فهرست مطالب
سنسورهاي مجاورتی :
سنسورهای مجاورتی، نوعی از حسگر هاست که قادر به تشخیص وجود اجسام نزدیک بدون هیچ گونه تماس فیزیکی است. یک سنسور مجاورتی مجاورتی اغلب یک میدان الکترومغناطیسی یا الکترواستاتیکی و یا پرتویی از تشعشعات الکترومغناطیسی (به عنوان مثال، پرتو مادون قرمز) را از خود منتشر میکند 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.
انواع سنسورهاي مجاورتی:
- نوری
- خازنی
- القایی
- التراسونیک
1- سنسورهای مجاورتی نوری:
این نمونه سنسورها به دو صورت کار می کنند.یا دو سنسور که به صورت ارسال و دریافت در مقابل هم هستند یا یک سنسور که قابلیت ارسال و دریافت امواج فروسرخ را دارد و در مقابل آن یک اینه قرار گرفته است.در صورتی که جسم امواج ارسالی را قطع کند نور به فتو ترانزیستور گیرنده نمی رسد و خاموش می شود و در نتیجه یک پالس به کنترلر ارسال می شود(سطح صفر).
نکته: دستگاه هایی که با این سنسورها کار می کنند در صورت بروز خطا پاك بودن اینه ها و صحت ارسال و دریافت سنسورها را چک کنید.
2- سنسورهای مجاورتی خازنی:
این سنسورها همانند خازن ها کار می کند و در صورت حضور جسم در میدان آن ظرفیتش تغییر می کند و یک سیگنال به کنترلر ارسال می کند(سطح صفر).
نکته: سنسورهای خازنی قابلیت آشکار سازی حضور هر نوع جسمی را دارند ( پلاستیک.چوب .فلز و…)
3- سنسورهای مجاورتی القایی:
سنسورهای مجاورتی(القائی) یا سوئیچ های مجاورتی، 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 (مانند PLC) 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.
نکته: سنسورهای مجاورتی القایی فقط اجسام رسانی مغناطیسی را حس می کنند. و قدرت اشکار سازی جسم آنها به اندازه دامنه میدان تولیدی(ولتاز تغذیه) بستگی دارد.
4- سنسورهای مجاورتی التراسونیک:
این سنسورها از امواج مافوق صوت که در محدوده 2۲تا ۰۲کیلو هرتز است استفاده می کنند .
کاربرد مهم آن استفاده در سرعت سنج ها و اشکارسازی سطح مخازن و اندازه گیری فلو و… است.
نحوه کار آن به این صورت است که با محاسبات سرعت موج و اختلاف زمان بین ارسال و دریافت فاصله را اندازه گیری می کنند.
این نوع سنسورهای مجاورتی به صورت پالسی کار می کنند مثلا در هر 2ثانیه یکبار یک پالس ارسال و فاصله را اندازه کیری می کند.
انواع سنسور هاي مجاورتی القایی:
1-سنسور های القایی دو سیمه ی AC
- سنسور های القایی سه سیمه ی AC
- سنسور القایی نامور:که DC می باشد و یک ولتاژ خاص برای تغذیه لازم دارد در مناطقی که خطر انفجار و آتش سوزی می باشد استفاده می شود و به 4 گروه زیر تقسیم می شوند.
- سنسور سه سیمه ی npn
- سنسور سه سیمه یpnp
- سنسور 4سیمه ی npn
- سنسور 4سیمه ی pnp
ساختمان سوئيچهاي القائی :
ساختمان این سوئیچها از چهار قسمت تشکیل می شود .
- اسیلاتور ( OSCILLATOR )
- دمدولاتور ( DEMODULATOR )
- تریگر ( TRIGGER )
- تقویت خروجی ( OUTPUT DRIVE)
قسمت اساسی این سویچها از یک اسیلاتور با فرکانس بالا تشکیل یافته که می تواند توسط قطعات فلزی تحت تاثیر قرار گیرد . این اسیلاتور باعث بوجود آمدن میدان الکترومغناطیسی در قسمت حساس سنسور می شود. نزدیک شدن یک قطعه فلزی باعث بوجود آمدن جریانهای گردابی در قطعه گردیده و این عمل سبب جذب انرژی میدان می شود و در نتیجه دامنه اسیلاتور کاهش می یابد. از آنجا که طبقه دمدولاتور آشکار ساز دامنه اسیلاتور است در نتیجه، کاهش دامنه اسیلاتور توسط این قسمت به طبقه اشمیت تریگر منتقل می شود. کاهش دامنه اسیلاتور باعث فعال شدن خروجی اشمیت تریگر گردیده و این قسمت نیز به نوبه خود باعث تحریک طبقه خروجی می شود .
قطعه استاندارد تست :
یک قطعه مربعی شکل از فولاد ST37 است که از آن به منظور تست فاصله سویچینگ استفاده می شود . (استاندارد -5-IEC9472) ضخامت قطعه 1mm و طول ضلع این مربع در اندازه های زیر می تواند انتخاب شود .
- به اندازه قطر سنسور
- سه برابر فاصله سویچینگ نامی سنسور 3Sn
ضرایب تصحیح :
فاصله سویچینگ با کوچکتر شدن ابعاد قطعه استاندارد و یا با بکار گیری فلز دیگری غیر از فولاد ST37 تغییر خواهد کرد . در جدول زیر ضرایب تصحیح برای فلزات مختلف نشان داده شده است.
| نوع فلز | ضریب تبدیل KM |
|---|---|
| تست 5 | 1.0 |
| نیکل | 0.9 |
| برنج | 0.5 |
| مس | 0.45 |
| آلومینیوم | 0.4 |
بعنوان مثال هر گاه یک سنسور در مقابل فولاد از فاصله 10mm عمل سویچینگ را انجام دهد ، همان سنسور در مقابل مس از فاصله 4.5mm عمل خواهد کرد .
مشاهده مقاله انواع لول سوئیچ و سطح سنج
نمونه کاربرد عملی سنسورهای مجاورتی القائی:
موارد احتیاطی در مورد سنسور های مجاورتی القایی:
- از اتصال سنسورهای دو سیمه AC بدون بار به برق شهر( بعنوان تغذیه ) خودداری نمائید . این کار موجب خرابی این نوع سنسورهای مجاورتی خواهد شد .
- از اتصال سنسورهای دو سیمه DC بدون بار به باطری و یا منبع تغذیه خودداری نمائید . این کار موجب خرابی این نوع سنسورهای مجاورتی خواهد شد .
- 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 این نوع سنسورهای مجاورتی می شود .
- هر گاه مجبور به استفاده از لامپ بعنوان بار هستید ، بهتر است از یک مقاومت پیش گرم کننده استفاده شود . این مقاومت باعث می شود که جریان اندکی در حالت قطع سنسور از لامپ عبور کند ، این عمل مقاومت اهمی لامپ را افزایش می دهد . مقدار این مقاومت تابع ولتاژ تغذیه و توان لامپ می باشد .
- در مواقعی که از منابع تغذیه DC در ترکیب مدارات سنسورها استفاده می گردد ، باید از خازن به منظور کاهش ریپل تغذیه استفاده شود .
- هنگام محکم کردن سنسورها در محل نصب ، رعایت حداکثر گشتاور اعمالی الزامی است . در جداول مربوطه ، این مقدار برای سنسورهای مختلف مشخص شده است .
- هنگام نصب سنسور ، حتما به محدوده ولتاژ کار أن توجه شود . این محدوده بر روی بر چسب سنسور درج شده است .
- هنگام استفاده از سنسور ، حتما به جریان مجاز أن توجه شود . ماکزیمم جریان مجاز بر روی بر چسب سنسور درج شده است.
