Nærhetssensorer – finn produsenter og leverandører

Nærhetssensorer registrerer gjenstander, arbeidsstykker eller maskindeler uten fysisk kontakt innenfor et avgrenset registreringsområde.

De brukes til å overvåke tilstedeværelse, posisjon, endeposisjoner eller bevegelsessekvenser. Sensorsignalet kan deretter behandles av en styreenhet for å utløse maskinfunksjoner, stoppe prosesser eller sette i gang videre automatiseringstrinn.
Avhengig av måleprinsippet registrerer nærhetssensorer metalliske, ikke-metalliske, gjennomsiktige, flytende eller faste objekter. Vanlige typer inkluderer induktive, kapasitive, optiske, magnetiske og ultralydbaserte nærhetssensorer.
Typiske bruksområder finnes innen maskin- og anleggsbygging, automatiserings- og monteringsteknologi, transportbåndsystemer, pakkemaskiner, maskinverktøy, lagerteknologi og håndteringsutstyr.
Nedenfor følger en oversikt over typiske typer, bruksområder, fordeler, begrensninger og viktige utvalgskriterier for nærhetssensorer.

Typer av nærhetssensorer

Induktive nærhetssensorer

Induktive nærhetssensorer registrerer metalliske objekter gjennom endringer i et elektromagnetisk felt.
Når et metallobjekt nærmer seg den aktive sensoroverflaten, genereres virvelstrømmer i objektet. Disse påvirker det elektromagnetiske feltet og utløser et utgangssignal når den definerte avstanden er nådd.
Induktive sensorer fungerer berøringsfritt, er i stor grad slitasjefrie og har korte responstider. De er spesielt egnet for å registrere stål, rustfritt stål, aluminium, messing og andre metaller.
Den oppnåelige avstanden avhenger imidlertid av materialet, størrelsen på målobjektet og sensorens utforming.

Kapasitive nærhetssensorer

Kapasitive nærhetssensorer registrerer endringer i et elektrisk felt.
I tillegg til metaller kan de registrere plast, glass, tre, papir, pulver og væsker. Dette gjør dem egnet for nivåovervåking, materialregistrering og overvåking av ikke-metalliske arbeidsstykker.
Kapasitive sensorer kan noen ganger også registrere materialer gjennom ikke-ledende beholdervegger.
Fuktighet, støvavleiringer og endringer i materialegenskaper kan påvirke utløsningsatferden. Det er derfor ofte nødvendig med presis justering av følsomheten.

Optiske nærhetssensorer

Optiske nærhetssensorer bruker synlig eller infrarødt lys til objektdeteksjon.
Diffusrefleksjonssensorer evaluerer lys som reflekteres av objektet. Retrorefleksjonssensorer fungerer med en motliggende reflektor, mens gjennomstrålingssensorer bruker separate sendere og mottakere.
Optiske sensorer har større rekkevidde enn mange induktive eller kapasitive modeller og kan også registrere små objekter.
Farge, glans, gjennomsiktighet, omgivelseslys og forurensning kan imidlertid forringe detekteringen.

Ultralyd-nærhetssensorer

Ultralydnærhetssensorer sender ut lydimpulser og analyserer refleksjonen fra målobjektet.
Siden målingen i stor grad er uavhengig av farge og optisk gjennomsiktighet, kan også mørke, blanke eller delvis gjennomsiktige objekter detekteres.
Ultralydsensorer er egnet for tilstedeværelsesovervåking, avstandsdeteksjon og applikasjoner for fyllnivåmåling.
Svært små, myke, vinklede eller svært lydabsorberende objekter kan være vanskeligere å registrere.

Magnetiske nærhetssensorer

Magnetiske nærhetssensorer reagerer på et magnetfelt.
De brukes ofte til å registrere posisjonen til stempler i pneumatiske eller hydrauliske sylindere, klaffer, dører eller andre bevegelige komponenter.
Avhengig av utformingen fungerer de med reed-kontakter, Hall-sensorer eller magnetoresistive målemetoder.
Målobjektet må enten være magnetisk i seg selv eller være utstyrt med en magnet.

Mekanisk aktiverte nærhetssensorer

Mekanisk aktiverte nærhetsbrytere registrerer et objekt gjennom direkte kontakt.
De kan ha et stempel, en rullearm eller en fjærstang som aktiveres når arbeidsstykket kommer i kontakt med dem.
Strengt tatt er disse enhetene ikke berøringsfrie sensorer, men i praksis brukes de ofte til lignende oppgaver som overvåking av endeposisjon eller tilstedeværelse.
De er robuste og enkle å evaluere, men er utsatt for mekanisk slitasje.

Anvendelser av nærhetssensorer

Mekanisk og anleggsteknikk

Innen maskinteknikk registrerer nærhetssensorer arbeidsstykker, glideelementer, verktøy, tannhjul og andre bevegelige komponenter.
De overvåker endeposisjoner, bekrefter fullførte bevegelser og gir signaler for neste trinn i prosessen.
Induktive sensorer er spesielt vanlige der metalliske maskinkomponenter må detekteres pålitelig.

Automatisering og monteringsteknologi

I monteringssystemer kontrollerer nærhetssensorer om komponenter er til stede, riktig satt inn eller fullstendig plassert.
De overvåker gripere, matesystemer, klemmeanordninger og arbeidsstykkebærere.
Korte responstider og høy repeterbarhet er spesielt viktig ved høye maskinsyklusfrekvenser.

Transportbånd- og logistikkteknologi

På transportbånd og rullebaner registrerer nærhetssensorer containere, pakker, paller og andre transporterte varer.
De støtter materialstrømkontroll, teller arbeidsstykker og oppdager flaskehalser eller ledige overføringsposisjoner.
Avhengig av materiale og avstand brukes optiske, kapasitive eller ultralydsensorer.

Emballasjeteknologi

I emballasjemaskiner overvåker nærhetssensorer produkter, filmer, kartonger, lukkinger og emballasjeelementer.
De kan oppdage manglende deler, utløse skjære- eller forseglingsoperasjoner og kontrollere posisjonen til de emballerte varene.
Spesielt egnede optiske eller ultralydmetoder er nødvendige for gjennomsiktige filmer eller svært reflekterende overflater.

Maskinverktøy

I maskinverktøy overvåker nærhetssensorer klemtilstander, verktøyposisjoner, beskyttelsesdeksler og bevegelige akser.
De må ofte tåle kjølevæsker, metallspon og vibrasjoner.
Robuste hus og høy beskyttelsesgrad er derfor spesielt viktig.

Overvåking av fyllnivå

Kapasitive, optiske og ultralydbaserte nærhetssensorer kan overvåke fyllnivået eller tilstedeværelsen av væsker, granulat og pulver.
Avhengig av bruksområdet utføres målingen direkte i mediet eller gjennom en beholdervegg.
Egnetheten avhenger av materialegenskaper, beholdergeometri, avleiringer og miljøforhold.

Dører, klaffer og beskyttelsesanordninger

Magnetiske eller induktive nærhetssensorer overvåker posisjonen til dører, klaffer og beskyttelsesdeksler.
De kan indikere om en beskyttelsesanordning er åpen eller lukket.
Sikkerhetsrelaterte bruksområder krever egnede og godkjente sikkerhetssensorer.

Fordeler med nærhetssensorer

• Berøringsfri og slitasjefri gjenstandsdeteksjon
• Rask respons i automatiserte prosesser
• Høy repeterbarhet
• Kompakt integrering i maskiner og anlegg
• Deteksjon av ulike materialer avhengig av måleprinsippet
• Overvåking av tilstedeværelse, posisjon og endeposisjoner
• Egnet for høye koblingsfrekvenser
• Enkel tilkobling til styringsenheter
• Versjoner for tøffe industrielle miljøer
• Lavt vedlikeholdsbehov ved riktig valg

Begrensninger ved nærhetssensorer

• Induktive nærhetssensorer registrerer kun metalliske gjenstander. Registreringsavstanden kan variere betydelig avhengig av metalltypen.
• Kapasitive sensorer er følsomme for fuktighet, avleiringer og endringer i materialegenskaper. Dette kan føre til behov for justering eller feilaktig utløsning.
• Optiske sensorer kan påvirkes av smuss, støv, omgivelseslys, gjennomsiktige materialer eller svært reflekterende overflater.
• Ultralydsensorer krever en tilstrekkelig stor og gunstig orientert reflekterende overflate. Myke, små eller skråstilte gjenstander kan kun detekteres i begrenset grad.
• Magnetiske nærhetssensorer krever et passende magnetfelt og kan påvirkes av eksterne magnetiske påvirkninger.
• Den faktiske måleavstanden avhenger ikke bare av sensoren, men også av objektets størrelse, materiale, monteringsposisjon og miljøforhold.
• Flere sensorer som er installert tett sammen, kan forstyrre hverandre, avhengig av måleprinsippet.
• Standard nærhetssensorer er ikke automatisk egnet for sikkerhetsrelaterte funksjoner. Spesielt testede sikkerhetssensorer må brukes til slike anvendelser.

Viktige utvalgskriterier for nærhetssensorer

Materialet i målobjektet

Måleprinsippet må være egnet for objektet som skal detekteres.
Metalliske arbeidsstykker kan detekteres spesielt pålitelig med induktive sensorer. Kapasitive, optiske eller ultralydsensorer er mer egnet for plast, glass, væsker eller pulver.
Farge, glans, gjennomsiktighet og overflatestruktur må også tas i betraktning.

Måleavstand

Den nødvendige avstanden avhenger av installasjonssituasjonen og mulige toleranser i objektets posisjon.
Den nominelle avstanden som er angitt i databladet, er vanligvis bestemt under definerte testforhold. I den faktiske bruken kan materiale, temperatur og installasjonsmiljø redusere den brukbare avstanden.
En tilstrekkelig driftsreserve øker påliteligheten.

Utforming og installasjonstype

Nærhetssensorer er tilgjengelige i sylindriske, rektangulære, ringformede og spesielt kompakte utførelser.
Gjengestørrelser som M8, M12, M18 og M30 er mye brukt for sylindriske sensorer.
Sensorer som kan monteres innfelt, kan i stor grad bygges inn i metalloverflater. Uinnfelte versjoner krever mer klaring rundt den aktive overflaten, men gir ofte en lengre avstand.

Bryterfrekvens og responstid

Hurtigbevegelige arbeidsstykker og høye maskinsyklusfrekvenser krever en tilstrekkelig høy koblingsfrekvens.
Sensoren må registrere objektet innen den tilgjengelige tiden og overføre signalet til kontrolleren uten forsinkelse.
Induktive og optiske sensorer er ofte spesielt egnet for raske koblingsoperasjoner.

Utgangsfunksjon

Nærhetssensorer er tilgjengelige med PNP-, NPN-, relé- og digitale utganger.
Det må også defineres om utgangen skal fungere som normalt åpen, normalt lukket eller omskiftbar.
Utgangssignalet, driftsspenningen og tilkoblingstypen må være kompatible med den eksisterende kontrolleren.

Tilkobling og grensesnitt

Avhengig av utførelsen skjer den elektriske tilkoblingen via en fast kabel, en kontakt eller en klemme.
En binær utgang er tilstrekkelig for enkle koblingsoppgaver. Konfigurerbare sensorer kan overføre ytterligere diagnostikk- og prosessdata via digitale grensesnitt.
Standardisert kommunikasjon forenkler igangkjøring, tilstandsovervåking og utskifting av enheter.

Miljøforhold

Temperatur, fuktighet, støv, oljer, kjølevæsker, kjemikalier og vibrasjon påvirker valg av sensor.
Sensoren må ha en passende beskyttelsesgrad og tilstrekkelig mekanisk og kjemisk motstand.
Spesielle materialer og godkjenninger kan være nødvendige for næringsmiddelindustrien, utendørs bruk, potensielt eksplosive omgivelser eller hygieniske prosesser.

Forstyrrelser og monteringsavstander

Metallkonstruksjoner, nærliggende sensorer, elektriske kabler og elektromagnetiske felt kan påvirke utløsningsatferden.
Installasjons- og minimumsavstandene som er angitt av produsenten, må derfor overholdes.
Sikker montering forhindrer at vibrasjoner eller posisjonsendringer fører til upålitelige koblingspunkter.

Indikatorer og diagnostikk

Mange nærhetssensorer har LED-er som indikerer driftsstatus, koblingstilstand eller feil.
Avanserte diagnostiske funksjoner kan rapportere kortslutninger, forurensning, svake signaler eller utilstrekkelige driftsreserver.
Denne informasjonen forenkler igangkjøring og forebyggende vedlikehold.

Sammendrag

Nærhetssensorer registrerer objekter og maskinkomponenter innenfor et definert registreringsområde og sender signaler for styring, overvåking og automatisering.
Avhengig av målmaterialet og bruksområdet brukes induktive, kapasitive, optiske, magnetiske eller ultralydbaserte nærhetssensorer.
De viktigste utvalgskriteriene inkluderer målmateriale, avstand, design, koblingsfrekvens, utgangssignal og miljøforhold.
Begrensningene ved det respektive måleprinsippet må tas i betraktning for å sikre pålitelig gjenkjenning av objekter og unngå feilaktig utløsning.

Nærhetssensorer er tilgjengelige fra ulike produsenter og leverandører. Omfattende informasjon om produsenter og leverandører av nærhetssensorer fra hele verden finnes på Exportpages.