Észlelési módszer és működés

Különböző érzékelési elvek használhatók különböző érzékelési feladatokhoz. Az adott alkalmazáshoz leginkább megfelelő érzékelési elvet számos szempont határozza meg. Ezek közé tartozik az észlelendő tárgy anyaga, az alkalmazási környezet és az észlelési távolság.

Ha az érzékelni kívánt tárgy elektromosan vezetőképes, pl. fémből készült, és közelről érzékelhető, az induktív érzékelő használata javasolt.

Az induktív érzékelők úgy működnek, hogy az érzékelő nagyfrekvenciás mágneses váltakozó mezőt bocsát ki. Amikor a fémes kapcsolási céltárgy megközelíti ezt a mágneses mezőt, a váltakozó mezőből az örvényáram-veszteség révén energiát von ki. Emellett a ferromágneses kapcsolási céltárgyak átmágnesezési veszteséget okoznak. Ezeket a veszteségeket kiértékeli a rendszer, és az érzékelő egy meghatározott küszöbérték elérésekor kapcsol.

A jellemző felhasználási területek közé tartoznak a különféle helyzetfigyelések, a szelephelyzetek felügyelete, valamint a szíjsebesség érzékelése. A fizikai érzékelés elvének kiváló sokoldalúságának köszönhetően a piacon számos különböző kivitelű és típusú érzékelő kapható az adott működési körülményeknek megfelelően – például az 1-es csökkentőtényezőjű érzékelők, NAMUR érzékelők, fém érzékelőfelülettel rendelkező érzékelők vagy az E1 típusjóváhagyással rendelkező érzékelők járművekben való használatra.

Az alkalmazástól függően a következő érzékelési elvek használhatók alternatívaként:

• Kapacitív érzékelő: műanyagból vagy papírból készült tárgyak, valamint (olajos vagy vizes) folyadékok, granulátumok és porok érzékeléséhez
• Mágnesesmező-érzékelő: mágneses vagy mágnessel felszerelhető céltárgyak

Az induktív érzékelők érintésmentes érzékelők. Az érzékelők a mérési területükön található fémtárgyakat érzékelik. Ehhez a fémtárgy kölcsönhatását használják elektromos vezetőként az érzékelő által kibocsátott mágneses váltakozó mezővel. Az elektromos vezetőben örvényáramok indukálódnak, amelyek energiát vonnak ki a mezőből, és így befolyásolják az oszcillációs amplitúdó szintjét.

Az induktív érzékelő magja egy tekercs, amely általában ferritmagot tartalmaz, amely lehetővé teszi, hogy a mágneses mező egy adott irányban kiszökjön. A ferritmag mögött található oszcillátor egy LC rezonáns áramkört használ, amely mágneses váltakozó mezőt hoz létre, amely az érzékelő érzékelőfelületéből távozik. Örvényáramok indukálódnak a mérési mezőben lévő fémtárggyal. Ezek kivonják az energiát az oszcillátorból. Az oszcillátorban lévő jelszint változik. A jelszint ezen változása a Schmitt triggeren keresztül kapcsolja a bináris érzékelők kimeneti fázisát. A mérőérzékelők esetén ez a jelszintváltozás a tárgy távolságától függően befolyásolja az analóg kimeneti jelet. 

Az első ipari minőségű induktív közelítésérzékelőt 1958-banWalter Pepperl és Wilfried Gehl fejlesztette ki és dobta piacra. Abban az időben a fejlesztést a szomszédos BASF vállalat vezette. A BASF az áruk észlelésére használt mechanikus kapcsolóérintkezőket érintésmentes kapcsolóérzékelőkkel akarta felváltani, amelyek nem okoztak megszakítási szikrákat. A cél a robbanásveszély jelentős csökkentése volt. Már az első induktív közelítésérzékelőt is úgy tervezték, hogy gyújtószikramentes legyen a NAMUR szabványnak megfelelően.

Minden Pepperl+Fuchs közelítésérzékelőt és induktív érzékelőt a vonatkozó szabványnak megfelelően fejlesztettek ki, gyártottak és forgalmaztak. A vonatkozó szabvány: IEC/EN 60947 „Kisfeszültségű kapcsolóberendezések és vezérlőberendezések – 5-2. rész: Vezérlőegységek és kapcsolóelemek – közelítésérzékelők.”  

A Pepperl+Fuchs biztonsággal kapcsolatos érzékelői esetében a vonatkozó szabvány a következő: „Kisfeszültségű kapcsolóeszközök – 5-3. rész: Vezérlőegységek és kapcsolóelemek – A hibakörülmények között meghatározott viselkedéssel rendelkező közelítésérzékelő eszközökre (PDDB) vonatkozó követelmények”.