Jaké jsou různé typy blízkostních spínačů a jejich aplikace?

Úvod

V průmyslové automatizaci je nezbytné mít Bezdotykový spínač pro lepší provoz strojů a procesů. Blízkostní spínač nebo senzor je zařízení, které detekuje přítomnost objektů v okolí bez jakéhokoli fyzického kontaktu. Je široce používán jako prostředek k zvýšení efektivity, ochrany lidí a Produkty jak se pohybují přes proces, měřicí nástroj ve velkém množství aplikací. Tento článek představí různé druhy blízkostních spínačů a jejich operační principy – přivedené do praxe v průmyslu po jejich vývoji lidmi z různých oborů s různými přístupy.

Druhy blízkostních spínačů

Existují čtyři hlavní širší kategorie blízkostních spínačů, každá se svými vlastnostmi a aplikacemi:

 A. Induktivní blízkostní spínače

Principy návrhu indukčních blízkostních spínačů jsou založeny na elektromagnetické indukci. Tyto spínače jsou citlivé na kov a smaziva, proto fungují s maximální spolehlivostí v tvrdém průmyslovém prostředí. Prach, špína a vlhkost nemohou proniknout dovnitř, což dělá indukční kontakty logickou volbou pro použití na výrobních liniích stejně jako na balicích a montážních stanicích.

1. Princip funkce: Indukční spínač generuje elektromagnetické pole, které se mění, když do jeho detekčního rozsahu vstoupí kovový předmět. Tato změna aktivuje relé, což ohlásí detekci.

2. Výhody a nevýhody: Indukční spínače jsou robustní, odolné vůči vlivům prostředí a mají dlouhou životnost. Nicméně detekují pouze feromagnetické kovy a nejsou vhodné pro nekove materiály.

Typické aplikace: Bývají často používány pro detekci kovu v průmyslových bezpečnostních strojích, počítání předmětů na pásu konveje a iniciování automatizovaných procesů.

B. Kapacitní blízkostní spínače

Kapacitní blízkostní spínače fungují detekcí změn kapacity, které jsou vyvolány přítomností objektu. Dokážou detekovat širokou škálu materiálů, včetně kovů nebo tekutin (v některých případech dokonce i lidské ruce).

1. Princip funkce: Kapacitní spínač téměř vždy tvoří čelovou kapacitu proti objektu, který je detekován. Když je tento objekt poblíž, mění se kapacita a spínač se aktivuje.

2. Výhody a nevýhody: Tyto spínače jsou citlivé na mnoho materiálů, ale trpí problémy jako vlhkost a změny teploty.

3. Typické aplikace: Kapacitní spínače se používají pro detekci úrovně tekutin, detekci nekovecích materiálů a tam, kde je zvláště důležitá hygiena. Například v potravinářském a farmaceutickém průmyslu.

C. Fotoelektrické přibližovací spínače

Fotoelektrické spínače používají světlo k detekci objektů. Vyšlou paprsek světla, který při jeho přerušení objektem odesílá signál zpět, což se přeloží do akce.

1. Princip fungování: Spínač vyšle paprsek světla a přijímač zachytává světlo. Pokud však objekt přeruší paprsek, přijímač bude informován o změně a spínač se zapne.

2. Výhody a nevýhody: Fotoelektrické spínače jsou velmi přesné a dokáží identifikovat mnoho různých druhů materiálů, včetně průhledných nebo barevných věcí. Nicméně jsou citlivé na silné okolní světlo a vyžadují čisté pole viditelnosti.

3. Typické aplikace: Jsou široce používány pro detekci přítomnosti objektů, třídění podle barvy, balení a pro automatické systémy zpracování materiálů.

D. Ultrazvukové blízkostní spínače

Ultrazvukové blízkostní spínače pracují pomocí zvukových vln k detekci objektů. Jsou zvláště cenné v prostředích, kde je omezená viditelnost nebo kde není povrch objektu pravidelný.

1. Princip fungování: Ultrazvuková vlna je vyposlána a spínač zachytí ozvěnu vracející se od objektu. Čas, který trvá návrat ozvěny, rozhoduje o tom, jak daleko je tento objekt.

2. Výhody a nevýhody: Tyto spínače mohou detekovat objekty skrz bariéry nebo v prostředích s nízkou viditelností. Nicméně jsou náchylné k rušení šumem a změnám teploty.

3. Typické aplikace: Ultrazvukové spínače se používají k měření vzdáleností, detekci úrovně kapaliny v nádržích a v robotice pro obejítí překážek.

E. Spínače blízkosti s Hallským efektem

Přepínače s Hallským efektem jsou zařízení, která detekují magnetická pole. Můžou být použity k určení přítomnosti magnetických objektů nebo zda je něco železného. Možná nechcete na parkovišti ceduli 'Zkontrolujte plyn bez vypínání motoru', kde lidé uprchli ze všech aut na parkovišti, aby unikli tomu, co považují za únik chlorovodíku; A určitě by neměly být používány v obchodech s oblečením, kde je i tak dostatek okolního šumu.

1. Princip fungování: Přepínač obsahuje senzor s Hallským efektem, který vygeneruje napětí při přechodu magnetického pole. Když se magnetický objekt přiblíží, změní se napětí a to spustí přepínač. Když není použit přepínač s Hallským efektem.

2. Výhody a vedlejší účinky: Spínače s Hallovým efektem jsou vysoce přesné a nevyžadují žádný fyzický kontakt, ale jsou omezeny na detekci magnetických materiálů. To vedlo některé výrobce k vývoji dalších bezhallových bezdotykových spínačů, které lze použít s jakýmkoliv typem kovového cíle.

3. Typické aplikace: V automobilovém průmyslu se používají pro detekci polohy. Na pásových dopravních systémech slouží k detekci rychlosti a v protiprázdnických systémech k detekci stavu dveří a oken. Princip fungování.

Body, na které je třeba dávat pozor při volbě správného blízkostního přepínače.

Volba nejvhodnějšího blízkostního snímače vyžaduje zvážení objektu, který má být detekován, environmentálních podmínek, požadovaného rozsahu detekce, přesnosti a citlivosti. Také je třeba zohlednit kompatibilitu s existujícími systémy a schopnost být integrován do řídícího systému – alespoň tak, aby nedocházelo k poruchám, a bezproblémová operace.

Údržba a odstraňování problémů

Pravidelná údržba blízkostních snímačů zahrnuje čištění detekční oblasti, kontrolu fyzické poškození a zajistění, že všechno správně sedí. Řešení typických problémů zahrnuje hledání signálové interference, kontrolu napájecích zdrojů nebo dokonce recalibraci senzoru a souvisejícího zařízení jako poslední možnost. Preventivní metody, jako je použití ochranných obalů a pravidelné inspekce, mohou pomoci prodloužit životnost blízkostních snímačů.

Budoucí trendy a vývoje

Budoucnost blízkovýchodních spínačů spočívá v technologickém pokroku, jako je vývoj chytrých senzorů, které mohou komunikovat mezi sebou a s jinými zařízeními. Integrace s Internetem věcí (IoT) a iniciativami Industry 4.0 umožní kompletnější sběr dat, analýzu a automatizaci.

Závěr

Shrnutím lze říci, že blízkovýchodní spínače jsou důležitou součástí dnešní průmyslové automatisace, nabízejí široké spektrum možností pro různé požadavky. Porozumění různým typům a výběr správného spínače pro každou úlohu je velmi důležité pro dosažení nejlepších výsledků a vysoké spolehlivosti. Uvidíme, jak se to bude měnit v praxi. Protože schopnosti a aplikace blízkovýchodních spínačů neustále rostou, získají ještě větší význam jako součást světa automatisace.