Közelítéskapcsolók – gyártók és beszállítók keresése

A közelségérzékelők fizikai érintkezés nélkül érzékelik a tárgyakat, munkadarabokat vagy gépi alkatrészeket egy meghatározott érzékelési tartományon belül.

Ezeket jelenlét, pozíció, végpozíciók vagy mozgássorozatok figyelésére használják. Az érzékelő jelét ezután egy vezérlő feldolgozhatja a gépfunkciók elindításához, a folyamatok leállításához vagy további automatizálási lépések kezdeményezéséhez.
A mérési elvtől függően a közelségérzékelők fémes, nem fémes, átlátszó, folyékony vagy szilárd tárgyakat érzékelnek. A leggyakoribb típusok közé tartoznak az induktív, kapacitív, optikai, mágneses és ultrahangos közelségérzékelők.
Jellemző alkalmazási területeik a gép- és berendezésgyártás, az automatizálás és a szereléstechnika, a szállítószalag-rendszerek, a csomagológépek, a szerszámgépek, a raktártechnika és a anyagmozgató berendezések.
Az alábbiakban áttekintést adunk a közelségérzékelők tipikus típusairól, alkalmazásairól, előnyeiről, korlátairól és a kiválasztás fontos szempontjairól.

A közelségérzékelők típusai

Induktív közelségérzékelők

Az induktív közelségérzékelők az elektromágneses mező változásai alapján érzékelik a fémtárgyakat.
Amikor egy fémtárgy megközelíti az aktív érzékelő felületét, a tárgyban örvényáramok keletkeznek. Ezek hatással vannak az elektromágneses mezőre, és a meghatározott érzékelési távolság elérésekor kimeneti jelet generálnak.
Az induktív érzékelők érintésmentesen működnek, nagyrészt kopásmentesek és rövid reakcióidővel rendelkeznek. Különösen alkalmasak acél, rozsdamentes acél, alumínium, sárgaréz és egyéb fémek észlelésére.
Az elérhető érzékelési távolság azonban az anyagtól, a célobjektum méretétől és az érzékelő kialakításától függ.

Kapacitív közelségérzékelők

A kapacitív közelségérzékelők az elektromos mező változásait érzékelik.
A fémek mellett műanyagokat, üveget, fát, papírt, porokat és folyadékokat is képesek érzékelni. Ezért alkalmasak töltöttségi szint figyelésére, anyagérzékelésre és nem fémes munkadarabok figyelésére.
A kapacitív érzékelők esetenként nem vezető tartályfalakon keresztül is képesek érzékelni az anyagokat.
A nedvesség, a porlerakódások és az anyag tulajdonságainak változásai befolyásolhatják a kapcsolási viselkedést. Ezért gyakran szükséges az érzékenység pontos beállítása.

Optikai közelségérzékelők

Az optikai közelségérzékelők látható vagy infravörös fényt használnak az objektumok észleléséhez.
A diffúz reflexiós érzékelők az objektum által visszavert fényt értékelik. A retro-reflexiós érzékelők egy szemközti reflektorral működnek, míg az átmenő sugárú érzékelők külön adókat és vevőket használnak.
Az optikai érzékelők nagyobb hatótávolságot biztosítanak, mint sok induktív vagy kapacitív kivitel, és kis tárgyakat is képesek érzékelni.
A szín, a fényesség, az átlátszóság, a környezeti fény és a szennyeződések azonban ronthatják az észlelést.

Ultrahangos közelségérzékelők

Az ultrahangos közelségérzékelők hangimpulzusokat bocsátanak ki, és a célobjektumtól visszaverődő hangot értékelik.
Mivel a mérés nagyrészt független a színtől és az optikai átlátszóságtól, sötét, fényes vagy részben átlátszó tárgyak is észlelhetők.
Az ultrahangos érzékelők jelenlétfigyelésre, távolságérzékelésre és töltöttségi szintmérésre alkalmasak.
A nagyon kicsi, puha, szögben elhelyezkedő vagy erősen hangelnyelő tárgyak észlelése nehezebb lehet.

Mágneses közelségérzékelők

A mágneses közelségérzékelők mágneses mezőre reagálnak.
Gyakran használják dugattyúk helyzetének érzékelésére pneumatikus vagy hidraulikus hengerekben, szárnyakban, ajtókban vagy más mozgó alkatrészekben.
A kiviteltől függően reed-érintkezőkkel, Hall-érzékelőkkel vagy magnetorezisztív mérési módszerekkel működnek.
A célobjektumnak vagy magának mágnesesnek kell lennie, vagy mágnessel kell ellátni.

Mechanikusan működtetett közelségérzékelők

A mechanikusan működtetett közelségérzékelők közvetlen érintkezés útján érzékelik a tárgyat.
Lehet, hogy dugattyúval, görgős karral vagy rugós rúddal rendelkeznek, amelyet a munkadarab érintkezésekor működtetnek.
Szigorúan véve ezek az eszközök nem érintésmentes érzékelők, de a gyakorlatban gyakran használják őket hasonló feladatokra, például végállás- vagy jelenlét-ellenőrzésre.
Robusztusak és könnyen értékelhetők, de mechanikai kopásnak vannak kitéve.

A közelségérzékelők alkalmazási területei

Gép- és berendezésgyártás

A gépgyártásban a közelségérzékelők munkadarabokat, csúszkákat, szerszámokat, fogaskerekeket és egyéb mozgó alkatrészeket érzékelnek.
Figyelik a végpozíciókat, jelzik a mozgások befejezését, és jeleket adnak a következő folyamatlépéshez.
Az induktív érzékelők különösen gyakoriak olyan helyeken, ahol fém gépalkatrészeket kell megbízhatóan érzékelni.

Automatizálás és szereléstechnika

Az összeszerelő rendszerekben a közelségérzékelők ellenőrzik, hogy az alkatrészek jelen vannak-e, helyesen vannak-e behelyezve, illetve teljesen be vannak-e illesztve.
Ezek felügyelik a fogókat, az adagoló rendszereket, a rögzítő eszközöket és a munkadarab-hordozókat.
A rövid reakcióidők és a magas ismételhetőség különösen fontosak a magas gépi ciklussebességek esetén.

Szállítószalag- és logisztikai technika

Szállítószalagokon és görgős szállítókon a közelségérzékelők észlelik a konténereket, csomagokat, raklapokat és egyéb szállított árukat.
Támogatják az anyagáramlás vezérlését, megszámolják a munkadarabokat, és észlelik az elakadásokat vagy a szabad átadási pozíciókat.
Az anyagtól és a távolságtól függően optikai, kapacitív vagy ultrahangos érzékelőket használnak.

Csomagolástechnika

A csomagológépekben a közelségérzékelők figyelik a termékeket, a fóliákat, a kartondobozokat, a záróelemeket és a csomagolóelemeket.
Észlelik a hiányzó alkatrészeket, elindítják a vágási vagy hegesztési műveleteket, és ellenőrzik a csomagolt áruk helyzetét.
Átlátszó fóliák vagy erősen fényvisszaverő felületek esetén speciálisan erre a célra alkalmas optikai vagy ultrahangos módszerekre van szükség.

Szerszámgépek

A szerszámgépeknél a közelségérzékelők figyelik a befogási állapotokat, a szerszámok helyzetét, a védőburkolatokat és a mozgó tengelyeket.
Gyakran kell ellenállniuk a hűtőfolyadékoknak, a fémforgácsoknak és a rezgésnek.
Ezért különösen fontos a robusztus ház és a magas védelmi fokozat.

Szintfigyelés

A kapacitív, optikai és ultrahangos közelségérzékelők figyelemmel kísérhetik a folyadékok, granulátumok és porok töltöttségi szintjét vagy jelenlétét.
Az alkalmazástól függően a mérés közvetlenül a közegben vagy a tartály falán keresztül történik.
Az alkalmasság az anyag tulajdonságaitól, a tartály geometriájától, a lerakódásoktól és a környezeti feltételektől függ.

Ajtók, fedelek és védőberendezések

A mágneses vagy induktív közelségérzékelők figyelik az ajtók, fedelek és védőburkolatok helyzetét.
Jelzik, hogy egy védőberendezés nyitva vagy zárva van-e.
A biztonsági alkalmazásokhoz megfelelő és megfelelően jóváhagyott biztonsági érzékelők szükségesek.

A közelségérzékelők előnyei

• Érintésmentes és alacsony kopású tárgyfelismerés
• Gyors reakció az automatizált folyamatokban
• Magas ismételhetőség
• Kompakt beépítés gépekbe és berendezésekbe
• Különböző anyagok észlelése a mérési elvtől függően
• Jelenlét, pozíció és végpozíciók figyelése
• Alkalmas magas kapcsolási frekvenciákra
• Egyszerű csatlakoztatás a vezérlőkhöz
• Változatok zord ipari környezetekhez
• Alacsony karbantartási igény a megfelelő kiválasztás esetén

A közelségérzékelők korlátai

• Az induktív közelségérzékelők kizárólag fémtárgyakat érzékelnek. Az érzékelési távolság a fém típusától függően jelentősen változhat.
• A kapacitív érzékelők érzékenyek a nedvességre, a lerakódásokra és az anyag tulajdonságainak változására. Ez újrabeállítási igényt vagy téves kapcsolást eredményezhet.
• Az optikai érzékelőket befolyásolhatja a szennyeződés, a por, a környezeti fény, az átlátszó anyagok vagy a erősen fényvisszaverő felületek.
• Az ultrahangos érzékelőknek elegendően nagy és kedvezően tájolt visszaverő felületre van szükségük. A puha, kicsi vagy szögben elhelyezkedő tárgyakat csak korlátozott mértékben képesek érzékelni.
• A mágneses közelségérzékelők megfelelő mágneses mezőt igényelnek, és külső mágneses hatások befolyásolhatják őket.
• A tényleges érzékelési távolság nemcsak az érzékelőtől, hanem a tárgy méretétől, anyagától, beépítési helyzetétől és a környezeti feltételektől is függ.
• A mérési elvtől függően a egymáshoz közel felszerelt érzékelők zavarhatják egymás működését.
• A szabványos közelségérzékelők nem feltétlenül alkalmasak biztonsági funkciók ellátására. Ilyen alkalmazásokhoz kifejezetten tesztelt biztonsági érzékelőket kell használni.

Fontos kiválasztási szempontok a közelségérzékelőknél

A célobjektum anyaga

A mérési elvnek alkalmasnak kell lennie az érzékelendő tárgyra.
A fém munkadarabok különösen megbízhatóan érzékelhetők induktív érzékelőkkel. A kapacitív, optikai vagy ultrahangos érzékelők inkább műanyagok, üveg, folyadékok vagy porok érzékelésére alkalmasak.
A színt, a fényességet, az átlátszóságot és a felületi szerkezetet is figyelembe kell venni.

Érzékelési távolság

A szükséges érzékelési távolság a beépítési helyzettől és az objektum helyzetének lehetséges tűréshatáraitól függ.
A műszaki adatlapban megadott névleges érzékelési távolságot általában meghatározott tesztfeltételek mellett határozzák meg. A tényleges alkalmazás során az anyag, a hőmérséklet és a beszerelési környezet csökkentheti a használható távolságot.
A megfelelő működési tartalék növeli a megbízhatóságot.

Kialakítás és szerelési típus

A közelségérzékelők hengeres, téglalap alakú, gyűrű alakú és különösen kompakt kivitelben kaphatók.
A hengeres érzékelőknél széles körben használatosak az M8, M12, M18 és M30 menetméretek.
A süllyesztett szerelésű érzékelők nagyrészt beágyazhatók a fémfelületekbe. A nem süllyesztett változatoknál nagyobb szabad térre van szükség az aktív felület körül, de gyakran nagyobb érzékelési távolságot biztosítanak.

Kapcsolási frekvencia és válaszidő

A gyorsan mozgó munkadarabok és a magas gépi ciklusfrekvenciák megkövetelik a kellően magas kapcsolási frekvenciát.
Az érzékelőnek a rendelkezésre álló időn belül fel kell ismernie az objektumot, és késedelem nélkül továbbítania kell a jelet a vezérlőnek.
Az induktív és optikai érzékelők gyakran különösen alkalmasak a gyors kapcsolási műveletekre.

Kimeneti funkció

A közelségérzékelők PNP, NPN, relé és digitális kimenetekkel kaphatók.
Azt is meg kell határozni, hogy a kimenet normálisan nyitott, normálisan zárt vagy kapcsolható módon működjön-e.
A kimeneti jelnek, az üzemi feszültségnek és a csatlakozási típusnak kompatibilisnek kell lennie a meglévő vezérlővel.

Csatlakozás és interfészek

A kiviteltől függően az elektromos csatlakozás rögzített kábelen, csatlakozón vagy sorkapocson keresztül történik.
Egyszerű kapcsolási feladatokhoz elegendő egy bináris kimenet. A konfigurálható érzékelők digitális interfészeken keresztül további diagnosztikai és folyamatadatokat is továbbíthatnak.
A szabványosított kommunikáció egyszerűsíti az üzembe helyezést, az állapotfigyelést és a készülék cseréjét.

Környezeti feltételek

A hőmérséklet, a páratartalom, a por, az olajok, a hűtőfolyadékok, a vegyi anyagok és a rezgés befolyásolják a választást.
Az érzékelőnek megfelelő védelmi fokozattal, valamint megfelelő mechanikai és kémiai ellenállással kell rendelkeznie.
Élelmiszer-feldolgozás, kültéri alkalmazások, robbanásveszélyes környezet vagy higiéniai folyamatok esetén speciális anyagok és engedélyek szükségesek.

Zavaró hatások és szerelési távolságok

A fém szerkezetek, a szomszédos érzékelők, az elektromos kábelek és az elektromágneses mezők befolyásolhatják a kapcsolási viselkedést.
Ezért be kell tartani a gyártó által megadott szerelési és minimális távolságokat.
A biztonságos felszerelés megakadályozza, hogy a rezgés vagy a helyzetváltozás megbízhatatlan kapcsolási pontokat okozzon.

Kijelzők és diagnosztika

Számos közelségérzékelő rendelkezik LED-ekkel, amelyek jelzik az üzemállapotot, a kapcsolási állapotot vagy a hibákat.
A fejlett diagnosztikai funkciók jelzik a rövidzárlatokat, a szennyeződéseket, a gyenge jeleket vagy a nem megfelelő működési tartalékokat.
Ezek az információk megkönnyítik az üzembe helyezést és a megelőző karbantartást.

Összefoglalás

A közelségérzékelők egy meghatározott érzékelési tartományon belül észlelik a tárgyakat és a gépalkatrészeket, és jeleket szolgáltatnak a vezérléshez, a felügyelethez és az automatizáláshoz.
A célanyagtól és az alkalmazástól függően induktív, kapacitív, optikai, mágneses vagy ultrahangos közelségérzékelőket használnak.
A kiválasztás fő szempontjai közé tartozik a célanyag, az érzékelési távolság, a kialakítás, a kapcsolási frekvencia, a kimeneti jel és a környezeti feltételek.
A megbízható tárgyérzékelés biztosítása és a téves kapcsolások elkerülése érdekében figyelembe kell venni az adott mérési elv korlátait.

Közelségérzékelőket számos gyártó és forgalmazó kínál. Az Exportpages oldalon átfogó információk találhatók a világ minden tájáról származó közelségérzékelő-gyártókról és -forgalmazókról.