1. مستشعر القرب الحثي:
تعمل مستشعرات القرب الحثية على مبدأ استخدام المجالات الكهرومغناطيسية، بحيث يمكنها اكتشاف الأهداف المعدنية فقط. عندما يدخل هدف معدني إلى مجال كهرومغناطيسي، فإن الخصائص الحثية للمعدن تغير خصائص المجال المغناطيسي، مما ينبه مستشعر القرب إلى وجود هدف معدني. اعتمادًا على مدى رؤية المعدن، يمكن اكتشاف الهدف على مسافة أكبر أو أقصر.
يتكون مستشعر القرب الحثي من أربعة أجزاء رئيسية: قلب من الفريت، ومذبذب، ومشغل شميت، ومضخم الإخراج.
يولد هذا المذبذب مجالًا مغناطيسيًا متذبذبًا بشكل متماثل ينبعث من مجموعة من الملفات الموجودة في قلب الفريت وسطح الاستشعار. عندما يدخل هدف حديدي مجالًا مغناطيسيًا، يتولد تيار كهربائي صغير مستقل على سطح المعدن، يسمى تيار إيدي. يؤدي هذا إلى تغيير المقاومة المغناطيسية (التردد الطبيعي) للدائرة المغناطيسية، مما يقلل من سعة التذبذب. ومع دخول المزيد من المعدن إلى مجال الحث، تقل سعة التذبذب وتنهار في النهاية. (هذا هو "مذبذب قمع الدوامة" أو مبدأ Ecko.) يستجيب مشغل Schmitt لتغيرات السعة هذه ويضبط إخراج المستشعر. عندما يترك الهدف أخيرًا نطاق المستشعر، تبدأ الدائرة في التذبذب مرة أخرى، ويعيد مشغل شميدت المستشعر إلى خرجه السابق.
نظرًا لمحدودية المجال المغناطيسي، فإن نطاق الاستشعار للمستشعر الحثي ضيق نسبيًا، حيث يتراوح متوسطه بين بضعة ملليمترات و60 ملليمترًا. ومع ذلك، فإن القدرة على التكيف البيئي لأجهزة الاستشعار الحثية وتعدد استخدامات استشعار المعادن تعوض عن عيوبها في النطاق. تتمتع أجهزة استشعار القرب الحثي بعمر خدمة طويل بسبب عدم وجود تآكل في الأجزاء المتحركة. ومع ذلك، تجدر الإشارة إلى أن الملوثات المعدنية، مثل الملفات الموجودة في تطبيقات القطع، يمكن أن تؤثر أحيانًا على أداء المستشعر. لهذا السبب، عادةً ما يكون غلاف المستشعرات الحثية مصنوعًا من النحاس المطلي بالنيكل- أو الفولاذ المقاوم للصدأ أو بلاستيك PBT.
2. مستشعر القرب بالسعة:
يمكن لأجهزة استشعار التقارب السعوية اكتشاف الأهداف المعدنية وغير المعدنية-في شكل مسحوق وحبيبات وسائلة وصلبة. وهذا، بالإضافة إلى قدرتها على استشعار المواد غير الحديدية-، يجعلها مثالية للمراقبة ومراقبة الزجاج واكتشاف مستوى الخزان وتحديد مستوى مسحوق القادوس.
في المستشعرات السعوية، يتم وضع لوحتين موصلتين (بجهود مختلفة) في رأس المستشعر ويتم وضعهما للعمل مثل مكثفات الدائرة المفتوحة-. يعمل الهواء كعازل: في حالة الراحة، تكون السعة بين اللوحين صغيرة. مثل أجهزة الاستشعار الحثية، يتم توصيل هذه اللوحات بالمذبذبات ومشغلات شميت ومضخمات الإخراج. عندما يدخل الهدف منطقة الاستشعار، تزداد سعة اللوحتين، مما يتسبب في تغيير سعة المذبذب، وتغيير حالة مشغل شميت وتوليد إشارة خرج.
ومن الجدير بالذكر أنه من المهم ملاحظة الفرق بين أجهزة الاستشعار الحثية والسعوية: أجهزة الاستشعار الحثية تتأرجح نحو الهدف، وأجهزة الاستشعار السعوية تتأرجح نحو الهدف. نظرًا لأن الحث السعوي يتضمن لوحة شحن، فهو أبطأ من الحث الحثّي، مع نطاق حثي من 10 إلى 50 هرتز ونطاق حثي من 3 إلى 60 مم. نظرًا لأن أجهزة الاستشعار السعوية يمكنها اكتشاف معظم أنواع المواد، فيجب إبعادها عن المواد غير -المستهدفة لتجنب التشغيل الخاطئ. ولذلك، إذا كان الهدف يحتوي على مواد حديدية، فإن أجهزة الاستشعار الحثية تكون خيارًا أكثر موثوقية.
3. مستشعر القرب الكهروضوئي:
تُستخدم أجهزة استشعار القرب الكهروضوئية على نطاق واسع لاكتشاف الأهداف التي يصل قطرها إلى 1 مم أو التي يصل قطرها إلى 60 مم. تتكون جميع أجهزة الاستشعار الضوئي من عدة مكونات أساسية: يحتوي كل مستشعر على باعث، ومصدر للضوء (الصمام الثنائي الباعث للضوء، والصمام الثنائي لليزر)، والصمام الثنائي الضوئي أو جهاز استقبال الترانزستور الضوئي للكشف عن الضوء المنبعث، والإلكترونيات المساعدة لتضخيم الإشارة المستقبلة.
هناك ثلاثة أنواع رئيسية من أجهزة استشعار القرب الكهروضوئية: عاكسة، عاكسة، ومنتشرة.
عندما ينعكس الضوء المنبعث من المستشعر مرة أخرى بواسطة جهاز الاستقبال الكهروضوئي، فإن مستشعر القرب العاكس سوف يكتشف الهدف. عندما يقوم الهدف بفصل الشعاع بين جهاز إرسال واستقبال المستشعر، سيكتشف المستشعر المقابل الهدف.
المستشعر الكهروضوئي الموثوق به هو النوع المعاكس من المستشعرات. يتم فصل جهاز الإرسال والاستقبال عن طريق حاوية منفصلة لتوفير شعاع ثابت. يتم اكتشاف الشعاع عندما يتم مقاطعته بواسطة جسم يمر عبر الاثنين. تعتبر الأجهزة الإلكترونية الضوئية العابرة، على الرغم من موثوقيتها العالية، أجهزة إلكترونية بصرية غير مرغوب فيها. نظرًا لأن تركيب جهاز الإرسال والاستقبال في موقعين متقابلين أمر مكلف وشاق، فقد يكون ذلك بعيدًا جدًا.
الميزة الفريدة لأجهزة الاستشعار الكهروضوئية المشعة هي الإدراك الفعال لوجود ملوثات الهواء القوية. إذا تراكمت الملوثات مباشرة على جهاز الإرسال أو جهاز الاستقبال، فهناك احتمال أكبر للتشغيل الخاطئ. ومع ذلك، تقوم بعض الشركات المصنعة الآن بدمج مخرج الإنذار في دوائر المستشعر لمراقبة كمية الضوء المنبعثة إلى جهاز الاستقبال. عندما ينخفض الضوء المكتشف إلى السطوع المحدد في حالة عدم وجود كائن، يصدر المستشعر تحذيرًا عبر -مصباح LED المدمج أو خط الإخراج.
لا يحتوي جهاز الإرسال والاستقبال الخاص بمستشعر القرب العاكس على مبيت منفصل، ولكنهما يقعان داخل نفس المبيت ويواجهان نفس الاتجاه. يقوم الباعث بإنتاج شعاع من الليزر أو الأشعة تحت الحمراء أو الضوء المرئي ويسقطه على عاكس مصمم خصيصًا، والذي يقوم بعد ذلك بتحويل الشعاع مرة أخرى إلى جهاز الاستقبال. يتم اكتشاف المسار البصري عند تعرضه للتلف أو التداخل معه.
ميزة أجهزة استشعار القرب العاكسة هي سهولة ترتيبها. إنه يحتاج فقط إلى أن يتم تركيبه على جانب واحد، مما يمكن أن يوفر تكاليف الأجزاء والوقت بشكل كبير.
مثل أجهزة الاستشعار العاكسة، يقع جهاز الإرسال والاستقبال لجهاز الاستشعار الانعكاسي في نفس السكن. ومع ذلك، فإن هدف الكشف يعمل بمثابة عاكس، لذلك فهو يكتشف الضوء المنعكس من مسافة بعيدة. يُصدر جهاز الإرسال شعاعًا من الضوء (عادةً ما يكون نبضيًا بالأشعة تحت الحمراء أو المرئية أو الليزر) ينتشر في جميع الاتجاهات لملء منطقة الكشف. ثم يدخل الهدف إلى المنطقة ويحرف جزءًا من الشعاع مرة أخرى إلى جهاز الاستقبال. عندما يكون هناك ما يكفي من الضوء على جهاز الاستقبال، يحدث الاكتشاف ويتم تشغيل الإخراج أو إيقاف تشغيله (اعتمادًا على ما إذا كان المستشعر قيد التشغيل أو إيقاف التشغيل).
من الأمثلة الشائعة لجهاز الاستشعار المنتشر هو صنبور الاستشعار الموجود في حوض المرحاض العام. تعمل اليد الموضوعة تحت الفوهة كعاكس، مما يؤدي إلى فتح صمام الماء. لاحظ أنه بما أن الهدف (اليد) عبارة عن عاكس، فإن أجهزة الاستشعار الكهروضوئية المنتشرة غالبًا ما تتأثر بخصائص المادة المستهدفة والسطح؛ سيتم تقليل نطاق الاستشعار للأهداف غير العاكسة-، مثل الورق الأسود غير اللامع، بشكل كبير مقارنة بالأهداف البيضاء الساطعة.
4. جهاز الاستشعار بالموجات فوق الصوتية:
تُستخدم مستشعرات القرب بالموجات فوق الصوتية في العديد من عمليات الإنتاج الآلية. يستخدمون الموجات الصوتية لاكتشاف الأشياء، لذلك لا يؤثر اللون والشفافية عليها. وهذا يجعلها مثالية لمجموعة متنوعة من التطبيقات، بما في ذلك الكشف عن بعد عن الزجاج الشفاف والبلاستيك، وقياس المسافة، والتحكم المستمر في مستوى السوائل والجسيمات، والورق والصفائح المعدنية والخشب-.
الأنواع الشائعة هي نفس الحث الكهروضوئي: المقلوب، العاكس، والمنتشر.
تستخدم مستشعرات القرب المنتشرة بالموجات فوق الصوتية مستشعرًا صوتيًا يصدر سلسلة من نبضات الصوت ثم يستمع إلى عودتها من الهدف المنعكس. بمجرد استقبال الإشارة المنعكسة، يرسل المستشعر إشارة الخرج إلى جهاز التحكم. ويمتد نطاق الاستشعار إلى 2.5 متر.
يمكن لأجهزة الاستشعار المنعكسة بالموجات فوق الصوتية اكتشاف الأشياء ضمن مسافة استشعار محددة عن طريق قياس وقت الانتشار. يصدر المستشعر سلسلة من النبضات الصوتية التي تنعكس من عاكس ثابت معاكس (أي سطح صلب مسطح، آلة، لوحة). يجب إرجاع الموجات الصوتية إلى المستشعر على فترات زمنية تم ضبطها بواسطة المستخدم-. إذا لم يكن الأمر كذلك، فمن المفترض أن كائنًا ما يحجب مسار الاستشعار، وأن المستشعر يصدر إشارة خرج مقابلة. نظرًا لأن المستشعر يكتشف التغيرات في وقت الانتشار بدلاً من مجرد إرجاع الإشارة، فهو مثالي لاكتشاف المواد التي تمتص الصوت وتحرفه مثل القطن والرغوة والقماش والمطاط الرغوي.
تشبه الخلية الكهروضوئية المتعارضة
