Inteligentne koncepcje obudów czujników

Inteligentne koncepcje obudów czujników
Postęp technologiczny oraz miniaturyzacja całych procesów spowodowały, że
użytkownicy zaczęli doceniać korzyści płynące ze stosowania czujników, które
idealnie dopasowane są do konkretnych potrzeb danej aplikacji. Firma TURCK
idąc naprzeciw tym potrzebom zaoferowała własną inteligentną koncepcję
obudów.
Maszyny i wyposażenie związane z automatyzacją procesów przemysłowych oraz
całych fabryk cechują się coraz mniejszymi wymiarami, za to coraz większą złożonością
i inteligencją zastosowanych rozwiązań. Producenci czujników są zmuszeni dopasować
się do tych trendów; wymagane są czujniki o małych wymiarach, ale o zwiększonej
funkcjonalności, to znaczy, większy zakres wykrywania i dopasowana forma obudowy.
Jeszcze przed kilkoma laty czujniki były dostępne tylko w standardowych obudowach
znanych z wyłączników mechanicznych (cylindryczne gwintowane oraz prostokątne o
dużych wymiarach). Dzisiaj w wielu aplikacjach miejsce na montaż czujnika jest ściśle
ograniczone, co powoduje, że tego typu czujniki o dużych średnicach nie znajdują w
nich zastosowania.
W celu optymalnego doboru czujników, użytkownik powinien przeanalizować proces
produkcyjny oraz warunki środowiskowo-lokacyjne aplikacji i tak wybrać dane
urządzenie, aby po pierwsze spełniało swoje zadanie, a po drugie ograniczyć do
minimum przyszłe koszty związane z konserwacją i utrzymaniem ruchu.
Znalezienie takiego urządzenia w standardowej palecie czujników przede wszystkim ze
względu na budowę jest jednak coraz trudniejsze. Na rynku można jednak znaleźć wiele
nowych alternatywnych rozwiązań spełniających wyżej wymienione wymagania.
Głównym wymogiem jest większy zakres wykrywania. Umieszczenie czujnika zbyt blisko
elementu wykrywanego może doprowadzić do uszkodzenia czujnika lub samego
elementu. Z drugiej strony duży zasięg osiągany z czujników nieekranowanych w
połączeniu z źle dokonanym montażem może doprowadzić do błędnych, niepożądanych
zadziałań.
Alternatywę stanowią częściowo ekranowane czujniki w kompaktowej,
prostopadłościennej obudowie cechujące się dużym zasięgiem detekcji jak np. seria Qpak firmy TURCK. Dla przykładu czujnik Q14 o wysokości 14 mm ma zakres
zadziałania 20mm. Cała seria składa się z 25 typów obudowy o różnych wymiarach –
począwszy od wysokości 5 mm po czujniki o wymiarach 80x80mm z maksymalnym
zasięgiem detekcji 75mm. Kontrola stanu otwarcia zaworów i przepustnic, kontrola
pracy napinaczy pneumatycznych czy kontrola stanu napełnienia to wybrane aplikacje,
w których wyżej opisane czujniki stanowią lepszą alternatywę niż standardowe czujniki
cylindryczne.
W przemyśle chemicznym i petrochemicznym, do kontroli stanu otwarcia zaworów nadal
najczęściej stosowane są czujniki w obudowach skrzynkowych. Taka obudowa
zapewnia dobre zabezpieczenie przed wpływem zewnętrznych substancji ciekłych oraz
umożliwia montaż w otwartej przestrzeni. Firma TURCK w swojej nowej serii
podwójnych czujników DSU35, zachowuje wszystkie zalety klasycznego rozwiązania
skrzynkowego.
Czujniki DSU35 można w łatwy sposób montować bezpośrednio na zaworach czy
innych elementach napędowych bez dodatkowych elementów pośredniczących. Listwa
łączeniowa jest zintegrowana z czujnikiem, co jest pomocne przy montażu i wygodne
przy wszelkich pracach konserwacyjnych.
Czujniki są dostępne w wykonaniu Ex, co umożliwia ich stosowanie w otwartej strefie
zagrożonej wybuchem. Korzyści dla użytkowników związane z takim rozwiązaniem są
bardzo wyraźne. Dotyczy to nie tylko ceny zakupu urządzenia, ale przede wszystkim
drastycznie maleją koszty związane z konserwacją i zakupem części zamiennych.
W wielu gałęziach, a w szczególności w przemyśle samochodowym, ważną rolę
odgrywa kontrola położenia napinaczy pneumatycznych. Do tego typu zadań firma
TURCK opracowała specjalną serię czujników współpracujących z dowolnym systemem
napinaczy. Czujnik taki składa się z bloku zasilacza do którego podłączane są
pojedyncze czujniki (najczęściej 2 sztuki). Korzyści z zastosowania tego typu
rozwiązania są następujące: do podłączenia dwóch czujników wymagany jest tylko
jeden przewód prowadzący do bloku zasilacza. Trzy diody LED sygnalizują kolejno
stany „otwarty”, „zamknięty” i obecność napięcia zasilającego. Konektor można obracać
o kąt 45 lub 90 stopni, co umożliwia optymalne położenie przewodu zasilającego.
Głowice czujników są połączone na stałe z blokiem zasilania. Wszystko to umożliwia
bardzo szybki, prosty i tani montaż (jeden przewód dla całego systemu !) oraz poprawia
- dzięki diodom na bloku zasilacza oraz dodatkowym diodom na głowicach czujnika –
diagnostykę całego systemu.
W aplikacjach związanych z kontrolą stanu napełnienia jak również obecności przepływu
medium w różnego typu wężach i rurkach firma TURCK oferuje czujniki pojemnościowe
w specjalnej obudowie, zapewniające łatwy montaż oraz dużą funkcjonalność.
Montaż za pomocą opasek zaciskowych bezpośrednio na wężu bądź rurce redukuje
koszty związane z zakupem bądź wykonaniem do danej aplikacji, często
skomplikowanych elementów montażowych. Maksymalny zasięg działania wynosi
10 mm, a dostrojenie do potrzeb danej aplikacji jest możliwe za pomocą potencjometru.
Przewód z czujnika został tak wyprowadzony, że umożliwia dowolne kształtowanie
wzdłuż bądź w szerz czujnika.
Wszystkie czujniki indukcyjne jak również pojemnościowe są oferowane w wykonaniu do
zabudowy powierzchniowej (ekranowane) jak również w wykonaniu, gdzie czoło
czujnika musi przestawać przez element montażowy (nieekranowane). Czujnik
nieekranowane osiągają dużo większy zasięg detekcji z tej samej średnicy obudowy, ale
„widzą” nie tylko powierzchnią czołową, ale również w pewnym zakresie z boku. W wielu
aplikacjach czujniki przylegają z jednej bądź wielu stron do innej powierzchni metalowej,
co eliminuje możliwość zastosowania czujników nieekranowanych, a użytkownicy
potrzebują dużego zasięgu zadziałania, nieosiągalnego dla czujników powierzchniowych
w danej obudowie. Problem ten firma TURCK rozwiązała w opatentowanej serii Uprox.
Czujniki nieekranowane z tej serii mogą być zabudowywane z jednej bądź kilku stron, co
nie wpływa na funkcjonalność czujnika, a jedynie
w niewielkim zakresie skraca maksymalny zasięg.
Wyżej przedstawione przykłady pokazują, jak ważnym aspektem jest możliwość
zastosowania czujników dopasowanych swoją budową i funkcjonalnością do danej
aplikacji. Optymalizacja kosztów związana z możliwością oferowania czujników w
obudowie ściśle dopasowanej do danej aplikacji daje użytkownikowi dużo większy
potencjał możliwości oszczędności. Pozwolić klientom wykorzystać ten potencjał – to
zadanie dla producentów czujników.
Piotr Glinka