SENZORI

SENZORI BLIZINE

 

Za razliku od graničnog prekidača položaja senzori blizine djeluju bez vanjskog mehaničkog kontakta ili sile. Zbog toga takvi prekidači imaju veliku pouzdanost i dugi period rada.

 

Razlikujemo nekoliko tipova senzora blizine:

1. Reed senzori

2. Induktivni senzor blizine

3. Kapacitivni senzor blizine

4. Optički senzor blizine

 

Induktivni, optički i kapacitivni senzori blizine su zapravo elektronički senzori jer nemaju pokretne kontakte koji bi upravljali strujom u strujnim krugovima. Umjesto toga izlaz senzora je elektronički spojen na napajanje ili na uzemljenje (izlazni napon = 0 V).

 

1. Reed senzori

 

Reed kontakt je senzor blizine kojeg aktivira magnetizam. Sastoji se od dva kontakta smještena u staklenu cijev ispunjenu inertnim plinom. Magnetsko polje uzrokuje uključenje reed senzora. Kontaktna pera se zatvaraju kada dovedemo permanentni magnet ispod reed senzora, te se time omogućava tijek struje u strujnom krugu.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2. Induktivni senzor blizine

 

Induktivni senzor blizine je sastavljen od električnog oscilatora (1) preklopnog stupnja (flip-flopa) (2) i pojačala (3). Priključenjem napona na induktivni senzor oscilator generira visokofrekventno elektromagnetsko polje koje se rasprostire u aktivnu sklopnu zonu senzora. Ako se u tu sklopnu zonu unese metalni dio oscilator se prigušuje. Prigušenje amplitude titraja polja djeluje na preklopni stupanj, koji preko pojačala daje izlazni signal.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Induktivni senzori blizine reagiraju uglavnom na metale, a moguće je i na neke druge materijale kao na primjer grafit.

 

 

3. Kapacitivni senzor blizine

 

Kapacitivni senzor blizine je sastavljen slično kao i induktivni od oscilatora samo što nema induktivni svitak već kondenzator i otpornik u sklopu RC oscilatora. Elektrostatičko polje se generira između anode i katode kondenzatora, a prostire se u polje ispred senzora. Dolaskom predmeta u blizinu mijenja se kapacitet kondenzatora. Oscilator se prigušuje i na izlazu se pojavi signal.

 

Kapacitivni senzori blizine ne reagiraju samo na materijale visoke vodljivosti (kao što su metali) već i na izolatore s većom dielektričkom konstantom kao što su plastika, staklo, keramika tekućina i drvo. 

 

Kapacitivni senzor reagira kada aktivnoj površini približimo medije koje treba detektirati, dodir nije potreban. Medij se treba više približiti senzoru kada ima manju dielektričnu konstantu. Kapacitivni senzori reagiraju dodatno i na približavanje izolacijskih materijala čija je dielektrična konstanta veća od 1, te su zbog toga prikladni za ugradnju kao krajnji prekidači pri mjerenju razine vode, cementa, šećera, brašna, granulata i drugih medija.

 

Potrebno je zapamtiti da je udaljenost ukapčanja kapacitivnih senzora blizine funkcija ovisna o vrsti, duljini i debljini materijala koji se uočava. Osjetljivost većine kapacitivnih senzora se može podesiti pomoću potenciometra. Tako se može spriječiti uočavanje nekih materijala. Na primjer, moguće je uočiti razinu vodenih otopina kroz stjenku boce.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4. Optički senzor blizine

 

Optički senzori blizine se za uočavanje predmeta koriste optikom i elektronikom. Senzori rade sa crvenim i infracrvenim svjetlom. Poluvodičke diode koje proizvodi svjetlost (LED) su posebno pouzdan izvor crvenog i infracrvenog svjetla. Male su, imaju dug radni vijek i lako ih je ugraditi. Kao prijemnici se koriste fotodiode i fototranzistori. Pri namještanju prednost imaju senzori s vidljivom, crvenom svjetlošću, za razliku od nevidljive infracrvene. Osim toga za valne duljine crvene svjetlosti mogu se bez problema prigušenja svjetla koristiti polimerni optički vodovi.

 

Optoelektronički prekidači reagiraju bezkontaktno na sve materijale npr. na staklo, plastiku, drvo, tekućine, metal. Njihov način djelovanja bazira se na refleksiji svjetla kojeg su odaslali prema mediju (materijalu). Optički senzori blizine se obično sastoje od dva glavna dijela: izvora svjetla i prijamnika. Ovisno o vrsti primjene, potrebni su reflektori i optički vodovi. Izvor i prijamnik su ili postavljeni u isto kućište (difuzijski i zrcalni senzori) ili u odvojena kućišta (prolazni senzori – optička vrata, optička brana).

 

Razlikujemo tri tipa optičkih senzora blizine:

- svjetlosna brana s predajnikom i prijemnikom (prolazni senzor)

- svjetlosna refleksna preklopka (refleksni senzor)

- svjetlosno reflektirajući preklopnik (difuzni senzor)