سنسور های القایی یا خازنی

سنسورهای القایی، یکی از انواع سنسورهای صنعتی، نوعی از سنسورهای بدون تماس می‌باشند که به آنها سنسورهای الکترومغناطیسی نیز می‌گویند؛ چراکه تماما بر مبنای مدارهایی مغناطیسی بنا نهاده شده‌اند. این سنسورها به‌صورت تخصصی در برابر فلزات عکس العمل نشان می‌دهند و به تشخیص یا اندازه‌گیری اشیاء فلزی می‌پردازند. آنها قادر به ارسال دستور مستقیم به رله‌ها، سیستم‌های اندازه‌گیری، شیرهای برقی و مدارهای کنترل الکتریکی می‌یاشند. اساسا، جریان در سنسورهای القائی از طریق میدان مغناطیسی به‌وجود می‌آید و با تغییر میدان، جریان هم تغییر می‌کند. اشیاء فلزی هم با میدان مغناطیسی تعامل دارند؛ به همین جهت، از این ویژگی برای تشخیص اشیاء فلزی استفاده می‌شود. درصد خطای سنسورهای القایی بسیار پایین است؛ از آنجایی که مواد غیرفلزی با میدان مغناظیسی هرچ تماسی ندارند، آن‌ها در رطوبت یا گرد و خاک هم به خوبی کار می‌کنند.

از ویژگی‌های برجسته سنسور القائی می‌توان به موارد زیر اشاره نمود:

• تشخیص مطمئن اجسام فلزی
• محصولات متنوع برای فواصل استاندارد و یا three-fold
• بدنه مطمئن بشکه‌ای و یا مکعبی فلزی
• نصب آسان
• طراحی متفاوت برای اتصال‌های متفاوت
• دارای خروجی سوئیچینگ و یا آنالوگ
• ساخت طراحی سازگار NAMUR بر اساس درخواست

سنسورهای القایی به خاطر نحوه شکل‌گیری، تنها برای تشخیص اشیا فلزی مناسب هستند. اما این کار را به نحو احسن انجام می‌دهند که این امر آن‌ها را برای کاربردهای متعدد صنعتی جذاب ساخته است. این نوع سنسور صنعتی به‌طور ویژه هنگامی‌که شکل خاصی از حرکت رخ می‌دهد؛ مورد استفاده قرار می‌گیرد. برای مثال به‌عنوان کلیدهای مجاورتی، جهت تشخیص موقعیت قطعات ماشین مانند زین‌ها یا سیلندرهای هیدرولیک، اندازه‌گیری سرعت چرخش میل‌لنگ خودرو  و یا به‌عنوان تولیدکننده پالس برای احتراق موتور به کار برده می‌شوند. سنسورهای القائی به‌صورت بارز، دقیق و تکرارپذیر عمل می‌کنند. طراحی ساده و مأموریت واضح آن‌ها، حداقل زمان عدم کارکرد را تضمین می‌نماید. در همه‌ی صنایع مانند روباتیک، مونتاژ، اتوماسیون کارخانه و یا مهندسی مکانیکی، سنسورهای القایی سنسوپارت، مطمئن، بدون نیاز به نگه‌داری کار می‌کنند و در همه زمینه‌ها به‌واسطه تنوع بدنه و اندازه، قابل‌ استفاده هستند.

اجزای سنسورهای القایی و مشخصات آنها

سنسورهای القایی دارای سه قسمت اصلی در بدنه خود می‌باشند؛ که شامل اسیلاتور، اشمیت تریگر و تقویت خروجی می‌شود. اسیلاتورها، قسمت اصلی سنسورهای القائی هستند که با فرکانس بالایی که دارند می‌توانند نسبت به قطعات فلزی حساسیت نشان دهند. اسیلاتور، میدان الکترومغناطیسی را در سنسور تشکیل می‌دهد؛ زمانی که یک قطعه فلزی به به سنسور نزدیک می‌شود، جریان‌های گردابی در قطعه ایجاد می‌شود که به جذب میدان انرژی می‌انجامد و دامنه اسیلاتور هم کاهش می‌یابد. کاهش دامنه اسیلاتور توسط دمدولاتور به طبقه اشمیت تریگر منتقل می‌شود و باعث فعال شدن خروجی اشمیت تریگر شده، به تحریک قسمت خروجی هم منجر می‌شود.

چگونگی نصب انواع سنسور القایی

سنسورهای القایی در دو نوع Flush و Non-Flush استفاده می‌شوند که هر کدام با روش خاصی نصب می‌شوند. این دو نوع سنسور، از نظر محل و جایگاه قرارگیری قسمت حساس سنسور باهم تفاوت‌هایی دارند.

• سنسور القایی Flush

به این سنسورها، shielded هم گفته می‌شود که به معنای سنسورهای محصور با پوشیده می‌باشد؛ چرا که در این سنسورها، قسمت حساس زیر یک پوسته فلزی قرار گرفته و پوشیده‌ است. در نصب این مدل سنسورهای القائی، رعایت فاصله میان سنسورها در نصب روی یک سطح اهمیت دارد.

• سنسور القایی Non-Flush

این سنسورها، unshielded هستند؛ یعنی قسمت حساس سنسور را چیزی نپوشانده‌ است. در نصب آنها باید به فاصله سوئیچینگ سنسورها توجه کرد؛ این سنسورهای القایی، نسبت به نوع قبلی، فاصله سوئیچینگ بیشتر و فرکانس سوئیچینگ کمتری دارند.

انواع سنسورهای القایی

سنسورهای القایی بر اساس مشخصه‌های متفاوت، به انواع خاصی تقسیم می‌شوند. سنسورهای القائی بر اساس ویژگی‌های ظاهری و نیز مشخصات فنی، به انواع مختلف و متعددی تقسیم می‌شوند.

انواع سنسورهای القایی براساس مشخصات ظاهری

سنسورها از نظر ظاهری باهم فرق می‌کنند؛ سنسورهای القائی هم انواع مختلفی دارند که از نظر ظاهری باهم مشابه نیستند. ممکن است شکل ظاهری سنسور مکعبی یا استوانه‌ای باشد یا حتی، سایز این سنسورهای مکعبی و قطر سنسورهای استوانه‌ای، باهم متفاوت باشد. همانطور که اشاره کردیم، سنسورهای القایی بر اساس نوع نصب، می‌توانند شیلد یا غیرشیلد باشند. جنس بدنه سنسور ممکن است پلاستیکی یا فلزی باشد؛ طول سیم و جنس رکش سیم سنسورهم متغیر است.

انواع سنسورهای القایی براساس مشخصات فنی

سنسورها براساس ویژگی‌های فنی متفاوت هستند و کاربردهای متفاوتی هم دارند؛ ممکن است سنسورهای القائی در تعداد سیم‌های سنسور، فاصله دید سنسور، محدوده دمای کارکرد و سرعت یا فرکانس کاری باهم متفاوت باشند. نوع ورودی و خروجی و نیز، خروجی‌های خاص برای اتصال به شبکه نیز متفاوت است.

کاربردهای سنسورهای القایی در کنترل صنعتی

سنسورهای القائی نیز مثل سنسورهای نوری یا سنسورهای فاصله، کاربردهای بسیاری در کنترل صنعتی دارند. این سنسورها قادر به اندازه‌گیری فاصله از قطعه، ضخامت قطعات فلزی و سرعت هستند. همچنین به خوبی از پس جداسازی قطعات با ابعاد مختلف و جداسازی قسمت فلزی قطعات برمی‌آیند. سنسورهای القایی می‌توانند قطعات فلزی شکسته را در دستگاه‌های مختلف صنعتی به آسانی تشخیص دهند. همچنین، تشخیص هر گونه حرکت مکانیکی یا تغییر در دندانه چرخ‌دنده‌های فلزی برای این سنسورها، به‌راحتی قابل انجام است. ردیاب‌های فلزی، کارواش‌های اتوماتیک، چراغ راهنمایی و کنترل ترافیک و تشخیص بسته بودن درب آسانسور تنها بخشی از دیگر کاربردهای سنسورهای القایی می‌باشد.

مزایای سنسورهای القایی

• نیازی به نیرو و فشار ندارند: سنسور به محض نزدیک شدن قطعه، عمل می‌کند و نیازی به نیرو و فشار ندارد.
• سرعت سوئیچینگ زیاد دارند: سرعت سنسورهای القایی خوب است و برخی از آنها، مثل سنسورهای القایی سرعت، سرعت سوئیچینگ تا 25KHz دارند.
• هنگام سویچینگ نویز ایجاد نمی‌کنند: نیمه هادی موجود در طبقه خروجی، مانع ایجاد نویز هنگام سوئیچینگ می‌شود.
• طول عمر زیادی دارند: سنسورهای القایی کنتاکت مکانیکی ندارند و آب، روغن گرد و خاک به آنها نفوذ نمی‌کند.
• مناسب برای انواع محیط‌های کاری: فشار زیاد، آب، دمای بالا، روغنی و حتی اسیدی تاثیری روی این سنسورها ندارند.

محدودیت‌های سنسورهای القایی

هر مدل از انواع سنسورهای القایی، برای کاربرد خاصی طراحی شده‌اند و علت تنوع بسیار زیاد سنسورهای القایی، برطرف کردن محدودیت‌ها می‌باشد. مثلا در سنسورهای القایی شیلد یا همان سرتخت، فقط اجسام فلزی که روبروی سنسور قرار بگیرند قابل تشخیص هستند. در مقابل سنسورهای غیرشیلد، فاصله حساسیت بیشتری دارند و نه‌ تنها فضای روبرو، بلکه فلزاتی که در مجاورتشان قرار بگیرند را هم تشخیص می‌دهند؛ البته نه همه جوانب. اصولا باید اجسام ر دونطه که روبروی هم هستند قرار بگیرند.