Judesio jutikliai – raskite gamintojus ir tiekėjus

Judesio jutikliai fiksuoja žmonių, daiktų ar mašinų dalių judesius nustatytoje aptikimo zonoje.

Jie naudojami apšvietimui, durims, signalizacijos sistemoms, mašinų funkcijoms ar automatizuotiems procesams valdyti pagal poreikį. Priklausomai nuo matavimo principo, jie reaguoja į šiluminį spinduliavimą, elektromagnetines bangas, ultragarsą, optinius pokyčius arba magnetinių ar mechaninių komponentų judėjimą.
Tipiškos taikymo sritys – pastatų automatika, apsaugos technologijos, pramonės automatika, konvejerinė technika, robotika, transporto priemonių technika, mašinų gamyba ir gamybos įmonės.
Tinkamo judesio jutiklio pasirinkimas priklauso nuo tokių veiksnių kaip judesio tipas, reikalingas veikimo nuotolis, aptikimo kampas, aplinkos sąlygos ir pageidaujamas išėjimo signalas.
Toliau pateikiama tipinių judesio jutiklių konstrukcijų, taikymo sričių, privalumų, trūkumų ir svarbių pasirinkimo kriterijų apžvalga.

Judesio jutiklių tipai

Pasyvieji infraraudonieji jutikliai

Pasyvieji infraraudonųjų spindulių jutikliai, dažniausiai vadinami PIR jutikliais, aptinka šiluminio spinduliavimo pokyčius savo stebėjimo zonoje.
Kai žmogus ar šiltas objektas juda per kelias aptikimo zonas, gaunamas infraraudonųjų spindulių signalas pasikeičia. Jutiklis šį pokytį interpretuoja kaip judesį.
PIR jutikliai dažnai naudojami apšvietimo valdymo sistemose, signalizacijos sistemose ir pastatų automatizavimo sistemose. Jiems nereikalingas aktyvus spinduliavimo šaltinis, be to, jie pasižymi palyginti mažu energijos suvartojimu.
Tačiau jų veikimui gali turėti įtakos nedideli temperatūrų skirtumai tarp objekto ir jo aplinkos arba nepalankios judėjimo kryptys.

Aukšto dažnio ir radariniai jutikliai

Aukšto dažnio jutikliai skleidžia elektromagnetines bangas ir analizuoja jų atspindžius.
Kai objektas juda aptikimo zonoje, atspindėto signalo dažnis arba fazė pasikeičia. Tai leidžia jutikliui aptikti judesį.
Radariniai jutikliai gali aptikti labai nedidelius judesius ir veikti net per plonas nemetalesines medžiagas.
Jie tinka pastatų automatizavimui, automatinėms durims, pramoniniam buvimo aptikimui ir mobiliosioms programoms. Tačiau dėl didelio jautrumo gali būti aptikti judesiai už numatytos zonos ribų.

Ultragarsiniai judesio jutikliai

Ultragarsiniai jutikliai skleidžia garso bangas, kurių dažnis viršija žmogaus klausos ribas, ir analizuoja atspindėtus signalus.
Jei atspindžių sklidimo laikas arba dažnis pasikeičia, jutiklis aptinka judesį.
Ultragarsiniai jutikliai gali aptikti net mažiausius judesius ir tinka patalpoms ar uždaroms erdvėms, kuriose optiniai jutikliai veikia ribotai.
Aptikimui gali turėti įtakos oro srautai, dideli temperatūrų skirtumai, garsą sugeriančios medžiagos arba nepalanki patalpos geometrija.

Optiniai judesio jutikliai

Optiniai judesio jutikliai naudoja matomą arba infraraudonąją šviesą judantiems objektams aptikti.
Priklausomai nuo konstrukcijos, jie veikia naudodami fotoelektrines užtvaras, atspindžius fiksuojančius jutiklius, kameras arba vaizdo apdorojimo metodus.
Paprasti jutikliai nustato, ar šviesos spindulys yra pertraukiamas. Pažangesnės sistemos lygina vaizdo duomenis ir gali nustatyti objekto kryptį, greitį, dydį ar formą.
Optiniai judesio jutikliai naudojami konvejerinėse sistemose, prieigos sistemose, eismo stebėjime ir kokybės kontrole bei kitose srityse.

Indukciniai ir magnetiniai judesio jutikliai

Indukciniai judesio jutikliai aptinka judančius metalinius objektus pagal elektromagnetinio lauko pokyčius.
Magnetiniai jutikliai reaguoja į magneto ar magnetinės sudedamosios dalies judėjimą.
Šie jutikliai dažnai naudojami stūmokliams, velenams, krumpliaračiams, atvartams, durims ir kitoms mašinų dalims stebėti.
Jie užtikrina patikimą, bekontaktį aptikimą, tačiau reikalauja, kad aptinkami objektai būtų metaliniai arba magnetiškai aptinkami.

Pagrečio ir vibracijos jutikliai

Pagreitėjimo jutikliai aptinka komponento judėjimo pokyčius viena ar keliomis erdvės kryptimis.
Jie gali aptikti paleidimą, stabdymą, pasvirimą, smūgius ir svyravimus.
Vibracijos jutikliai dažniausiai naudojami variklių, guolių, siurblių ir kitų besisukančių mašinų būklės stebėjimui.
Jie gali nustatyti neįprastus judėjimo modelius ir signalizuoti apie nusidėvėjimą, disbalansą ar mechaninius pažeidimus.

Kombinuoti judesio jutikliai

Kombinuoti jutikliai naudoja kelis matavimo principus, pvz., pasyviąją infraraudonąją ir aukšto dažnio technologiją.
Priklausomai nuo konstrukcijos, judesys registruojamas tik tada, kai abu matavimo principai duoda sutampančius rezultatus.
Tai leidžia sumažinti klaidingų signalų skaičių arba patikimiau aptikti įvairių tipų judesius.
Tokios sistemos dažnai naudojamos apsaugos technologijose, pastatų automatikoje ir sudėtingose stebėjimo sistemose.

Judesio jutiklių taikymo sritys

Pastatų automatika

Pastatuose judesio jutikliai valdo apšvietimą, vėdinimą, šildymą ir kitas technines sistemas atsižvelgdami į faktinį naudojimą.
Apšvietimas gali įsijungti automatiškai, kai žmogus įeina į patalpą, ir vėl išsijungti po nustatyto laiko, jei judesio neaptinkama.
Tai gali padidinti tiek patogumą, tiek energijos vartojimo efektyvumą.

Apsaugos ir stebėjimo technologijos

Signalizacijos sistemose judesio jutikliai aptinka žmones ar transporto priemones saugomose zonose.
Jie gali sukelti garso ar vaizdo signalus, perduoti signalus į valdymo centrą arba įjungti kameras.
Naudojant lauke, jutikliai turi gebėti atskirti reikšmingus judesius nuo tokių veiksnių kaip gyvūnai, augalai, krituliai ar temperatūros svyravimai.

Mechanikos ir įrenginių inžinerija

Mašinose judesio jutikliai stebi slydimo mechanizmus, velenus, atvartus, įrankius ir kitus judančius komponentus.
Jie gali nustatyti, ar judesys prasidėjo, baigėsi ar buvo atliktas teisingai.
Aptikti signalai naudojami sekos valdymui, padėties nustatymui, gedimų diagnostikai arba saugos stebėjimui.

Automatizavimo ir surinkimo technologijos

Automatizuotose gamybos sistemose judesio jutikliai aptinka ruošinius, transportavimo konteinerius, griebtuvus ir krovimo įrangą.
Jie padeda sinchronizuoti atskirus proceso etapus ir praneša apie trūkstamas, užstrigusias ar netinkamai judančias detales.
Trumpi reakcijos laikai ir patikimi perjungimo signalai yra ypač svarbūs esant dideliam mašinų ciklų dažniui.

Konvejerinė ir logistikos technologija

Judesio jutikliai stebi transportuojamas prekes ant konvejerinių juostų, ritininių konvejerų ir rūšiavimo sistemų.
Jie aptinka produkto judėjimą, spūstis, sustojimus arba neleistinus atstumus tarp atskirų objektų.
Sandėlių sistemose jie taip pat gali aptikti transporto priemones, kėlimo įrangą ir judančius krovinius.

Automatinės durys ir įėjimo sistemos

Prie automatinių durų judesio jutikliai aptinka prie įėjimo artėjančius žmones, transporto priemones ar transportavimo įrangą.
Jutiklio signalas inicijuoja durų atidarymą ir taip pat gali užkirsti kelią jų užsidarymui, kol kas nors pro jas eina.
Aptikimo zona ir reakcijos laikas turi būti parinkti taip, kad būtų užtikrinta patikima ir saugi prieiga.

Transporto priemonių ir eismo technologijos

Transporto priemonėse ir eismo sistemose judesio jutikliai aptinka transporto priemonių, žmonių ar komponentų judesius.
Jie naudojami, be kita ko, parkavimo pagalbai, salono stebėjimui, durų valdymui, eismo srauto matavimui ir kliūčių aptikimui.
Mobiliosiose sistemose jie dažnai turi atlaikyti stiprius virpesius, temperatūros pokyčius ir kintančias aplinkos sąlygas.

Būklės stebėjimas

Pagreitėjimo ir vibracijos jutikliai stebi mašinas ir įrenginius jų veikimo metu.
Vibracijos charakteristikų pokyčiai gali rodyti guolių problemas, disbalansą, atsipalaidavusias detales ar kitus mechaninius gedimus.
Nuolatinis stebėjimas padeda vykdyti techninę priežiūrą pagal būklę ir gali sumažinti neplanuotus prastovus.

Judesio jutiklių privalumai

• Nekontaktinis žmonių, objektų ir mašinų komponentų aptikimas
• Automatinis techninių procesų valdymas
• Mažesnis rankinio valdymo poreikis
• Pagalba užtikrinant energiją taupančią pastatų ir apšvietimo kontrolę
• Judėjimo sekų ir mašinų būklės stebėjimas
• Greitas reagavimas į pokyčius aptikimo zonoje
• Integracija į valdiklius, signalizacijos sistemas ir ryšių sistemas
• Gedimų, sustojimų ir neleistinų judesių aptikimas
• Naudojimas patalpose, lauke ir pramonės įmonėse
• Pritaikymas prie skirtingų veikimo nuotolių ir aptikimo kampų

Judesio jutiklių apribojimai

• Pasyvieji infraraudonieji jutikliai pirmiausia aptinka šiluminio spinduliavimo pokyčius. Jei asmuo juda tiesiai link jutiklio arba jei temperatūros skirtumas su aplinka yra labai mažas, aptikimas gali būti ribotas.
• Aukšto dažnio jutikliai gali aptikti judėjimą per plonas sienas, duris ar kitas nemetalines medžiagas. Dėl to gali atsirasti klaidingų suveikimų už numatytos stebėjimo zonos ribų.
• Ultragarso jutiklių veikimui gali turėti įtakos oro srautai, atidarytos durys, garsą sugeriančios paviršiai arba nepalankios atspindžio sąlygos.
• Optiniai jutikliai reikalauja, kad aptikimo zona būtų matoma be kliūčių. Dulkės, nešvarumai, rūkas, aplinkos šviesa ar paslėpti objektai gali pabloginti jų veikimą.
• Priklausomai nuo jutiklio tipo, judantys augalai, gyvūnai, užuolaidos, mašinų dalys ar šilumos šaltiniai gali sukelti netyčinį įjungimą.
• Daugelis judesio jutiklių neaptinka visiškai nejudančių žmonių ar objektų. Taikymams, kuriuose reikia aptikti buvimą be aiškaus judesio, reikalingi jautresni buvimo jutikliai arba kombinuotos sistemos.
• Judesio jutiklis negali pakeisti visapusiškos saugos sistemos ten, kur mašinos ar judesiai kelia pavojų. Su sauga susijusioms taikymo sritims reikalingos atitinkamai išbandytos sudedamosios dalys.

Svarbūs judesio jutiklių pasirinkimo kriterijai

Fiksuotino judesio tipas

Pirmasis žingsnis – nuspręsti, ar turi būti aptinkami žmonės, transporto priemonės, apdirbami gaminiai, mašinų detalės ar vibracijos.
Judėjimo kryptis, greitis, objekto dydis ir temperatūros skirtumas nuo aplinkos taip pat daro įtaką matavimo principo pasirinkimui.
Labai lėtiems ar nežymiesiems judesiams keliami kitokie reikalavimai nei greitam transportui ar mašinų judesiams.

Veikimo nuotolis ir aptikimo zona

Reikiamas atstumas priklauso nuo stebėtinos zonos dydžio.
Be maksimalaus atstumo, reikia atsižvelgti į aptikimo kampą, aptikimo zonos formą ir galimas „aklas zonas“.
Jutiklis turėtų būti išdėstytas taip, kad atitinkami judesiai būtų patikimai aptinkami, o gretimos zonos būtų kuo labiau pašalintos iš aptikimo srities.

Jautrumas ir reakcijos charakteristikos

Didelis jautrumas leidžia aptikti net menkus judesius, tačiau taip pat gali padidinti klaidingo suveikimo riziką.
Reakcijos laikas turi atitikti atitinkamą procesą. Automatinėms durims ir greitiems mašinų veikimo ciklams reikalingas trumpesnis reakcijos laikas nei paprastam apšvietimo valdymui.
Reguliuojamuose jutikliuose dažnai galima pritaikyti jautrumą, išjungimo uždelsimą ir įjungimo slenkstį.

Montavimo vieta

Sienos, lentynos, mašinų korpusai, stiklo plokštės ir kitos kliūtys gali turėti įtakos aptikimo zonai.
Montavimo aukštis ir orientacija turi būti suderinti su matavimo principu ir numatomu judesiu.
Naudojant PIR jutiklius, judėjimas per aptikimo zonas paprastai aptinkamas patikimiau nei tiesioginis judėjimas link jutiklio.

Aplinkos sąlygos

Temperatūra, drėgmė, dulkės, krituliai, saulės spinduliai, vibracija ir elektromagnetiniai trukdžiai gali paveikti veikimą.
Lauko sąlygoms ir pramoninėms aplinkoms reikalingas tinkamas apsaugos laipsnis, tvirtas korpusas ir atitinkamas atsparumas temperatūrai.
Higieninėse, koroziją sukeliančiose arba potencialiai sprogioje aplinkoje gali prireikti specialių medžiagų ir sertifikatų.

Išėjimo signalas ir sąsajos

Judesio jutikliai gali teikti relės kontaktus, tranzistorių išėjimus, analoginius signalus arba skaitmeninius duomenis.
Išėjimo signalas turi būti suderinamas su valdikliu, pastato valdymo sistema, signalizacijos sistema arba vertinimo įrenginiu.
Tinklo taikymams gali prireikti „Fieldbus“, belaidžių arba „Ethernet“ sąsajų.

Maitinimas ir energijos suvartojimas

Maitinimas turi būti suderinamas su esama instaliacija.
Be jutiklių, maitinamų iš elektros tinklo, taip pat siūlomi baterijomis maitinami ir mažai energijos naudojantys belaidžiai jutikliai.
Naudojant baterijas, reikia atsižvelgti į veikimo nuotolį, perdavimo dažnį, temperatūrą ir pageidaujamą tarnavimo laiką.

Parametrizavimas ir diagnostika

Reguliavimo galimybės leidžia lengviau pritaikyti jutiklius prie skirtingų patalpų, objektų ir judėjimo sekų.
Priklausomai nuo jutiklio, galima konfigūruoti veikimo nuotolį, jautrumą, įjungimo uždelsimą, išjungimo uždelsimą ir aptikimo zonas.
Diagnostikos funkcijos palengvina įrenginių paleidimą ir gali nurodyti užteršimą, ryšio gedimus ar signalų trukdžius.

Santrauka

Judesio jutikliai aptinka žmonių, objektų ar mašinų komponentų judesius ir perduoda signalus valdymui, stebėjimui ir automatizavimui.
Priklausomai nuo taikymo srities, naudojami pasyvūs infraraudonieji, aukšto dažnio, ultragarsiniai, optiniai, indukciniai, magnetiniai arba pagreičio matavimo principai.
Pagrindiniai pasirinkimo kriterijai apima judėjimo tipą, veikimo nuotolį, aptikimo kampą, jautrumą, reakcijos laiką, aplinkos sąlygas ir sąsajas.
Planuojant ir montuojant būtina atsižvelgti į atitinkamo matavimo principo apribojimus, siekiant išvengti klaidingų suveikimų ir aptikimo spragų.

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