ElektroPrůmysl.cz, prosinec 2013

22 ElektroPrůmysl.cz, prosinec 2013 ° Senzory Eaton Jako jeden z předních výrobců komponent a systé- mů pro elektrotechniku a automatizaci nabízí společ- nost Eaton také širokou škálu bezkontaktních snímačů v několika výrobkových řadách pro indukční, kapacitní a optické snímání. Indukční senzory Eaton Indukční přibližovací senzory jsou určeny pro rozpo- znávání kovových objektů, čehož docílí vytvořením elek- tromagnetického pole. Protože objekty lze zachytit na krátkou vzdálenost, indukční přibližovací senzory jsou skvělé při měření a kontrolách o vysoké přesnosti. Indukční přibližovací senzory vytvářejí elektromagnetic- ké pole ve vysokofrekvenčním pásmu (HF). Jestliže se do blízkosti aktivní plochy senzoru dostane kovový před- mět, toto pole se změní. Okruh detektoru rozpozná tuto změnu a senzor pak sepne výstup k při- pojenému přístroji. Každý sen- zor má specifickou vzdálenost sepnutí, takže kovové předměty lze rozpoznávat s vysokou přes- ností a opakovaně. Na obrázku č. 1 můžeme zjednodušeně vidět blokové schéma indukčního snímače. Cívka senzoru je drátěná cívka navinutá obvykle kolem ferito- vého jádra. Tato cívka vytváří kuželové elektromagnetické po- le. Cílový objekt se pohybuje tímto polem. Feritové jádro ur- čuje tvar pole a velikost cívky určuje snímací oblast. Oscilační obvod vyvolává kmitání pole s vysokou frekvencí (100 kHz až 1 MHz). Kov dopravený do uve- deného pole mění jeho vibrace a na cílovém objektu vznikají ví- řivé proudy, které poli ubírají energii. Kovový předmět tak pů- sobí změnu magnetického po- le. Tato změna tlumí signál k cívce senzoru, čímž se snižuje amplituda. Okruh detektoru rozpozná tuto změnu a sepne při dosažení určité žádané hod- noty. Tento signál následně způ- sobí změnu spínacího výstupu. Výstup zůstane aktivní, dokud cílový objekt neopustí měřené pole. Při použití indukčních přibližovacích senzorů je dů- ležité porozumět snímací oblasti a faktorům, které tuto snímací oblast ovlivňují. Snímací oblast je vzdálenost mezi aktivní plochou senzoru a cílovým objektem. Sem patří také tvar pole snímací oblasti vyplývající z cívky/ jádra. Při výběru a používání přibližovacích senzorů jsou mimořádně důležité čtyři body: • Cílový objekt (materiál, konstrukční velikost, tvar a přiblížení) • Velikost cívky a stínění • Požadavky na upevnění senzoru • Prostředí Materiál cílového objektu ovlivňuje maximální vzdálenost snímací oblasti. Je-li překročena tato maxi- mální snímací oblast, tlumicí účinek objektu na pole, potřebný k přepnutí výstupu senzoru, nevznikne a senzor cílový objekt nerozpozná. Přibližovací senzo- ry fungují nejlépe se slitinami železa. Tyto senzory sice detekují také jiné kovy, ale snímací oblast senzorů je menší. Všeobecně platí, že vzdálenost mezi senzorem a cílovým objektem nutná k detekci objektu se snižuje s klesajícím podílem železa. Pro každý typ senzoru existuje korekční faktor, se kterým lze provádět výpoč- ty pro určitý cílový materiál. Snímací oblast se snižuje v případech, kdy cílový objekt nedosahuje „Standard- ní cílové velikosti“ senzoru. Menší cílové objekty vy- tvářejí slabší vířivé proudy. Větší cílový objekt zname- ná naproti tomu větší snímací vzdálenost. Tloušťka cílového objektu nemá na snímací oblast žádný velký vliv. S velmi tenkým cílovým objektem bez obsahu železa však lze dosáhnout skutečně větší snímací ob- lasti, protože v tomto případě vznikají vířivé proudy na obou stranách objektu. Jak velký by tedy měl být cílový objekt? Jako základní pravidlo platí: průměr senzoru nebo trojnásobek snímací oblasti (vždy větší z uvedených hodnot). Na snímací oblast může mít vliv také tvar cílového objektu. Kulatý objekt nebo objekt s drsným povrchem může ovlivňovat tlumicí efekt na senzor a vynutit si tím menší snímací oblast. Tento efekt však minimalizuje použití většího senzoru nebo senzoru s větší snímací oblastí. Svou roli hraje i způ- sob, jakým se cílový objekt blíží k senzoru. Jestliže se objekt pohybuje přímočaře k senzoru, hovoříme o axiálním přibližování (obrázek č.2). V tomto přípa- dě je třeba senzor fyzicky chránit. Je třeba zohlednit doběh například o velikosti 25 %. Při bočním přibližo- Obr. 1 AUTOMATIZACE, ŘÍZENÍ A REGULACE