سنسورهای مجاورتی proximity sensors

سنسورهای مجاورتی چیست؟

نوعی حسگر است که قادر به تشخیص وجود اجسام نزدیک بدون هیچ گونه تماس فیزیکی است. حسگر یا سنسور مجاورتی اغلب یک میدان الکترومغناطیسی یا الکترواستاتیکی و یا پرتویی از تشعشعات الکترومغناطیسی )به عنوان مثال، پرتو مادون قرمز( را از خود منتشر می کند و به دنبال تغییرات در محیط یا سیگنالهای برگشتی می ماند .

این دسته حسگرها بر اساس پالسهای مافوق صوت عمل می کنند به این صورت که با ارسال یک پالس و سپس دریافت پژواك آن از وضعیت یک جسم یا سطح مطلع می شوند . مزیت این نوع حسگر این است که در محیطهای صنعتی کثیف یا درون یک مایع یا جامد به خوبی کار می کند. این حسگرها می توانند در کاربردهای وسیعی همچون اندازه گیری یک فاصله، تعیین یک سطح، اندازه گیری یک ضخامت و اندازه گیری یک ارتفاع مورد استفاده قرار گیرند.

سنسورهای مجاورتی proximity sensors

انواع سنسورهای مجاورتی

سنسورهای مجاورتی به 4 دسته تقسیم می شوند که شامل : نوری، خازنی، القایی و التراسونیک می شوند.

سنسورهای نوری

رنج نوری که در این سنسورها استفاده میشود بین 5 تا 30 کیلوهرتز است یعنی بین نور سبز و مادون قرمز قرار می گیرد.البته بیشتر در ساخت سنسورهای نوری از نور مادون قرمز با طول موج 880 نانومتر استفاده می شود.کاربرد این سنسورها را در ورودی پارکینگ ها یا در تشخیص اجسام در خطوط تولیدها دیده ایم.

نکات مهم در انتخاب سنسور نوری: نوع سنسور، برد سنسور، جسم هدف

 

انواع سنسورهای نوری

۱. سنسور نوری دوطرفه (Through-beam):
در این مدل، فرستنده و گیرنده نور در دو نقطه جداگانه قرار دارند. وقتی جسمی بین این دو قرار گیرد و مسیر نور قطع شود، سنسور آن را تشخیص می‌دهد. این نوع بیشترین دقت و فاصله تشخیص را دارد.

۲. سنسور نوری انعکاسی با آینه (Retro-reflective):
فرستنده و گیرنده در یک بدنه قرار دارند و نور به سمت یک آینه بازتاب‌دهنده تابیده می‌شود. اگر جسمی بین سنسور و آینه قرار گیرد و مانع بازگشت نور شود، سنسور فعال می‌شود.

۳. سنسور نوری انعکاسی پخشی یا دیفیوز (Diffuse):
در این مدل هم فرستنده و گیرنده کنار هم هستند، اما نور به جسم تابیده و از سطح آن بازتاب می‌شود. بازتاب نور توسط گیرنده دریافت شده و در صورت وجود جسم، سنسور واکنش نشان می‌دهد.

۴. سنسور نوری با پس‌زمینه‌سنجی (Background suppression):
نوع پیشرفته‌ای از سنسور دیفیوز است که می‌تواند جسم را از پس‌زمینه جدا کند. برای مواقعی مناسب است که رنگ و فاصله جسم از پس‌زمینه تفاوت کمی دارد.

۵. سنسور نوری فیبر نوری (Fiber optic sensors):
برای مکان‌های بسیار کوچک یا دمای بالا مناسب است. فیبر نوری به‌عنوان مسیر انتقال نور استفاده می‌شود و امکان نصب سنسور در فضاهای محدود را فراهم می‌کند.

سنسور فتوالکتریک G18-3C5PB یک حسگر نوری دوطرفه با دقت بالا است که برای تشخیص اجسام از طریق قطع پرتو نور بین فرستنده و گیرنده استفاده می‌شود.

 سنسورهای خازنی

سنسورهای خازنی نظیر دیگر سنسورهای مجاورتی با نزدیک شدن به اشیاء واکنش نشان می دهد. با نزدیک شدن اجسام به سنسور خازنی دی الکتریک خازن تعبیه شده در سنسور تغییر پیدا کرده و مدار داخلی با مقایسه به مقدار مرجع یک خروجی باز یا بسته می دهد. از سنسور خازنی مي توان برای کنترل سطح مواد در مخازن وكنترل وضعيت برنامه ماشين آلات براي شمارنده ها و آشكارسازي تقريبا تمام مواد فلزي و غير فلزي استفاده كرد.

انواع سنسورهای خازنی

۱. سنسور خازنی با خروجی دیجیتال:
این نوع از سنسورها تنها دو وضعیت دارند: وجود یا عدم وجود جسم. اگر جسم در محدوده تشخیص باشد، سنسور خروجی فعال می‌دهد. برای کاربری‌های ساده بسیار مناسب است.

۲. سنسور خازنی با خروجی آنالوگ:
در این مدل، میزان فاصله جسم از سنسور به‌صورت سیگنال پیوسته (مثلاً ولتاژ یا جریان) خروجی داده می‌شود. برای کاربردهایی مثل اندازه‌گیری سطح مایعات یا کنترل ضخامت مفید است.

۳. سنسور خازنی با قابلیت تنظیم حساسیت (Teach-in):
این سنسورها دارای پیچ یا دکمه‌ای برای تنظیم حساسیت هستند و می‌توانند برای مواد مختلف یا فاصله‌های متفاوت کالیبره شوند. به‌ویژه در خطوط تولیدی با تنوع متریال کاربردی‌اند.

۴. سنسور خازنی Flush و Non-flush:
مدل‌های Flush درون بدنه نصب می‌شوند و میدان الکتریکی متمرکز دارند، مناسب برای فضاهای محدود.
مدل‌های Non-flush بیرون‌زده هستند و میدان گسترده‌تری دارند، مناسب برای تشخیص مواد نرم یا مایعات.

۵. سنسور خازنی با طراحی خاص برای سطوح یا مایعات داخل مخزن:
این مدل‌ها برای تشخیص سطح مایع درون مخازن پلاستیکی یا تشخیص پر/خالی بودن ظروف استفاده می‌شوند، حتی بدون تماس مستقیم با ماده.

سنسورهای مجاورتی خازنی

سنسورهای القایی

سویچهای مجاورتی(القائی) سنسورهای بدون تماس هستند که تنها در مقابل فلزات عکس العمل نشان می دهند و می توانند فرمان مستقیم به رله ها ، شیرهای برقی ، سیستمهای اندازه گیری و مدارات کنترل الکترونیکی (مانندPLC ) ارسال نمایند. این سنسورها همانند یک سلف کار می کنند و از خاصیت القایی آن جهت اشکار سازی حضور جسم استفاده می شود. میدان دارای یک دامنه و فرکانس معین است در صورت حضور جسم نوسانات و دامنه صفر می شود و یک سیگنال(سطح صفر) به کنترلر ارسال می شود.

انواع سنسورهای القایی

۱. سنسور القایی با خروجی NPN و PNP:
در نوع NPN، خروجی به زمین وصل می‌شود و در نوع PNP، خروجی به مثبت وصل می‌شود. انتخاب بین این دو بستگی به نوع کنترلر یا مدار مصرف‌کننده دارد.

۲. سنسور القایی Normally Open (NO) و Normally Closed (NC):
مدل NO فقط هنگام تشخیص فلز خروجی می‌دهد، اما مدل NC در حالت عادی خروجی دارد و هنگام تشخیص، قطع می‌شود.

۳. سنسور القایی Flush و Non-flush:
مدل Flush کاملاً در بدنه نصب می‌شود و میدان مغناطیسی‌اش محدود است، برای فضاهای محدود مناسب است.
مدل Non-flush از بدنه بیرون می‌زند و میدان گسترده‌تری دارد، برای فاصله تشخیص بیشتر کاربرد دارد.

۴. سنسور القایی آنالوگ:
بر خلاف مدل‌های دیجیتال که فقط وجود یا عدم وجود جسم را تشخیص می‌دهند، این مدل می‌تواند فاصله جسم فلزی تا سنسور را به‌صورت سیگنال پیوسته اعلام کند. کاربرد آن بیشتر در کنترل موقعیت یا اندازه‌گیری است.

۵. سنسورهای القایی با فاصله تشخیص متفاوت:
برخی سنسورها فاصله تشخیص کمی دارند (مثلاً ۲ یا ۴ میلی‌متر) و برخی دیگر می‌توانند تا ۲۰ میلی‌متر یا بیشتر را هم تشخیص دهند، بسته به ابعاد و طراحی آن‌ها.

۶. سنسور القایی مقاوم در برابر شرایط سخت:
این مدل‌ها با بدنه فلزی، ضدآب یا مقاوم در برابر روغن، گرد و غبار و دمای بالا ساخته می‌شوند و در صنایع سنگین یا محیط‌های مرطوب کاربرد دارند.

سنسورهای مجاورتی القایی

سنسور القایی LM 12-3004 NC یک حسگر غیرتماسی است که برای تشخیص حضور یا عدم حضور اجسام فلزی با دقت بالا و خروجی نرمال‌بسته (NC) طراحی شده است.

سنسورهای التراسونیک

سنسورهای التراسونیک یک حسگر غیرتماسی است که با ارسال و دریافت امواج فراصوت، فاصله یا حضور اجسام را با دقت بالا تشخیص می‌دهد و برای کاربردهایی مثل اندازه‌گیری سطح، شناسایی اشیاء و کنترل موقعیت بسیار مناسب است.

انواع سنسورهای التراسونیک

1.سنسور التراسونیک با خروجی آنالوگ یا دیجیتال

این سنسورها می‌توانند مقدار فاصله را به‌صورت پیوسته (آنالوگ) یا به‌صورت سیگنال روشن/خاموش (دیجیتال) ارائه دهند.

2.سنسورهای با محدوده‌های مختلف اندازه‌گیری

برخی مدل‌ها برای تشخیص اجسام در فاصله‌های نزدیک طراحی شده‌اند (مثلاً چند سانتی‌متر)، و برخی دیگر تا چند متر را هم پشتیبانی می‌کنند.

3.مدل‌های مقاوم در برابر آب و گرد و غبار (IP67 و بالاتر)

مناسب برای محیط‌های صنعتی یا بیرونی که نیاز به محافظت در برابر شرایط سخت دارند.

4.سنسور التراسونیک با چند حالت کاری

بعضی از سنسورها دارای حالت‌های مختلف مانند Diffuse, Retro-reflective یا Through-beam هستند که برای کاربردهای متنوع استفاده می‌شوند.

5.مدل‌های با قابلیت تنظیم از راه دور یا دکمه روی بدنه (Teach-in)

این سنسورها امکان تنظیم فاصله تشخیص و عملکرد را بدون نیاز به برنامه‌نویسی پیچیده فراهم می‌کنند.

سنسورهای مجاورتی التراسونیک

برای مشاهده انواع سنسورهای دقیق و صنعتی، همین حالا از مجموعه سنسورهای تکفازکالا دیدن کنید.

نکاتی که در مورد سنسورهای مجاورتی بایستی رعایت شود

• از اتصال سنسورهای DC و AC بدون بار به منبع تغذیه خودداری کنید.این کار موجب خرابی سنسور می شود.
• از اتصال لامپ بعنوان بار به سنسورهای AC خودداری نمائید . امپدانس اهمی لامپ هنگام خاموش بودن کم است)لامپ سرد است ( ، در نتیجه هنگام سویچینگ سنسور ، جریان زیادی از آن عبور خواهد کرد که در مواردی موجب خرابی سنسور می شود.
• هنگام نصب سنسور ، حتما به محدوده ولتاژ و جریان مجاز سنسور توجه شود . این محدوده بر روی بر چسب سنسور درج شده است.