Sensor ในงานอุตสาหกรรม
Sensor เป็นอุปกรณ์สำคัญที่ใช้งานอุตสาหกรรมในระบบการควบคุมแบบอัตโนมัติซึ่งสามารถ แบ่งแยกตามลักษณะการใช้งานและคุณสมบัติที่ได้ คือ...
1. Limit Switch (สวิทซ์จำกัดระยะ)
การทำงานจะอาศัยแรงกดจากภายนอกมากระทำ เช่น วางของทับที่ปุ่มกด หรือ ลูกเบี้ยวมาชนที่ปุ่มกด
2. Photo Electric Sensors เป็นอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ที่ใช้สำหรับตรวจจับการมี หรือ ไม่มีวัตถุที่เราต้องการตรวจจับ โดยอาศัยหลักการวัดปริมาณของความเข้มของแสงที่กระทบกับวัตถุและ สะท้อนกลับมายัง Photo Electric Sensors
3. Proximity Sensors เป็นอุปกรณ์อิเลคทรอนิคส์ที่ใช้สำหรับตรวจจับการมีหรือไม่มีของวัตถุโดย อาศัยหลักการตรวจจับการเปลี่ยนแปลงของสนามแม่เหล็กหรือสนามไฟฟ้า แบ่งได้เป็น 2 แบบคือ
a. ชนิดสนามแม่เหล็ก (Inductive)
b. ชนิดสนามไฟฟ้า (Capacitive)
ซึ่งพอที่จะสรุปจุดเด่น จุดด้อยในการนำ Sensor แบบต่างๆ มาใช้งานได้ตามตารางข้างล่างนี้
ข้อเปรียบเทียบระหว่างลิมิตสวิตซ์กับเซ็นเซอร์ชนิดต่างๆ จุดเด่นในการใช้งาน
|
จุดด้อยในการใช้งาน
|
ลิมิตสวิตซ์
(Limit Switches)
|
- ติดตั้งสะดวก , ง่าย
- เป็นอุปกรณ์ที่มีสวิทซ์แยก(Isolated)
- ไม่ต้องมีไฟเลี้ยงวงจรในการทำงาน
- การทำงานเชื่อถือได้
- มีความสามารถในการรับกระแสได้ สูงในการทำงาน
- มีความแม่นยำและเที่ยงตรง
- ราคาต่ำกว่าเมื่อเปรียบเทียบกับชนิด อื่นๆ
|
- มีอายุการใช้งานจำกัด
- มีความเร็วการทำงานจำกัด
(ประมาณ 1.5 เมตร/วินาที)
- หน้าคอนแทคเสื่อมและทำงานได้ ไม่เต็มประสิทธิภาพเมื่อถึงระยะเวลา ที่กำหนด
- ดัชนีการป้องกัน (IP) ถูกจำกัด
- ความน่าเชื่อถือต่ำเมื่อทำงานที่มี ระดับสัญญาณต่ำ
|
เซ็นเซอร์แบบเหนี่ยวนำ (Inductive Proximity Sensors)
|
- อายุการใช้งานไม่ได้ขึ้นอยู่กับ จำนวนครั้งของการทำงาน
- มีลำตัวที่แข็งแรงสามารถใช้งานใน โรงงานได้ดี
- มีดัชนีการป้องกัน (IP)สูง
- สามารถทำงานร่วมกับอุปกรณ์ อิเลคทรอนิกส์ได้ดี
- ไม่มีส่วนประกอบใดๆ ที่ต้องสัมผัส กับวัตถุที่ตรวจจับ
- สามารถตรวจจับวัตถุที่เคลื่อนที่ย่าน ความเร็วสูงได้
|
- ระยะการตรวจจับจำกัด
(ประมาณ 60 mm)
- ตรวจจับได้เฉพาะวัตถุที่เป็นโลหะ เท่านั้น
- การคำนวณจุดการทำงาน(Switching Point) ได้ยาก หากเป้าตรวจจับไม่ได้มาตรฐาน
(เล็กกว่า)และชนิดของโลหะที่ไม่ใช่ เหล็ก
|
เซ็นเซอร์แบบเก็บประจุ (Capacitive Proximity Sensors)
|
- สามารถตรวจจับวัตถุได้ทุกชนิด
- สามารถตรวจจับผ่านแผ่นกั้น (Partition) ได้
|
- มีความไวสูงต่อการเปลี่ยนแปลง รอบข้าง เช่น อุณหภูมิและความชื้น
- ระยะการตรวจจับที่จำกัด
|
เซ็นเซอร์แบบใช้แสง
(Photo Electric Sensors)
|
- สามารถตรวจจับในระยะไกลได้
- สามารถตรวจจับวัตถุได้ทุกชนิด
- สามารถตรวจจับวัตถุได้ทุกขนาด รวมถึงวัตถุที่มีลักษณะแหลมคม
- มีเอาต์พุตทั้งแบบรีเลย์หรือโซลิต
สเตท
- มีชนิดที่ออกแบบสำหรับตรวจจับ แถบสี (Colour Mark)
|
- ประสิทธิภาพการทำงานลดลงเมื่อมี ฝุ่นหรือสิ่งสกปรกจับที่ด้านหน้าชุด ส่งหรือชุดรับแสง
- การทำงานอาจผิดพลาดได้หากมี การใช้งานบริเวณรอบข้างที่มีแสง สว่างจ้าเกินไป
|
1.PROXIMITY SWITCH
พร็อกซิมิตี้เซนเซอร์ (Proximity Sensor) หรือ พร็อกซิมิตี้สวิตซ์ (Proximity Switch) คือ เซนเซอร์ชนิดหนึ่งที่สามารถทำงานโดยไม่ต้องสัมผัสกับชิ้นงานหรือวัตถุภายนอก โดยลักษณะของการทำงานอาจจะส่งหรือรับพลังงานรูปแบบใดรูปแบบหนึ่งดังต่อไปนี้ คือ สนามแม่เหล็ก สนามไฟฟ้า แสง เสียง และ สัญญาณลม ส่วนการนำเซนเซอร์ประเภทนี้ไปใช้งานนั้น ส่วนใหญ่จะใช้กับงานตรวจจับ ตำแหน่ง ระดับ ขนาด และรูปร่าง ซึ่งโดยปกติแล้วจำนำมาใช้แทนลิมิตสวิตซ์ (Limit Switch) เนื่องด้วยสาเหตุของอายุการใช้งานและความเร็วในการตรวจจับวัตถุเป้าหมาย ทำได้ดีกว่าอุปกรณ์ประเภทสวิตซ์ซึ่งอาศัยหน้าสัมผัสทางกล
ประเภทของพร็อกซิมิตี้เซนเซอร์
1.เซนเซอร์แบบเหนี่ยวนำ (Inductive Sensor) เป็นเซนเซอร์ที่ทำงานโดยอาศัยหลักการเปลี่ยนแปลงค่าความเหนี่ยวนำของขดลวด ซึ่งการเปลี่ยนแปลงดังกล่าวจะมีผลต่อชิ้นงานหรือวัตถุที่เป็นโลหะเท่านั้น หรือเรียกกันทางภาษาเทคนิคว่า ” อินดั๊กตีฟเซนเซอร์ ”
ข้อเด่นของเซนเซอร์ชนิดนี้ คือ ทนทานและสามารถทำงานได้ในช่วงอุณหภูมิที่กว้าง (wide temperature ranges) สามารถทำงานในสภาวะที่มีการรบกวนทางแสง (Optical) และเสียง (Acoustic) ซึ่งเทียบเท่ากับชนิดเก็บประจุ
2.เซนเซอร์ชนิดเก็บประจุ (Capacitive Sensor) เซนเซอร์ประเภทนี้มีโครงสร้างทั้งภายนอกและภายในคล้ายกับแบบเหนี่ยวนำ การเปลี่ยนแปลงของความจุ ซึ่งเนื่องมาจากการเคลื่อนที่ของวัตถุชนิดหนึ่งเข้ามาใกล้สนามไฟฟ้าของคาปา ซิเตอร์ เซนเซอร์ชนิดนี้สามารถตรวจจับอุปกรณ์ที่ไม่ได้เป็นโลหะได้ และเป็นโลหะได้
หลักการทำงานของเซนเซอร์แบบเหนี่ยวนำ
บริเวณส่วนหัวของเซนเซอร์จะมีสนามแม่เหล็กซึ่งมีความถี่สูง โดยได้รับสัญญาณมาจากวงจรกำเนิดความถี่ ในกรณีที่มีวัตถุหรือชิ้นงานที่เป็นโลหะเข้ามาอยู่ในบริเวณที่สนามแม่เหล็ก สามารถส่งไปถึง จะทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงค่าความเหนี่ยวนำ จากเหตุการณ์ที่เกิดขึ้นทำให้เกิดการหน่วงออสซิลเลท (oscillate) ลดลงไป หรือบางทีอาจถึงจุดที่หยุดการออสซิลเลท และเมื่อนำเอาวัตถุนั้นออกจากบริเวณตรวจจับ วงจรกำเนิดคลื่นความถี่ก็เริ่มต้นการออสซิลเลทใหม่อีกครั้งหนึ่ง สภาวะดังกล่าวในข้างต้นจะถูกแยกแยะได้ด้วยวงจรอิเล็กทรอนิกส์ที่อยู่ภายใน หลังจากนั้นก็จะส่งผลไปยังเอาต์พุตว่าให้ทำงานหรือไม่ทำงาน โดยทั้งนี้จะขึ้นอยู่กับชนิดของเอาต์พุตว่าเป็นแบบใด เพื่อเป็นการลดจินตนาการในการทำความเข้าใจการทำงานของเซนเซอร์ชนิดนี้จึงขอ แสดงด้วยรูปต่อไปนี้
Sensing Distance (SN) : ระยะที่ตัวเซนเซอร์สามารถตรวจวัตถุได้ซึ่งจะขึ้นอยู่กับชนิด ขนาดของวัตถุและเส้นผ่านศูนย์กลางของ Sensor ซึ่งโดยปกติแล้ว ถ้าเส้นผ่านศุนย์การของตัว Sensor ใหญ่ก็ยิ่งทำให้ระยะการตรวจจับได้ไกล
Target Material Factor : เป็นค่า Factor โดยประมาณของวัตถุแต่ละชนิด ใช้สำคูณกับค่า Sensing Distance เพื่อให้ได้ค่าระยะการตรวจจับที่แน่นอนยิ่งขึ้น เมื่อใช้ Inductive Sensor ในการตรวจจับวัตถุชนิดนั้นๆ
Hysteresis : เป็นช่วงหรือย่านที่ตัว Sensor จะให้สถานะของ Output เป็น On หรือ Off ซึ่งโดยปกติแล้วในการออกแบบเครื่องจักรต่างๆ ต้องคำนึงถึงค่านี้ด้วยเพื่อให้มั่นใจได้ว่าตัว Sensor ของเราที่ติดตั้งไปแล้วนั้นจะสามารถทำงานได้อย่างถูกต้องและแน่นอนตลอดเวลา
Mountable : เป็นรูปแบบในการติดตั้งตัว Sensor ซึ่งโดยปกติแล้วตัว Sensor ทั้ง Inductive และ Capacitive จะมีรูปแบบในการติดตั้่งอยู่ 2 ชนิด คือ แบบ Flush Mount และ Non Flush Mount โดยมีลักษณะในการติดตั้งที่แตกต่างกันตามรูป ถ้ามีการติดตั้งที่ผิดวิธีก็อาจจะทำให้การทำงานของตัว Sensor ผิดพลาดได้
รูปร่างหน้าตาของตัว Proximity Sensor
.jpg)
