Zasady działania i zastosowanie

Ze względu na swoją małą awaryjność, możliwość pracy w trudnych warunkach środowiskowych oraz łatwą dostępność i pewność działania jest wykorzystywany w wielu gałęziach przemysłu, w tym w szczególności w automatyce przemysłowej, gdzie znajduje zastosowanie jako element kontrolujący przemieszczenia i położenie urządzeń sterowanych w sposób automatyczny. Może pełnić rolę m.in. wyłącznika krańcowego bądź sensora indukcyjnego kontrolującego drgania w układzie urządzeń mechanicznych. Zbliżeniowy czujnik indukcyjny to rodzaj sensora, który reaguje na obecność elementów metalowych znajdujących się w strefie jego działania tj. w obrębie jego punktu pomiarowego. Dzieje się tak za sprawą indukowania prądów wirowych w przewodniku znajdującym się w zasięgu powierzchni aktywnej czujnika.

W sposób uproszczony można przyjąć, że czujnik indukcyjny składa się ze wzmacniacza (członu sterującego), przerzutnika Schmitta, demodulatora oraz oscylatora i pola pomiarowego, które reaguje na znajdujący się w pobliżu element metalowy. Wyróżniamy sensory o różnych zasięgach działania, które jednak z reguły nie przekraczają odległości kilkudziesięciu milimetrów. Zakres ich użyteczności czyli moc sygnału elektrycznego, uzależniona jest od konkretnego modelu, a także typu zastosowanego obwodu wyjściowego. Czujniki indukcyjne można zasilać zarówno prądem przemiennym jak i stałym.

Rodzaje i parametry techniczne

Czujniki indukcyjne możemy podzielić ze względu na:

  • rodzaj czoła (punktu pomiarowego) - wyróżniamy modele o zakrytej bądź wysuniętej budowie czoła. Różnią się między sobą tym, że w przypadku modeli zakrytych (zabudowanych) pomiar możliwy jest jedynie od strony powierzchni aktywnej, natomiast jeżeli chodzi o rozwiązania wysunięte (nieekranowane), to posiadają one znacznie większą strefę działania (obejmującą również boki głowicy). Należy pamiętać o tym, że modele wysunięte mogą być bardziej narażone na różnego rodzaju uszkodzenia, natomiast są dużo bardziej czułe w stosunku do swoich zabudowanych odpowiedników;
  • zakres działania - dostępne są modele o zasięgu wynoszącym od 0,04 mm (określane mianem miniaturowych) do 20 mm (nazywane rozwiązaniami dalekiego zasięgu);
  • typ obwodów wyjściowych - wyróżnić można dwa podstawowe modele:
    • z wyjściem dwustanowym (bezpotencjałowym, PNP, NPN). Ze względu na rodzaj sygnału wyjściowego rozróżniamy także modele typu NO - normalnie otwarte oraz NC - normalnie zamknięte;
    • z wyjściem analogowym (0;4..20 mA lub 0..10 V);
  • średnicę obudowy (M8, M12, M18, M24, M30) - im większa średnica sensora tym lepszą ma on czułość, czyli zwiększa się zasięg jego działania.

Przed wyborem czujnika indukcyjnego należy zastanowić się jaki konkretnie rodzaj metalu ma on wykrywać, gdyż nie wszystkie modele w ten sam sposób reagują na przykład na aluminium, stal nierdzewną, miedź czy mosiądz. Nie bez znaczenia jest również zakres temperatur roboczych panujący w środowisku pracy sensora. Dopiero precyzyjne określenie wszelkich właściwości, jakich oczekujemy od czujnika indukcyjnego pozwala wybrać sensor o najbardziej nam odpowiadających parametrach technicznych.