Artėjimo jutikliai – raskite gamintojus ir tiekėjus

Artumo jutikliai aptinka objektus, apdirbamus gaminius ar mašinų komponentus be fizinio kontakto ribotame aptikimo nuotolyje.

Jie naudojami buvimui, padėčiai, galinėms padėtims ar judėjimo sekoms stebėti. Jutiklio signalą gali apdoroti valdiklis, kad būtų suaktyvintos mašinos funkcijos, sustabdyti procesai arba pradėti tolesni automatizavimo veiksmai.
Priklausomai nuo matavimo principo, artumo jutikliai aptinka metalinius, nemetalinius, skaidrius, skystus arba kietus objektus. Dažniausiai pasitaikantys tipai yra indukciniai, talpiniai, optiniai, magnetiniai ir ultragarsiniai artumo jutikliai.
Tipiškos taikymo sritys – mechaninė ir įrenginių inžinerija, automatizavimo ir surinkimo technologijos, konvejerinės sistemos, pakavimo mašinos, staklės, sandėliavimo technologijos ir krovimo įranga.
Toliau pateikiama artumo jutiklių tipų, taikymo sričių, privalumų, trūkumų ir svarbių pasirinkimo kriterijų apžvalga.

Artumo jutiklių tipai

Indukciniai artumo jutikliai

Indukciniai artumo jutikliai aptinka metalinius objektus pagal elektromagnetinio lauko pokyčius.
Kai metalinis objektas priartėja prie aktyvios jutiklio paviršiaus, objekte susidaro sūkurinės srovės. Jos veikia elektromagnetinį lauką ir, pasiekus nustatytą jutimo atstumą, sukelia išėjimo signalą.
Indukciniai jutikliai veikia be kontakto, beveik nesidėvi ir užtikrina trumpą reakcijos laiką. Jie ypač tinka plienui, nerūdijančiam plienui, aliuminiui, žalvariui ir kitiems metalams aptikti.
Tačiau pasiekiamas jutimo atstumas priklauso nuo medžiagos, aptinkamo objekto dydžio ir jutiklio konstrukcijos.

Kapacitiniai artumo jutikliai

Kapacitiniai artumo jutikliai aptinka elektrinio lauko pokyčius.
Be metalų, jie gali aptikti plastiką, stiklą, medį, popierių, miltelius ir skysčius. Dėl to jie tinka užpildymo lygio stebėjimui, medžiagų aptikimui ir nemetalinių ruošinių stebėjimui.
Kartais talpiniai jutikliai gali aptikti medžiagas net per nelaidžias talpyklos sieneles.
Drėgmė, dulkių nuosėdos ir medžiagų savybių pokyčiai gali turėti įtakos jutiklio veikimui. Todėl dažnai būtinas tikslus jautrumo reguliavimas.

Optiniai artumo jutikliai

Optiniai artumo jutikliai objektams aptikti naudoja matomąją arba infraraudonąją šviesą.
Difuzinio atspindžio jutikliai vertina objekto atspindėtą šviesą. Atgalinio atspindžio jutikliai veikia su priešingu atšvaitu, o peršviečiamieji jutikliai naudoja atskirus siųstuvus ir imtuvus.
Optiniai jutikliai užtikrina didesnį veikimo nuotolį nei daugelis indukcinių ar talpinių modelių ir taip pat gali aptikti mažus objektus.
Tačiau spalva, blizgesys, skaidrumas, aplinkos apšvietimas ir nešvarumai gali pabloginti aptikimą.

Ultragarsiniai artumo jutikliai

Ultragarsiniai artumo jutikliai skleidžia garso impulsus ir vertina atspindį nuo tikslinio objekto.
Kadangi matavimas iš esmės nepriklauso nuo spalvos ir optinio skaidrumo, galima aptikti ir tamsius, blizgius arba iš dalies skaidrius objektus.
Ultragarsiniai jutikliai tinka buvimo stebėjimui, atstumo nustatymui ir užpildymo lygio matavimui.
Labai maži, minkšti, kampuoti arba labai garsą sugeriantys objektai gali būti sunkiau aptinkami.

Magnetiniai artumo jutikliai

Magnetiniai artumo jutikliai reaguoja į magnetinį lauką.
Jie dažnai naudojami stūmoklių padėčiai nustatyti pneumatinėse ar hidraulinėse cilindruose, atvartuose, duryse ar kitose judančiose dalyse.
Priklausomai nuo konstrukcijos, jie veikia naudojant reed kontaktus, Holo jutiklius arba magnetorezistinius matavimo metodus.
Tikrinamasis objektas turi būti arba pats magnetinis, arba prie jo turi būti pritvirtintas magnetas.

Mechaniniu būdu suveikiami artumo jutikliai

Mechaniniu būdu suveikiami artumo jungikliai aptinka objektą tiesioginio sąlyčio būdu.
Jie gali turėti stūmoklį, ritininį svirtį arba spyruoklinę strypą, kurie suveikia, kai ruošinys su jais susiliečia.
Griežtai tariant, šie įrenginiai nėra bekontakčiai jutikliai, tačiau praktikoje jie dažnai naudojami panašioms užduotims, pavyzdžiui, galinės padėties arba buvimo stebėjimui.
Jie yra tvirti ir lengvai įvertinami, tačiau jautrūs mechaniniam nusidėvėjimui.

Artumo jutiklių taikymo sritys

Mechanikos ir įrenginių inžinerija

Mašinų gamybos srityje artumo jutikliai aptinka ruošinius, slydimo elementus, įrankius, krumpliaračius ir kitus judančius komponentus.
Jie stebi galines padėtis, patvirtina užbaigtus judesius ir siunčia signalus kitam proceso etapui.
Indukciniai jutikliai ypač dažnai naudojami ten, kur reikia patikimai aptikti metalines mašinų detales.

Automatizavimo ir surinkimo technologijos

Surinkimo sistemose artumo jutikliai tikrina, ar detalės yra vietoje, ar jos įdėtos teisingai ir ar visiškai užfiksuotos.
Jie stebi griebtuvus, padavimo sistemas, fiksavimo įrenginius ir ruošinių nešiklius.
Trumpi reakcijos laikai ir aukštas pakartojamumas yra ypač svarbūs esant dideliam mašinų ciklų dažniui.

Konvejerinė ir logistikos technologija

Ant konvejerinių juostų ir ritininių konvejerų artumo jutikliai aptinka konteinerius, pakuotes, padėklus ir kitus gabenamus krovinius.
Jie padeda valdyti medžiagų srautą, skaičiuoja ruošinius ir aptinka spūstis arba laisvas perdavimo pozicijas.
Priklausomai nuo medžiagos ir atstumo naudojami optiniai, talpiniai arba ultragarsiniai jutikliai.

Pakuotės technologija

Pakuotės gamybos įrangoje artumo jutikliai stebi produktus, plėveles, kartonines dėžes, uždarymo elementus ir pakuotės detales.
Jie gali aptikti trūkstamas dalis, paleisti pjaustymo ar sandarinimo operacijas ir patikrinti supakuotų prekių padėtį.
Skaidrioms plėvelėms ar labai atspindinčioms paviršiams reikalingi specialiai pritaikyti optiniai arba ultragarsiniai metodai.

Staklės

Staklėse artumo jutikliai stebi fiksavimo būsenas, įrankių padėtis, apsauginius dangčius ir judančias ašis.
Jie dažnai turi atlaikyti aušinimo skysčių, metalo drožlių ir vibracijos poveikį.
Todėl ypač svarbūs tvirti korpusai ir aukštas apsaugos laipsnis.

Pripildymo lygio stebėjimas

Kapacitiniai, optiniai ir ultragarsiniai artumo jutikliai gali stebėti skysčių, granulių ir miltelių užpildymo lygį arba jų buvimą.
Priklausomai nuo taikymo srities, matavimas atliekamas tiesiogiai terpėje arba per talpyklos sienelę.
Tinkamumas priklauso nuo medžiagos savybių, talpyklos geometrijos, nuosėdų ir aplinkos sąlygų.

Durys, atvartai ir apsauginiai įtaisai

Magnetiniai arba indukciniai artumo jutikliai stebi durų, atvartų ir apsauginių dangčių padėtį.
Jie gali nurodyti, ar apsauginis įtaisas yra atidarytas ar uždarytas.
Saugai svarbiose taikymo srityse būtini tinkami ir atitinkamai patvirtinti saugos jutikliai.

Artumo jutiklių privalumai

• Nekontaktinis ir mažai nusidėvintis objektų aptikimas
• Greitas reagavimas automatizuotuose procesuose
• Aukštas pakartojamumas
• Kompaktiškas integravimas į mašinas ir įrenginius
• Įvairių medžiagų aptikimas, priklausomai nuo matavimo principo
• Buvimo, padėties ir galinių padėčių stebėjimas
• Tinkamumas dideliems perjungimo dažniams
• Paprastas prijungimas prie valdiklių
• Versijos, skirtos atšiaurioms pramoninėms aplinkoms
• Maži priežiūros reikalavimai, jei pasirinkta teisingai

Artumo jutiklių apribojimai

• Indukciniai artumo jutikliai aptinka tik metalinius objektus. Aptikimo atstumas gali labai skirtis priklausomai nuo metalo rūšies.
• Talpiniai jutikliai jautrūs drėgmei, nuosėdoms ir medžiagų savybių pokyčiams. Dėl to gali prireikti pakartotinio sureguliavimo arba atsirasti klaidingų signalų.
• Optiniams jutikliams gali turėti įtakos nešvarumai, dulkės, aplinkos šviesa, skaidrios medžiagos arba labai atspindintys paviršiai.
• Ultragarsiniams jutikliams reikalingas pakankamai didelis ir tinkamai orientuotas atspindintis paviršius. Minkšti, maži arba kampuoti objektai gali būti aptinkami tik ribotai.
• Magnetiniams artumo jutikliams reikalingas tinkamas magnetinis laukas, o jų veikimui gali turėti įtakos išoriniai magnetiniai veiksniai.
• Faktinis jutimo atstumas priklauso ne tik nuo jutiklio, bet ir nuo objekto dydžio, medžiagos, montavimo padėties bei aplinkos sąlygų.
• Priklausomai nuo matavimo principo, keli arti vienas kito sumontuoti jutikliai gali trukdyti vienas kitam.
• Standartiniai artumo jutikliai nebūtinai tinka saugai svarbioms funkcijoms. Tokioms taikmenoms būtina naudoti specialiai išbandytus saugos jutiklius.

Svarbūs artumo jutiklių pasirinkimo kriterijai

Tikrinamo objekto medžiaga

Matavimo principas turi būti tinkamas aptinkamam objektui.
Metalinės detalės ypač patikimai aptinkamos naudojant indukcinius jutiklius. Talpiniai, optiniai arba ultragarsiniai jutikliai labiau tinka plastikui, stiklui, skysčiams ar milteliams.
Taip pat reikia atsižvelgti į spalvą, blizgesį, skaidrumą ir paviršiaus struktūrą.

Jutimo atstumas

Reikiamas jutimo atstumas priklauso nuo montavimo sąlygų ir galimų objekto padėties nuokrypių.
Techninių duomenų lape nurodytas nominalus jutimo atstumas paprastai nustatomas apibrėžtomis bandymo sąlygomis. Praktikoje medžiaga, temperatūra ir montavimo aplinka gali sumažinti naudingą atstumą.
Pakankama veikimo atsarga padidina patikimumą.

Konstrukcija ir montavimo tipas

Artumo jutikliai gaminami cilindrinės, stačiakampės, žiedinės ir ypač kompaktiškos konstrukcijos.
Cilindriniams jutikliams dažniausiai naudojami M8, M12, M18 ir M30 sriegiai.
Įleidžiamieji jutikliai gali būti beveik visiškai įleisti į metalinius paviršius. Neįleidžiamieji variantai reikalauja daugiau laisvos erdvės aplink aktyviąją paviršiaus dalį, tačiau dažnai užtikrina didesnį jutimo atstumą.

Perjungimo dažnis ir reakcijos laikas

Greitai judantys apdirbami gaminiai ir didelis staklių ciklų dažnis reikalauja pakankamai aukšto perjungimo dažnio.
Jutiklis turi aptikti objektą per turimą laiką ir be delsimo perduoti signalą valdikliui.
Indukciniai ir optiniai jutikliai dažnai ypač tinka greitoms perjungimo operacijoms.

Išėjimo funkcija

Artumo jutikliai gali būti su PNP, NPN, relės ir skaitmeninėmis išvestimis.
Taip pat reikia nustatyti, ar išėjimas turi veikti kaip paprastai atviras, paprastai uždaras ar perjungiamas.
Išėjimo signalas, darbinė įtampa ir jungimo tipas turi būti suderinami su esamu valdikliu.

Prijungimas ir sąsajos

Priklausomai nuo konstrukcijos, elektrinis prijungimas atliekamas naudojant fiksuotą kabelį, jungtį arba gnybtą.
Paprastoms perjungimo užduotims pakanka dvejetainės išvesties. Konfigūruojami jutikliai per skaitmenines sąsajas gali perduoti papildomus diagnostinius ir proceso duomenis.
Standartizuotas ryšys supaprastina paleidimą, būklės stebėjimą ir įrenginio keitimą.

Aplinkos sąlygos

Pasirinkimą lemia temperatūra, drėgmė, dulkės, alyvos, aušinimo skysčiai, cheminės medžiagos ir vibracija.
Jutiklis turi turėti tinkamą apsaugos laipsnį ir pakankamą atsparumą mechaniniams bei cheminiams poveikiams.
Maisto perdirbimo, lauko sąlygų, potencialiai sprogios aplinkos ar higieninių procesų atveju gali būti reikalingos specialios medžiagos ir sertifikatai.

Trukdžiai ir montavimo atstumai

Metalinės konstrukcijos, šalia esantys jutikliai, elektros kabeliai ir elektromagnetiniai laukai gali paveikti įjungimo ir išjungimo savybes.
Todėl būtina laikytis gamintojo nurodytų montavimo reikalavimų ir minimalių atstumų.
Tvirtas montavimas užtikrina, kad vibracija ar padėties pasikeitimai nesukeltų nepatikimų perjungimo taškų.

Indikatoriai ir diagnostika

Daugelis artumo jutiklių turi šviesos diodus (LED), kurie rodo veikimo būseną, perjungimo būseną arba gedimus.
Išplėstinės diagnostikos funkcijos gali pranešti apie trumpuosius jungimus, užteršimą, silpnus signalus arba nepakankamas veikimo atsargas.
Ši informacija palengvina įrenginio paleidimą ir profilaktinę priežiūrą.

Santrauka

Artumo jutikliai aptinka objektus ir mašinų komponentus nustatytame aptikimo nuotolyje ir perduoda signalus valdymui, stebėjimui ir automatizavimui.
Priklausomai nuo aptinkamo objekto medžiagos ir taikymo srities, naudojami indukciniai, talpiniai, optiniai, magnetiniai arba ultragarsiniai artumo jutikliai.
Pagrindiniai pasirinkimo kriterijai apima objekto medžiagą, jutimo atstumą, konstrukciją, perjungimo dažnį, išėjimo signalą ir aplinkos sąlygas.
Siekiant užtikrinti patikimą objektų aptikimą ir išvengti klaidingų perjungimų, būtina atsižvelgti į atitinkamo matavimo principo apribojimus.

Artumo jutiklius siūlo įvairūs gamintojai ir tiekėjai. Išsamią informaciją apie artumo jutiklių gamintojus ir tiekėjus iš viso pasaulio galite rasti „Exportpages“ svetainėje.