أنواع مختلفة من أجهزة استشعار القرب مع العمل والتطبيقات

في عالم التكنولوجيا السريع المتغير اليوم ، تعد أجهزة استشعار القرب ممتازة في تعزيز وظائف وكفاءة الأنظمة المختلفة.تساعد هذه المستشعرات الأجهزة في اكتشاف الكائنات دون اتصال مادي.وهو مفيد في كل من الإعدادات الصناعية والإلكترونيات الاستهلاكية.ستشرح هذه المقالة الأنواع المختلفة من أجهزة استشعار القرب - الجسدية ، الاستقرائية ، الكهروضوئية ، بالموجات فوق الصوتية ، والمغناطيسية.سوف نستكشف مبادئ العمل والمكونات الرئيسية والتطبيقات والمزايا والعيوب.سيساعدك هذا الدليل على فهم واختيار المستشعر المناسب لاحتياجاتك.

كتالوج

الشكل 1: أجهزة استشعار القرب

مستشعر القرب بالسعة

يمكن لأجهزة الاستشعار السعة اكتشاف الأهداف دون لمسها وهي مفيدة بعدة طرق.يمكنه تحديد مواد صلبة مثل الورق والبلاستيك والزجاج والقطعة والخشب ، وكذلك إلى السوائل مثل الزيت والطلاء والماء.تستخدم أجهزة استشعار القرب بالسعة على نطاق واسع في صناعات مختلفة ، قادرة على اكتشاف كل من المواد الموصلة وغير الموصلة.وهي تعمل عن طريق إنشاء مجال كهربائي بين لوحين مفصولة بمواد عازلة.عندما يدخل كائن هذا الحقل ، تتغير السعة بين اللوحة ، وتعديل إشارة الإخراج التي تشير إلى وجود الكائن.

الشكل 2: مستشعر القرب بالسعة

المكونات الرئيسية لأجهزة استشعار القرب بالسعة

يتكون مستشعر القرب بالسعة من أربعة أجزاء رئيسية.

أجسام المستشعر: يربط الدوائر التي تعمل على تشغيل المستشعر ومصنوعة من مواد متينة لتحمل البيئات الصناعية.

استشعار الوجه: وضعت في المقدمة ، هذه هي نقطة الكشف الأساسية ، المصممة للتفاعل مع الكائن المستهدف بحساسية محسنة ومتانة.

ضوء المؤشر: يقع مقابل وجه الاستشعار ، يضيء عند اكتشاف كائن ، مما يوفر ردود فعل مرئية فورية.

اتصال المستشعر: قد يكون هذا كابلًا مسبقًا أو موصلًا ، يتم اختياره بناءً على احتياجات التثبيت وضمان اتصال آمن.

الشكل 3: مخطط الأسلاك المستشعر بالسعة

مبدأ العمل لأجهزة استشعار القرب بالسعة

تعمل أجهزة استشعار القرب بالسعة على أساس السعة ، والقدرة على تخزين شحنة كهربائية.تقوم دائرة المذبذب بإنشاء مجال كهربائي متناوب على وجه الاستشعار ، وهو حساس للكائنات القريبة.تتغير شاشات دائرة الكاشف في السعة ، وعندما تقترب الكائن ، تتغير السعة ، والتي تكتشفها الدائرة.ثم تقوم دائرة الإخراج بالدولة الصلبة بتحويل تغيير السعة إلى إشارة إخراج ، مما يؤدي إلى إجراء إجراءات مثل الإنذارات أو توقف الآلات.

الشكل 4: مبدأ عمل المستشعر بالسعة

عندما يقترب كائن من لوحة الاستشعار ، فإنه يغير سعة النظام.يتم اكتشاف هذا التغيير بواسطة الدائرة ، والتي ترسل إشارة الخرج التي تشير إلى وجود الكائن الهدف.

عندما تصل دائرة المذبذب إلى سعة محددة ، ستبدأ في التذبذب وضبط حالة إخراج المستشعر.مع انتقال الهدف بعيدًا عن المستشعر السعوي ، ستنخفض سعة المذبذب ، مع إرجاع المستشعر إلى حالته الأصلية.

يبلغ نطاق الكشف عن هذا المستشعر حوالي 1 بوصة أو 25 مم ، ولكن يمكن لبعض المستشعرات تمديد نطاقها إلى 2 بوصة.أثبت هذا المستشعر أنه يمكنه بسهولة اكتشاف الكائنات ذات ثابت عازل متفوق.

الشكل 5: مستشعر تسعية

أنواع أجهزة استشعار القرب بالسعة

هناك أنواع مختلفة من المستشعرات السعة ، كل منها مصنوع لأغراض محددة.

يتم تصنيع أجهزة الاستشعار السعة المصغرة للمساحات الصغيرة وتأتي في الأشكال أو الأسطوانية.هناك حاجة إليها لمراقبة عمليات الآلات والتحكم فيها ، وغالبًا ما تعمل كعدادات عمل أو أجهزة الكشف.نظرًا لأنها صغيرة جدًا ، فإنها تحتاج عادةً إلى مكبر صوت خارجي للعمل بشكل جيد.يحتوي هذا المضخم على مقياس الجهد يتيح لك ضبط الحساسية ، مما يضمن الكشف الدقيق في المناطق الضيقة.حجمها الصغير يجعلها مثالية للأماكن التي تكون فيها المساحة ضيقة ولكن الكشف الدقيق أمر لا بد منه.

الشكل 6: مستشعرات تسعية مصغرة

أجهزة الاستشعار السعودية الأسطوانية أكبر من أجهزة الاستشعار المصغرة وتأتي بأقطار مختلفة ، من 6.5 - M12 إلى M12 - M30.تتيح لك هذه المستشعرات ضبط مسافات الاستشعار والاختيار من بين أحجام الإسكان المختلفة وخيارات التثبيت ، بما في ذلك التدفق وغير الفلش.يتم استخدامها بشكل أساسي للكشف عن مستويات وقربها دون اتصال ويمكن أن تشعر حتى من خلال جدران الحاويات.

الشكل 7: أجهزة الاستشعار السعة الأسطواني

تعد أجهزة الاستشعار السعة عالية الحرارة مثالية للأماكن الساخنة جدًا مثل المسابك المعدنية والنباتات الكيميائية ومرافق معالجة الأغذية.أنها تقيس بدقة ومراقبة السوائل والمواد السائبة حتى عندما تكون ساخنة للغاية.مصنوعة من مواد مقاومة للحرارة ، هذه المستشعرات متينة وتؤدي باستمرار في درجات حرارة عالية.إلكترونياتهم المتقدمة تدير الإجهاد الحراري ، مما يضمن قراءات موثوقة.مفيدة للصناعات التي تعمل مع الحرارة الشديدة ، هذه المستشعرات تعزز السلامة ، وتحسن الكفاءة ، والمساعدة في الحفاظ على العمليات السلسة في ظروف صعبة.

الشكل 8: أجهزة الاستشعار السعة عالية الحرارة

يعمل المستشعر السعوي التناظري مثل أجهزة الاستشعار السعة العادية ولكنه يقدم فوائد إضافية اعتمادًا على استخدامه.هذه المستشعرات ممتازة لاختيار المواد ، ومراقبة سمك ، واكتشاف الاختلافات في التركيز ، مما يجعلها أكثر تنوعا مقارنة بالتطبيقات الأخرى.

الشكل 9: مستشعر تسعية تمثيلي

تطبيقات أجهزة استشعار القرب بالسعة

تطبيق واحد لهذه المستشعرات هو استشعار المستوى.هذه المستشعرات مفيدة للغاية لقياس المواد المستوية في الحاويات أو الخزانات.هذا مفيد لإدارة الموارد والحفاظ على أنظمة تعمل بسلاسة.على سبيل المثال ، في إدارة المياه ، يتم استخدام أجهزة الاستشعار في أنظمة المضخة التلقائية للتحقق من مستويات المياه.عندما يصل الماء إلى نقطة معينة ، يطلب المستشعر للمضخة تشغيل أو إيقاف تشغيل الفائض والتأكد من وجود ما يكفي من الماء دائمًا.

في مصنع السيارات ، تحقق أجهزة استشعار القرب من أن الأجزاء موجودة في المكان الصحيح قبل أن تنتقل الآلات إلى المهمة التالية.يساعد هذا في تجنب الأخطاء ويبقي كل شيء يعمل بسلاسة عن طريق التأكد من أن كل جزء هو المكان الذي يجب أن يكون عليه.يمكن للعمال تغيير إعدادات الماكينة بناءً على ما تقوله المستشعرات ، مما يجعل الإنتاج أسرع ويقلل من النفايات.

تستخدم الإلكترونيات الاستهلاكية مثل الهواتف الذكية والأجهزة اللوحية أجهزة استشعار بالسعة للكشف عن إدخال اللمس على الشاشات الخاصة بك.يتم تطبيق هذه التقنية الآن على أجهزة الكمبيوتر المحمولة ذات لوحات التتبع الحساسة للمس ، مما يعزز تفاعل المستخدم.

أجهزة الاستشعار السعة مفيدة في البيئات الصناعية.يمكنهم المساعدة من خلال العثور على مواد ، والتحقق من مواد مختلفة ، وقياس سمك المواد ، والمسافات بين الكائنات.

في الرعاية الصحية ، هناك حاجة إلى أجهزة استشعار بالسعة.أنها تساعد في الأجهزة الطبية مثل مراقبة ضغط الدم من خلال قياس الضغط بدقة.

مزايا وعيوب مستشعرات القرب بالسعة

تحتوي أجهزة استشعار القرب بالسعة على فوائد مثل الكشف عن عدم الاتصال ، وممتازة في اكتشاف المواد المختلفة ، ومقاومة الغبار والرطوبة.ومع ذلك ، فهي حساسة للتداخل الكهرومغناطيسي (EMI) وتداخل التردد الراديوي (RFI) ، مما قد يجعلها تعطي قراءات خاطئة ، ونطاق الاستشعار الخاص بهم أقصر من الأنواع الأخرى من أجهزة الاستشعار.

أمثلة على أجهزة استشعار القرب بالسعة

تشمل أجهزة استشعار القرب السعودية الشائعة في السوق نماذج مثل M12 و M18 و M30 و CR30-15AO و CR18-8DN ، والمعروفة بموثوقيتها ومتنوعة التطبيق.

M12 ، M18 ، M30: يستخدم بشكل متكرر في التطبيقات الصناعية لموثثتها وملاءمة التطبيق الشاملة.

CR30-15AO: يوفر نطاق استشعار أكبر ومتانة محسنة.

CR18-8DN: معروف بأدائه القوي وحساسية عالية.

الشكل 10: CR30-15AO

معايير الاختيار لمستشعر القرب بالسعة

عند اختيار مستشعر القرب بالسعة ، فكر في نطاق الاستشعار المطلوب للتطبيق الخاص بك وضمان التوافق مع خصائص المواد المستهدفة.اختر مستشعرًا يمكنه تحمل الظروف البيئية مثل الغبار والرطوبة وتغيرات درجة الحرارة.اتبع إرشادات الشركة المصنعة للتثبيت ، بما في ذلك التثبيت والأسلاك المناسبة ، والحفاظ على نظافة لوحة الاستشعار ، وتجنب مصادر التداخل الكهرومغناطيسي والتردد الراديوي (EMI/RFI).

مستشعر القرب الاستقرائي

الشكل 11: أجهزة استشعار القرب الاستقرائي

أجهزة استشعار القرب الاستقرائي مفيدة في الإعدادات الصناعية بسبب المتانة والاعتماد عليها.تكتشف هذه المستشعرات الأشياء المعدنية من خلال الحث الكهرومغناطيسي.عندما يدخل كائن معدني إلى الحقل الكهرومغناطيسي للمستشعر ، فإنه يتسبب في التيارات الدوامة التي تغير ناتج المستشعر.

المكونات الرئيسية لمستشعر القرب الاستقرائي

يتكون مستشعر القرب الاستقرائي من أربعة أجزاء رئيسية.

الملف: يخلق مجالًا كهرومغناطيسيًا ، يتم تعزيزه بواسطة قلب الفريت.

مذبذب: ينتج حقل كهرومغناطيسي عالي التردد.

Schmitt Trigger: دائرة المقارنة التجديدية التي تقدم التباطؤ من خلال تطبيق التغذية المرتدة الإيجابية على المدخلات غير المقيدة لمقارنة أو مكبر للصوت التفاضلي.

مضخم الإخراج: يستخدم ترانزستور NPN أو PNP للإشارة إلى اكتشاف كائن معدني.

مبدأ العمل لمستشعر القرب الاستقرائي

تعمل هذه المستشعرات عن طريق توليد مجال كهرومغناطيسي.عندما يتلامس كائن معدني مع هذا الحقل ، فإنه يتسبب في تطور التيارات الدوامة داخل الكائن ، مما يؤثر بدوره على سعة مذبذب المستشعر.تكتشف الدوائر الداخلية للمستشعر هذا التغيير وتولد إشارة الخرج للإشارة إلى وجود الكائن المعدني.

الشكل 12: مبدأ عمل مستشعر القرب الاستقرائي

أنواع أجهزة استشعار القرب الاستقرائي

مستشعرات القرب الاستقرائي تأتي في ثلاثة أنواع رئيسية.

أجهزة الاستشعار القياسية: تتميز هذه المستشعرات بلفائف ومذبذب ودارات لمعالجة الإشارات ، مما يوفر نطاقًا وحساسية متوازنة.

أجهزة الاستشعار المحمية: احصل على درع معدني حول ملف الاستشعار ، مما يوفر حصانة أفضل للتداخل ولكن مع نطاق استشعار مخفض.

أجهزة استشعار غير محمية: تفتقر إلى الدرع المعدني ، مما يؤدي إلى نطاق استشعار أكبر ولكن أكثر حساسية للتداخل المغناطيسي الخارجي.

تطبيقات أجهزة استشعار القرب الاستقرائي

تُستخدم هذه المستشعرات بشكل شائع في استشعار الموضع ، واكتشاف الكائنات ، والكشف عن التصادم ، واستشعار السرعة ، وفي الآلات الآلية.يتم استخدامها بشكل شائع في العديد من التطبيقات.

في خطوط التصنيع والتجميع ، تساعد هذه المستشعرات في مراقبة والتحكم في موضع الأجزاء وحركتها ، مما يجعل الإنتاج أسهل وأكثر دقة.في أنظمة معالجة المواد ، وخاصة في الخدمات اللوجستية والتخزين ، تساعد هذه المستشعرات في النقل السلس والتعامل مع المواد ، مما يقلل من الأخطاء وتسريع العمليات.وفي أنظمة الكشف عن المركبات ، المستخدمة في إدارة حركة المرور وتطبيقات السيارات ، تساعد هذه المستشعرات في اكتشاف المركبات ، والمساعدة في الوقاية من التصادم وإدارة حركة المرور.

مزايا وعيوب مستشعرات القرب الاستقرائي

توفر أجهزة الاستشعار الاستقرائية استشعارًا غير ملتزم وسرعة عالية وموثوقية.لا تتأثر بالألوان والتشطيب السطحي للكائن المستهدف.ومع ذلك ، يمكنهم فقط اكتشاف الكائنات المعدنية ، وتختلف حساسيتها مع المعادن المختلفة ، مما يستلزم المعايرة لتطبيقات محددة.

أمثلة على أجهزة استشعار القرب الاستقرائي

LJ12A3-4-Z/BX: متعدد الاستخدامات للتطبيقات الصناعية.

PR12-DN: موثوق في عمليات التصنيع.

SN04-N: معروف بالكفاءة والمتانة.

الشكل 13: SN04-N

مستشعر القرب الكهروضوئي

الشكل 14: مستشعر القرب الكهروضوئي

تستخدم أجهزة استشعار القرب الكهروضوئية الضوء لتحديد ما إذا كانت الكائنات موجودة أو غائبة.وتشمل هذه المستشعرات باعث الضوء ومستقبل.عندما يحجب كائن شعاع الضوء ، يتغير إخراج المتلقي.

المكونات الرئيسية لمستشعر القرب الكهروضوئي

يتكون مستشعر القرب الكهروضوئي من أربعة أجزاء رئيسية.تعمل هذه المكونات معًا لاكتشاف حتى الأشياء الصغيرة بدقة ، مما يضمن تشغيل دقيق وموثوق.

مصدر الضوء: عادةً ما ينبعث الصمام الثنائي LED أو ليزر شعاع الضوء.

كاشف الضوء: الكشف الضوئي أو الناقلات الضوئية يكتشف الضوء.

محول الإشارة: يحول الضوء المكتشف إلى إشارة كهربائية.

مكبر للصوت: يعزز الإشارة الكهربائية للمعالجة.

مبدأ العمل لأجهزة استشعار القرب الكهروضوئية

تعمل أجهزة الاستشعار الكهروضوئية عن طريق انبعاث شعاع الضوء المعدل.عندما يعكس كائن ما أو يقطع هذا الحزمة ، يستشعر كاشف الضوء التغير في كثافة الضوء ويولد إشارة كهربائية للإشارة إلى وجود الكائن.هذه المستشعرات حساسة للغاية للتغيرات الضوئية ويمكن أن تعمل على مسافات طويلة ، مما يجعلها مقاومة للتداخل الكهرومغناطيسي.

أنواع أجهزة استشعار القرب الكهروضوئية

مستشعرات من خلال الحزمة: هذه لها وحدات جهاز إرسال وجهاز استقبال منفصل.أنها توفر أطول نطاق استشعار وأعلى دقة.

الشكل 15: أجهزة استشعار من خلال الحزمة

مستشعرات عاكسة رجعية: يتم دمج جهاز الإرسال والمستقبل في وحدة واحدة ، باستخدام عاكس منفصل.أنها توفر نطاق استشعار معتدل وتثبيت أسهل.

الشكل 16: أجهزة استشعار عاكسة رجعية

مستشعرات الانتشار المنتشر: يتم الجمع بين جهاز الإرسال والمستقبل ، ويعتمد على الكائن الهدف لتعكس الضوء.أنها توفر أقصر نطاق استشعار ولكن هي الأسهل في التثبيت.

الشكل 17: أجهزة استشعار الانتشار المنتشر

تطبيقات أجهزة استشعار القرب الكهروضوئية

تُستخدم هذه المستشعرات في أنظمة النقل ، والتغليف ، والموزعة التلقائية ، وتطبيقات محاكاة الكائنات.تم العثور عليها أيضًا في العناصر اليومية مثل موزعات الصابون التلقائية والألعاب وآلات البيع والأبواب التلقائية.يؤكد تطبيقهم الواسع قدرتها على التكيف والاعتماد عليها ، مما يجعلها ذات قيمة في كل من التطبيقات الصناعية والمستهلكين.

مزايا وعيوب أجهزة استشعار القرب الكهروضوئية

توفر أجهزة الاستشعار الكهروضوئية مزايا مثل نطاق الاستشعار الطويل ، ودقة عالية ، ومناعة للتداخل الكهرومغناطيسي.ومع ذلك ، يمكن أن تتأثر بخصائص الكائن والخصائص السطحية ، وقد يتأثر أدائها بالظروف البيئية مثل الغبار والضوء المحيط.

أمثلة على أجهزة استشعار القرب الكهروضوئية

E18-D8NK: معروف بتصميمه القوي وفعاليته في التطبيقات المختلفة.

TCRT5000: شائع الاستخدام في روبوتات متابعة الخط ومهام الكشف عن الكائنات.

RPR220: تشتهر بدقة وموثوقيتها في اكتشاف الأشياء الصغيرة.

الشكل 18: TCRT5000

معايير الاختيار لأجهزة استشعار القرب الكهروضوئية

عند اختيار مستشعر القرب الكهروضوئي ، فكر في نطاق الاستشعار ، وخصائص الكائن المستهدف ، والظروف البيئية ، ومتطلبات التثبيت.توفر أجهزة استشعار من خلال الحزمة أطول نطاق ، في حين أن أجهزة الاستشعار المنتشرة المنتشر أكثر حساسية لتغيرات الكائنات ولكنها أسهل في التثبيت.

مستشعر القرب بالموجات فوق الصوتية

الشكل 19: مستشعر القرب بالموجات فوق الصوتية

تستخدم مستشعرات القرب بالموجات فوق الصوتية موجات صوتية للكشف عن الكائنات.إنها تنبعث من موجات الصوت عالية التردد وقياس الوقت الذي يستغرقه هذه الموجات للعودة بعد الارتداد من كائن ، وحساب المسافة بناءً على الوقت المستغرق.

المكونات الرئيسية لمستشعر القرب بالموجات فوق الصوتية

باعث (جهاز إرسال): يرسل الموجات فوق الصوتية.

جهاز الاستقبال (محول الطاقة): يكتشف الموجات المنعكسة ويحول الموجات المستلمة إلى إشارة كهربائية ويفسر هذه الإشارة لتحديد المسافة إلى الكائن.

مبدأ العمل لمستشعر القرب بالموجات فوق الصوتية

تعمل أجهزة الاستشعار بالموجات فوق الصوتية عن طريق انبعاث الموجات فوق الصوتية من محول الطاقة.عندما يكون الكائن داخل النطاق ، تعكس هذه الأمواج مرة أخرى ويتم التقاطها بواسطة محول الطاقة.يحسب المستشعر المسافة إلى الكائن عن طريق قياس الفاصل الزمني بين إرسال الأمواج واستلامها.

الشكل 20: مبدأ العمل لمستشعر القرب بالموجات فوق الصوتية

أنواع أجهزة استشعار القرب بالموجات فوق الصوتية

أجهزة استشعار من خلال الحزمة: لديك وحدات جهاز إرسال وجهاز استقبال منفصل.يحدث الكشف عندما يقاطع كائن الحزمة بالموجات فوق الصوتية بينهما.

مستشعرات عاكسة: الجمع بين جهاز الإرسال والمستقبل في وحدة واحدة.يكتشفون الأشياء عن طريق التقاط الأمواج المنعكسة.

تطبيقات أجهزة استشعار القرب بالموجات فوق الصوتية

تتيح وظائف المستشعرات بالموجات فوق الصوتية أداء مهام متعددة ، مثل اكتشاف الكائنات ، واستشعار المستوى ، واكتشاف الوجود ، وقياس المسافة.يتم تفضيل أجهزة استشعار القرب بالموجات فوق الصوتية بشكل خاص في صناعة معالجة الأغذية والمشروبات بسبب طبيعتها غير الملامسة.تضمن هذه الميزة العمليات الصحية وتقلل من خطر التلوث.في الأتمتة الصناعية ، تساهم هذه المستشعرات في تحسين سير العمل ، وتعزيز السلامة ، وزيادة الكفاءة الكلية لعمليات التصنيع.وأظهرت قدرتهم على العمل بشكل موثوق في بيئات متنوعة ، بما في ذلك تلك التي لديها الغبار أو الدخان أو الرطوبة ، كما أنها لا غنى عنها في التطبيقات الصناعية الحديثة.

مزايا وعيوب المستشعرات بالموجات فوق الصوتية

يمكن لأجهزة الاستشعار بالموجات فوق الصوتية اكتشاف العديد من المواد ، بغض النظر عن لونها أو شفافيةها.هذا يجعلها مفيدة في المواقف التي قد تفشل فيها المستشعرات البصرية ، كما هو الحال مع الكائنات الواضحة أو اللامعة.إنها تعمل بشكل جيد في ظروف صعبة ، مثل أولئك الذين يعانون من الغبار أو الدخان أو الرطوبة ، لأنها مصممة لتكون قوية وموثوقة.تنبعث هذه المستشعرات الموجات فوق الصوتية وقياس المدة التي تستغرقها أن ترتد الأمواج من كائن.هذا يساعدهم على اكتشاف الكائنات وقياس المسافات بدقة.

ومع ذلك ، يمكن أن تصارع أجهزة الاستشعار بالموجات فوق الصوتية مع الأشياء التي لها أشكال معقدة أو أسطح مفصلة.هذه يمكن أن تنتشر الأمواج ، مما يجعل الكشف صعبا.يمكن أن تكون الكائنات ذات الأسطح الناعمة التي تمتص الصوت مشكلة أيضًا ، حيث قد لا تعكس الأمواج بشكل جيد ، مما يؤدي إلى إشارات ضعيفة وقراءات غير دقيقة.يمكن أن تؤثر التغيرات في درجة الحرارة أيضًا على أجهزة الاستشعار بالموجات فوق الصوتية.تتغير سرعة الصوت مع درجة الحرارة ، والتي يمكن أن تؤثر على دقة القياس.على الرغم من أن العديد من أجهزة الاستشعار لديها ميزات لضبطها لتغيرات درجات الحرارة ، إلا أن التقلبات الشديدة لا تزال تسبب مشاكل.يمكن أن تتداخل ضوضاء الخلفية من مصادر بالموجات فوق الصوتية الأخرى مع تشغيل المستشعر.في البيئات الصاخبة ، قد يكون من الصعب تمييز موجات المستشعر عن الأصوات بالموجات فوق الصوتية الأخرى ، والتي يمكن أن تؤدي إلى قراءات خاطئة أو دقة أقل.

أمثلة على أجهزة استشعار القرب بالموجات فوق الصوتية

MB1242: تصميم مضغوط ودقة عالية.

MB1001: شعبية للاستخدام للأغراض العامة.

NU40A14T-1: مستشعر عالي الأداء للتطبيقات الصناعية.

MB1634HRLV: مستشعر عالي الدقة لقياسات مفصلة.

الشكل 21: MB1242

الشكل 22: NU40A14T-1

معايير اختيار أجهزة استشعار القرب بالموجات فوق الصوتية

عند اختيار مستشعر بالموجات فوق الصوتية ، فكر في هذه العوامل أدناه.

اختيار نوع الإخراج: حدد ما إذا كنت بحاجة إلى إخراج رقمي (تشغيل/إيقاف) أو تمثيلي (النطاق المستمر).تعمل المخرجات الرقمية بشكل جيد للكشف البسيط ، في حين أن المخرجات التناظرية تعطي معلومات عن المسافة أكثر تفصيلاً ، وهو أمر مفيد للقياسات الدقيقة.

تردد محول الطاقة: يؤثر تواتر محول الموجات فوق الصوتية على نطاق المستشعر ودقةه.الترددات الأعلى تعطي تفاصيل أفضل وهي جيدة للمسافات القصيرة.يمكن أن تكتشف الترددات المنخفضة أكثر ولكن مع تفاصيل أقل.

تصنيف IP: يوضح تصنيف حماية الدخول (IP) مقاومة المستشعر للغبار والماء.هناك حاجة إلى تصنيفات IP أعلى (مثل IP67 أو IP68) للبيئات القاسية حيث قد يتعرض المستشعر للرطوبة أو الغبار أو غيرها من المواد الضارة.

التدريع: النظر في ما إذا كان المستشعر محميًا للحماية من التدخل الكهرومغناطيسي (EMI).أجهزة الاستشعار المحمية جيدة في البيئات ذات الضوضاء الكهربائية العالية ، مما يضمن أن تكون القياسات دقيقة وموثوقة.

مستشعر القرب المغناطيسي

تكتشف مستشعرات القرب المغناطيسي الأشياء عن طريق استشعار التغيرات في الحقول المغناطيسية.وهي تتكون من مغناطيس وعنصر استشعار مثل مفتاح القصب أو مستشعر تأثير القاعة.يتم استخدام هذه المستشعرات لاستشعار السرعة ، واكتشاف وضع الباب ، وأنظمة الأمان.

الشكل 23: مستشعر القرب المغناطيسي

المكونات الرئيسية لمستشعر القرب المغناطيسي

أجهزة استشعار القرب المغناطيسي لها أربعة أجزاء رئيسية.

جوهر الفريت مع لفائف: يولد المجال المغناطيسي.

مذبذب: يخلق المجال المغناطيسي.

TRIGGER SCHMITT: يستجيب للتغيرات في سعة التذبذب.

مضخم الإخراج: شروط إشارة الإخراج.

مبدأ العمل لأجهزة استشعار القرب المغناطيسي

تكتشف مستشعرات القرب المغناطيسي الحقول المغناطيسية الناتجة عن المغناطيس أو الأجسام المغناطيسية.يغير عنصر الاستشعار ، مثل مفتاح القصب أو مستشعر تأثير القاعة أو مستشعر مقاوم للمغناطيس ، خصائصه الكهربائية استجابةً للحقل المغناطيسي.ثم يتم تحويل هذا التغيير إلى إشارة كهربائية لمزيد من المعالجة.

أنواع أجهزة استشعار القرب المغناطيسي

مستشعرات القصب القائمة على مفتاح القصب: بسيطة وموثوقة ولكن لها دورة حياة محدودة بسبب التآكل الميكانيكي.مفاتيح القصب عبارة عن أجهزة ميكانيكية تحتوي على اثنين من القصب المعدني الحديدي المغطى في أنبوب زجاجي.عند تطبيق مجال مغناطيسي ، يجتمع القصب معًا ، واستكمال دائرة كهربائية.يمكن اكتشاف هذا التغيير من فتحة مفتوحة إلى حالة مغلقة واستخدامها كإشارة تدخل.

الشكل 24: أجهزة استشعار مستندة إلى مفتاح القصب

أجهزة استشعار Hall-Effect: توفر الحساسية المحسنة والمتانة ، تعمل على مبدأ أن المجال المغناطيسي يؤثر على جهد مادة أشباه الموصلات.تعمل أجهزة استشعار Hall-Effect على مبدأ أنه عندما يكون الحقل المغناطيسي عموديًا على تدفق التيار الكهربائي في موصل ، فإنه ينتج جهد (جهد القاعة) عبر الموصل.يمكن قياس هذا الجهد وتتماثل بشكل مباشر مع قوة المجال المغناطيسي ، مما يسمح للمستشعر بالكشف عن وجود وشدة المجال المغناطيسي.

الشكل 25: أجهزة استشعار التأثير القوي

أجهزة استشعار مقاومة للمغناطيسية: توفر حساسية عالية واستهلاك منخفضة الطاقة ، مثالية للكشف عن الحقول المغناطيسية الضعيفة والقياسات الدقيقة.تكتشف أجهزة الاستشعار المقاومة للمغناطيسية التغيرات في المقاومة الكهربائية استجابةً للحقل المغناطيسي.تتكون هذه المستشعرات من مواد تتغير مقاومتها عند تعرضها لحقل مغناطيسي.ثم يتم تحويل التباين في المقاومة إلى إشارة كهربائية ، والتي يمكن استخدامها للكشف عن المجال المغناطيسي الدقيق.

الشكل 26: أجهزة استشعار مقاومة للمغناطيس

تطبيقات أجهزة استشعار القرب المغناطيسي

في أنظمة الأمن ، تعزز أجهزة استشعار القرب المغناطيسي السلامة من خلال اكتشاف فتح وإغلاق الأبواب والنوافذ ، وتنبيهًا إلى الانتهاكات المحتملة أو الوصول غير المصرح به.هذه الميزة ذات قيمة خاصة في كل من الإعدادات السكنية والتجارية.في صناعة السيارات ، تعد هذه المستشعرات مفيدة لمراقبة أي مكونات داخل مركبة ، مثل تتبع موضع الأبواب أو الأغطية أو أغطية الجذع ، وحتى المساهمة في وظائف أنظمة الزواج المتقدمة (ADAS).من خلال توفير بيانات دقيقة وموثوقة ، تساعد مستشعرات القرب المغناطيسي في ضمان سلامة وكفاءة وموثوقية العديد من التطبيقات عبر قطاعات مختلفة.

مزايا وعيوب مستشعر القرب المغناطيسي

الكشف عن عدم الاتصال يقلل التآكل الميكانيكي ، ويقلل من احتياجات الصيانة ، ويعزز طول طول العمر كل من المستشعر والأشياء التي يتم اكتشافها ، مما يجعله بشكل خاص مفيد في البيئات المعقمة أو النظيفة حيث قد يؤدي الاتصال إلى التلوث. حساسيتها العالية مثالية للقياسات والتطبيقات الدقيقة تتطلب دقة عالية ، كما هو الحال في الأدوات العلمية ، والأجهزة الطبية ، والعمليات الصناعية المضبوطة بدقة.بالإضافة إلى ذلك ، تحافظ هذه المستشعرات أداء موثوق في البيئات القاسية يتميز بمستويات عالية من الغبار أو الرطوبة أو درجات الحرارة القصوى ، ضمان وظائف ثابتة أكثر وقت.

ومع ذلك ، هناك عيوب مثل حسنًا.في البيئات ذات التداخل الكهرومغناطيسي الكبير (EMI) ، مثل كأشخاص بالقرب من الآلات الثقيلة أو الأجهزة الإلكترونية ، قد تنتج المستشعرات قراءات كاذبة أو تصبح أقل فعالية.يمكن أن تؤثر التغيرات في درجة الحرارة على أداء أجهزة الاستشعار المغناطيسية ، والتي قد تعاني من الانجراف أو المخفض الحساسية تحت درجات الحرارة القصوى.بسبب حساسيةها للخارج الحقول المغناطيسية وتقلبات درجة الحرارة ، تتطلب أجهزة الاستشعار المغناطيسية حذرة التصميم والتنفيذ داخل الأنظمة لضمان التشغيل المناسب.هذا يمكن زيادة تعقيد وتكلفة التنمية والتكامل ، كإضافة قد تكون هناك حاجة إلى مكونات أو التدريع لحماية المستشعرات من التداخل والعوامل البيئية.

أمثلة على مستشعر القرب المغناطيسي

Sen-K11010: معروف بأفضل أداء لها في الإعدادات الصناعية.

MC-38: شائع الاستخدام في أنظمة الأمان للكشف عن وضع الباب.

PR-3150: تستخدم في تطبيقات السيارات لحساسيتها العالية.

NJK-5002: مفضل في الإلكترونيات الاستهلاكية بسبب حجمها المدمج وموثوقيتها.

معايير اختيار مستشعر القرب المغناطيسي

يتضمن اختيار المستشعر المناسب النظر في عوامل مثل بيئة التشغيل والمواد المستهدفة والحساسية المطلوبة وعامل الشكل والتكلفة.تشمل بيئة التشغيل ظروفًا مثل درجة الحرارة والرطوبة والتعرض المحتمل للمواد المسببة للتآكل ، والتي يمكن أن تؤثر بشكل كبير على أداء المستشعر وطول العمر.المواد المستهدفة أمر لا بد منه ، حيث يتم تصميم أجهزة استشعار مختلفة لاكتشاف مواد معينة بشكل أكثر فعالية.

تحدد الحساسية المطلوبة كيف يجب على المستشعر بدقة ودقة قياس التغييرات أو اكتشاف وجود المادة المستهدفة.يتعلق عامل الشكل بالحجم الفيزيائي وشكل المستشعر ، مما يضمن أنه يتناسب بسلاسة مع التطبيق المقصود.التكلفة هي عامل واحد ، حيث يوازن بين الحاجة إلى ميزات متقدمة مع قيود الميزانية.إن اختيار المستشعر بشكل صحيح عن طريق تقييم هذه العوامل يضمن أداءه على النحو الأمثل والموثوق به في تطبيقه المحدد ، مما يعزز الكفاءة الكلية وفعالية النظام.

خاتمة

أجهزة استشعار القرب هي أفضل أدوات للأتمتة والاكتشاف الدقيق ، وكل منها مصمم لتطبيقات محددة.أجهزة الاستشعار السعة قابلة للتكيف ، وتكتشف مواد مختلفة ، مما يجعلها مفيدة لاستشعار المستوى والتحقق من المواد عبر صناعات متعددة.المستشعرات الاستقرائية مفيدة في خطوط التصنيع والتجميع.أجهزة الاستشعار الكهروضوئية ، باستخدام الضوء للكشف ، مثالية للمهام التي تتطلب دقة طويلة المدى وعالية.أجهزة الاستشعار بالموجات فوق الصوتية ، المعروفة بمتانتها في البيئات القاسية ، مفيدة في صناعة الأغذية والمشروبات وكذلك في الأتمتة الصناعية.تلعب أجهزة الاستشعار المغناطيسية ، التي تكتشف الحقول المغناطيسية ، دورًا مهمًا في أنظمة السيارات وتطبيقات الأمان.يتطلب اختيار المستشعر المناسب تقييم احتياجات التطبيق المحددة والظروف البيئية وخصائص المواد المستهدفة.مع تطور التكنولوجيا ، ستبقى أجهزة استشعار القرب مهمة في قيادة الابتكارات في الأتمتة والسلامة والكفاءة ، أكدت دورها المهم في كل من التطورات التكنولوجية الحالية والمستقبلية.

الأسئلة المتداولة [الأسئلة الشائعة]

1. ما هو مستشعر القرب المستخدم؟

يتم استخدام مستشعر القرب للكشف عن وجود أو عدم وجود كائن دون اتصال مادي.ويعمل عادة في الأتمتة الصناعية وأنظمة الأمن والإلكترونيات الاستهلاكية.على سبيل المثال ، في التصنيع ، تساعد مستشعرات القرب في التحكم في الآلات من خلال اكتشاف موضع المواد.في الهواتف الذكية ، يقومون بإيقاف تشغيل الشاشة عندما يتم إلقاء الهاتف على الأذن أثناء المكالمة.

2. هل يمكن لمستشعر القرب اكتشاف البشر؟

نعم ، يمكن لمستشعر القرب اكتشاف البشر.أنواع محددة ، مثل أجهزة استشعار الأشعة تحت الحمراء (IR) وأجهزة الاستشعار بالموجات فوق الصوتية ، فعالة بشكل خاص لهذا الغرض.يتم استخدامها في الأبواب التلقائية وأنظمة الإضاءة وأجهزة الإنذار الأمنية للكشف عن الوجود البشري.

3. ما هو الفرق بين المستشعر ومستشعر القرب؟

المستشعر هو مصطلح واسع لأي جهاز يكتشف ويقيس خاصية مادية (على سبيل المثال ، درجة الحرارة والضغط والرطوبة) ويحوله إلى إشارة للمراقبة أو التحكم.مستشعر القرب هو نوع محدد من المستشعر الذي يكتشف وجود أو عدم وجود كائن داخل نطاق معين دون اتصال مادي.

4. هل مستشعر القرب مفتاح؟

مستشعر القرب نفسه ليس مفتاحًا ، ولكنه يمكن أن يتصرف مثل أحد.يمكن أن يرسل إشارة عند اكتشاف كائن ، والذي يمكن استخدامه لفتح أو إغلاق دائرة كهربائية ، على غرار كيفية عمل المفتاح.

5. هل أجهزة استشعار القرب آمنة؟

نعم ، أجهزة استشعار القرب آمنة بشكل عام للاستخدام.وهي مصممة للعمل دون اتصال مادي ، مما يقلل من خطر الأضرار التي لحقت كل من المستشعر والأشياء التي يكتشفونها.يتم استخدامها أيضًا في تطبيقات السلامة لمنع الحوادث ، مثل إيقاف الآلات عند اكتشاف الشخص في مكان قريب.

6. ما هي الأسلاك الثلاثة على مستشعر القرب؟

تتكون الأسلاك الثلاثة على مستشعر القرب عادة من سلك إمداد الطاقة (إيجابي) ، وسلك أرضي (سلبي) ، وسلك إشارة الخرج.يوفر سلك الطاقة الجهد اللازم لتشغيل المستشعر ، ويكمل السلك الأرضي الدائرة الكهربائية ، ويقوم سلك الخرج بنقل إشارة الكشف.