Metoda detekce a funkce

Pro různé úlohy detekce lze použít různé principy snímání. K určení nejvhodnějšího principu snímání pro konkrétní aplikaci je potřebné zvážit různá hlediska: Patří mezi ně materiál detekovaného objektu, prostředí aplikace a vzdálenost, z které má být detekce prováděna.

Pro objekty, které jsou elektricky vodivé, například kovové objekty, a které lze detekovat z těsné blízkosti, je doporučen indukční senzor.

Indukční senzory fungují tak, že emitují vysokofrekvenční střídavé magnetické pole. Když se k tomuto magnetickému poli přiblíží kovový spínací cíl, dojde k extrahování energie ze střídavého pole prostřednictvím ztrát způsobených vířivými proudy. Kromě toho feromagnetické spínací cíle způsobí ztrátu přemagnetováním. Tyto ztráty jsou vyhodnoceny a při dosažení definované prahové hodnoty se senzor sepne.

Mezi typické aplikace patří sledování polohy všech druhů, sledování poloh ventilů a detekce rychlosti pohybu pásu. Díky vynikající univerzálnosti principu fyzického snímání je na trhu k dispozici mnoho různých typů provedení a verzí senzorů, které vyhovují specifickým provozním podmínkám, jako jsou senzory s redukčním faktorem 1, senzory NAMUR, senzory s kovovou snímací plochou a senzory s certifikací E1 pro použití ve vozidlech.

V závislosti na aplikaci lze jako alternativu použít následující principy snímání:

• Kapacitní senzor: pro detekci objektů vyrobených z plastu nebo papíru, kapalin (olejnatých nebo vodných), granulí a prášků
• Senzor magnetického pole: objekty, které jsou magnetické nebo mohou být vybaveny magnetem

Indukční senzory jsou bezkontaktní. Senzory detekují kovové objekty, které se nacházejí v jejich měřicím poli. K tomu využívají interakci kovového objektu jako elektrického vodiče s emitovaným střídavým magnetickým polem senzoru. V elektrickém vodiči jsou indukovány vířivé proudy, které extrahují energii z pole, a tím ovlivňují úroveň amplitudy oscilace.

Základem indukčního senzoru je cívka, obvykle s feritovým jádrem, která umožňuje magnetickému poli unikat určitým směrem. Oscilátor umístěný v senzoru za cívkou používá LC rezonanční obvod k vytváření střídavého magnetického pole, které uniká ze snímací plochy senzoru. V kovovém objektu, který se nachází v měřicím poli, jsou indukovány vířivé proudy. Ty extrahují energii z oscilátoru. Tím se změní úroveň signálu v oscilátoru. Změna v úrovni signálu poté sepne výstupní stupeň v binárním senzoru prostřednictvím Schmittova klopného obvodu. U měřicích senzorů tato změna úrovně signálu ovlivní analogový výstupní signál v závislosti na vzdálenosti objektu. 

První průmyslový indukční bezdotykový senzor vyvinuli v roce 1958Walter Pepperl a Wilfried Gehl a v témže roce byl uveden na trh. V té době byl vývoj řízen společností BASF. Společnost BASF chtěla nahradit mechanické spínací kontakty používané v té době k detekci zboží za bezkontaktní spínací senzory, které by nezpůsobovaly jiskření. Záměrem bylo výrazně snížit nebezpečí výbuchu. Dokonce i první indukční bezdotykový senzor byl navržen tak, aby byl jiskrově bezpečný v souladu s požadavky asociace NAMUR.

Všechny bezdotykové senzory a indukční senzory od společnosti Pepperl+Fuchs jsou vyvíjeny, vyráběny a prodávány v souladu s příslušnou normou IEC/EN 60947 „Spínací a řídicí přístroje nízkého napětí – část 5-2: Přístroje a spínací prvky řídicích obvodů – Bezdotykové senzory.“  

Pro bezpečnostní senzory od společnosti Pepperl+Fuchs platí také odpovídající norma „Spínací a řídicí přístroje nízkého napětí – část 5-3: Přístroje a spínací prvky řídicích obvodů – Požadavky na bezdotykové přístroje s definovaným chováním při poruše (PDDB)“.