálenost, konstrukce, spínací frekvence, výstupní signál a podmínky prostředí.
Je třeba zohlednit omezení příslušného měřicího principu, aby byla zajištěna spolehlivá detekce objektů a aby se zabránilo falešnému spínání.

Snímače přiblížení nabízejí různí výrobci a dodavatelé. Komplexní informace o výrobcích a dodavatelích snímačů přiblížení z celého světa najdete na Exportpages.