Senzor přiblížení

Senzor přiblížení , také dotykový spínač ( anglicky  proximity sensor ) - polohový spínač, který funguje bez mechanického kontaktu s pohyblivou částí (strojem). Polohový spínač - automatický spínač ovládacího obvodu, jehož ovládací mechanismus se aktivuje, když pohyblivá část stroje dosáhne předem stanovené polohy. [1] [2]

Absence mechanického kontaktu mezi působícím předmětem a citlivým prvkem poskytuje řadu specifických vlastností zařízení.

Aplikace

Kapacitní senzory přiblížení jsou oblíbené jako klávesnice na domácích spotřebičích (jako jsou varné desky). Jejich předností je jednotnost provedení, jednoduchost a nízké náklady na realizaci, snadnost těsnění.

Pyrometrické bezkontaktní snímače pohybu jsou široce používány v systémech zabezpečení budov.

Ultrazvukové senzory najdeme nejčastěji v parkovacích asistenčních systémech (parkovacích radarech) automobilů a v systémech ochrany území.

Průmyslová automatizace

Bezkontaktní senzory jsou široce používány v průmyslové automatizaci:

• jako koncové snímače v průmyslu obráběcích strojů (zejména indukční snímače);
• pro evidenci (počítání, polohování, třídění) předmětů na dopravnících (používají se indukční a optické senzory).

Pro průmyslovou automatizaci zavedl GOST 26430-85 termín "proximity switch". Následně GOST R 50030.5.2-99 nahradil termín "bezkontaktní snímač" [3] . V současnosti se pro tyto produkty používají oba termíny.

Jak to funguje

• Kapacitní bezkontaktní spínače. Měří se kapacita elektrického kondenzátoru, do jehož vzduchového dielektrika vstupuje registrovaný předmět. Používají se jako bezdotykové („dotykové“) klávesnice a jako snímače hladiny kapalin.
• Indukční přibližovací spínače. Měří se parametry indukční cívky, do jejíhož pole vstupuje registrovaný kovový předmět. Detekční rozsah typického průmyslového senzoru je od zlomků po jednotky centimetrů. Vyznačují se jednoduchostí, nízkou cenou a vysokou stabilitou parametrů. Široce používané jako koncové měrky pro obráběcí stroje.
• Optické spínače jsou bezkontaktní. Fungují na principu blokování paprsku světla neprůhledným předmětem. Rozsah typických průmyslových senzorů je od zlomků po jednotky metrů. Jsou široce používány na dopravníkových linkách jako snímače přítomnosti předmětu, používají se také k řízení prostorových charakteristik předmětu (výška, délka, šířka, hloubka, průměr) a vysílají signál do řízeného mechanismu, když je dosaženo zadaného prahu. Specifickou odrůdou jsou laserové dálkoměry .
• ultrazvukové senzory. Fungují na principu ultrazvukové echolokace. Poměrně levné řešení umožňuje měřit vzdálenost k objektu. Široce používané v parkovacích senzorech automobilů.
• mikrovlnné senzory. Fungují na principu umístění mikrovlnného záření „přes“ nebo „odražené“. Obdržená omezená distribuce v bezpečnostních systémech jako senzory přítomnosti nebo pohybu.
• Magneticky citlivé bezkontaktní spínače. Jednoduchý pár magnet  - jazýčkový spínač nebo Hallův senzor . Levné a jednoduché na výrobu. Jsou široce používány v systémech kontroly přístupu a zabezpečení budov jako senzory otevření dveří a oken.
• pyrometrické senzory. Zaznamenávají se změny v infračerveném záření pozadí. Jsou široce používány v systémech zabezpečení budov jako pohybové senzory.

Infračervený senzor lidského pohybu

Aplikace

• Automatické ovládání osvětlení
• Různé automatizované řídicí systémy (ACS)

Princip činnosti senzoru

Princip činnosti je založen na sledování úrovně infračerveného záření v zorném poli snímače (obvykle pyroelektrické ). Signál na výstupu senzoru monotónně závisí na úrovni IR záření zprůměrované přes zorné pole senzoru. Když se objeví osoba (nebo jiný masivní předmět s teplotou vyšší než je teplota pozadí), napětí na výstupu pyroelektrického senzoru vzroste. Aby bylo možné určit, zda se objekt pohybuje, používá snímač optický systém - Fresnelovu čočku . Někdy se místo Fresnelovy čočky používá systém konkávních segmentových zrcadel. Segmenty optického systému (čočky nebo zrcadla) zaměřují infračervené záření na pyroelektrický prvek, který vytváří elektrický impuls. Jak se zdroj infračerveného záření pohybuje, je zachycován a zaostřován různými segmenty optického systému, které tvoří několik po sobě jdoucích pulzů. V závislosti na nastavení citlivosti senzoru musí být odeslány 2 nebo 3 impulsy do pyroelektrického prvku senzoru, aby se vydal konečný signál.

Literatura

• GOST R 50030.5.1-2005 — Nízkonapěťová distribuční a řídicí zařízení. Část 5. Zařízení a spínací prvky řídicích obvodů. Kapitola 1. Elektromechanická zařízení pro řídicí obvody.
• GOST R 50030.5.2-99 — Nízkonapěťová distribuční a řídicí zařízení. Část 5-2. Přístroje a spínací prvky regulačních obvodů. Bezkontaktní senzory. (pauzovací papír podle IEC 60947-5-2)
• Časopis "Automatizace a výroba" č. 1'02.

Poznámky

1. ↑ GOST R IEC 60050-441-2012 Spínací zařízení, ovládací zařízení a pojistky. Kapitola 441
2. ↑ GOST R 50030.5.2-99 (IEC 60947-5-2-97) Nízkonapěťová rozvodná a řídicí zařízení. Část 5-2. Přístroje a spínací prvky regulačních obvodů. Senzory přiblížení
3. ↑ GOST R 50030.5.2 . Získáno 16. srpna 2011. Archivováno z originálu dne 22. února 2014. (neurčitý)