V nabídce světoznámé společnosti Festo, která se primárně zabývá výrobou pneumatických komponent a akčních členů, najdete i nabídku různých snímačů právě pro měření tlaku vzduchu. Jednou z nich je i řada s označením SDE5. A právě provedení pro detekci tlaku v rozsahu 0 až 10 barů jsem měl možnost si vyzkoušet.

Snímač / detektor tlaku SDE5-D10-O

Tento kompaktní a plně zapouzdřený snímač umožňuje jednoduchou detekci překročení nastavené úrovně tlaku vzduchu, zde v rozsahu 0 až 10 barů (proto označení SDE5-D10). Mimo to je v nabídce Festa i verze s rozsahem -1 až 0 a 0 až 2 bary. Stav nižší nebo vyšší než spínací hodnota je indikován žlutou LED diodou a změnou výstupního napětí z cca 0,5 V na cca 24 V, resp. připojené napájecí napětí. To může být v rozsahu 15 až 30 V DC. Spínací funkce je tedy v režimu NO (normálně otevřen), což značí v označení snímače SDE5-D10-O právě znak „O“. Existuje i verze „C“, které má spínaný výstup typu NC (normálně zavřen), který funguje přesně obráceně.

Nastavení spínací hodnoty či hodnot a případně hystereze je možné prostřednictvím automatického učícího režimu (Teach-in mode), kdy se nejdříve přivede požadovaná spínací úroveň tlaku, na kterou se má snímač přiřadit (naučit). To provede v momentě stisku modrého tlačítka „Edit“ (víc jak 2 s). Během tohoto úkonu se indikační žlutá LED dioda rozbliká. Poté je možné již tlačítko uvolnit a hodnota přivedeného tlaku vzduchu je již zaznamenána ve vnitřní FLASH paměti. A to je zde vše, protože u tohoto typu se konkrétně může nastavit jen jedna kontrolní úroveň a hystereze přepínání je pevná hodnota 2 % z celkového rozsahu. Funkce i nastavení snímače je tedy velmi jednoduché.

Pokud byste chtěli více spínacích úrovní nebo nastavitelnou hysterezi, pak je nutné z nabídky Festa zvolit typy C1, O1, C2, O2, nebo C3 a O3. Čísla značí číslo funkčního režimu, kde verze 1 počítá spínací úroveň jako průměr dvou úrovní tlaků, verze 2 má nastavitelnou spínací úroveň i hysterezi a verze 3 realizuje tzv. okénkový komparátor se dvěma přepínacími hranicemi. Zde při překročení jedné úrovně tlaku se výstup přepne do opačné úrovně (například z nízkého stavu log. 0 o vysoké log.1) a při dále rostoucím tlaku při překročení druhé úrovně dojde k opětovnému shození výstupu do log.0. To se opakuje i při následném poklesu tlaku.

Pokud by někdo vyžadoval ne provedení s pevně nastaveným režimem, ale chtěl by si režimy přepínat je k dispozici typ „FP“. Ten mimo učícího režimu umožňuje i ono přepínání mezi 3 zmíněnými režimy funkce, včetně nastavení výstupního režimu spínání NO i NC.

Z pohledu mechanického provedení je také obecně v řadě SDE5 velmi široká nabídka. Tlakový vzduch lze přivést pomocí nástrčných připojení QS-3, QS-4 nebo QS-6, z jedné nebo obou stran. Elektrické připojení je možné pomocí pevného kabelu či pomocí konektoru.

Princip piezoelektrického snímače

Zde bych jen stručně rychle připomenul funkci senzoru ve snímači. U piezoelektrických senzorů tlaku vyvolává tlaková síla F přivedeného vzduchu deformaci piezoelektrického elementu. Následkem přímého piezoelektrického jevu dochází k polarizaci elementu a vzniku piezoelektrického náboje na elektrodách úměrného tlaku, které se zesilovačem s vysokým vstupním odporem převádí na napětí, které se porovnává s nastavenou přepínací úrovní. Tlak vzduchu je přiváděn na tuhou střední část membrány, která současně zajišťuje počáteční mechanické předpětí, vhodné i pro zlepšení linearity. K hlavním výhodám piezoelektrických snímačů tlaku patří jejich malé rozměry, nízká hmotnost (miniaturizace) a široké frekvenční pásmo.

Praktické poznatky z testu

U tak jednoduchého snímače, jakým je SDE5-D10-O- Q6E-P-K, který jsem měl možnost si vyzkoušet, ani skoro není co testovat. Učící režim je opravdu jednoduchý, pouze modré tlačítko pro spuštění režimu učení nevypadá hned na první pohled jako tlačítko. Na první pohled vypadá jako modrý indikátor. Protože je zapuštěné kvůli odolnosti proti náhodné aktivaci, k jeho stisku je nutné použít nějaký špičatý, ale ne ostrý předmět. Já používal obyčejnou ořezanou tužku či malý křížový šroubovák. Indikační LEDka svítí na obou stranách pouzdra. Osobně mi chybí indikace napájení, která by klidně mohla zaujímat průhledné okénko na jedné straně pouzdra a zmíněná žlutá LED druhou stranu pouzdra. Takto pokud je tlak nízký, není žádná vizuální informace o tom, že je snímač napájen. Jinak je vše perfektní. K snímači, který nelze sám o sobě nijak připevnit, je nutné dokoupit zaklapávací plastový držák.

Závěrem…

Pokud potřebujete detekovat překročení nebo pokles tlaku vzduchu, je výše uvedený snímač či jeho kolegové z řady SDE5 vhodný. Zvláště pokud již používáte pneumatické komponenty od Festa, je výhodné použít i snímač stejné značky.

DOWNLOAD & Odkazy

• Domovská stránka českého zastoupení společnosti Festo s.r.o. - www.festo.cz
• Přímý odkaz na stránky o tlakových snímačích SDE5 - /www.festo.com/pnf/cs_cz/products/catalog?action=family&key=704
• Odkaz na pdf datasheet o tlakových senzorech SDE5 - www.festo.com/cat/cs_cz/data/doc_cs/PDF/CZ/SDE5_CZ.PDF
• Další články snímačích a senzorech najdete na stránkách serveru automatizace.HW.cz