2019-08-21
Bezpieczeństwo w przemyśle jest szalenie istotną sprawą. Jednymi z urządzeń, które stanową kontrolę produkcji są czujniki. Sprawdź, czym są czujniki i jakie wybrać?

Czym zatem należy się kierować przy wyborze odpowiedniego sensora, który będzie spełniał wszystkie stawiane mu oczekiwania?

Współczesna automatyka opiera się przede wszystkim na działaniu wszelkiego rodzaju czujników. Ze względu na przystępną cenę oraz odporność na szybkie zużycie, do najczęściej wykorzystywanych sensorów można zaliczyć czujniki bezdotykowe, które coraz częściej znajdują swoje zastosowanie w przemyśle do różnego rodzaju pomiarów pozycji obiektów. Obecnie na rynku istnieje wiele narzędzi, które różnią się między sobą funkcjami oraz zastosowaniem, co w praktyce oznacza, iż osoba, która pragnie zaopatrzyć się w czujnik bezdotykowy, staje przed nie lada wyzwaniem. Czym zatem należy się kierować przy wyborze odpowiedniego sensora, który będzie spełniał wszystkie stawiane mu oczekiwania?

Po pierwsze, ważne jest określenie liniowości, rozdzielczości oraz powtarzalności wymarzonego sensora. Dobór tych wartości powinien być dostosowany do wymagań aplikacji oraz kosztów, które muszą zostać poniesione. Większość dostępnych w sprzedaży sensorów spełnia szereg wymagań, jednak dokładne określenie funkcji, które będą musiały spełniać oraz warunków środowiskowych, w których będą przebywać, ułatwi dobór czujników, najlepiej spełniających swoje przyszłe zadania. Ich efektywne działanie pozwoli wydłużyć czas zużycia. Pomiaru pozycji obiektów najczęściej dokonuje się za pomocą potencjometrów, które opierają się na metodzie kontaktowej. Polega ona na pomiarze spadku napięcia proporcjonalnego do rezystancji ścieżki potencjometru. Rezystancja i spadek napięcia są większe, im wspomniana ścieżka jest dłuższa. Potencjometry należą do stosunkowo tanich narzędzi i w zależności od wybranego modelu mogą być niezwykle dokładne. Ich największą wadą jest szybkie zużycie poprzez działanie ruchomego styku, wrażliwość na uszkodzenia, działania wysokich temperatur czy wibracji. Z tego względu są one najczęściej wykorzystywane do pomiarów, które nie muszą być wykonywane często.
Wśród czujników bezdotykowych wyróżnia się sensory pojemnościowe, indukcyjne, magnetyczne oraz optyczne.

Pierwszy rodzaj opiera się na zjawisku zmiany pojemności elektrycznej, która dokonuje się poprzez zmianę odległości między płytkami kondensatora (jedną z nich może stanowić powierzchnia obiektu). Odległość między okładkami jest wypełniona dielektrykiem. Czujnikipojemnościowe cechuje precyzja, niewielki zasięg działania, mała liniowość charakterystyki przejściowej oraz ich wykorzystanie w pomiarach obciążeń i ciśnień pod wpływem sił statycznych zmieniających swoje położenie. Przez wzgląd na to, iż pomiary z wykorzystaniem tych sensorów nie są dokładne w środowiskach, w których panuje nieodpowiednia temperatura oraz wilgoć, nie znajdują one swojego zastosowania w systemach bezpieczeństwa.

Innymi sensorami bezdotykowymi są czujniki indukcyjne. Ich działanie jest oparte na zamianach induktacji w cewkach lub pomiar przekładni transformera, którego najistotniejszą część stanowi obiekt ruchomy wpływający na pole magnetyczne. Zaletami tych czujników jest możliwość pracy w zanieczyszczonym pyłem środowisku. Ponadto, mierzona odległość może być przysłonięta (nieprzezroczysta). Czujniki cechuje dokładność pomiaru oraz szeroka gama dostępności. Do wad zaliczyć można wysoką cenę i spory gabaryt. Istnieje możliwość zakupu sensorów indukcyjnych wyposażonych w płytki PCB, co pozwala na zmniejszenie ceny, rozmiarów oraz zapewnienie redundancji niezbędnej w systemach bezpieczeństwa.
Kolejnym rodzajem sensorów bezdotykowych są czujniki magnetyczne. Ich działanie opiera się na pomiarze pola magnetycznego wytworzonego przez ruchomy element magnetyczny. Zaletę stanowi odporność na zaburzenia. Wśród was można wyróżnić brak odporności na temperaturę, wstrząsy i uderzenia. Co więcej, ich pracę mogą zaburzać pracujące urządzenia elektryczne znajdujące się w ich okolicy.

Jedną z najliczniejszych i najpopularniejszych czynników stanowią ich optyczne odpowiedniki. Na rynku wyróżnia się wiele tego typu sensorów, które są zróżnicowane przez wzgląd na elementy, z których są zrobione, dokładność dokonywanych pomiarów czy długości odbieranych fal. Do zalet można zaliczyć uniwersalność, wykrywalność niemal wszystkich znajdujących się nieopodal obiektów niezależnie od ich koloru, kształtu czy substancji lub materiału, z którego są zrobione. Cechuje je niezwykła precyzja oraz duża rozdzielczość pomiarów. Wadami są natomiast wrażliwość na zabrudzenia, uszkodzenia mechaniczne oraz nieodpowiednią temperaturę. Każde uszkodzenie, nawet niewielkie, oddziałuje negatywnie na czujniki, uniemożliwiając ich dalsze użycie.

Podsumowując, w obecnej automatyce wyróżnia się szereg czujników, których celem jest usprawnienie pracy maszyn oraz zapewnienie bezpieczeństwa ich użytkowników. Czujniki bezdotykowe cieszą się coraz większą popularnością przez wzgląd na odporność na zabrudzenia oraz powolne zużycie. Istnieją czujniki bezdotykowe indukcyjne, magnetyczne, pojemnościowe oraz optyczne. Każdy rodzaj przeznaczony jest do innego rodzaju zadań, także przed ich zakupem należy postawić sobie szereg pytań dotyczących ich przyszłego zastosowania, tak aby dokonać jak najlepszego wyboru.

Nadesłał: slawek