Do wszelkich zadań mających na celu sterowanie procesem w automatyce przemysłowej często często wykorzystuje się czujniki indukcyjne. Ten rodzaj detektorów ma prostą budowę oraz nieskomplikowaną zasadę działania, przez co jest jednym z najpopularniejszych rozwiązań w wielu gałęziach przemysłu. Czym się charakteryzują i jakie przeznaczenie mają czujniki indukcyjne?
Czujnik indukcyjny – zasada działania
Zasada działania czujników indukcyjnych jest bardzo prosta. Podzespoły tego typu zbudowane są z kilku podstawowych elementów, które rozpoznają oraz przetwarzają sygnały odbierane przez czujnik. Czujniki indukcyjne wykrywają zmienne pole elektromagnetyczne, które powstaje na skutek pojawienia się lub przesunięcia metalowego obiektu w polu działania detektora. Zasięg czujników indukcyjnych jest zależny od użytego elementu detekcyjnego, którym w tym przypadku jest cewka. Z kolei pole elektromagnetyczne wzbudza w przewodniku prąd wirowy, co zmniejsza częstotliwość drgań lub ich amplitudę. To zjawisko jest wykrywane przez demodulator, który przekazuje sygnał dalej (zazwyczaj na przerzutnik Schmitta). Zastosowanie tego przerzutnika zapewnia wykrywanie obiektów w trybie zero-jedynkowym przy jednoczesnym utrzymaniu korzystnej histerezy. Następnie sygnał jest wzmacniany i używany do pośredniego sterowania maszynami i urządzeniami wykonawczymi.
Zastosowanie czujników indukcyjnych
Czujniki indukcyjne bardzo często są używane do wykrywania obecności lub położenia metalowych obiektów, a rzadziej jako detektory odległości. Urządzenia tego rodzaju znajdują zastosowanie jako czujniki do kontroli położenia wału w maszynie, kontroli zamknięcia lub otwarcia zasuwy, kontroli położenia nakrętki czy wykrycia metalowego obiektu na taśmie produkcyjnej. Najbardziej popularne są czujniki w formie cylindra, który posiada gwintowaną obudowę. Takie rozwiązanie zapewnia prosty montaż z możliwością dopasowania wysunięcia czoła czujnika na odpowiednią odległość. Jest to szczególnie ważne ze względu na to, że czujniki indukcyjne posiadają dość wąski zakres działania. Ich zastosowanie może przebiegać dwojako. Czujniki wykorzystują urządzenie sterujące (np. sterownik PLC) lub nie wymagają użycia żadnych urządzeń pośrednich. W drugim przypadku sygnał z czujnika bezpośrednio steruje dalszym etapem procesu automatyzacji. Poszczególne rozwiązania różnią się napięciem zasilania czujnika. Najczęściej wybiera się czujniki na napięcie ok. 10-30 V (wariant ze sterownikiem PLC), ponieważ procesy automatyki przemysłowej niejednokrotnie są bardzo złożone.
Dlaczego warto korzystać z czujników indukcyjnych?
Dzięki zastosowaniu czujników indukcyjnych o relatywnie niewielkich rozmiarach możliwe jest sterowanie znacznie większymi urządzeniami czy maszynami przemysłowymi. Główną zaletą czujników indukcyjnych jest ich prostota, a co za tym idzie również niezawodność w działaniu i brak konieczności serwisowania tych elementów. Wspomniane czujniki charakteryzują się także wysoką odpornością na niekorzystne warunki otoczenia, takie jak obecność płynów, duża wilgotność powietrza czy wysoka temperatura. Ponadto wybierając odpowiedni model czujnika indukcyjnego można, wejść w posiadanie bardzo czułego oraz precyzyjnego detektora, który wskaże obecność lub przesunięcie nawet niewielkich przedmiotów. Należy jednak pamiętać o tym, jakie elementy wychwytuje czujnik indukcyjny – nie będzie on odpowiedni do wykrywania obiektów wykonanych z materiałów niemetalicznych.
