Nærmelsessensorer – find producenter og leverandører

Nærhedssensorer registrerer objekter, emner eller maskindele uden fysisk kontakt inden for et afgrænset registreringsområde.

De anvendes til at overvåge tilstedeværelse, position, endepositioner eller bevægelsessekvenser. Sensorsignalet kan derefter behandles af en styreenhed for at udløse maskinfunktioner, standse processer eller igangsætte yderligere automatiseringstrin.
Afhængigt af måleprincippet registrerer nærhedssensorer metalliske, ikke-metalliske, gennemsigtige, flydende eller faste objekter. Almindelige typer omfatter induktive, kapacitive, optiske, magnetiske og ultralydsbaserede nærhedssensorer.
Typiske anvendelsesområder findes inden for maskin- og anlægsbyggeri, automatiserings- og montageteknik, transportbåndssystemer, emballeringsmaskiner, værktøjsmaskiner, lagerteknik og håndteringsudstyr.
Nedenfor gives et overblik over typiske typer, anvendelsesområder, fordele, begrænsninger og vigtige udvælgelseskriterier for nærhedssensorer.

Typer af nærhedssensorer

Induktive nærhedssensorer

Induktive nærhedssensorer registrerer metalliske genstande ved hjælp af ændringer i et elektromagnetisk felt.
Når et metalobjekt nærmer sig den aktive sensoroverflade, genereres der hvirvelstrømme i objektet. Disse påvirker det elektromagnetiske felt og udløser et udgangssignal, når den definerede detekteringsafstand nås.
Induktive sensorer fungerer berøringsfrit, er stort set slidfrie og har korte reaktionstider. De er særligt velegnede til detektering af stål, rustfrit stål, aluminium, messing og andre metaller.
Den opnåelige detekteringsafstand afhænger dog af materialet, målgenstandens størrelse og sensorens udformning.

Kapacitive nærhedssensorer

Kapacitive nærhedssensorer registrerer ændringer i et elektrisk felt.
Ud over metaller kan de registrere plast, glas, træ, papir, pulver og væsker. Dette gør dem velegnede til overvågning af fyldningsniveau, materialedetektion og overvågning af ikke-metalliske emner.
Kapacitive sensorer kan undertiden også registrere materialer gennem ikke-ledende beholdervægge.
Fugt, støvaflejringer og ændringer i materialegenskaberne kan påvirke sensorens reaktionsadfærd. Derfor er det ofte nødvendigt at foretage en præcis justering af følsomheden.

Optiske nærhedssensorer

Optiske nærhedssensorer bruger synligt eller infrarødt lys til objektdetektering.
Diffusreflekterende sensorer evaluerer lys, der reflekteres af objektet. Retroreflekterende sensorer fungerer med en modstående reflektor, mens gennemstrålingssensorer bruger separate sendere og modtagere.
Optiske sensorer har større rækkevidde end mange induktive eller kapacitive modeller og kan også registrere små objekter.
Farve, glans, gennemsigtighed, omgivende lys og forurening kan dog forringe detekteringen.

Ultralydsnærhedssensorer

Ultralydsnærhedssensorer udsender lydimpulser og analyserer refleksionen fra målobjektet.
Da målingen i vid udstrækning er uafhængig af farve og optisk gennemsigtighed, kan mørke, blanke eller delvist gennemsigtige objekter også detekteres.
Ultralydssensorer er velegnede til tilstedeværelsesovervågning, afstandsdetektering og applikationer til måling af fyldningsniveau.
Meget små, bløde, vinklede eller stærkt lydabsorberende objekter kan være sværere at registrere.

Magnetiske nærhedssensorer

Magnetiske nærhedssensorer reagerer på et magnetfelt.
De bruges ofte til at registrere stemplers position i pneumatiske eller hydrauliske cylindre, klapper, døre eller andre bevægelige komponenter.
Afhængigt af udformningen fungerer de med reedkontakter, Hall-sensorer eller magnetoresistive målemetoder.
Målobjektet skal enten selv være magnetisk eller være udstyret med en magnet.

Mekanisk aktiverede nærhedssensorer

Mekanisk aktiverede nærhedssensorer registrerer et objekt ved direkte kontakt.
De kan have et stempel, en rullearm eller en fjederarm, der aktiveres, når emnet kommer i kontakt med dem.
Strengt taget er disse enheder ikke berøringsfri sensorer, men i praksis bruges de ofte til lignende opgaver, såsom overvågning af endeposition eller tilstedeværelse.
De er robuste og nemme at evaluere, men er udsat for mekanisk slitage.

Anvendelser af nærhedssensorer

Maskin- og anlægsbyggeri

Inden for maskinteknik registrerer nærhedssensorer emner, slæder, værktøjer, tandhjul og andre bevægelige komponenter.
De overvåger endepositioner, bekræfter afsluttede bevægelser og leverer signaler til det næste trin i processen.
Induktive sensorer er særligt udbredte, hvor metalliske maskindele skal detekteres pålideligt.

Automatisering og montageteknologi

I monteringssystemer kontrollerer nærhedssensorer, om komponenter er til stede, korrekt indsat eller fuldt positioneret.
De overvåger gribere, fremføringssystemer, fastspændingsanordninger og emnebærere.
Korte responstider og høj repeterbarhed er særligt vigtige ved høje maskincyklusfrekvenser.

Transportbånds- og logistikteknologi

På transportbånd og rullebaner registrerer nærhedssensorer containere, pakker, paller og andre transporterede varer.
De understøtter styring af materialestrømmen, tæller emner og registrerer overbelastning eller frie transportpositioner.
Afhængigt af materialet og afstanden anvendes optiske, kapacitive eller ultralydssensorer.

Emballeringsteknologi

I emballeringsmaskiner overvåger nærhedssensorer produkter, folier, kartoner, lukninger og emballageelementer.
De kan registrere manglende dele, udløse skære- eller forseglingsprocesser og kontrollere de emballerede varers position.
Der kræves specielt egnede optiske eller ultralydsmetoder til gennemsigtige folier eller stærkt reflekterende overflader.

Værktøjsmaskiner

I værktøjsmaskiner overvåger nærhedssensorer fastspændingstilstande, værktøjspositioner, beskyttelsesafdækninger og bevægelige akser.
De skal ofte kunne modstå kølevæsker, metalspåner og vibrationer.
Robuste huse og en høj beskyttelsesgrad er derfor særligt vigtige.

Overvågning af fyldningsniveau

Kapacitive, optiske og ultralydsnærhedssensorer kan overvåge fyldningsniveauet eller tilstedeværelsen af væsker, granulat og pulver.
Afhængigt af anvendelsen foretages målingen direkte i mediet eller gennem en beholdervæg.
Egnetheden afhænger af materialegenskaber, beholdergeometri, aflejringer og miljøforhold.

Døre, klapper og beskyttelsesanordninger

Magnetiske eller induktive nærhedssensorer overvåger positionen af døre, klapper og beskyttelsesdæksler.
De kan angive, om en beskyttelsesanordning er åben eller lukket.
Sikkerhedsrelaterede anvendelser kræver egnede og behørigt godkendte sikkerhedssensorer.

Fordele ved nærhedssensorer

• Berøringsfri og slidfattig objektdetektering
• Hurtig reaktion i automatiserede processer
• Høj repeterbarhed
• Kompakt integration i maskiner og anlæg
• Registrering af forskellige materialer afhængigt af måleprincippet
• Overvågning af tilstedeværelse, position og endepositioner
• Egnet til høje koblingsfrekvenser
• Enkel tilslutning til styringer
• Ugaver til krævende industrielle miljøer
• Lavt vedligeholdelsesbehov ved korrekt valg

Begrænsninger ved nærhedssensorer

• Induktive nærhedssensorer registrerer kun metalliske genstande. Registreringsafstanden kan variere betydeligt afhængigt af metaltypen.
• Kapacitive sensorer er følsomme over for fugt, aflejringer og ændringer i materialegenskaberne. Dette kan medføre behov for justering eller falske udløsninger.
• Optiske sensorer kan påvirkes af snavs, støv, omgivende lys, gennemsigtige materialer eller stærkt reflekterende overflader.
• Ultralydssensorer kræver en tilstrækkelig stor og gunstigt orienteret reflekterende overflade. Bløde, små eller vinklede genstande kan kun detekteres i begrænset omfang.
• Magnetiske nærhedssensorer kræver et passende magnetfelt og kan påvirkes af eksterne magnetiske påvirkninger.
• Den faktiske detekteringsafstand afhænger ikke kun af sensoren, men også af objektets størrelse, materiale, monteringsposition og miljøforhold.
• Flere sensorer, der er monteret tæt på hinanden, kan forstyrre hinanden, afhængigt af måleprincippet.
• Standardnærhedssensorer er ikke automatisk egnede til sikkerhedsrelaterede funktioner. Til sådanne anvendelser skal der anvendes specielt testede sikkerhedssensorer.

Vigtige udvælgelseskriterier for nærhedssensorer

Målobjektets materiale

Måleprincippet skal være egnet til det objekt, der skal detekteres.
Metalliske emner kan detekteres særligt pålideligt med induktive sensorer. Kapacitive, optiske eller ultralydssensorer er mere velegnede til plast, glas, væsker eller pulver.
Farve, glans, gennemsigtighed og overfladestruktur skal også tages i betragtning.

Registreringsafstand

Den krævede detekteringsafstand afhænger af monteringsforholdene og eventuelle tolerancer i objektets position.
Den nominelle detekteringsafstand, der er angivet i databladet, er normalt bestemt under definerede testbetingelser. I den faktiske anvendelse kan materiale, temperatur og installationsmiljø reducere den anvendelige afstand.
En tilstrækkelig driftsreserve øger pålideligheden.

Design og monteringsform

Nærhedssensorer fås i cylindriske, rektangulære, ringformede og særligt kompakte udførelser.
Gevindstørrelser som M8, M12, M18 og M30 er meget udbredt til cylindriske sensorer.
Sensorer til planmontering kan i vid udstrækning indbygges i metaloverflader. Udspringende udførelser kræver mere plads omkring den aktive overflade, men giver ofte en længere detekteringsafstand.

Omskiftningsfrekvens og responstid

Hurtigt bevægelige emner og høje maskincyklusfrekvenser kræver en tilstrækkelig høj koblingsfrekvens.
Sensoren skal registrere objektet inden for den tilgængelige tid og sende signalet til styringen uden forsinkelse.
Induktive og optiske sensorer er ofte særligt velegnede til hurtige koblingsoperationer.

Udgangsfunktion

Nærhedssensorer fås med PNP-, NPN-, relæ- og digitale udgange.
Det skal også defineres, om udgangen skal fungere som normalt åben, normalt lukket eller omskiftelig.
Udgangssignalet, driftsspændingen og tilslutningstypen skal være kompatible med den eksisterende styreenhed.

Tilslutning og grænseflader

Afhængigt af udformningen foretages den elektriske tilslutning via et fast kabel, et stik eller en klemme.
En binær udgang er tilstrækkelig til enkle koblingsopgaver. Konfigurerbare sensorer kan overføre yderligere diagnose- og procesdata via digitale grænseflader.
Standardiseret kommunikation forenkler idriftsættelse, tilstandsovervågning og udskiftning af enheder.

Miljøforhold

Temperatur, fugt, støv, olier, kølevæsker, kemikalier og vibrationer har indflydelse på valget.
Sensoren skal have en passende beskyttelsesgrad samt tilstrækkelig mekanisk og kemisk modstandsdygtighed.
Der kan være behov for specielle materialer og godkendelser til fødevareforarbejdning, udendørs anvendelser, potentielt eksplosive atmosfærer eller hygiejniske processer.

Interferens og monteringsafstande

Metalkonstruktioner, nærliggende sensorer, elektriske kabler og elektromagnetiske felter kan påvirke aktiveringsadfærden.
Derfor skal de af producenten angivne installations- og minimumsafstande overholdes.
En sikker montering forhindrer, at vibrationer eller ændringer i positionen forårsager upålidelige aktiveringspunkter.

Indikatorer og fejlfinding

Mange nærhedssensorer har LED'er, der angiver driftsstatus, koblingstilstand eller fejl.
Avancerede diagnostiske funktioner kan rapportere kortslutninger, forurening, svage signaler eller utilstrækkelige driftsreserver.
Disse oplysninger letter idriftsættelsen og det forebyggende vedligehold.

Oversigt

Nærhedssensorer registrerer objekter og maskindele inden for et defineret detekteringsområde og leverer signaler til styring, overvågning og automatisering.
Afhængigt af målematerialet og anvendelsen anvendes induktive, kapacitive, optiske, magnetiske eller ultralydsnærhedssensorer.
De vigtigste udvælgelseskriterier omfatter målematerialet, detekteringsafstanden, designet, koblingsfrekvensen, udgangssignalet og miljøforholdene.
Begrænsningerne ved det pågældende måleprincip skal tages i betragtning for at sikre pålidelig objektdetektering og undgå fejlagtige aktiveringer.

Nærhedssensorer fås fra forskellige producenter og leverandører. Omfattende oplysninger om producenter og leverandører af nærhedssensorer fra hele verden findes på Exportpages.