Metodo di rilevamento e funzione
È possibile utilizzare vari principi di rilevamento per diverse attività di rilevamento. Il principio di rilevamento più adatto all'applicazione specifica viene determinato da a varie considerazioni: tra di esse il materiale dell'oggetto da rilevare, l'ambiente dell'applicazione e la distanza da cui deve avvenire il rilevamento.
Se l'oggetto da rilevare è elettricamente conduttivo, ad esempio in metallo, e può essere rilevato da una stretta vicinanza, si consiglia di utilizzare un sensore induttivo.
I sensori induttivi funzionano in modo che il sensore emetta un campo magnetico alternato ad alta frequenza. Quando un bersaglio metallico di commutazione si avvicina a questo campo magnetico, l'energia viene estratta dal campo alternato attraverso una perdita di corrente parassita. Inoltre, i bersagli di commutazione ferromagnetici causano la perdita di rimagnetizzazione. Queste perdite vengono valutate e il sensore commuta quando viene raggiunta una soglia definita.
Le applicazioni tipiche includono il monitoraggio della posizione di tutti i tipi, il monitoraggio delle posizioni delle valvolee il rilevamento delle velocità di avanzamento del nastro. L'eccellente versatilità del principio di rilevamento fisico significa che sul mercato sono disponibili diversi tipi di design e versioni di sensori per adattarsi a specifiche condizioni operative, come i sensori fattore di riduzione 1, i sensori NAMUR, i sensori a superficie metallica e i sensori con approvazione E1 per l'utilizzo nei veicoli.
A seconda dell'applicazione, in alternativa è possibile utilizzare i seguenti principi di rilevamento:
- Sensore capacitivo: per il rilevamento di oggetti in plastica o carta, liquidi (oleosi o acquosi), granuli e polveri
- Sensore di campo magnetico: oggetti che sono magnetici o che possono essere dotati di un magnete
Design dei sensori induttivi
I sensori induttivi sono senza contatto. I sensori rilevano oggetti metallici situati nel loro campo di misurazione. A tal fine, essi utilizzano l'interazione dell'oggetto metallico come conduttore elettrico con il campo magnetico alternato emesso dal sensore. Nel conduttore elettrico vengono indotte correnti parassite che estraggono energia dal campo e quindi influenzano il livello di ampiezza di oscillazione.
Il nucleo del sensore induttivo è una bobina, solitamente con un nucleo in ferrite, che consente al campo magnetico di fuoriuscire in una direzione specifica. L'oscillatore situato dietro di esso nel sensore utilizza un circuito risonante LC per generare un campo magnetico alternato, che fuoriesce dalla superficie di rilevamento del sensore. Le correnti parassite vengono indotte nell'oggetto metallico situato nel campo di misurazione. Queste estraggono energia dall'oscillatore. Il livello del segnale nell'oscillatore cambia. La variazione del livello del segnale commuta quindi lo stadio di uscita in sensori binari tramite un trigger di Schmitt. Nei sensori di misurazione, questa variazione del livello del segnale influisce sul segnale di uscita analogico in base alla distanza dell'oggetto.
Storia dei sensori di prossimità induttivi
Il primo sensore di prossimità induttivo industriale è stato sviluppato e lanciato sul mercato nel 1958 da Walter Pepperl e Wilfried Gehl. Ai tempi, lo sviluppo era guidato dalla vicina BASF. BASF voleva sostituire i contatti di commutazione meccanici utilizzati all'epoca per il rilevamento di merci con sensori di commutazione senza contatto che non causavano scintille alla rottura. L'intenzione era di ridurre i rischi di esplosione in modo significativo. Anche il primo sensore di prossimità induttivo è stato progettato per presentare una sicurezza intrinseca in conformità con NAMUR.
Standardizzazione
Tutti i sensori di prossimità e i sensori induttivi di Pepperl+Fuchs sono stati sviluppati, prodotti e commercializzati in conformità allo standard pertinente IEC/EN 60947 "Apparecchiature a bassa tensione - Parte 5-2: Dispositivi per circuiti di comando ed elementi di manovra—interruttori di prossimità".
Per i sensori di sicurezza di Pepperl+Fuchs, si applica anche il relativo standard "Apparecchiature a bassa tensione - Parte 5-3: Dispositivi per circuiti di comando ed elementi di manovra - prescrizioni per dispositivi di prossimità con comportamento definito in condizioni di guasto (PDDB)".
