Kompletna gama czujników zbliżeniowych dla producentów maszyn i automatyki przemysłowej

NAJPOPULARNIEJSZE W PRZEMYŚLE: CZUJNIKI INDUKCYJNE

Elementy działające na zasadzie indukcyjnej to prawdopodobnie najbardziej rozpowszechniona w przemyśle grupa czujników zbliżeniowych. Stosowane są one wszędzie tam, gdzie zachodzi potrzeba bezdotykowej detekcji obiektów metalowych.

Reagują na pojawienie się metalu w strefie wykrywania, charakteryzując się dużą pewnością działania i niezawodnością. Ze względu na wysoki stopień ochrony IP67, czujniki mogą pracować w trudnych warunkach środowiskowych (są odporne na zapylenie i wodę).

Zasięg działania, czyli tzw. strefa robocza, jest zależny od wielkości zastosowanego elementu detekcyjnego, którym jest cewka i zazwyczaj jest proporcjonalny do wymiarów, a konkretnie do długości czujnika. W klasycznych rozwiązaniach, po demodulacji sygnał z oscylatora jest kierowany na przerzutnik Schmitta.

Typowo na wyjściu lub wyjściach czujnika są tranzystory NPN lub PNP, które mogą być skonfigurowane na dwa sposoby: tranzystory wyjściowe mogą być załączane, gdy czujnik wykrywa przedmiot (typ NO - Normally Open) lub gdy go nie wykrywa (typ NC - Normally Close).

 

Fot. 1. Standardowy czujniki indukcyjny z zabudowanym czołem CZ LM18-2005A (wymiary 18×70 mm, zasięg do 5 mm) oraz wersja miniaturowa z wysuniętym czołem i kątowym podłączeniem przewodu CZ LM12-2004AT (wymiary 12×63 mm, zasięg do 4 mm)

Czujniki indukcyjne najczęściej wykonywane są w owalnych, metalowych i gwintowanych obudowach. Zaletą tych obudów jest łatwość montażu. Wiele czujników ma zamontowane diody, które wskazują aktualny stan pracy sensora.

Oprócz czujników klasycznych producenci oferują także modele do stref zagrożonych wybuchem, do zastosowań w przemyśle spożywczym, o podwyższonej odporności na temperatury, do zastosowań w pojazdach czy odporne na konkretne środki chemiczne i mycie myjkami ciśnieniowymi.

Podstawowe parametry oferowanych przez Micros czujników indukcyjnych z serii CZ LMxx to:

• Wyjścia: PNP, NPN, SCR, dwuprzewodowe, NO, NC lub NO+NC;
• Zasięg pracy: od 2 do 15 mm;
• Rodzaj czoła: wysunięte, zabudowane;
• Napięcie zasilania: 10-30 V_DC lub 90-250 V_AC;
• Stopień ochrony: IP67.

ELEMENTY FOTOELEKTRYCZNE: DUŻY ZASIĘG I UNIWERSALNOŚĆ

Czujniki optyczne (fotoelektryczne) wykorzystują promieniowanie świetlne do wykrywania obiektów przezroczystych i nieprzezroczystych. Składają się one ze źródła światła i jego odbiornika, przy czym przerwanie wiązki powoduje wyzwolenie czujnika.

Omawiane elementy występują w kilku rodzajach, jeżeli chodzi o szczegółowe zasady działania, w tym jako:

• Odbiciowe - w ich przypadku nadajnik i odbiornik zabudowane są w jednej obudowie, zaś wiązka promieni wysyłana jest przez emiter. Gdy na jej drodze pojawi się obiekt, to zostanie ona przez niego odbita i wróci do detektora, co jest wykrywane i sygnalizowane. Zaletą takiego rozwiązania jest prosty montaż czujnika, a wadą - stosunkowo krótki zasięg oraz fakt, że dokładność działania może zależeć od koloru czy barwy wykrywanego obiektu.
• Refleksyjne - nadajnik i odbiornik są w jednej obudowie, wiązka promieni jest odbijana od reflektora, który umieszczony jest na końcu obszaru detekcji czujnika. Obiekt zostaje wykryty, gdy wiązka nie dotrze do odbiornika. Montaż jest bardziej skomplikowany niż przy czujniku odbiciowym, jednak zaletą jest większy zasięg, który wynosi nawet kilkanaście metrów. Czujniki te są również bardziej uniwersalne i niewrażliwe na barwę wykrywanego przedmiotu.
• Bariera - nadajnik i odbiornik są rozdzielone, zaś promienie świetlne tworzą między nimi barierę.

 

Fot. 2. Przykładowe czujniki fotoelektryczne: CZ G12-3B1PA (refleksyjny, zasięg 1 metr) oraz CZ G30-3A70PC (odbiciowy, zasięg 70 cm)

Omawiane elementy są stosowane zarówno w zaawansowanej automatyce, jak tez w prostych aplikacjach w przemyśle, budynkach i maszynach. Należy dodać, że działanie tych czujników może być utrudnione w środowisku o dużym zapyleniu - pył może osiadać na nadajniku lub odbiorniku w konsekwencji czego przerywać wiązkę promieni, a tym samym fałszować pracę czujnika.

Cechy i parametry oferowanych przez Micros czujników fotoelektrycznych z serii CZ Gxx są następujące:

• Wyjścia: PNP, NPN; NO, NC lub NO+NC;
• Zasięg pracy: od 70 mm do 5 m;
• Tryb pracy: odbiciowy, refleksyjny, banerowy;
• Napięcie zasilania: 10-30 V_DC; 90-250 V_AC;
• Stopień ochrony: IP54.

WERSJE POJEMNOŚCIOWE: DO WYKRYWANIA DOWOLNYCH MATERIAŁÓW

W sytuacjach, gdy nie mogą być zastosowane czujniki indukcyjne - np. ze względu na konieczność wykrywania obiektów niemetalowych, alternatywnym wyborem są zwykle czujniki pojemnościowe. Pozwalają one na detekcję praktycznie dowolnych materiałów (zarówno metalicznych, jak i niemetalicznych), ale mają mniejszy zasięg niż analogiczne przetworniki indukcyjne.

Do grupy materiałów nieprzewodzących wykrywanych przez czujniki pojemnościowe zaliczają się np.: tworzywa sztuczne, szkło, porcelana, drewno, papier, materiały organiczne i wiele innych. Dodatkowo omawiane elementy są wrażliwe na różnego rodzaju zabrudzenia i przeszkody pojawiające się pomiędzy nimi a elementem wykrywanym.

Typowo czujników pojemnościowych używa się do wykrywania przekroczenia poziomu przez ciecz lub materiał sypki, wykrywania różnych obiektów, np. transportowanych na taśmociągu, pomiarów grubości np. drewna lub folii. Są one zbudowane w sposób zbliżony do modeli indukcyjnych i różnią się jedynie zasadą działania.

Zamiast cewki jest stosowany kondensator złożony z jednej okładki, drugą stanowi obiekt zbliżany do czoła czujnika. Jego pojawienie się zmienia wartość pojemności kondensatora i to jest wykrywane przez obwody czujnika.

 

Fot. 3. Miniaturowy czujnik pojemnościowy CZ CM12-3004NA o wymiarach 12×58 mm oraz zasięgu 0~4 mm i czujnik z zabudowanym czołem CZ CM30-3010NA o zasięgu do 10 mm

Czujniki są dostępne w różnych wykonaniach, przystosowanych do specyficznych środowisk pracy. Dzięki różnym typom wyjść element można dopasować do indywidualnych wymagań kupującego.

Dobierając czujnik pojemnościowy, warto również zwrócić uwagę na maksymalną częstotliwość przełączania sensora, która w praktyce wynosi kilkadziesiąt Hz. Ogranicza to możliwość stosowania tych elementów w bardzo szybkich aplikacjach. Stąd też obecnie coraz częściej odchodzi się od stosowania czujników pojemnościowych na rzecz modeli fotoelektrycznych.

Oba rodzaje są podatne na zabrudzenia, ale jednak inaczej reagują na różnego rodzaju zanieczyszczenia i, w zależności od sytuacji, jedne lub drugie mogą stanowić lepsze rozwiązanie. W porównaniu np. do czujników indukcyjnych zaletą czujników pojemnościowych jest ich duża odporność na zakłócenia elektromagnetyczne.

Parametry czujników pojemnościowych z serii CZ CMxx są następujące:

• Wyjścia: PNP, NPN, SRC, NO, NC;
• Zasięg pracy: od 4 do 15 mm;
• Rodzaj czoła: wysunięte, zabudowane;
• Napięcie zasilania: 6-36 V_DC lub 90-250 V_AC;
• Stopień ochrony: IP54;
• Wymiary: od 12×58 do 30×60 mm.

CZUJNIKI HALLOTRONOWE: UZUPEŁNIENIE OFERTY

Elementy hallotronowe to czujniki zbliżeniowe, które pozwalają na wykrywanie obecności magnesów stałych (w przypadku oferowanych przez Micros elementów zasięg pracy wynosi 10 mm). Cechą, która odróżnia je od wersji indukcyjnych, jest brak reakcji na metale.

Tego typu czujniki są powszechnie stosowane w budowie maszyn, w szczególności obróbczych, a także w automatyce przemysłowej i na liniach produkcyjnych. Są one przystosowane do pracy w trudnych warunkach, gdzie wysoka wilgotność i zapylenie mogą powodować przekłamania. Dodatkowo cechują się wysoką efektywnością działania i trwałością.

 

Fot. 4. Przykładowe czujniki hallotronowe: CZ SM12-31010NA i CZ SM8-31010PB

Parametry czujników hallotronowych z serii CZ SMxx to:

• Wyjścia: PNP, NPN, NO, NC;
• Zasięg pracy: 10 mm;
• Rodzaj czoła: zabudowane;
• Napięcie zasilania: 5~24 V_DC;
• Stopień ochrony: IP67.

PODSUMOWANIE

Czujniki stanowią nieodzowne elementy współczesnych maszyn i systemów automatyki przemysłowej. W artykule przedstawione zostały cztery grupy tego typu produktów wprowadzonych w 2018 roku do oferty firmy Micros.

Kompletny opis asortymentu czujników znaleźć można na stronie http://micros.com.pl/pl/publications/150, polecamy również zapoznanie się z pozostałymi produktami dla przemysłu oferowanymi przez firmę Micros.

Micros