Sensore di prossimità

• Sensori di prossimità capacitivi

I sensori di prossimità capacitivi possono rilevare bersagli metallici e non-metallici sotto forma di polveri, granuli, liquidi e solidi. Questo dispositivo è simile a un sensore induttivo, tranne per il fatto che la bobina induttiva del sensore induttivo è sostituita da una piastra di rilevamento capacitivo. La piastra di rilevamento nel sensore forma un condensatore con l'oggetto target e quando l'oggetto si avvicina alla superficie di rilevamento, entra nel campo elettrostatico dell'elettrodo e modifica la capacità nel circuito dell'oscillatore. L'oscillatore inizia a oscillare e il circuito di trigger legge l'ampiezza dell'oscillatore. Quando raggiunge una certa ampiezza, cambia lo stato dell'uscita del sensore. Quando l'oggetto si allontana dal sensore, l'ampiezza dell'oscillatore diminuisce e commuta lo stato dell'uscita del sensore al suo stato originale.

Il capacitivo è più lento di quello induttivo e solitamente può rilevare 1~25 mm e alcuni sensori possono rilevare 2 pollici. Poiché i sensori capacitivi sono in grado di rilevare la maggior parte dei tipi di materiali, devono essere tenuti lontani da materiali non-bersaglio per evitare false attivazioni. Pertanto, se il target contiene materiali ferrosi, i sensori induttivi rappresentano una scelta più affidabile.

• Sensori di prossimità induttivi

A differenza di altre tecnologie di rilevamento di prossimità, possono funzionare solo su oggetti metallici perché utilizzano campi magnetici per il rilevamento. I sensori di prossimità induttivi funzionano in due modi.

Nel primo modo, quando un bersaglio si avvicina al sensore, la corrente indotta aumenta, il che aumenta il carico sul circuito di oscillazione, provocandone lo smorzamento o l'arresto. Il sensore rileva questo cambiamento nello stato di oscillazione con un circuito di rilevamento dell'ampiezza ed emette un segnale di rilevamento.

In caso contrario, al posto della variazione di ampiezza viene utilizzata la variazione di frequenza causata dalla presenza di un bersaglio conduttivo. I target di metalli non-ferrosi come l'alluminio o il rame che si avvicinano al sensore provocano un aumento della frequenza di oscillazione, mentre i target di metalli ferrosi come il ferro o l'acciaio provocano una diminuzione della frequenza di oscillazione. La variazione della frequenza di oscillazione rispetto alla frequenza di riferimento provoca la modifica dello stato di uscita del sensore.

Come sensori di prossimità, i sensori di prossimità induttivi vengono spesso utilizzati in applicazioni a distanza più breve e possono fornire frequenze di aggiornamento estremamente rapide perché si basano sul principio del rilevamento delle differenze nei campi elettromagnetici. Questo sensore funziona meglio su materiali metallici ferrosi come ferro e acciaio.

In circostanze normali, l'indicatore del segnale è un modo per riflettere il segnale dello stato di funzionamento dell'interruttore, vale a dire:

Nello stato normalmente aperto (NO), è "spento"; nello stato normalmente chiuso (NC) è "acceso".

Quando l'indicatore del segnale non è coerente con il segnale di feedback, indica che c'è un'anomalia o un fenomeno negativo. Ci sono molte possibili ragioni:

1. Il sensore e l'apparecchiatura sono cablati in modo errato, la tensione di funzionamento non è corretta, l'apparecchiatura è in corto-circuito e così via, con conseguenti danni diretti quali bruciature, danni e guasti al circuito interno del sensore.

2. Il circuito dell'apparecchiatura ha un contatto scadente o un cortocircuito instabile, che provoca danni non-distruttivi all'interno del sensore.

3. Il sensore stesso non ha alcuna funzione di protezione. Una volta che la connessione è errata o si verifica un cortocircuito, l'interruttore non può essere utilizzato direttamente.

(È impossibile distinguere se si tratta di una cattiva o scarsa operabilità.)

4. La tensione di funzionamento è troppo alta, la tensione della corrente di cortocircuito istantanea- è troppo alta e il tubo di uscita è rotto a causa di un cortocircuito a lungo termine-. La spia del segnale cambia, ma non viene emesso alcun segnale.

La spia del segnale lampeggia, non si verifica alcun cambiamento di segnale, è presente un cortocircuito nell'apparecchiatura e nel collegamento e l'interruttore potrebbe essere danneggiato direttamente o saturato se non viene maneggiato per un lungo periodo.

Si riferisce al metodo di installazione del sensore. L'installazione a incasso può essere interrata nel metallo, mentre l'installazione non-a incasso non può essere interrata nel metallo, ma la distanza di azione è maggiore di quella dell'installazione a incasso. Installazione a incasso: il sensore è sepolto in una base metallica e la sua superficie di lavoro effettiva è a filo con la superficie della base. Installazione non-a incasso: il sensore non è sepolto in una base metallica e la sua superficie di lavoro effettiva di rilevamento deve mantenere una certa dimensione con la sua base. Per i sensori di prossimità con le stesse specifiche, l'installazione non-a incasso può ottenere la massima distanza di rilevamento. I vantaggi dei sensori montati a incasso- sono: hanno migliori prestazioni di protezione meccanica e una maggiore capacità anti-interferenza rispetto ai sensori non-montati-a incasso. Rispetto ai sensori non-montati-ad incasso, la distanza di azione dei sensori montati-ad incasso è circa il 69% di questi ultimi.

Il principio di funzionamento dei sensori di prossimità capacitivi è simile a quello dei sensori induttivi. Un condensatore situato sul lato principale del sensore genera un campo elettromagnetico. Le parti vicine cambiano l'intensità e la frequenza dell'oscillazione. A differenza dei sensori induttivi, i sensori capacitivi possono rilevare non solo parti metalliche, ma anche parti di varie forme e materiali (solide, liquide, viscose, in polvere, ecc.).

Le caratteristiche principali dei sensori capacitivi sono:

1.Gamma bassa: inferiore a 60 mm

2.Leggermente più costoso dei sensori induttivi

3.Utilizzato per un'ampia gamma di parti realizzate con materiali diversi

4.Può rilevare oggetti attraverso pareti non-metalliche

5.Sensibile all'umidità e ai vapori concentrati

6. Ampiamente utilizzato per il rilevamento del livello (ad esempio attraverso bottiglie di plastica) e per il rilevamento di materiali trasparenti a brevi distanze

7. Nessuna usura meccanica, lunga-durata operativa

8.Adatto agli ambienti industriali (atmosfere inquinate)

9.Produttività elevata

I sensori di prossimità induttivi sono i più diffusi. Hanno un circuito oscillante che genera un campo elettromagnetico. Qualsiasi parte metallica che si avvicina viene rilevata perché è la sorgente della corrente indotta, che quindi riduce le oscillazioni rilevate dal rilevatore.

Le principali caratteristiche dei sensori induttivi sono:

1. Può essere utilizzato solo per parti metalliche

2. Portata relativamente limitata: massimo 80 mm, a seconda della natura della lega

3. Basso costo: metà del prezzo dei sensori fotoelettrici

4.Robusto, resistente agli ambienti difficili, insensibile agli urti, alle vibrazioni, alla polvere, ecc.

5. Alta frequenza di commutazione (diversi kHz), che consente il rilevamento di parti che passano ad alta velocità anche durante la rotazione.

6.Non sono presenti parti mobili soggette ad usura

1. Interferenza del campo magnetico: poiché gli interruttori di prossimità induttivi rilevano se un oggetto si sta avvicinando rilevando cambiamenti nel campo magnetico, non dovrebbe esserci un forte campo magnetico attorno all'installazione, che interferisca con il suo normale funzionamento.

2. Tensione di alimentazione instabile: una tensione di funzionamento normale e stabile può garantire il normale funzionamento dell'interruttore di prossimità. Una tensione instabile o un cortocircuito della linea di alimentazione impediranno il corretto funzionamento dell'interruttore di prossimità.

3. L'oggetto rilevato non è un materiale metallico: l'interruttore di prossimità induttivo può rilevare solo materiali metallici.

4. Invecchiamento dell'apparecchiatura: dopo un utilizzo a lungo-termine, anche i componenti interni dell'interruttore di prossimità invecchiano o vengono danneggiati, causandone il guasto e la necessità di controlli e riparazioni.

5. Cablaggio allentato: se il sito in cui è installato l'interruttore di prossimità vibra per un lungo periodo, ciò causerà l'allentamento del cablaggio, con conseguente trasmissione del segnale scarsa o allentata, che si riflette nel guasto dell'interruttore di prossimità.

Problemi ambientali: in generale, il livello di protezione di molti marchi importati, come gli interruttori di prossimità di Autonics, è IP66 e superiore. Tuttavia, per gli interruttori di prossimità induttivi, se è presente una polvere spessa sulla superficie dell'oggetto rilevato, ciò comporterà inevitabilmente una bassa precisione di rilevamento e avrà un impatto maggiore sulla velocità di risposta e sulla sensibilità dell'interruttore di prossimità.

I sensori di prossimità induttivi riscontrano alcuni guasti comuni durante l'uso. Comprendere le cause di questi guasti e i corrispondenti metodi di risoluzione dei problemi può aiutare a risolvere rapidamente i problemi e garantire il normale funzionamento della linea di produzione.

Di seguito sono riportati alcuni guasti comuni e i relativi metodi di risoluzione:

Nessun segnale in uscita

Motivo: problema di alimentazione, errore di cablaggio, danno al sensore o oggetto target non compreso nel campo di rilevamento.

Metodo di risoluzione dei problemi:

Controllare se la tensione di alimentazione soddisfa i requisiti e verificare che l'alimentazione sia collegata correttamente.

Controllare se il cablaggio è allentato o scollegato.

Confermare se l'oggetto target si trova all'interno del raggio di rilevamento effettivo del sensore.

Se i controlli di cui sopra risultano normali, il sensore stesso potrebbe essere danneggiato e sarà necessario sostituire un nuovo sensore.

Segnale di uscita instabile

Motivo: interferenze ambientali (come interferenze elettromagnetiche), movimento instabile dell'oggetto target, installazione errata del sensore o sensibilità eccessiva.

Metodo di risoluzione dei problemi:

Controllare se nelle vicinanze sono presenti forti campi elettromagnetici o altre fonti di interferenza e adottare misure di schermatura.

Assicurarsi che l'oggetto da misurare sia stabile e mantenga una distanza adeguata dal sensore.

Controllare se il sensore è installato saldamente e regolato nell'angolazione e nella posizione appropriate.

Regolare l'impostazione della sensibilità del sensore per adattarlo all'ambiente applicativo corrente.

Falso innesco

Motivo: la sensibilità del sensore è troppo elevata, fattori ambientali (come cambiamenti di temperatura), interferenze da altri oggetti metallici nelle vicinanze.

Metodo di risoluzione dei problemi:

Ridurre l'impostazione della sensibilità del sensore.

Controllare e ottimizzare l'ambiente di lavoro per evitare eccessivi sbalzi di temperatura.

Ripulire i detriti metallici attorno al sensore per garantire che nessun oggetto metallico non necessario influisca sul rilevamento.

Il tempo di risposta è troppo lungo

Motivo: invecchiamento del sensore, problemi al circuito interno o adattamento errato del carico.

Metodo di risoluzione dei problemi:

Controllare lo stato di funzionamento del sensore. Se le prestazioni diminuiscono notevolmente, potrebbe essere necessario sostituire il nuovo sensore.

Verificare che il carico corrisponda all'uscita del sensore e, se necessario, aggiungere un circuito di isolamento o utilizzare un relè intermedio.

Se il ritardo nella risposta è causato da un problema di carico, puoi valutare di ottimizzare la configurazione del carico.

Distanza di rilevamento ridotta

Motivo: il sensore è sporco, il materiale dell'oggetto target è cambiato o il sensore è invecchiato.

Metodo di risoluzione dei problemi:

Pulire la superficie del sensore per rimuovere impurità come polvere e olio.

Controlla se il materiale dell'oggetto target è cambiato e regola i parametri del sensore per adattarlo al nuovo materiale.

Se il sensore è stato utilizzato per molto tempo ed è invecchiato, si consiglia di sostituirlo con un nuovo sensore.

Danni frequenti

Cause: shock meccanico, sovraccarico o condizioni ambientali difficili.

Risoluzione dei problemi:

Ri-valutare la posizione di installazione per garantire che il sensore non sia soggetto a shock meccanici diretti.

Controllare i collegamenti elettrici per garantire che non si verifichi alcun sovraccarico.

Migliorare l'ambiente di lavoro, ad esempio aggiungendo una copertura protettiva o aumentando il livello di protezione.

Il tasso di guasto dei sensori di prossimità induttivi può essere notevolmente ridotto attraverso una manutenzione regolare e un utilizzo corretto. Se si riscontra un problema difficile da risolvere, si consiglia di contattare il nostro reparto di supporto tecnico della Garantta Sensor Company per ricevere assistenza. Inoltre, registrazioni dettagliate di ogni guasto e del processo di gestione aiuteranno a prevenire e affrontare meglio problemi simili in futuro.

Problemi comuni e fenomeni di fallimento

1. Il sensore di prossimità non può confermare la distanza dell'oggetto rilevato.

2. L'interruttore è installato entro l'intervallo della distanza di rilevamento e il segnale a volte viene rilevato e a volte no (a volte può essere rilevato, a volte non può essere rilevato).

3. La distanza di rilevamento effettiva è diversa dalla distanza di rilevamento standard indicata dal sensore. (O inferiore alla distanza di rilevamento o superiore alla distanza di rilevamento).

4. L'indicatore luminoso ha un segnale acustico, ma nessun segnale in uscita; oppure la spia del segnale è sempre accesa senza cambio di segnale; oppure il segnale continua a lampeggiare, ecc.

5. Non vi è alcuna risposta all'azione dopo l'accensione o non vi è alcun feedback del segnale.

6. È possibile collegare più sensori contemporaneamente, ecc. (Il dispositivo è in grado di distinguere i segnali di feedback di diversi sensori, quindi è possibile collegare più sensori contemporaneamente).

Come risolvere vari problemi nelle applicazioni reali?

È necessario comprendere a quale tipo di interruttore acquistato appartiene, le caratteristiche uniche del prodotto e i principi di applicazione di base, i metodi di installazione, le precauzioni, ecc. Le informazioni sul sensore dell'interruttore di prossimità dell'induttore prodotto dalla nostra azienda sono le seguenti.

1. Metodo di ispezione dell'interruttore di prossimità induttivo

L'interruttore di prossimità induttivo è un interruttore senza contatto (ovvero un sensore del tipo a interruttore), generalmente utilizzato in apparecchiature di controllo automatico meccanico con elevata precisione di posizionamento, lunga durata, velocità di risposta rapida e installazione conveniente. Viene utilizzato principalmente per limite, ripristino, posizionamento della corsa, conteggio, protezione automatica e sostituzione del microinterruttore. L'oggetto che deve essere rilevato dal sensore dell'interruttore di prossimità induttivo deve essere un oggetto metallico. Per oggetti non-metallici, l'interruttore di prossimità induttivo non funzionerà. Ha le caratteristiche di impermeabile, antiurto, resistente all'olio-, alla polvere, alla corrosione-ecc. e ha una forte applicabilità agli ambienti difficili.

2. Segnale di uscita dell'interruttore del sensore di prossimità induttivo

L'interruttore di prossimità è un termine generale per i sensori senza contatto e i suoi tipi includono: induttivo, capacitivo e Hall. Il segnale di uscita dell'interruttore di prossimità induttivo descritto questa volta è principalmente: il segnale della quantità di interruttore di aperto o chiuso (ovvero, se è presente un oggetto metallico in qualsiasi posizione all'interno del campo massimo rilevato dalla testa del sensore dell'interruttore di prossimità sul prodotto, verrà fornito un segnale di interruttore. Quando l'oggetto non si trova all'interno del campo della distanza di rilevamento, il segnale di interruttore del sensore è opposto all'azione).