Czujniki w procesach produkcji

203

Powszechna automatyzacja procesów produkcyjnych sprawiła, że dziś trudno sobie wyobrazić większość procesów produkcyjnych bez udziału czujników i przetworników. Dzięki nim możliwe jest m.in. wykrycie odchyleń w mierzonych wartościach i jednoczesne ich sygnalizowanie.

Ze względu na sposób powstawania sygnału pomiarowego, rozróżniamy elektroniczne czujniki parametryczne oraz elektryczne czujniki generacyjne.

W elektronicznych czujnikach parametrycznych jednocześnie ze zmianą wielkości mierzonego parametru, zmienia się pojemność, indukcyjność i rezystancja samego czujnika. W związku z tym niezbędne jest dodatkowe źródło energii, włączane w obwód elektryczny, którego zadaniem jest zapewnienie zmiany jego parametrów pod wpływem sygnału wejściowego. Do tej grupy sensorów zaliczyć można m.in. czujniki indukcyjne i pojemnościowe, fotorezystory, magnetorezystory i termometry rezystancyjne.

Poniżej przybliżymy nieco zasady działania najpopularniejszych typów czujników.

Czujniki ciśnienia

To jedne z najczęściej stosowanych czujników, używane masowo m.in. w przemyśle samochodowym, w tym w systemach chłodzących oraz w instalacjach hydraulicznych i smarujących. Sensory te kontrolują m.in. pompy i stacje ciśnieniowych oraz różnice ciśnień w filtrach. Stosowane są także w hydraulice mobilnej oraz tam, gdzie zachodzi zasysanie w systemach przenoszących oraz monitorowanie ciśnienia w narzędziach pneumatycznych. Oczywistym miejscem zastosowania takich sensorów, są systemy dystrybucji wody i ścieków.

Najnowsze tego typu urządzenia to elektroniczne sensory, z możliwością regulacji punktów przełączania i programowania histerezy. Pracują stabilnie, nawet w trudnych warunkach i mogą mieć szereg konfiguracji.  Najczęściej pracują w zakresie ciśnienia względnego od 0 do 10 barów, przy napięciu zasilania 14–30 V. Czujniki analogowe na wyjściu mają sygnał napięciowy 0,1–10 V i prądowy 4–20 mA. Dostępne są także czujniki z wyjściami tranzystorowymi.

Indukcyjne czujniki zbliżeniowe

Jak sama nazwa wskazuje, reakcja tego sensora wzbudzana jest w momencie zbliżania się metalu do aktywnego pola czujnika. Wynika to ze zjawiska fizycznego, polegającego na zmianie pola elektromagnetycznego pod wpływem przemieszczania metalowego elementu. Na rynku znaleźć można tego typu czujniki zasilane napięciem przemiennym (90–250 V) lub stałym (10–30 V), z obudową cylindryczną lub kwadratową. Sensory te wyposażone są w zabezpieczenia nadprądowe oraz diodę LED, sygnalizującą działanie czujnika.

Czujniki optyczne

Tego typu sensory działają w oparciu o nadajnik modulowanego promieniowania podczerwonego IR oraz odbiornik i czuły detektor promieniowania IR. Czujnik zostaje aktywowany, gdy dochodzi do przerwania wiązki światła, dlatego jego prawidłową pracę zapewnia reflektor.