کاربرد سنسور القایی

هر زمان که اجسام فلزی نیاز به تشخیص بدون تماس داشته باشند، سنسور القایی به دلیل اصل عملکرد الکترومغناطیسی خود برای این منظور مناسب می باشد.

علاوه بر این، تشخیص اشیاء بدون تماس است و آغازگرها هیچ قطعه متحرکی ندارند این، همراه با فناوری ویژه ASIC و فرآیندهای ساخت خاص، به عنوان مثال، فن آوری بسته بندی اندازه تراشه (CSP) و محفظه ذوب داغ الاستیک برای محافظت از اجزا، حسگرهای القایی را به ویژه قوی و بادوام می کند.

سنسورهای القایی عملکردی

حسگرهای القایی با توجه به اصل عملکردی خود، می توانند نه تنها مواد مغناطیسی، بلکه رسانای الکتریکی، آلومینیوم، برنج، مس و فولاد ضد زنگ را نیز شناسایی کنند.

بهترین نتایج = بالاترین فاصله حسی با فلز فرومغناطیسی تولید می شود. فلز فرومغناطیسی همچنین به عنوان یک مقدار مرجع برای فاصله سنجش اسمی Sn در برگه داده استفاده می شود. سایر فلزات فاصله حسی کمتری دارند که با استفاده از فاکتورهای کاهشی قابل محاسبه است.

سر اندازه گیری سنسور از یک مدار رزونانس LC با یک هسته مغناطیسی تشکیل شده است که یک میدان الکترومغناطیسی ایجاد می کند.

هسته مغناطیسی برای هدایت میدان به جلو ضروری است تا هیچ میدان مغناطیسی ایجاد نشود که کل سنسور را در بر بگیرد. اگر اکنون یک جسم فرومغناطیسی وارد این میدان مغناطیسی شود، جریان های گردابی در این جسم القا می شود که از مدار نوسانی انرژی می گیرد.

این منجر به تغییر سطح می شود که با کمک مبدل سیگنال و مرحله خروجی به سیگنال الکتریکی تبدیل می شود.

حس کردن فاصله ها

فاصله حسگر اسمی (Sn) داده شده در دیتاشیت بر اساس جسمی است که از فولاد (St37) با شکل مربع و ضخامت ۱ میلی متر ساخته شده است.

حداقل اندازه هدف به خود سنسور بستگی دارد و به عنوان قطر ناحیه فعال سنسور یا ۳ برابر فاصله حسگر اسمی، هر کدام که بیشتر باشد، تعریف می شود.

فاصله سنجش اسمی Sn تغییرات ولتاژ و دما یا تلورانس های تولید را در نظر نمی گیرد. فاصله سنجش موثر (Sr) تحمل‌های تولید را در نظر می‌گیرد و فاصله سنجش قابل استفاده (Su) تغییرات ولتاژ و دما را در نظر می‌گیرد.

مرتبط ترین فاصله سنجش برای کاربر، فاصله سنجش ایمن Sa است که در آن تمام تلورانس ها و نوسانات در نظر گرفته می شود.

فاصله سنجش اسمی Sn: عدم توجه به تلورانس های تولید و تاثیرات خارجی مانند دما و غیره.
فاصله سنجش موثر Sr: 0,9 Sn < Sr < 1,1 Sn (در ۲۳ +/- ۵ درجه سانتی گراد تحمل تولید)
فاصله سنجش قابل استفاده Su: 0,9 Sn < Su < 1,1 Sn (کل محدوده دما و ولتاژ)
فاصله سنجش ایمن Sa: 0 < Sa < 0,81 Sn
سوئیچینگ صحیح در دماهای مختلف را فقط می توان در فاصله سنجش ایمن Sa تضمین کرد.

از این فرمول می توان برای محاسبه فاصله سنجش عملیاتی مربوطه (Sa) برای مواد مختلف استفاده کرد. مقدار محاسبه شده “Sa” عملکرد را در محدوده دما و ولتاژ و همچنین تلورانس های تولید تضمین می کند.

ضریب کاهش R
مواد جسمی که باید شناسایی شود برای قابلیت تشخیص حسگر تعیین کننده است. بالاترین فاصله سنجش توسط یک جسم ساخته شده از فولاد ارائه می شود که برای تعیین فاصله حسگر اسمی نیز استفاده می شود. برای به دست آوردن فاصله حسی برای سایر مواد، از ضریب کاهش (R) استفاده می شود.

ضریب کاهش (R) نشان‌دهنده تغییر در محدوده حسی است که ناشی از ماده متفاوتی نسبت به هدف استنادارد (فولاد روکش روی) است.

ضریب کاهش با دو ویژگی تعیین می شود:

رسانایی ماده مورد نظر (اثر ضعیف)
نفوذپذیری ماده هدف (اثر قوی)
نصب سنسورهای القایی
هنگام نصب سنسورهای القایی، دو نوع اصلی فلاش و غیر فلاش  نامگذاری می شوند.

در نسخه غیر فلاش، هسته فریت با سیم پیچ توسط یک محفظه فلزی محصور نشده است.

این بدان معنی است که میدان مغناطیسی ایجاد شده توسط محفظه مسدود نمی شود، در نتیجه میدان بزرگتری ایجاد می شود و بنابراین می توان فاصله حسی بیشتری را به دست آورد. سنسورهای غیر فلاش را فقط می توان در مواد غیر رسانا نصب کرد.

سنسورهای فلاش دارای یک حلقه فلزی در اطراف سر حسگر هستند که از سنسور در برابر تأثیرات مواد اطراف محافظت می کند.

به دلیل این محافظ، میدان الکترومغناطیسی کمی کوچکتر است و بنابراین فاصله حسی کوتاهتر است، سنسورهای فلاش را می توان به صورت غیر فلاش نیز نصب کرد.

اما در این مورد، کاهش فاصله حسی به دلیل کمبود مواد اطراف باید در نظر گرفته شود.

نفوذ متقابل

به طور کلی سنسورهای القایی بر یکدیگر تأثیر می گذارند. برای جلوگیری از این امر باید فواصل خاصی را رعایت کرد.

از آنجایی که میدان الکترومغناطیسی تولید شده توسط حسگرهای غیر فلاش بیشتر از حسگرهای فلاش است، سنسورهای غیر فلاش به فاصله بیشتری از یکدیگر نیاز دارند.

فاصله بین سنسورهای فلاش باید حداقل یک برابر قطر آنها و فاصله بین سنسورهای غیر فلاش دو برابر قطر آنها باشد.

اگر سنسورها فرکانس‌های ارتعاش متفاوتی داشته باشند، می‌توان آن‌ها را نزدیک‌تر به هم نصب کرد. این باید در هر مورد مشخص شود.

استفاده و کاربرد سنسورهای القایی
کاربردهای استاندارد در محیط های صنعتی با الزامات متوسط ​​تعریف می شوند، به عنوان مثال. IP67، بدون قرار گرفتن دائمی در معرض روغن ها و خنک کننده ها یا مقاومت دمایی “عادی”. سری IME برای این شرایط عملیاتی مناسب است، زیرا بهترین نسبت قیمت/عملکرد را برای کاربردها در محیط های صنعتی استاندارد ارائه می دهد.

یک کاربرد استاندارد برای این می تواند موقعیت یک حامل قطعه کار باشد. سنسور القایی IME وجود حامل قطعه کار فلزی را تشخیص می دهد و سیگنال ماشه آن برای کنترل و راه اندازی سیلندر توقف در ایستگاه مونتاژ مربوطه استفاده می شود.

هنگام تشخیص اجسام فلزی (به عنوان مثال حامل های قطعه کار فلزی) در فاصله نزدیک، سنسورهای مجاورت القایی قابل اعتمادترین و مقرون به صرفه ترین راه حل در مقایسه با سایر اصول سنسور هستند.

اگر شرایط محیطی سخت‌تر شود، بسته به کاربرد، ویژگی‌های عملکرد متفاوتی مورد نیاز است، به عنوان مثال افزایش مقاومت در برابر دما، مقاومت شیمیایی، سفتی نشت، ضربه، لرزش و مقاومت در فضای باز یا عملکردهای هوشمند اضافی.

در حالی که این الزامات ویژه تاکنون اغلب توسط حسگرهای ویژه طراحی شده برآورده شده است، خانواده محصولات IMB یک “همه کاره” ارائه می دهد که نقاط قوت فردی “متخصصان” را در یک حسگر جهانی ترکیب می کند.

حسگرها در محفظه های فولادی ضد زنگ مقاوم در برابر خوردگی در طرح های M8 تا M30 موجود هستند و از جمله برای محدوده دمایی -۴۰ درجه سانتیگراد تا +۱۰۰ درجه سانتیگراد، برای تماس دائمی با آب یا غوطه ور شدن با آب، گشتاورهای سفت کننده مشخص شده اند.

تا ۱۰۰ نیوتن متر، مقاومت در برابر ضربه و لرزش تا ۱۵۰ گرم یا برای تماس دائمی با روغن های برش تهاجمی و روان کننده های خنک کننده. بنابراین، IMB ها به عنوان یک خانواده محصول، الزامات ضروری را برای فناوری حسگر القایی قوی، مانند استفاده در پخش کننده کانتینر، کارواش، ساخت ماشین ابزار یا در دروازه ها و موانع در کاربردهای فضای باز، برآورده می کنند.

تطبیق پذیری برنامه جهانی IMB به کاربران  معمولاً ماشین سازان این صنایع  امکان می دهد تا تنوع نوع خود را به میزان قابل توجهی کاهش دهند که کل فرآیندهای تدارکات، مهندسی، تدارکات و خدمات آنها را بسیار کارآمدتر می کند.

در اینجا می توان از ماشین ابزار به عنوان نمونه استفاده نام برد. آنها بسته به فرآیند ماشینکاری به ابزارهای مختلفی نیاز دارند.

برای جلوگیری از وقفه ناشی از تغییر ابزار، چندین ابزار در یک برجک ابزار قابل چرخش بسته می شوند.

پس از هر مرحله، برجک ابزار به داخل صفحه کار چرخانده می شود تا بتوان از ابزار مناسب برای مرحله بعدی استفاده کرد.

بدین ترتیب سنسور کنترل موقعیت صحیح برجک ابزار را به عهده می گیرد، سنسور القایی IMB به طور خاص برای چنین محیط هایی طراحی شده است.

به روغن ها و روان کننده های خنک کننده حساس نیست و دارای مفهوم آب بندی با کلاس حفاظتی IP 69K است.