Czujniki zbliżeniowe to czujniki przeznaczone do bezkontaktowej detekcji i sygnalizacji obecności przedmiotów. Są powszechnie stosowane w aplikacjach przemysłowych. Dzięki eliminacji fizycznego kontaktu z wykrywanym przedmiotem oraz brakowi ruchomych części, są trwalsze i bardziej niezawodne od klasycznych kontaktowych czujników. Wykorzystuje je się głównie do kontroli poziomu, położenia, przemieszczenia elementów. Czujniki zbliżeniowe można podzielić na cztery podstawowe typy: pojemnościowe, indukcyjne, magnetyczne i fotoelektryczne. Dziś skupimy się głównie na opisie dwóch pierwszych typów. Poniżej przedstawimy kilka praktycznych wskazówek, które, mamy nadzieję, będą pomocne przy wyborze czujnika.
Czujniki zbliżeniowe – pojemnościowe
Czujniki pojemnościowe posiadają największą gamę wykrywanych elementów. Bardzo dobrze wykrywają metale, ciecze, granulaty, tworzywo sztuczne czy wodę. Czujniki zbudowane są z dwóch metalowych elektrod, które tworzą kondensator otwarty. Kondensator zmienia swoją pojemność, kiedy do czujnika przybliżymy obiekt. Czujniki pojemnościowe wykorzystuje się głównie do detekcji opakowań oraz stanu napełnienia zbiorników.
Czujniki pojemnościowe występują w wielu wersjach, dostępne są urządzenia dostosowane do stref zagrożonych wybuchem pyłu i gazu, do pracy w trudnych warunkach środowiskowych, do wysokich temperatur. W szerokiej ofercie czujników znajdziemy takie, które obudowę mają wykonaną ze stali kwasoodpornej, z teflonu, czy z mosiądzu – szeroki zakres materiałów wykonania pozwala na realne zastosowanie czujników zbliżeniowych, pojemnościowych w wielu dziedzinach przemysłu. Przyjrzyjmy się zatem głównym rodzajom czujników pojemnościowych.
- czujniki do zastosowań w strefach Ex
Czujniki, które posiadają oznaczenie według Atex, to między innymi urządzenia serii KGEX, przeznaczone głównie do kontroli poziomu. Połączenie teflonu bądź PTFE i stali kwasoodpornej umożliwia zastosowanie czujników do pracy w strefach zagrożonych wybuchem gazu i pyłu. Urządzenia przeznaczone są również do współpracy z wzmacniaczem EGE 903 Ex.
- czujniki zbliżeniowe do pracy w agresywnym środowisku
Czujniki, które są odporne na agresywne środowiska i zastosowanie znajdują jako zabezpieczenie pomp przed suchobiegiem, należą do serii KGMT. Obudowa teflonowa i ze stali nierdzewnej czynią z tych czujników urządzenia do wykrywania elementów z tworzyw sztucznych, szkła, drewna i metalu oraz cieczy i materiałów sypkich w warunkach wysokotemperaturowych (do 200°C) i warunkach wilgotnych.
- czujniki zbliżeniowe, pojemnościowe do przemysłu spożywczego
Czujniki w gładkiej obudowie przeznaczone do wykrywania elementów z tworzyw sztucznych, szkła, drewna serii KNFW swoje zastosowanie znajdują w przemyśle spożywczym. Są również odporne na środowisko agresywne chemicznie.
Należy pamiętać również, że czujniki pojemnościowe mają niską częstotliwość przyłączenia. W aplikacjach przemysłowych, w których główny nacisk kładzie się na niezawodność, wytrzymałość i odporność na wszelkie zakłócenia, czujniki pojemnościowe nie znajdą odpowiedniego zastosowania.
Czujniki zbliżeniowe – indukcyjne
Czujniki indukcyjne przystosowane są do pracy w ekstremalnych warunkach. Dostępne są więc wersje czujników odpornych na wysokie ciśnienia i wodę morską – do pracy na platformach wiertniczych; czujniki przystosowanie do intensywnego mycia stosowane np. w przemyśle spożywczym czy w myjniach samochodowych; czujniki odporne na wysokie (do 250°C) i niskie (do -60°C) temperatury czy też agresywne chemikalia.
- czujniki zbliżeniowe, indukcyjne wysokotemperaturowe
Indukcyjne czujniki zbliżeniowe serii IGH/IDH/IRH stosuje się do temperatur otoczenia sięgających 250°C. Swoje zastosowanie znajdują w pracy w gorącym środowisku – piece suszarnicze, piece wypalania cegły. Obudowa wykonana z aluminium, stali nierdzewnej lub tworzywa PEEK czyni te urządzenie odpornymi na prace w ciężkich warunkach przemysłowych.
- czujniki zbliżeniowe, indukcyjne typu TROPICAL
Czujniki Tropical serii IGMF przeznaczone są do pracy w środowisku powodującym korozję, dlatego bardzo dobrze sprawdzają się w myjniach samochodowych. Są odporne na dużą wilgotność i często zmieniającą się temperaturę. Duża odporność na korozję i równocześnie duża wytrzymałość mechaniczna, zostały uzyskane poprzez połączenie PTFE ze stalą nierdzewną stabilizowaną tytanem.
- czujniki zbliżeniowe, indukcyjne typu POLAR
Czujniki zbliżeniowe typu Polar są doskonałe do stosowania w magazynach chłodniczych i ekstremalnych warunkach klimatycznych. Są wodoszczelne, można je myć pod ciśnieniem, są także bardzo odporne chemicznie. Obudowa ze stali nierdzewnej zapewnia odporność na drgania przy stosowaniu w pojazdach. Można ich używać w zakresie temperatur od -60°C do +60°C.
- czujniki zbliżeniowe, indukcyjne z powierzchnią czołową
To seria dedykowana do pracy w wymagającym środowisku. Czujniki świetnie sprawdzają się w pracy na liniach spawalniczych i w miejscach, w których występuje narażenie na silne zabrudzenia. Czujniki te są odporne na zakłócenia elektryczne, elektromagnetyczne i mechaniczne. Czujniki zbliżeniowe z powierzchnią czołową serii IGV, wykorzystywane są do stopów żelaza i stali. Jednocześnie są odporne na drgania, agresywne środowisko i mycie pod wysokim ciśnieniem.
Czujniki zbliżeniowe, indukcyjne można zastosować niemal wszędzie. Sygnalizują obecność metalowych elementów w aplikacjach, w których czujniki innego typu się nie sprawdzą. Zostały skonstruowane do ciężkich warunków pracy i spełniają ekstremalne wymagania aplikacji przemysłowych.
Czujniki zbliżeniowe – magnetyczne i fotoelektryczne
Dwa ostatnie typy czujników zbliżeniowych, o których pokrótce wspomnimy, to czujniki magnetyczne i fotoelektryczne. Czujniki magnetyczne reagują na pojawienie się pola magnetycznego (magnes, elektromagnes). Ich zaletą jest prostota, brak elementów elektronicznych oraz odporność na przeciążenia. Do wad natomiast zalicza się małą czułość oraz konieczność stosowania magnesów. Natomiast czujniki fotoelektryczne reagują na zmiany intensywności światła, które je oświetla. Może to być światło widzialne, a także podczerwone czy laserowe. Do zalet niewątpliwie zalicza się największy spośród prezentowanych typów zasięg oraz możliwość detekcji bardzo małych przedmiotów. Wady to wrażliwość na kolor powierzchni oraz zanieczyszczenia.
Podsumowując, wybór odpowiedniego czujnika zbliżeniowego nie jest łatwą decyzją. Dostępne rozwiązania konstrukcyjne umożliwiają zastosowanie ich w wielu aplikacjach przemysłowych. Specjalne właściwości decydują o przeznaczeniu czujnika, a szeroki wybór modeli daje możliwość zastosowań nawet w trudnych i ekstremalnych sytuacjach.
