برای بررسی نقش سنسور القایی در صنعت ماشین سازی، ابتدا باید به تاریخچه استفاده از سنسورها و نقش کاربردی آنها رجوع کنیم. اصولاً هر حرکت، جابجایی، انجام کار و هر مکانیزمی در طبیعت نیاز به یک کنترلکننده یا فرمانده دارد. به عنوان مثال، ما غذا میخوریم تا زمانی که معده فرمان سیری و توقف غذا خوردن را به مغز ارسال کند. به همین ترتیب، مخزن آبی را پر میکنیم تا زمانی که یک کنترلکننده یا سنسور فرمان دهد که مخزن به اندازه کافی پر شده است و عملیات آبگیری باید متوقف شود. یا بخاری را روشن میکنیم و خانه گرم میشود؛ اما تا چه حد باید گرم شود؟ این موضوع نیز به فرمان یک سنسور وابسته است که دمای مطلوب را تعیین میکند و دستور توقف یا شروع مجدد را میدهد.
اهمیت سنسورها در صنعت ماشین سازی
در صنعت ماشین سازی، تمامی حرکات قطعات باید توسط سنسورها بررسی شوند و نتایج این اطلاعات به مغز متفکر سیستم (مانند PLC) ارسال شود. سپس پس از تحلیل این دادهها، فرمانهای لازم برای مراحل بعدی صادر میگردد. به عنوان مثال، اگر قرار باشد قطعهای از نقطه A به B منتقل شود و پس از رسیدن به موقعیت B عملیات خاصی مانند رنگآمیزی انجام گیرد، لازم است سنسوری وجود داشته باشد که رسیدن قطعه به موقعیت B را تایید کند و فرمان شروع عملیات را صادر کند. حال این سوال پیش میآید که سنسورها چگونه این تشخیص را انجام میدهند؟ این تشخیص به روشهای مختلفی قابل اجرا است:
-
کنترل چشمی توسط کارگر.
-
استفاده از میکروسوییچهای مکانیکی.
-
استفاده از سنسورهای القایی.
-
استفاده از سنسورهای نوری، لیزری و غیره.
سنسور القایی (Inductive Sensor)
سنسور القایی یک نوع حسگر است که برای تشخیص اجسام فلزی بدون نیاز به تماس مستقیم با آنها طراحی شده است. این سنسور بر اساس اصول الکترومغناطیسی عمل میکند و زمانی که جسم فلزی به میدان مغناطیسی سنسور نزدیک میشود، تغییراتی در این میدان ایجاد میگردد که توسط سنسور شناسایی میشود.
نحوه عملکرد سنسور القایی
-
ایجاد میدان مغناطیسی: داخل سنسور القایی یک سیمپیچ وجود دارد که با جریان متناوب تغذیه میشود و یک میدان مغناطیسی متغیر تولید میکند.
-
تغییرات میدان مغناطیسی: وقتی یک جسم فلزی به این میدان نزدیک میشود، جریانهای گردابی (Eddy Currents) در جسم فلزی ایجاد میشود که باعث تغییر در میدان مغناطیسی میگردد.
-
تشخیص تغییرات: سنسور این تغییرات را شناسایی کرده و سیگنالی تولید میکند که نشاندهنده حضور جسم فلزی است.
ویژگیهای سنسور القایی
-
عدم تماس فیزیکی: سنسورهای القایی بدون تماس مستقیم عمل میکنند و برای محیطهای کثیف، گرد و غبار یا شرایطی که تماس فیزیکی ممکن است مشکلساز باشد، بسیار مناسب هستند.
-
پایداری و دوام بالا: به دلیل نداشتن قطعات متحرک، این سنسورها از دوام و پایداری بالایی برخوردارند.
-
واکنش سریع: سنسورهای القایی قادر به شناسایی سریع تغییرات در محیط هستند.
کاربردهای سنسور القایی در صنعت
-
صنایع خودروسازی: برای تشخیص موقعیت قطعات متحرک مانند چرخها و موتور.
-
رباتیک: برای تشخیص موقعیت و حرکت قطعات ربات.
-
سیستمهای اتوماسیون صنعتی: برای تشخیص وجود یا عدم وجود اجسام در خطوط تولید.
-
امنیت و کنترل دسترسی: در دربهای اتوماتیک و سیستمهای امنیتی برای تشخیص ورود و خروج افراد و اشیا.
محدودیتهای سنسور القایی
-
تشخیص فقط اجسام فلزی: این سنسورها تنها برای اجسام فلزی کاربرد دارند و برای مواد غیر فلزی مناسب نیستند.
-
محدودیت فاصله: برد تشخیص این سنسورها معمولاً محدود بوده و بسته به طراحی سنسور ممکن است از چند میلیمتر تا چند سانتیمتر متغیر باشد.
کاربرد سنسور القایی در ماشینآلات مش متال
در ماشینآلات مش متال نیز از سنسورهای القایی در دستگاههای شاخهکن و مشباف استفاده میشود. به عنوان مثال:
-
در دستگاه مشباف: زمانی که سیمانداز مفتول عرضی را جا میزند، سنسور القایی تشخیص میدهد که مفتول عرضی در جای خود قرار گرفته و این اطلاعات را به PLC ارسال میکند. سپس PLC فرمان جوش را صادر میکند.
-
در بخش کشنده مش: این سنسورها وظیفه تشخیص موقعیت و صحت عملکرد کشنده را بر عهده دارند.
نتیجهگیری
سنسورهای القایی به دلیل مزایای بسیاری که دارند، از جمله عدم نیاز به تماس فیزیکی، پایداری بالا و سرعت واکنش سریع، به یکی از ابزارهای پرکاربرد در صنایع مختلف تبدیل شدهاند. این سنسورها نقش کلیدی در بهبود دقت و کارایی ماشینآلات صنعتی ایفا میکنند و در خطوط تولید مدرن، جایگاهی اساسی دارند.