سنسورهای صنعتی چیست؟
سنسور/ آشکارسازها/ مبدل ها وسایل الکترونیکی یا الکتریکی هستند. این مواد حساس الکترونیکی، تغییرات در موقعیت، دما، جابجایی، جریان الکتریکی و پارامترهای متعدد تجهیزات صنعتی را حس، اندازه گیری و تشخیص می دهند.
بسیاری از انواع حسگرها، مبدل‌ها و آشکارسازها در دسترس هستند، از جمله آن‌هایی که برای تشخیص حضور فیزیکی مانند شعله، فلزات، نشتی، سطوح یا گاز و مواد شیمیایی هستند. تعداد کمی برای حس کردن ویژگی های فیزیکی و برخی دیگر برای تشخیص حرکت یا نزدیکی طراحی شده اند. برای دستیابی به این اهداف از فناوری های مختلفی استفاده می شود، از جمله القایی، مقاومت مغناطیسی، اولتراسونیک، فشار نوری و خازنی.
نحصر به فرد بودن سنسورهای صنعتی کاربردها و محیط هایی است که در آنها استفاده می شود. آنها باید عملکرد عالی را در شرایط شدید از جمله محیط های سخت و غیرقابل دسترس مانند دمای بسیار بالا یا بسیار پایین، ارتعاشات، رطوبت بالا و غیره پمپاژ کنند.
معیارهای انتخاب
همانطور که در شکل زیر نشان داده شده است، سنسورهای مختلف یک سیستم کنترل صنعتی را می سازند. آنها از طریق یک ماژول رابط به کنترل کننده اصلی متصل می شوند. این ماژول دارای یک جزء تهویه سیگنال و یک تقویت کننده آنالوگ برای تقویت قدرت سیگنال است. رابط های حسگر آنالوگ سیگنال های خروجی پیوسته را از چند میکرو ولت (uV) تا چند میلی ولت (mV) تولید می کنند که متناسب با کمیت اندازه گیری شده است. یک مبدل آنالوگ به دیجیتال (ADC) سیگنال آنالوگ را به فرمت دیجیتال تبدیل می کند تا دقت و صحت را افزایش دهد. کنترل کننده منطق مغز یک سیستم کنترل است. سیگنال سنسور را دریافت می کند، آن را مطابق با الزامات برنامه پردازش می کند، و سیگنال کنترلی را از طریق یک محرک به دستگاه های خروجی ارسال می کند. اینها شامل کنترل موتور پله ای یا محرک موتور تسمه نقاله یا هر وسیله مکانیکی دیگری است.
انواع سنسور صنعتی
سنسور موقعیت و سرعت
اندازه گیری سرعت و موقعیت اغلب در حلقه های بازخورد، موقعیت یابی و کنترل سرعت مورد نیاز است. مسافت طی شده توسط هر وسیله ای را با شروع از موقعیت مرجع دستگاه یا با “حرکت زاویه ای”/چرخش اندازه گیری می کند. برای اطلاعات بیشتر در مورد سنسور موقعیت اینجا و برای محصولات سنسور سرعت اینجا را کلیک کنید.
پتانسیومتر نوعی “حسگر موقعیت” است و بیشتر برای اندازه گیری جابجایی یا فاصله یک جسم در یک حرکت چرخشی یا خطی استفاده می شود. این شامل یک تماس برف پاک کن متصل به یک شفت مکانیکی است. این شفت می تواند در حرکت خطی (نوع لغزنده) یا زاویه ای (چرخشی) باشد، در نتیجه باعث می شود که مقدار مقاومت در بین دو اتصال انتهایی و برف پاک کن/لغزنده تغییر کند. نتیجه یک سیگنال الکتریکی خروجی با یک رابطه متناسب بین مقدار مقاومت و موقعیت واقعی برف پاک کن در آن مسیر مقاومتی است. پتانسیومترها به عنوان تقسیم کننده ولتاژ عمل می کنند و حسگرهای آنالوگ هستند. شکل زیر انواع متداول پتانسیومترها شامل سیم پیچی، سرمتی و فیلم پلاستیکی را نشان می دهد. جنبه مثبت پتانسیومتر این است که برای کنترل کم هزینه به سیگنال آنالوگ نیاز دارد.
سنسور موقعیت خطی مترادف با موقعیت دقیق است و نقشی حیاتی در کنترل اتوماسیون دارد. سنسورها موقعیت خطی دستگاه را اندازه گیری می کنند. یک نمونه عالی از این نوع سنسور، ترانسفورماتور دیفرانسیل متغیر خطی (LVDT) است. این سنسور از یک هسته مغناطیسی متحرک در داخل یک سیلندر تشکیل شده است. آستین سیلندر شامل یک سیم پیچ اولیه نوسانی با ولتاژ است. آستین شامل دو سیم پیچ ثانویه است که این ولتاژ نوسانی را با بزرگی برابر با جابجایی تشخیص می دهد. این نول خودکار که با استفاده از دو سیم پیچ به دست می آید، LVDT ها را در زیر میلی متر دقیق می کند. تهویه سیگنال LVDT از مدولاسیون AC، مقایسه فاز و دمودولاسیون استفاده می کند. LVDT بسیار دقیق می تواند در هر محیط سختی کار کند. اطلاعات بیشتر در مورد محصولات لطفا اینجا را کلیک کنید.
انکودرهای نوری حسگرهای دیجیتالی هستند. آنها معمولا برای ارائه بازخورد موقعیت محرک ها استفاده می شوند. این حسگرها از یک دیسک شیشه ای یا پلاستیکی ساخته شده اند که بین یک منبع نور (LED) و یک جفت آشکارساز نوری می چرخد. دیسک با بخش های تاریک و روشن متناوب کدگذاری شده است. چرخش آن دیسک یک پالس تولید می کند. برای اطلاعات بیشتر در مورد محصولات اینجا را کلیک کنید
پالس های LED در رمزگذارهای افزایشی برای ارائه یک موقعیت چرخشی شمارش می شوند. دو آشکارساز برای تعیین جهت استفاده می شود و یک پالس شاخص نقطه شروع را نشان می دهد. کد منحصر به فرد رمزگذارهای مطلق می تواند هر موقعیت زاویه ای را در “کد خاکستری”، یک کد باینری با حداقل تغییر، شناسایی کند. این رمزگذارهای فشرده و ناهموار به اطلاعات موقعیت دقیق همراه با یک حلقه بازخورد دیجیتالی نیاز دارند.
دستگاه سرعت سنج سرعت چرخش دیسک یا شفت را در هر ماشینی اندازه گیری می کند. این دستگاه از یک صفحه آنالوگ کالیبره شده برای نمایش دور در دقیقه (RPM) استفاده می کند، اما نمایشگرهای دیجیتال به طور فزاینده ای رایج هستند.
سنسور های پراکسیمیتی
این حسگرها که از سر حسگر (اپتیکال، القایی و خازنی)، تقویت کننده، مدار آشکارساز و مدار خروجی (TTL، رله حالت جامد) تشکیل شده‌اند، حضور اجسام بسته را تشخیص داده و هرگونه تماس فیزیکی را حس می‌کنند. اینها در اتوماسیون صنعتی متصل به خطوط نقاله، ماشین ابزار با سنسورهای دیجیتال برای تشخیص وجود یا عدم وجود یک شی یافت می شوند. لطفاً برای اطلاعات بیشتر در مورد محصولات حسگر مجاورت اینجا را کلیک کنید.
سنسورهای مجاورت نوری شامل یک منبع نور (LED) و یک آشکارساز نور (فوتوترانزیستور) هستند. سیگنال برای به حداقل رساندن شرایط نور محیطی مدوله شده است. این سنسورها معمولاً در شمارش جعبه، کنترل ارتفاع پشته و کنترل سطح سیال استفاده می‌شوند، این سنسورها در سه حالت عملیاتی کار می‌کنند: الف) حالت پرتو با برد 20 متر، ب) بازتابی با فاصله 1-3 متر و ج) پخش حالت بازتابی با برد 12-300 میلی متر. این سنسورها غیر تماسی و غیر حساس به لرزش و ضربه هستند. قطعات متحرک آنها صفر است. برای درک بهتر این گونه محصولات و اطلاعات آنها اینجا را کلیک کنید.
سنسورهای مجاورت اولتراسونیک از یک پالس صوتی با محدوده فرکانس 40 کیلوهرتز تا 2 مگاهرتز برای اندازه گیری زمان پرواز و دامنه استفاده می کنند. آنها به عنوان یک هشدار رویکرد قبل از برخورد احتمالی و تشخیص سطوح جامد و مایع استفاده می شوند. همانطور که در شکل 3 زیر نشان داده شده است، این حسگرها اجسامی را شناسایی می کنند که در آنها فتوسل های معمولی نمی توانند برای اندازه گیری سطح جامدات و مایعات، تشخیص قطر یا حلقه برای موادی مانند ورق آهن، کاغذ و تشخیص اشیاء شفاف مانند پلاستیک، فیلترهای پلاستیکی و … استفاده شوند. بطری های شیشه ای و غیره. برای اطلاعات بیشتر در مورد محصولات اینجا را کلیک کنید.
همانطور که در شکل زیر نشان داده شده است، سنسورهای مختلف یک سیستم کنترل صنعتی را می سازند. آنها از طریق یک ماژول رابط به کنترل کننده اصلی متصل می شوند. این ماژول دارای یک جزء تهویه سیگنال و یک تقویت کننده آنالوگ برای تقویت قدرت سیگنال است. رابط های حسگر آنالوگ سیگنال های خروجی پیوسته را از چند میکرو ولت (uV) تا چند میلی ولت (mV) تولید می کنند که متناسب با کمیت اندازه گیری شده است. یک مبدل آنالوگ به دیجیتال (ADC) سیگنال آنالوگ را به فرمت دیجیتال تبدیل می کند تا دقت و صحت را افزایش دهد. کنترل کننده منطق مغز یک سیستم کنترل است. سیگنال سنسور را دریافت می کند، آن را مطابق با الزامات برنامه پردازش می کند، و سیگنال کنترلی را از طریق یک محرک به دستگاه های خروجی ارسال می کند. اینها شامل کنترل موتور پله ای یا محرک موتور تسمه نقاله یا هر وسیله مکانیکی دیگری است.
جهت کسب اطلاعات بیشتر در مورد انواع سنسور ها ی صنعتی به مقاله ی انواع سنسور ها ی صنعتی مراجعه نمایید.