سنسور القایی آلتون 

درباره سنسور القایی :

سنسورالقایی ،حسگری برای تشخیص فلزات، بدون تماس با اشیا،با فاصله سنس 1.5تا2 میلی متر(mm) هست که دارای دونوع سنسور سرتخت وسنسور کله دار با محدوده سنس متفاوت است.

ساختار این سنسور شامل یک المان حساس، سیگنال دهی ،میدان مغناطیسی و خروجی است که می تواند به صورت جریان یا ولتاژ تولید شود.

سنسور های القایی براساس پایه ها ونحوه اتصال سنسور به سیستم کاربر به دونوع سنسور دو سیم و سه سیم با عملکرد و دقت متفاوت دسته بندی می شود.

حسگر های القایی دارای مزایایی مانند حساسیت بالا ،سرعت بالا، دسترسی اسان، … و معایبی همچون قطعی شبکه، تداخل الکترومغناطیسی و… است که باتوجه به ویژگی هایی که دار در اتوماسیون صنعتی ،رباتیک ،سیستم های هوشمند، سیستم های انرژی خورشیدی، سیستم های ناوبری، سیستم های ذخیره سازی داد و… کاربرد دارد.

سنسور القایی آلتون  

سنسور القایی آلتون (Alton Inductive Sensor) یک دستگاه حسگر است که برای تشخیص و اندازه‌گیری میدان‌های القایی استفاده می‌شود. این سنسور توسط شرکت آلتون تولید می‌شود.

سنسورهای القایی بر اساس اصل تغییر جریان الکتریکی در نزدیکی یک جسم فلزی کار می‌کنند. آنها قادر به شناسایی میدان‌های القایی تولید شده توسط جسمهای فلزی هستند. وقتی جسم فلزی نزدیک به سنسور القایی قرار می‌گیرد، میدان القایی حاصل از جریان متناوب (AC) که از طریق جسم فلزی عبور می‌کند، جریانی در سنسور القایی ایجاد می‌کند. سنسور القایی آلتون این جریان را تشخیص می‌دهد و به اندازه و شدت میدان القایی متناسب با آن استعلام داده می‌دهد. از این رویکرد برای شناسایی اشیاء فلزی، اندازه‌گیری فاصله و جریان متناوب در برخی از برنامه‌ها استفاده می‌شود.

کاربرد سنسور القایی

سنسور القایی آلتون بر اساس ویژگی هایی مثل حداکثر فاصله تشخیص در محدوده میدانی، فرکانس کاری، و حساسیت به شدت میدان القایی در پروژه‌های صنعتی مختلف از جمله خودروسازی، الکترونیک صنعتی، کنترل کیفیت، رباتیک و… استفاده کرد.

علاوه بر این، سنسور القایی قابلیت تشخیص حرکت، موقعیت، فشار و دما را نیز دارا است. این قابلیت‌ها اجازه می‌دهد که سنسور در برخی از سیستم‌های تصویربرداری پزشکی مانند رنگبرداری، در خودروها برای تشخیص و پیگیری جریان‌های الکتریکی مورد استفاده قرار گیرد. همچنین، در دستگاه‌های الکترونیکی مانند گوشی‌های هوشمند، تبلت‌ها و دستگاه‌های دیجیتالی، صنایع برق و الکترونیک، رباتیک و اتوماسیون صنعتی نیز از این سنسور استفاده می‌شود.

ساختار سنسور القایی

ساختار سنسور القایی شامل:
_ میدان مغناطیسی : این سنسورها دارای یک منبع مغناطیس دائمی هستند که یک میدان مغناطیسی ثابت در فضا ایجاد می کند. برای ساختن میدان مغناطیسی متغیر از مغناطیس های متحرک یا الکترومغناطیسی استفاده می‌شود.
_ حلقه های فلزی : این سنسورها شامل یک یا چند حلقه فلزی هستند که مولفه های مغناطیسی میدان مغناطیسی را به داخل حلقه جذب می‌کنند. این حلقه‌ها به عنوان پیچ‌های اولیه یا ثانویه در ساختار سنسور می‌توانند استفاده شوند.
_ مدار الکترونیک : یک مدار الکترونیکی برای تقویت و پردازش سیگنال جریان الکتریکی القایی در محیط وجود دارد. این مدار می‌تواند شامل تقویت کننده‌ها، فیلترها، مبدل‌ها و میکروکنترلرها باشد.

محدوده سنس سنسور القایی آلتون

سنسور القایی آلتون دارای دونوع است:

shielded (محافظت شده ـ سرتخت) که محدوده سنس آن 1/5mm است.

unshielded (بدون محافظ ـ سربلند ) که محدوده سنس ان 2mm است.

سنسور القایی آلتون سرتخت و سربلند هر دو از نوع سنسور القایی هستند و در اصل تفاوت اصلی بین این دو سنسور در طراحی انها است. سنسور القایی آلتون سرتخت دارای قطب‌نماهایی است که به صورت عمودی در محور حسگر قرار دارند. این سنسور بیشتر برای تشخیص جهت و قرار گیری مغناطیس در فضا استفاده می‌شود.

به طور مقابل، سنسور القایی سربلند دارای قطب نمایی است که به صورت افقی در محور حسگر قرار دارد. این سنسور بیشتر برای تشخیص میدان مغناطیسی و شدت آن بکار می‌رود. بنابراین، تفاوت اصلی بین دو نوع سنسور القایی آلتون shielded و un shielded، در طرح قطب نماها و نحوه استفاده آنها برای تشخیص جهت و شدت میدان مغناطیسی است.

در نتیجه سنسورهای آلتون با کنتاکت های باز و بسته تولید شده و قادر است تا فاصله 1/5 تا 2 mm را سنس کند.

بررسی سنسور های دوسیم و سه سیم

سنسورهای القایی آلتون را می توان براساس تعدادپایه های سنسور و نحوه اتصال به سیستم ارتباطی مشتری به دو دسته دوسیم و سه سیم تقسیم کرد .

سنسور القایی دوسیم یا دو پایه از دو سیم برای اتصال به سیستم استفاده می کند. سیم اول برای انتقال تغییرات ولتاژ فرکانس بالا از سنسور به سیستم استفاده می شود و سیم دوم به عنوان زمین عمل می کند.

از سنسور القایی دوسیم میتوان در سیستم های امنیتی ( در اعلام حریق و نشت گاز برای انداز گیری میزان حرارت، دود، دی اکسید کربن ) ، خودروها ( برای اندازه‌گیری و کنترل مواردی مانند دمای فرمان، دمای مایع خنک کننده موتور و غیره)، صنایع معدنی( برای اندازه‌گیری میزان شتاب در مکان هایی مانند سنگ‌شکن‌ها، برزنت‌ها یا دستگاه‌های بالابری)،کشاورزی وابیاری (در سیستم‌های آبیاری کشاورزی می‌توانند برای اندازه‌گیری میزان رطوبت خاک و سنجیدن وضعیت آبیاری) و… استفاده می شود.

سنسور القایی سه سیمه از سه سیم برای اتصال به سیستم استفاده می کند. دو سیم اول برای انتقال تغییرات ولتاژ و سیگنال فرکانس بالا از سنسور به سیستم استفاده می شود و سیم سوم به عنوان زمین عمل می کند.

ازکاربرد های سنسور القایی سه سیم می توان به اندازه گیری دما ( در برخی برنامه‌های صنعتی و خانگی )،کنترل رطوبت (برای کنترل و اندازه‌گیری رطوبت در محیط‌های مختلف)، کنترل وتنظیم نور (برای کنترل نور در یک محیط) ،کنترل سرعت ( کنترل سرعت در برخی ماشین‌آلات و سیستم‌های اتوماسیون صنعتی مانند کنترل موتورها) و… اشاره کرد.

در هر دو حالت، سنسور القایی با استفاده از میدان الکترومغناطیسی اطلاعات را تشخیص می دهد و آن را به سیستم مخابراتی منتقل می کند تا پردازش و تجزیه و تحلیل شود.

انواع سنسورهای القایی

1- سنسور  القایی فشار بالا

سوییچ‌های القایی مقاوم در برابر فشار ، نوعی از سنسورها هستند که در آن  فولاد ضد زنگ مقاوم  و با دوام استفاده می‌شود و پوشش آن به شدت در برابر فشار مقاوم است است.

2- سنسور  القایی دمابالا

این سنسور ویژه‌ی کاربردهایی هست که در آن‌ها ، دماهای بسیار بالا(180درجه سانتی گراد ) وجود دارد که درکوره های صنعتی، محفظه‌های احتراق، دستگاه و تجهیزات پردازش متالورژی و صنایع شیشه و… مورد استفاده قرارمیگیرد.

3- سنسور  القایی مستطیلی

این نوع سنسور فضای کمتری را اشغال کرده و در مکان هایی که فضای محدودتری دارند استفاده می شوند.

درواقع دو نوع سنسور القایی مستطیلی داریم :

درنوع اول سطح سنسینگ (حسگری) روی دوطرف کوچک قرار دارد درنتیجه  باید به ارتفاع سنسور دقت شود.

درنوع دوم سطح سنسینگ روی دوطرف بزرگتر قرار دارد در نتیجه باید به طول سنسور دقت شود.

4- سنسور  القایی انالوگ

این سنسورها در برابر نویز اثرپذیرند پس باید در برابر نویز نیز محافظت شوند. از موارد کاربرد آن‌ها می توان به اندازه‌گیری فاصله‌ی قطعات فلزی از سنسور،اندازه‌گیری ضخامت قطعات فلزی، جداسازی قطعات با ابعاد مختلف و غیره اشاره کرد.

5- سنسور القایی بامحافظت بالا

  این نوع  سنسورهای القایی ، سنسورهایی هستند که در برابر تمام شرایط سخت محیطی و کاری مقاوم هستند و تقریبا در تمام صنایع استفاده می‌شوند.

درساخت این سنسور ها میتوان از سنسور های دریایی که ضداب، ضد خوردگی و مقاوم دراب شوراست استفاده کرد.

6- سنسور القایی  کاملا فلزی

این سنسوردارای پوششی فولادی وضدزنگ است که در برابر مواد شیمیایی و ضربه بسیار مقاوم است.

سنسورهای بامحافظت بالا برای استفاده در صنایعی مختلف تولید غذا ونوشیدنی،داروسازی، فلزکاری ، شیمیایی و…ایده‌آل هستند.

7- سنسورهای  القایی  مقاوم دربرابر  جوشکاری

سنسوری مقاوم در برابر جوشکاری که در کارهای جوشکاری استفاده می‌شوند و می‌توانند میدان‌های مغناطیسی با شدت بالا راتحمل کنند.

ازاین سنسور ها در قطعات الکترونیکی مقاوم در برابر میدان مغناطیسی، بدنه مقاوم در برابر جرقه‌ها و گدازه‌های جوشکاری استفاده می شود.

مزایای  سنسور  القایی آلتون

1- دقت بالا : سنسور  القایی قادر به تشخیص تغییرات کوچک و دقیق در میدان الکتریکی یا مغناطیسی است، بنابراین قابلیت اندازه گیری دقیق را دارد.

2- حساسیت بالا : سنسور القایی توانایی تشخیص حساس به تغییرات میدان را دارد و به اندازه کوچکترین تغییرات در میدان الکتریکی یا مغناطیسی پاسخ می دهد.

3- سرعت بالا : سنسور  القایی  قادر است به صورت فوری و در زمان کوتاهی تغییرات میدان را تشخیص دهد.

4- دسترسی آسان : این سنسورها  با قیمتی مناسب و گسترده قابل دسترسی هستند و در انواع مختلفی از بازار یافت می شوند.

5- مقاومت در برابر محیط : برخی از سنسورهای القایی نسبت به عوامل محیطی مانند آب، گرد و خاک و دما مقاومت بالایی دارند.

6- کاربردهای گسترده : سنسورهای القایی در صنعت، پزشکی، حمل و نقل و بسیاری از سایر صنایع استفاده می شوند. این سنسورها می توانند در انواع دستگاه ها و سیستم ها به عنوان یک ورودی حساسیت پذیر استفاده شوند.

معایب  سنسور القایی آلتون

1- قطعی شبکه : در صورت قطع شدن همه یا بخشی از تامین کننده توان به سنسور، عملکرد صحیح و دقیقی از سنسور  القایی  آلتون  انتظار نمی رود.

2- کنتوپوئیه ( توانایی سنسور در تشخیص و اندازه‌گیری میزان تغییرات فیزیکی) : در صورت تغییر کنتوپوئیه  جریان الکتریکی ، سنسور  القایی  آلتون  ممکن است عملکرد غیر منتظره ای از خود نشان دهد و دقت آن کاهش یابد.

3- تداخل  الکترومغناطیسی : ممکن است سنسور  القایی  آلتون  تحت تأثیر تداخل  الکترومغناطیسی  قرار بگیرد که می تواند عملکرد صحیح آن را تحت تأثیر قرار دهد.

4- ابزارهای  مورد نیاز : برای نصب ، راه اندازی و تنظیم  سنسور  القایی آلتون ، ابزارهای خاصی نیاز است که ممکن است هزینه و زمان بیشتری را به دنبال داشته باشد.

5- ابعاد فیزیکی : سنسور القایی  التون  به دلیل وجود مدارات الکتریکی داخلی، ابعاد بزرگتری نسبت به سایر انواع سنسورها دارد که در بعضی موارد، نصب آن به مشکل برخورد کند.

6-  قابلیت  اطمینان : عمر مفید سنسور  القایی  آلتون  ممکن است محدود باشد و نیاز به تعویض دوره ای داشته باشد. همچنین، در صورت حادثه یا خرابی در دستگاه سنسور، ممکن است منجر به اختلال در سیستم توان شود.

7-  هزینه : سنسور  القایی  آلتون، به دلیل وجود مدارهای الکتریکی پیچیده و قابلیت های خاص، هزینه بالایی دارد که ممکن است برای بعضی از کاربران قابل قبول نباشد.

نصب سنسور القایی

ابتدا برای ایمنی بیشتر از قطعی برق مطمئن شده ، سپس برای نصب سنسور کابل را(کابل مثبت به منبع تغزیه مثبت و کابل مفنی به منبع تغذیه منفی)متصل کنید .

حال میتوانید میزان حساسیت  سنسور  را تنظیم کنید .(توجه داشته باشید که همه سنسورهای القایی این ویژگی را ندارند) .

دراخر میتوانید برق را متصل کرده و از نصب آن مطمئن شوید.

کلام اخر

درنتیجه حسگرهای الکترو مغناطیسی آلتون به دلیل دقت و قابلیت اندازه گیری در شرایط محیطی مختلف و کاربردهای گوناگون ابزار های بسیار مهمی در صنعت وفناوری محسوب می شوند .

مشخصات کلی سنسور القایی آلتون :

• محدوده‌ی جریان قابل اندازه‌گیری : 1/5 تا 2 mm.
• حساسیت : حدود 1 تا 100 میلی ولت.
• ولتاژ عملکرد :  12 تا 24 ولت.
• دمای عملکرد:  40 تا 120+ درجه سانتیگراد .
• دقت سنسور :  0.5٪ .
• قابلیت مقاومت  در برابر شرایط محیطی : بنابر نوع آن می توان داشته یا نداشته باشد.
• کشور _ سازنده : ایران