Método e função de detecção
Vários princípios de detecção podem ser usados para diferentes tarefas de detecção. O princípio de detecção mais adequado a uma aplicação específica é determinado a partir de várias questões, como o material do objeto a ser detectado, o ambiente de aplicação e a distância em que a detecção deve ocorrer, entre outras.
Se o objeto a ser detectado for eletricamente condutor, por exemplo, feito de metal, e puder ser detectado próximo, um sensor indutivo é recomendado.
Os sensores indutivos funcionam de modo que o sensor emita um campo magnético alternado de alta frequência. Quando um alvo de comutação metálico se aproxima desse campo magnético, a energia é extraída do campo alternado por meio da perda de corrente contínua. Além disso, alvos de comutação ferromagnéticos causam perda de remagnetização. Essas perdas são avaliadas e o sensor muda quando um limite definido é atingido.
As aplicações típicas incluem a monitorização de posição de todos os tipos, monitorização das posições das válvulas e a detecção das velocidades de percurso da correia. A excelente versatilidade do princípio de detecção física significa que muitos tipos diferentes de versões de design e de sensor estão disponíveis no mercado para atender a condições operacionais específicas, como sensores de fator de redução 1, sensores NAMUR, sensores de face de metal e sensores com aprovação do tipo E1 para uso em veículos.
Dependendo da aplicação, os seguintes princípios de detecção podem ser usados como uma alternativa:
- Sensor capacitivo: para detectar objetos feitos de plástico ou papel e líquidos (oleosos ou aquosos), grânulos e pós
- Sensor de campo magnético: objetos magnéticos ou que podem ser equipados com um ímã
Design de sensores indutivos
Os sensores indutivos não têm contato. Os sensores detectam objetos metálicos localizados em seus campos de medição. Eles usam a interação do objeto de metal como um condutor elétrico com o campo magnético alternado emitido do sensor para fazer isso. No condutor elétrico, correntes em redemoinho são induzidas, que extraem energia do campo e, portanto, afetam o nível de amplitude de oscilação.
O núcleo do sensor indutivo é uma bobina, geralmente com um núcleo de ferrite, que permite que o campo magnético escape em uma direção específica. O oscilador localizado atrás dele no sensor usa um circuito ressonante LC para gerar um campo magnético alternado, que escapa da face de detecção do sensor. As correntes em redemoinho são induzidas no objeto de metal localizado no campo de medição. Elas extraem energia do oscilador. O nível do sinal no oscilador muda. A mudança no nível do sinal então comuta o estágio de saída nos sensores binários por meio de um acionador Schmitt. Nos sensores de medição, esta alteração no nível do sinal afeta o sinal de saída analógica, dependendo da distância do objeto.
História dos sensores indutivos de proximidade
O primeiro sensor de proximidade indutivo de grau industrial foi desenvolvido e lançado no mercado em 1958 por Walter Pepperl e Wilfried Gehl. Na época, o desenvolvimento foi conduzido pela BASF. A BASF queria substituir os contatos de comutação mecânica usados na época para detectar bens com sensores de comutação sem contato que não causavam fagulhas de ruptura. A intenção era reduzir consideravelmente os riscos de explosão. Mesmo o primeiro sensor de proximidade indutivo foi projetado para ser intrinsecamente seguro de acordo com a NAMUR.
Padronização
Todos os sensores de proximidade e os sensores indutivos da Pepperl+Fuchs foram desenvolvidos, fabricados e comercializados de acordo com o padrão relevante IEC/EN 60947, "Dispositivos de comutação de baixa tensão – Parte 5-2: unidades de controle e elementos de comutação – sensores de proximidade".
Para os sensores de segurança da Pepperl+Fuchs, o padrão relevante "Dispositivos de comutação de baixa tensão – Parte 5-3: unidades de controle e elementos de comutação – exigências para os dispositivos de proximidade com comportamento definido sob condições de falha (Proximity Devices With Defined Behavior – PDDB)" também se aplica.
