Wat is een Nabijheids Sensor?
Een van de eenvoudigste dingen die een nabijheidssensor doet, is een duidelijk ja of nee-signaal geven, zoals het aan- of uitzetten van een schakelaar, wat we vaak zien als een 1 of een 0. Dit soort duidelijke signalen is een fluitje van een cent om mee te werken , vooral als je hem aansluit op verschillende elektronische systemen. Het draait allemaal om actie en reactie. Als een naderingssensor op een fabriekslijn bijvoorbeeld een onderdeel op de transportband signaleert, kan deze het besturingssysteem vertellen een specifieke taak te starten, bijvoorbeeld een las te starten of stukken in elkaar te zetten.
De veelzijdigheid van deze sensoren, gekoppeld aan hun vermogen om onmiddellijke feedback te geven over de aan- of afwezigheid van objecten, maakt ze van onschatbare waarde voor de moderne industrie en draagt aanzienlijk bij aan automatisering en veiligheid.
Type naderingssensoren: werkingsprincipes en functies
Inductieve naderingsschakelaars
Wanneer de sensor deze verandering opmerkt, ontdekt hij dat er een metalen voorwerp in het gebied is dat hij kan waarnemen en zendt hij een signaal uit. Dit signaal schakelt meestal van uit naar aan (of van 0 naar 1), en systemen die op de sensor zijn aangesloten, kunnen deze informatie gebruiken om bijvoorbeeld een transportband te stoppen of iemand te laten weten dat een onderdeel is gearriveerd voor montage. De manier waarop deze sensoren signalen schakelen is eenvoudig en betrouwbaar, waardoor ze superbelangrijk zijn op plaatsen waar het vinden van metaal van cruciaal belang is.
De mate waarin deze sensoren kunnen waarnemen is echter niet altijd hetzelfde; het kan veranderen op basis van hoe het metalen voorwerp eruit ziet en hoe groot het is. Meestal zijn ze goed in het waarnemen van objecten van heel dichtbij, tot ongeveer 60 mm afstand. Waar het voorwerp van gemaakt is, maakt ook een groot verschil. Metalen zoals staal dat erg van magneten houdt, kunnen verder weg worden waargenomen dan metalen zoals aluminium, die geen sterke stromen veroorzaken en dichter bij de sensor moeten zijn. Dit verschil in de manier waarop ze dingen waarnemen, betekent dat je voorzichtig moet zijn bij het kiezen en plaatsen van deze sensoren voor jouw behoeften, en ervoor moet zorgen dat ze overeenkomen met wat je probeert te detecteren.
Capacitieve naderingssensoren
Deze veranderingen in de capaciteit verstoren de werking van de oscillator, waardoor de frequentie verandert of hoe sterk het signaal is. Het detectiesysteem van de sensor houdt deze veranderingen in de gaten en als het merkt dat er iets groots is veranderd, vertelt het het uitgangsgedeelte van de sensor om zijn signaal te verhogen. Deze schakelaar staat meestal van uit naar aan, wat betekent dat de sensor iets in zijn ruimte heeft opgemerkt. Het leuke van capacitieve sensoren is dat ze kunnen worden aangepast om meer of minder gevoelig te zijn, waardoor ze een grote verscheidenheid aan materialen vanaf verschillende afstanden kunnen waarnemen. Ze kunnen dingen detecteren van slechts een paar millimeter afstand tot ongeveer 40 mm, afhankelijk van waar het object van gemaakt is en hoe groot het is.
Magnetische nabijheidssensoren
De afstand waarop deze sensoren iets magnetisch kunnen waarnemen is niet super groot – we hebben het over slechts een paar millimeter tot misschien een paar centimeter. Het hangt echt af van hoe sterk het magnetische veld is en hoe gevoelig de sensor is. Je moet er een beetje voorzichtig mee zijn, omdat andere magnetische velden die rondhangen hun spel kunnen verstoren. Dat betekent dat het plaatsen en afstellen ervan behoorlijk belangrijk is, vooral als je wilt dat ze betrouwbaar zijn in moeilijke situaties. Magnetische nabijheidssensoren worden zeer gewaardeerd in omgevingen waar duurzaamheid en betrouwbaarheid onder zware omstandigheden van het grootste belang zijn.
Ultrasone nabijheidssensoren
In tegenstelling tot inductieve en capacitieve sensoren, die een eenvoudige aan-uit-uitgang bieden, bieden ultrasone sensoren een continue gegevensstroom. Deze gegevens weerspiegelen de variërende afstanden van gedetecteerde objecten. Hun bekwaamheid komt duidelijk tot uiting in taken die nauwkeurige afstandsmetingen vereisen, waarbij op efficiënte wijze een bereik van enkele meters kan worden bestreken. Dit bereik is echter niet constant; het wordt gevormd door het ontwerp van de sensor, maar ook door de grootte en oppervlaktekenmerken van het doelobject. Deze synergie van ontwerp en omgeving bepaalt de uiteindelijke effectiviteit van de sensor bij het meten van afstanden.
Foto-elektrische naderingssensoren
Hun werking is eenvoudig: ze merken veranderingen in het licht op, veroorzaakt door de aanwezigheid van iets. Deze veranderingen kunnen een schakelaar omzetten en je vertellen of er iets is of niet, of ze kunnen je een wisselend signaal geven dat verandert afhankelijk van hoe ver het ding is of hoe het licht reflecteert. Foto-elektrische sensoren zijn cool omdat ze dingen heel ver weg kunnen waarnemen – tot tientallen meters voor sommige typen. Maar de reflecterende en diffuse typen zijn beter voor close-ups. De manier waarop ze werken kan veranderen, afhankelijk van de grootte en vorm van het object en waarvan het is gemaakt. Dit maakt ze superflexibel voor veel verschillende toepassingen.
Kenmerken van nabijheidssensoren
-
Contactloze bediening: Nabijheidssensoren blinken uit in het detecteren van objecten zonder fysiek contact. Deze niet-invasieve aanpak voorkomt schade of slijtage aan zowel de sensor als de objecten die worden gedetecteerd, waardoor een lange levensduur wordt gegarandeerd en de integriteit van gevoelige materialen behouden blijft.
-
Duurzaamheid en levensduur: Door gebruik te maken van halfgeleidertechnologie voor hun uitgangsmechanismen vermijden nabijheidssensoren de slijtage die gepaard gaat met mechanisch contact, wat leidt tot een aanzienlijk langere operationele levensduur. Dit kenmerk is vooral waardevol in zware industriële omgevingen waar een lange levensduur en betrouwbaarheid voorop staan.
-
Weerstand tegen Mileu Factoren: Het vermogen van naderingssensoren om betrouwbaar te presteren in omgevingen met veel vuil, olie en vocht onderscheidt ze van optische detectiemethoden die onder dergelijke omstandigheden kunnen worden aangetast. Bepaalde modellen zijn omhuld met materialen zoals fluorhars, waardoor ze beter bestand zijn tegen chemicaliën en bijtende stoffen.
-
Snelle reactietijden: Nabijheidssensoren staan bekend om hun snelle reactie op gedetecteerde objecten. Deze functie is van cruciaal belang in toepassingen die realtime gegevens vereisen, zoals assemblagelijnen of veiligheidsmechanismen, waarbij vertragingen in de detectie tot knelpunten of ongelukken kunnen leiden.
-
Operationeel in een breed temperatuurbereik: Het robuuste ontwerp van naderingssensoren maakt hun werking over een breed temperatuurspectrum mogelijk, van zo laag als -40°C tot wel 200°C. Deze veelzijdigheid garandeert hun betrouwbaarheid onder extreme omstandigheden, van koude opslag tot industriële processen bij hoge temperaturen.
-
Onafhankelijkheid van kleur en oppervlak: In tegenstelling tot op visie gebaseerde detectiesystemen worden naderingssensoren grotendeels niet beïnvloed door de kleur of oppervlakteafwerking van het gedetecteerde object. Dit zorgt voor consistente detectieprestaties voor een breed scala aan materialen en kleuren.
-
Gevoeligheid voor de omgeving: Hoewel nabijheidssensoren talloze voordelen bieden, kunnen hun prestaties worden beïnvloed door de omgeving, inclusief temperatuurschommelingen en de aanwezigheid van nabijgelegen metalen of niet-metalen voorwerpen. Dit vereist een zorgvuldige plaatsing en kalibratie om interferentie te minimaliseren en nauwkeurige detectie te garanderen.
-
Variatie in configuratie: Naderingssensoren zijn verkrijgbaar in configuraties met tweedraadssystemen, waarbij de stroom- en signaalleidingen zijn geïntegreerd. Dit ontwerp vereenvoudigt de bedrading, maar vereist een zorgvuldige installatie om schade aan de interne componenten van de sensor te voorkomen. Zorg er altijd voor dat er een belasting aanwezig is om de sensor te beschermen.
Toepassingen van Nabijheids Sensor
-
Productie en automatisering omvatten onder meer de detectie van onderdelen, controle van de machinepositie en het garanderen van de juiste volgorde van de werking van de assemblagelijn.
-
Automobielsector: parkeerhulp, detectie van activering van airbags op basis van stoelbezetting en activering van het keyless entry-systeem.
-
Consumentenelektronica: Om de levensduur van de batterij te sparen en onbedoelde aanrakingen te voorkomen, schakelt u de schermen van smartphones en tablets uit tijdens het bellen.
-
Materiaalverwerking: sorteren, tellen en voorkomen van botsingen door het detecteren van artikelplaatsingen op transportsystemen.
-
Beveiliging en bewaking: Het identificeren van ongewenste toegang of beweging, het activeren van alarmen of bewakingssystemen maken allemaal deel uit van beveiliging en bewaking.
-
Landbouw: Optimaliseren van de route van landbouwmachines door gewassen of belemmeringen te identificeren.
-
Robotica: ervoor zorgen dat items door robots kunnen worden gedetecteerd voor afhandeling, navigatie en het vermijden van botsingen.
-
Gezondheidszorg: het volgen van componentlocaties om de veilige werking van gadgets te garanderen.
-
Liften en roltrappen: het identificeren van de locaties van liftkooien en mensen om veilige mobiliteit te vergemakkelijken.
-
Deuren en poorten: Handelen zonder menselijke tussenkomst om te openen voor voetgangers of auto's.
Installatie- en onderhoudstips voor optimale sensorprestaties
Installatie Tips:
-
Kies de juiste sensor: Zorg ervoor dat het juiste sensortype overeenkomt met de behoeften van uw toepassing (te detecteren materiaal, omgevingsomstandigheden, detectiebereik).
-
Optimale plaatsing: Zorg voor een duidelijke zichtlijn naar het doel en vermijd obstakels die de werking van de sensor kunnen verstoren.
-
Correcte uitlijning: lijn de sensoren nauwkeurig uit met het doelgebied voor nauwkeurige detectie.
-
Denk aan het milieu: plaats hem op een plek waar hij beschermd is tegen extreem weer, water en stof. Controleer de IP-classificatie op stevigheid.
Onderhoud Tips:
-
Regelmatige reiniging: Houd het oppervlak van de sensor schoon om valse metingen of detectiefouten te voorkomen.
-
Periodiek testen: Test sensoren regelmatig om te controleren of ze correct werken en pas de instellingen indien nodig aan.
-
Beschermende maatregelen: Gebruik onder zware omstandigheden beschermende afdekkingen of steunen om sensoren tegen schade te beschermen.
-
Firmware updaten: Houd de software altijd up-to-date voor de beste prestaties en nieuwe functies.
Veelvoorkomende problemen en oplossingen voor nabijheidssensoren
-
Oorzaak: Vaak veroorzaakt door omringende voorwerpen die onbedoeld in de detectiezone van de sensor stappen of door omgevingsinterferentie zoals elektromagnetische golven.
-
Plaats de sensor uit de buurt van interferentiebronnen of wijzig de gevoeligheidsinstellingen op de sensor. Het kan ook nuttig zijn om de sensor te beschermen tegen elektromagnetische ruis.
-
Oorzaak: Kan worden veroorzaakt door onjuiste installatie, zoals het plaatsen van de sensor in de verkeerde positie ten opzichte van het doel of het gebruik van een sensor waarvan het detectiebereik te kort is voor de beoogde functie.
-
Controleer als oplossing de uitlijning van de sensor en de nabijheid van het doel. Denk erover na om de sensor dichter bij het doelgebied te plaatsen of een sensor met een groter detectiebereik te gebruiken.
-
Oorzaak: Veranderende omgevingsfactoren, zoals temperatuurvariaties die de functionaliteit van de sensor beïnvloeden, of sporadische interferentie van metalen voorwerpen kunnen hiervan de oorzaak zijn.
-
Oplossing: Zoek en verwijder alles dat sporadisch in het gezichtsveld van de sensor zou kunnen komen. Zorg ervoor dat de sensor geschikt is voor het temperatuurbereik van de werkomgeving. Het kan ook nodig zijn om de sensor opnieuw te kalibreren om beter rekening te houden met variaties in de omgeving.
-
Oorzaak: De sensor is mogelijk niet geschikt voor de grootte en het type van het doel of de omringende omstandigheden.
-
Oplossing: Kies een sensor waarvan het detectiebereik geschikt is voor het betreffende gebruik. Voor metalen voorwerpen moet een inductieve sensor met een groter bereik in overweging worden genomen. Capacitieve of ultrasone sensoren kunnen een oplossing bieden voor niet-metalen doelen.
-
Oorzaak: Metalen voorwerpen in de buurt van de sensor kunnen foutieve metingen veroorzaken of het effectieve detectiebereik verkleinen.
-
Oplossing: Verplaats de sensor of de metalen voorwerpen om de impact ervan te minimaliseren. U kunt ook overwegen een sensor te gebruiken met een scherper detectieveld.
-
Oorzaak: Onbetrouwbare prestaties kunnen het gevolg zijn van externe elektromagnetische bronnen die de werking van de sensor verstoren.
-
Oplossing: Om te voorkomen dat externe elektromagnetische signalen de sensor of kabels bereiken, installeert u er afscherming omheen. Onjuiste aarding kan ook worden geminimaliseerd om interferentie te verminderen.
-
Oorzaak: Werken buiten het aanbevolen temperatuurbereik kan leiden tot sensorstoringen.
-
Oplossing: Gebruik sensoren die zijn ontworpen om de specifieke temperatuuromstandigheden van de toepassing te weerstaan. Beschermende behuizingen kunnen er ook voor zorgen dat de sensor binnen een veilig temperatuurbereik blijft werken.
Welke is geschikt voor uw toepassing?
|
Kenmerk/overweging
|
inductief
|
Capacitieve
|
Ultrasonore
|
foto-elektrisch
|
magnetisch
|
|
Sensitiemateriaal
|
Voornamelijk metalen
|
Breed assortiment, inclusief niet-metalen
|
Elk materiaal
|
Elk materiaal blinkt uit met transparant of reflecterend
|
Ferrometalen
|
|
Effect van het milieu
|
Minder beïnvloed door niet-metaalachtige stoffen
|
Gevoelig voor veranderingen in het milieu
|
Variabel beïnvloed door luchtomstandigheden
|
Lichtomstandigheden kunnen van invloed zijn
|
Minimale, voornamelijk magnetische velden
|
|
RANGE
|
Kort tot medium
|
Kort tot medium
|
Middellang tot lang
|
Kort tot lang, verschilt per type
|
Kort tot medium
|
|
Reactietijd
|
Zeer snel
|
Fast
|
Medium
|
Snel tot zeer snel
|
Fast
|
|
Output Type
|
Binair (AAN/UIT)
|
Binair (AAN/UIT)
|
Binair of analoog
|
Binair (AAN/UIT) of analoog
|
Binair (AAN/UIT)
|
|
Gevoeligheid voor lawaai
|
Matig, afhankelijk van de omgeving
|
Laag
|
Hoog, op geluid gebaseerd
|
Laag, kan worden beïnvloed door externe lichtbronnen
|
Laag, specifiek voor magnetische storingen
|
|
Toepassingen
|
Machines, autodetectie
|
Niveaudetectie, materiaaldetectie
|
Afstandsmeting, objectdetectie
|
Verpakking, tellen van de lopende band
|
Positiedetectie, rotatiedetectie
|
Veelgestelde vragen
Wat is het verschil tussen NPN- en PNP-uitvoer in nabijheidssensoren?
PNP-sensoren betekenen positief-negatief-positief. Ze werken anders. PNP-sensoren bronstroom. Ze maken verbinding met de positieve kant van een circuit wanneer ze een object detecteren. Systemen met positief grondgebruik PNP.
De keuze tussen NPN en PNP hangt af van het systeem dat u heeft. Het gaat erom hoe het systeem signalen gebruikt. PNP-sensoren zijn geschikt voor systemen die op zoek zijn naar hoge signalen. NPN-sensoren zijn bedoeld voor mensen die lage signalen nodig hebben.
Niet-afgeschermde sensoren, of niet-insluitbare sensoren, missen dit schild. Hun detectiegebied reikt verder dan de voorkant en zijkanten van de sensor. Dit maakt ze veelzijdiger in het detecteren van objecten vanuit verschillende hoeken. Maar je moet voorzichtig zijn met hun plaatsing. Zonder het schild zouden ze onbedoelde objecten kunnen waarnemen.
