Indukční senzory přiblížení. Princip činnosti, typy, použití.
Budeme hovořit o indukčních senzorech přiblížení, které jsou široce používány v automatizovaných řídicích systémech. Jedná se o bezkontaktní senzory určené ke sledování polohy nebo přítomnosti kovových předmětů. Senzory nejsou citlivé na jiné materiály. Princip činnosti je založen na změně parametrů magnetického pole vytvářeného indukční cívkou uvnitř snímače. Obrázek ukazuje příklad vnitřní struktury indukčního snímače. Směr výroby indukčních snímačů je velmi dobře propracován. Podle provedení mohou být kulaté, čtvercové, obdélníkové a jiných tvarů. V závislosti na materiálech, ze kterých je snímač vyroben, může být buď plastový nebo kovový s plastovým koncem zakrývajícím citlivý prvek, nebo pevný kovový pro náročné provozní podmínky při vysokých teplotách a tlacích.
Pokud jde o selektivitu, senzory detekují přítomnost jakýchkoliv kovů, existují například takové, které jsou selektivní pro určité druhy kovů, jako je měď nebo ocel.
Existují indukční senzory, které určují vzdálenost ke kovovému předmětu. K dispozici je široký výběr výstupních signálů ze standardních výstupů pnp nebo npn, existují dvouvodičové indukční snímače Namur, včetně nevýbušných, existuje mnoho snímačů, které se konfigurují přes určitá digitální rozhraní. Blíže se podíváme na nejběžnější standardní indukční snímače. Indukční snímače detekují přítomnost jakéhokoli kovu v určité vzdálenosti a mají diskrétní, “normálně otevřený”, pnp výstup: pokud je v zóně citlivosti kov, produkuje signál 24V, pokud není v zóně citlivosti žádný kov, produkuje 0V.
Nejdůležitějším parametrem indukčního snímače je jmenovitá spínací vzdálenost, tzn. Jedná se o teoretickou hodnotu, která nezohledňuje redukční faktor. Mnoho inženýrů mylně bere nominální spínací vzdálenost jako vzdálenost, na kterou bude senzor fungovat na jakémkoli kovu, jakékoli velikosti a tloušťky. To je špatně! Jmenovitá spínací vzdálenost uvedená v datovém listu snímače je pouze základní hodnotou, na kterou je nutné aplikovat korekční faktor, který závisí na typu a velikosti kovu, který musí snímač detekovat. Uveďme jednoduchý příklad korekčních faktorů pro indukční snímač, který má jmenovitou odezvu, na základě technických údajů, 4 mm. Nyní o korekčních faktorech. Pokud musí snímač detekovat ocel, pak je korekční faktor (redukční faktor) roven 1, tzn. snímač se spustí, pokud přiblížíme materiál na vzdálenost 4 mm. Pokud máme nerezový materiál, který určíme senzorem, tak korekční faktor, neboli redukční faktor, je 0,9, tzn. Odezva tohoto senzoru na kov je 3,6 mm. Pokud k senzoru přivedeme mosazné předměty, je redukční faktor, neboli korekční faktor, 0,6 a vzdálenost odezvy je již 2,4. Přiblížíme-li hliník nebo měď, je korekční faktor 0,5 a podle toho je vzdálenost odezvy 2 mm. Jak vidíte, rozsah vzdáleností odezvy je velmi velký a neměl by být za žádných okolností ignorován. Existují snímače, kde elektronika kompenzuje různé druhy kovů a redukční faktor je roven 1.
Nyní o nejběžnějších typech senzorů. Senzory mohou mít různé průměry. Čím větší je průměr snímače, tím větší je vzdálenost odezvy snímače. Snímač může být buď vystupující, nebo podomítkové provedení, kde není žádná vyčnívající plastová část. Je jasné, že toto provedení je více mechanicky chráněno, ale díky kovu kolem indukční cívky je jmenovitá odezvová vzdálenost u tohoto typu snímače výrazně menší než u snímače s vyčnívající plastovou částí.
Senzory mají různé stupně ochrany proti prachu a vlhkosti. Je tu ale nesmírně důležitý bod – to, co je napsáno v technických údajích k senzoru, nemusí vždy zcela odpovídat skutečnosti. Je bezpodmínečně nutné zkontrolovat činnost senzorů za podmínek, které požadujete. Často je přístup k automatizaci ve výrobě barbarský a je nutné brát v úvahu výrobní procesy jako celek. Senzory mohou být celé plastové, ale v průmyslových závodech se velmi rychle rozbijí. Důležitým parametrem snímače je také přípustná frekvence odezvy snímače. Pokud například snímač používá počet impulzů rotace nějaké jednotky, pak je nutné pečlivě sledovat frekvenci, na které může snímač pracovat. Existuje mnoho výrobců, kteří vyrábějí vysoce kvalitní indukční snímače: Baluff, Sick, IFM, Festo a mnoho dalších.
Oblasti použití indukčních snímačů jsou rovněž velmi široké. Toto je konečná poloha různých zařízení, například ventilů, šoupátek, pak – to je počítání impulsů pro určení rychlosti otáčení, určení jednoduchého faktu otáčení mechanismu, například zda běží dopravník nebo ne, a mnoho dalších aplikací.