Indukční senzory přiblížení umožňují bezkontaktně detekovat, příp. měřit, přiblížení elektricky vodivých předmětů na vzdálenosti až desítek mm. OMRON E2E-X7D1-N je pouze dvouvodičový odolný senzor s impulzním spínaným výstupem vhodný i pro velmi znečištěná a náročná prostředí těžkého průmyslu. I zde poskytují dlouhou životnost a spolehlivost.

V průmyslu a jeho aplikacích se často setkáváme s nutností bezdotykově spolehlivě detekovat pohyb, dorazy, limitní posuv, natočení, vyosení apod. Pokud detekovaný materiál je kov (elektricky vodivý materiál), je nejvhodnější použít indukční senzory. Ty totiž dlouhodobě nejlépe z všech ostatních typů senzorů přiblížení zvládají prašné, mokrém i jinak nehostinném prostředí například těžkého průmyslu.

Dnes je na celosvětovém trhu nepřeberné množství výrobců těchto senzorů (snímačů) s různými vlastnostmi, často optimalizovanými pro konkrétní použití a pracovní podmínky. Jedním z typických představitelů, který je často využívaný v lehkém i těžkém průmyslu je indukční senzor přiblížení OMRON E2E-X7D1-N, s který mám možnost dlouhodobě pracovat a tak i posoudit jeho spolehlivost a životnost.

Jak funguje spínaný dvouvodičový výstup ?

Indukční senzor přiblížení se dvouvodičovým spínaným tranzistorovým výstupem využívá hnědý kladný vodič zároveň k napájení snímače a zároveň k šíření informace o přítomnosti nebo nepřítomnosti kovu. Předávání informace se provádí otevíráním a zavíráním výstupního tranzistoru, který provádí snížení úbytku napětí mezi oběma výstupními vodiči senzoru. Výsledkem jsou tak dva přepínané napěťové stavy:

- stav HIGH - napětí mezi vodiči je cca napájecí napětí senzoru, např. 12 V

- stav LOW - napětí mezi vodiči klesne na několik jednotek V, např. 3 V)

Takovou informaci lze snímat buď měření proudu či úbytku napětí na rezistoru připojeného ve smyčce zdroj - senzor, spínáním ve smyčce zapojeného relé nebo přenášet vzniklé proudové a napěťové impulsy optočlenem k dalšímu zpracování.

Důležitá je vzniklý proudový (napěťoví) rozdíl úrovní s impulzem a bez něho a velikost převodního odporu, protože podle toho je nutné zvolit minimální napájecí napětí tak, aby byl impulz na vyhodnocovací straně vždy správně rozlišen, tedy aby jím vygenerované napětí překročilo spínací nastavenou hranici vyhodnocovací elektroniky. Například stejnosměrné napájecí napětí indukční senzoru OMRON E2E je 12 až 24 V a odebíraný klidový proud (leakage current) typ. 0.5 mA. Ten vytvoří na odporu ve smyčce určitý klidový úbytek napětí. Při detekci je sepnutým výstupem zvýšeným proudem (min. 3 mA) generován větší úbytek. Ten musí v součtu se zbytkovým napětím na svorkách senzoru (typ. 3 V) pokrýt připojený napájecí zdroj. V praxi by například nemělo napětí klesnou pod cca 14 V. V opačném případě nebude detekce spolehlivě fungovat.

Vnitřní blokové schéma senzoru OMRON E2E

TEST - OMRON E2E-X7D1-N

Indukční senzor OMRON E2E-X7D1-N je jednoduchý, ale odolný a spolehlivý senzor vhodný i do těžkého průmyslu. Kovové pouzdro má proti plastovému daleko větší odolnost proti mechanickému namáhání a jen málo nestárne. I po mnoha letech funkce v prašném prostředí cementáren nebo vlhkém prostředí podzemních dopravníků vypadají po vymontování a očištění stále stejně. I když elektricky stárnou stejně nebo i pomaleji než produkty konkurence, postupem času v neustálém provozu (v řádu mnoha let) dochází k postupnému pomalému zvyšování vlastní spotřeby (proudu) a tím se snižuje amplituda impulzu (rozdíl hladin úrovně klidového proudu a proudu při detekci). Vyhodnocovací elektronika, která má nastavené určité rozhodovací úrovně, pak může špatně rozlišovat nebo úplně přestane detekovat impulzy generované při detekci přibližování kovu. Senzory je potom nutné vyměnit. Také je nutné volit stejnosměrný zdroj s dostatečně usměrněným napětím, protože i zvlněné napětí způsobuje proměnnou amplitudu detekčních impulzů a tím k jejich nespolehlivému rozlišení vyhodnocovací elektronikou.

Základní vlastnosti:

• Provedení: stíněný, průměr M18
• Detekční vzdálenost: 7 mm +/- 10%
• Nastavitelná spínací vzdálenost: 0 až 5.6 mm
• Hystereze: 10% detekční vzdálenosti
• Detekovaný materiál: feromagnetické kovy (standard. železo 18x18x1 mm)
• Rychlost odezvy: 0.5 kHz
• Napájení: 12 až 24 V DC, max. 0.8 mA
• Zatěžovací proud: 3 až 100 mA
• Indikace: provoz (červená LED), nastavení (zelená LED)
• Spínací mód: NO - normally open
• Ochrana proti zkratu
• Krytí: IP67
• Hmotnost: cca 130 g
• Pracovní teplota: -25°C až 70°C
• Provedení: Niklovaný bronz, čelní detekční plocha PBT
• Odolnost na vibrace (10 až 55 Hz), nárazy (zrychlení 1,000 m/s2)

 

Použití

INDUKČNÍ SENZOR OMRON E2E-X7D1-N lze použít v mnoha aplikacích, jako například:

 

• Strojní průmysl - obráběcí stroje, řízení svářecích robotů, dopravníků, detekce posunu, dorazy
• Potravinářský průmysl - míchací stroje, balící stroje, plnící stroje, posuvné dopravníky
• Dřevoobráběcí stroje
• Dopravníky - měření rychlosti, detekce pohybu
• Bezdotykové koncové spínače na strojích
• Detekce natočení a otáčení
• Měření a detekce přiblížení kovového předmětu
• Detekce pohybu a posuvu - dopravníky, soustruhy
• apod.

Využití indukčního senzoru jako měřiče rychlosti

Praktickým příkladem použití indukčního senzoru může být snímač rychlosti pro měření pohybu dopravního pásu. Využívá se k tomu rameno otočně upevněné na rámu dopravníku obsahující hřídel s ložisky, děrované snímací kolo a v rameni upevněný indukční snímač, například zde popisovaná OMRON E2E-X7D1-N. Snímací kolo je pak kutálí po ubíhajícím dopravním páse a střídáním děr a kovových plošek jsou indukčním snímačem generovány impulzy. Jejich počet za určitou časovou jednotku pak měří rychlost otáčení snímacího kola. Při známém obvodu pak měří i rychlost pohybu dopravního pásu nebo určuje proběhnutou dráhu. Při použití dvou indukčních senzorů lze určovat i směr otáčení, resp. pohybu.

Tento princip se vyznačuje svojí jednoduchostí, odolností a spolehlivostí a využívá se mimo jiné i pro snímání otáčení kol automobilů, např. pro regulaci ABS. Ve výše uvedeném případě pak pro potřeby přesnějšího měření se využívá inkrementálních rotačních senzorů.

 

Závěr

Indukční senzory s proudovým impulzním dvouvodičovým spínaným výstupem nejsou tak obvyklé v aplikacích i v nabídkách výrobců, ale pro některé aplikace jsou nepostradatelné. Podobně jako ostatní indukční senzory jsou i tyto v praxi dodávány buď s 2 m připojovacím kabelem nebo s rozhraním v podobě konektoru. Pro bližší informace odkazuje na stránky firmy OMRON nebo nějakého z jiných výrobců (např. Pepper+Fuchs).

DOWNLOAD & Odkazy

• Domovská stránka firmy OMRON, výrobce měřící a automatizační techniky - www.omron.com
• Domovská stránka českého zastoupení firmy OMRON - www.omron-industrial.com/cz_cs/home/
• Domovská stránka dalšího prodejce uvedeného indukčního senzoru, firma B:TECH a.s. - www.btech.cz
  
• Článek o indukčních senzorech přiblížení na stránkách automatizace.HW.cz
• Další články týkající se senzorů na serveru automatizace.HW.cz