Czujniki stanowią jedne z najistotniejszych elementów stosowanych w układach z zakresu automatyki przemysłowej. Te urządzenia typu pomiarowo-kontrolnego są nieodzownym narzędziem, gdy zależy nam na co najmniej ograniczeniu skutków nieprzewidzianych przestojów produkcyjnych. Najlepiej jednak, by w ogóle dało się ich uniknąć!
Duże znaczenie dla poprawnego funkcjonowania automatycznych linii produkcyjnych ma wybór odpowiedniego czujnika zbliżeniowego. Aby podjąć jak najkorzystniejszą dla swojej firmy decyzję, konieczne jest zrozumienie zalet, a także różnic każdego z typów tych urządzeń pomiarowo-kontrolnych.
Dzięki temu artykułowi dowiesz się, czym są czujniki pojemnościowe oraz indukcyjne. Ponadto poznasz najważniejsze atuty tych czujników, a także zapoznasz się z szeroką gamą ich zastosowań.
Zapraszamy do lektury!
Czym charakteryzuje się czujnik indukcyjny?
Czujnik indukcyjny jest jednym najczęściej stosowanych urządzeń w automatycznych systemach przemysłowych. Najprościej rzecz ujmując, praca czujnika indukcyjnego polega na wykryciu elementów metalowych, które zbliżają się do wyznaczonego obszaru kontrolnego. Wykrycie metalu następuje w sposób bezkontaktowy, co jest szczególnie istotne w przypadkach zastosowań przemysłowych takich jak urządzenia wykonawcze oraz systemy sterowania.
W jaki sposób funkcjonuje czujnik indukcyjny? Zbliżeniowe czujniki indukcyjne korzystają z istnienia zmiennego pola magnetycznego, czyli tzw. detekcji elektromagnetycznej. Wysokie częstotliwości pola nadawane są przez specjalny czujnik, który – w następstwie zbliżania się metalowego elementu – pozwala na dokonywanie modyfikacji pola elektromagnetycznego.
Gdy dochodzi do zbliżenia się metalu do pola, wytrącony zostaje prąd wirowy. Jednocześnie do czujnika trafia wtedy komunikat dotyczący zaistnienia konkretnego stanu. Następnie wysyłana jest informacja o charakterze wyjściowym będąca w stanie wywołać dalsze reakcje ze strony systemu.
Budowa, a co za tym idzie i wykorzystywane przez czujnik indukcyjny siły, determinują spektrum jego zastosowań.
Czujniki tego typu stosowane są wtedy, gdy nie jest wymaga znaczna odległość między metalem a urządzeniem. Jednocześnie, o czym warto pamiętać, czujniki indukcyjne mogą pracować na większych przestrzeniach. Nie mogą za to napotkać na swojej drodze przeszkód w postaci fizycznych barier. Nie będą one zatem dobrym wyborem w przypadku rur, ścian czy drewnianych przeszkód.
Co jednak ciekawe, zbliżeniowy czujnik indukcyjny znakomicie sprawdza się wówczas, kiedy musi on podjąć pracę w trudnych warunkach. Nie straszne mu szerokie amplitudy temperatur ani zapylenie. Warto postawić na nie także w przypadku otoczenia z występującymi drganiami oraz niebezpieczeństwem wybuchu.
Czujnik typu indukcyjnego cechuje się ponadto łatwością montażu, stosunkowo długim czasem pracy bez awarii.
Czujniki pojemnościowe a indukcyjne
O czujniku pojemnościowym mówi się, że stanowi dobrą alternatywę dla czujnika indukcyjnego.
Jak sama nazwa wskazuje, czujnik typu pojemnościowego odpowiada za detekcję pojemności substancji w różnym stanie skupienia: zarówno stałym, jak i płynnym. Co dokładnie może wykryć czujnik pojemnościowy? Właściwie wszystko! Nie ma dla niego znaczenia rodzaj materiału tak jak to się dzieje w przypadku czujnika indukcyjnego. Co więcej, w przeciwieństwie do czujnika typu indukcyjnego jest on w stanie określić nawet stan pojemnościowy znajdujący się za barierą fizyczną w postaci np. szkła.
Innym przykładem przeciwstawności będzie to, że czujniki pojemnościowe nie nadają się szybkiej pracy. Nie można też zapomnieć o wyższości czujnika indukcyjnego pod względem możliwości pracy na większych dystansach.
Za główną różnicę między czujnikiem pojemnościowym a indukcyjnym uważa się jednak nie budowę, ale ich schemat funkcjonowania. Czujnik pojemnościowy nie posiada cewki, lecz kondensator okolony elektrodą. Kondensator ten przybiera formę okładki. Drugą okładką będzie element detekcyjny.
Czujniki pojemnościowe i indukcyjne mają jednak również kilka cech wspólnych! Wykorzystują one ten sam schemat działania tj. i w tym przypadku do wykrycia danego stanu konieczne będzie znalezienie się przedmiotu w obszarze kontrolnym.
Za inną cechę wspólną tych sensorów należy uznać to, że zarówno jedne, jak i drugie dobrze radzą sobie w wymagających warunkach pracy. To właśnie z tego względu są one tak chętnie stosowane w najróżniejszych branżach produkcyjnych!
Gdzie wykorzystuje się czujniki pojemnościowe oraz indukcyjne?
Zarówno sensory pojemnościowe, jak i indukcyjne mają wiele zastosowań!
Czujniki indukcyjne docenia się w przemyśle motoryzacyjnym oraz metalurgicznym. Okażą się one dobrym wyborem wszędzie tam, gdzie korzysta się ze sterowników PLC lub liczników. Nie można zarazem zapomnieć o bezsprzecznej korzyści, jakie niosą one dla różnego typu systemów alarmowych, urządzeń domowych (np. płyt indukcyjnych w kuchniach) czy dla innych akcesoriów do sprzętów codziennego użytku (m.in. ładowarki bezprzewodowe).
Sensory pojemnościowe szczególnie doceniane są w firmach zajmujących się przemysłową produkcją żywności oraz leków. Są one wykorzystywane także w motoryzacji, systemach kanalizacyjnych, a nawet w teleskopach!