Czujniki i przełączniki

Czujniki ciśnienia

W jakim celu stosuje się czujniki ciśnienia? Czujniki te mierzą ciśnienie gazu lub cieczy, po czym jest ono konwertowane na sygnał elektryczny. Do wyboru jest cała gama typów czujników. Przy wyborze urządzenia należy dokładnie rozważyć warunki robocze konkretnego zastosowania. Jakiego rodzaju ciśnienie będzie mierzone, w jakim zakresie ciśnienia i w jakiej temperaturze roboczej? Przykładowo, tego typu czujniki są wykorzystywane w przemyśle medycznym, morskim, motoryzacyjnym i lotniczym. Przyjrzyjmy się bliżej podziałowi różnych typów, w oparciu o tryby pomiaru.

Czujniki ciśnienia bezwzględnego

Ten rodzaj czujnika doskonale sprawdza się w przypadku konieczności pomiaru ciśnienia powietrza. Jest tak na przykład w przypadku wysokościomierzy lub pomiarów barometrycznych. W jaki sposób działa ten typ czujnika? Wartość docelowa ciśnienia jest mierzona w odniesieniu do znanego ciśnienia próżni absolutnej. Jako że próżnia (lub po prostu "zero") jest punktem odniesienia, względem którego mierzone są wszystkie wartości, każdy odczyt da wynik przekraczający absolutne minimum. Jedna strona czujnika jest szczelnie zamknięta w celu zapewnienia próżni, podczas gdy druga strona jest wystawiona na działanie mierzonego czynnika. Dodatkowo istnieje kilka różnych konstrukcji. Przykładowo, niektóre modele wykorzystują tensometry piezorezystancyjne, podczas gdy inne zależą od kondensatorów, cewek indukcyjnych lub efektu piezoelektrycznego. Reasumując, w ofercie znajduje się bardzo szeroka gama czujników ciśnienia absolutnego.

Czujnik ciśnieniowy manometryczny

Innym rodzajem jest czujnik ciśnienia manometrycznego lub względnego. Jest to najbardziej powszechna odmiana, spotykana w niemal każdym sektorze przemysłu. Przykładowe zastosowania to zawory ciśnieniowe, instrumenty medyczne i sprężarki powietrza. Urządzenie to mierzy ciśnienie w stosunku do ciśnienia atmosferycznego. Potrzebujesz monitorować ciśnienie w sytuacji, gdy zmiana ciśnienia atmosferycznego ma wpływ na proces? W takim przypadku najlepszym rozwiązaniem jest manometryczny czujnik ciśnienia. Co do konstrukcji: czujniki ciśnienia względnego mierzą różnicę między ciśnieniem otoczenia a ciśnieniem pomiarowym. Często "strona pomiarowa" jest wyposażona w jedyny port ciśnieniowy, podczas gdy ciśnienie otoczenia jest rejestrowane po stronie czujnika przez odpowietrznik.

Czujniki różnicy ciśnień

Ponadto dostępne są również czujniki różnicy ciśnień. Ich działanie i konstrukcja znacznie różnią się od dwóch wcześniej wspomnianych rodzajów. Mierzą one różnicę ciśnień między dwoma odsłoniętymi portami. Wykorzystuje się je do określenia różnicy pomiędzy dwoma poszczególnymi sekcjami. Zwykle w tym celu stosuje się połączenia gwintowane lub rurki. Kiedy ten model jest często wykorzystywany? Czujniki różnicy ciśnień zazwyczaj mierzą szczególnie niskie zakresy ciśnienia. Często stosuje się je do określania przepływu gazu lub cieczy w rurach lub do lokalizowania pewnych problemów, takich jak zatarte zawory, zatkane filtry lub wszelkiego rodzaju blokady. Kilka praktycznych przykładów zastosowań obejmuje urządzenia medyczne, takie jak sprzęt do oddychania i znieczulania oraz urządzenia monitorujące przepływ powietrza.

Czujniki światła

Czujniki światła są również znane jako czujniki fotoelektryczne lub czujniki fotoelektryczne. Przetwarzają energię świetlną na sygnał elektroniczny. Za pośrednictwem elementu emitującego światło przesyłana jest wiązka podczerwieni lub światła widzialnego. Czujniki fotoelektryczne pozwalają mierzyć odległość. Obiekty mogą być wykryte i policzone bezdotykowo. Można również zarejestrować kolory. Innymi słowy, odległość, obecność i brak obiektów są z łatwością rejestrowalne za pomocą tych urządzeń. Często posiadają one dość kompaktową obudowę, co ułatwia ich instalację bez poświęcania cennej przestrzeni. Rzućmy okiem na kilka różnych typów czujników światła.

Czujniki odbiciowe

Przede wszystkim istnieją modele fotoelektryczne z odbłyśnikiem. Wariant ten składa się zarówno z elementu emitującego, jak i odbierającego światło w tej samej obudowie. Światło odbite od obiektu jest następnie rejestrowane przez czujnik.

Czujniki optyczne

Z drugiej strony, czujnik optyczny typu przelotowego składa się z nadajnika i odbiornika podzielonych na dwie oddzielne obudowy. Czujniki instalowane są naprzeciwko siebie. Gdy emitowana wiązka światła zostanie przerwana przez obiekt umieszczony między nadajnikiem i odbiornikiem, następuje aktywacja sygnału wyjściowego.

Czujniki odblaskowe

Trzecim rodzajem czujnika jest model odblaskowy. Tego typu rozwiązania zawierają zarówno komponenty odbiorcze, jak i nadawcze w jednej obudowie, podobnie jak wariant odblaskowy. Niemniej jednak, ten typ wykorzystuje oddzielny odbłyśnik, który zwraca światło sygnału. Obiekty znajdujące się między odbłyśnikiem a czujnikiem światła będą zakłócać sygnał.

Czujniki zbliżeniowe

Czujniki zbliżeniowe są wykorzystywane do identyfikowania obiektów, bez konieczności fizycznego kontaktu z nimi. Dostępnych jest wiele rodzajów czujników zbliżeniowych, z których każdy korzysta z innej metody pomiaru. Wśród przykładów można wymienić pojemnościowe i indukcyjne czujniki zbliżeniowe, fotoelektryczne czujniki zbliżeniowe i ultradźwiękowe czujniki zbliżeniowe. Poszczególne ich rodzaje nadają się do wielu zastosowań. Podczas wyboru urządzenia należy wziąć pod uwagę takie czynniki, jak zakres działania, wykrywany materiał i czułość na wibracje.

Enkodery liniowe

Enkoder liniowy jest wykorzystywany do pomiaru ruchu liniowego obiektu. To urządzenie składa się z czujnika, przetwornika lub głowicy odczytu, które połączone są ze skalą kodowania pozycji. Skala jest sczytywana przez czujnik w celu przekształcenia pozycji w sygnał. Może to być sygnał cyfrowy lub analogowy. Wreszcie, kontroler ruchu lub cyfrowy odczyt będzie w stanie zdekodować sygnał na pozycję. Nie ma żadnych elementów mechanicznych. Ze względu na taką konstrukcję unika się kilku potencjalnych usterek, takich jak błędy skoku lub luz. Enkodery liniowe często wykorzystuje się w robotyce, systemach automatyki i podobnych zastosowaniach. Ważne są w nich wysokie prędkości i dokładność pozycjonowania. Enkodery umożliwiają rejestrację odległości, kierunku, prędkości i przemieszczenia. Do zastosowań w bardziej wymagających warunkach dostępne są uszczelnione enkodery liniowe. Zapewniają one ochronę przed bryzgami wody i pyłem. Natomiast odkryte enkodery liniowe nadają się na przykład do stosowania w produkcji półprzewodników. Taka konfiguracja eliminuje jakikolwiek kontakt mechaniczny między liniałem (taśmą) a głowicą skanującą.

Ekrany lub kurtyny świetlne

Ekrany lub kurtyny świetlne stanowią urządzenia bezpieczeństwa z nadajnikiem i odbiornikiem. Używane są do wykrywania obecności osób znajdujących się w pobliżu maszyn. Te urządzenia działają jak bariera świetlna ze strefą wykrywania, utworzoną przez wzór światła podczerwonego. Jako że czas reakcji kurtyn świetlnych wynosi zaledwie ułamek sekundy, maszyna zostanie zatrzymana natychmiast po wykryciu ruchu. To sprawia, że te optoelektryczne przyrządy są niezbędnym środkiem bezpieczeństwa w różnych niebezpiecznych środowiskach pracy i branżach. Przykładami mogą być linie montażowe, maszyny pakujące czy też prasy hydrauliczne.