חיישנים ממלאים תפקיד גדול ביישומים תעשייתיים: מדידה, ניטור ואיתור כל מספר של חומרים או תהליכים. ככל שמפעלים נוספים מיישמים מערכות אוטומציה ובקרה מתקדמות במסגרת שיפורי אוטומציה וקישוריות IoT בתעשייה 4.0 ותעשייה, חיישנים הופכים חכמים יותר ומציעים יכולות חדשות.
התעשייה העולמית חיישן השוק צפוי להגיע ל –35.5 מיליארד דולר עד 2027, לעומת 18.8 מיליארד דולר בשנת 2019, לפי מחקר שוק של בעלות הברית. הגורמים הגדולים המניעים את הצמיחה הם IoT ו- Industry 4.0, כמו גם עליית האוטומציה התעשייתית, הנובעת ממידע הפרמטרים הקריטיים שמספקים חיישנים אלה שיש להם השפעה רבה על תהליכים ומערכות.
יש מגוון חיישנים המשמשים ביישומים תעשייתיים. אלה כוללים חיישני קירבה, לחץ, תנועה, רטט, סביבה, רמה, זרימה, לחות, גז וטמפרטורה. לכולם תפקיד חיוני בהבטחת תהליכים ומערכות הפועלים ללא שגיאות. לפניכם דגימה של כמה סוגי חיישנים המציעים שיפורי ביצועים ויכולות חדשות ליישומים תעשייתיים.
באלאוף בע"מ השיקה לאחרונה שניים חיישנים פוטואלקטריים המספקים חישת ניטור מצב. שני חיישנים חדשים עם יכולות בעלות תביעות שלא נראו בעבר בשוק, מציעים תכונות ניתנות לתכנות כמו גם תכונות ניטור תנאי ותכונות IO-Link מתקדמות בתיק ה- SAMS (Smart Automation and Monitoring System) של Balluff. החברה אמרה כי תיק זה נועד להפסיק את זמן ההשבתה על ידי פתרון בעיות, החלפה והתקנה של מכונות.
Balloss BOS0285 / BOS0286 חיישנים פוטואלקטריים (תמונה: Balluff)
התוספות החדשות הן החיישן המפוזר BOS0285 עם משולש ונורה אדומה בלייזר, מה שהופך אותו למתאם לזיהוי חלקים קטנים הודות לדיכוי רקע וחיישן BOS0286 רטרופלקטיבי עם נורית, אשר יכול לזהות באופן מהימן עצמים ברורים. חיישני BOS0285 ו- BOS0286 מציעים טווחי חישה של 30-250 מ"מ ו- 8 מטר, בהתאמה.
באמצעות תוכנת ניהול המכשירים, חיישנים אלה מספקים נתונים פנימיים וסביבתיים בזמן אמת, כולל ניטור טמפרטורה, לחות יחסית, זיהוי נטייה וניטור רטט.
החיישנים מציעים ארבעה מצבי הפעלה לזיהוי עצמים: הפעלה / כיבוי סטנדרטית, מצב מהירות, מצב שקוף לאיתור חומרים שקופים כמו זכוכית ומצב זיהוי משופר. איכות האות של החיישן מוצגת על נוריות LED בחיישן, ושעות הפעולה ופונקציות הזמן זמינות באמצעות IO-Link. נורית שנייה מספקת מידע אבחוני.
שני החיישנים תוכננו עבור יישומים תובעניים, במיוחד אלה שנמצאו בתעשיית המזון ויישומי אוטומציה של מפעלים כלליים בהם נעשה שימוש בתקשורת אגרסיבית ולחץ גבוה לניקוי. יש להם הסמכת Ecolab וכן דירוגים IP67 ו- IP69K. בנוסף, חיישנים אלה עברו את בדיקות Washdown Plus, המדמות מעל 1,000 מחזורי שטיפה.
סדרת חיישנים פוטואלקטרית נוספת שמטרתה למזער את דרישות התחזוקה היא סדרת E3AS-HL של חיישני פוטו-אלקטרי CMOS מבית Omron Automation Americas. הסדרה החדשה מוסיפה את הפונקציונליות של דיכוי חזית ורקע כדי לאפשר לחיישנים לזהות במדויק את האובייקט, והם ניתנים להגדרה באמצעות IO-Link. באמצעות IO-Link, סדרת E3AS-HL יכולה לתקשר ערכי מרחק במילימטרים וללמד אותם מרחוק להגדיר סף זיהוי. אפשר גם ניטור תפוקה.
חיישני הפוטואלקטריה CM3 של Omron Automation (EXNUMXAS-HL) (תמונה: Omron Automation Americas)
החיישנים מספקים זיהוי יציב גם כאשר עצמים משתנים הודות למערך התמונות שלהם ב-CMOS טֶכנוֹלוֹגִיָה והאפשרות להשתמש בקרן קו או בדגם קרן נקודתי, אמר אומרון. החיישנים מטפלים בזיהוי חלקים קטנים עבור רוב היישומים וכוללים גודל ספוט קטן עבור דגמי מרחק חישה של 500 מ"מ ו-150 מ"מ. מרחקי החישה הם 35-500 מ"מ או 35-150 מ"מ.
זה מועיל במיוחד בקווי ייצור מאתגרים בהם חיישנים מסורתיים דורשים לעיתים קרובות התאמות משתמש בכדי להתאים את צורת האובייקט או לדרוש שינוי כאשר האטימות, הצבע או התבנית של האובייקט משתנים.
עומרון אמר כי טכנולוגיית החישה הייחודית שלה מפחיתה באופן משמעותי את ההשפעה של דפוסי צבע, מבריקות וצורה כדי לספק זיהוי אמין בשינוי דרישות הייצור.
סדרת E3AS-HL כוללת מנגנון הוראה שמקל על ההתקנה, עם תצוגת OLED המספקת מידע מצב גלוי וברור. החיישנים מציעים מגוון אפשרויות הוראה, כולל הוראת אובייקטים דו-נקודתית, הוראת דיכוי רקע (BGS), הוראת דיכוי חזית (FGS) והגדרת חלון הן ל- FGS והן ל- BGS.
חיישני E3AS-HL בנויים מנירוסטה SUS316L ומתאימים לשימוש בסביבות קשות עם דירוג IP67 ו- IP69K.
מד התאוצה הטריאקסי של TE (תמונה: TE Connectivity)
אין ספק כי זמן ההשבתה של מכונות יכול להיות יקר. משמעות הדבר היא כי חיישנים נדרשים לניטור תקינות המכונות. קישוריות TE מד תאוצה משולש 830M1 מציע חישת תאוצה משובצת מתקדמת לניטור בריאות המכונה. החיישן הפיזואלקטרי יכול למדוד תאוצה בשלושה צירים (X, Y ו- Z).
החיישן הניתן להרכבה על גבי PCB שוכן באריזה LCC הרמטית, מאפשר התקנת חבילה אחת במקום שלוש, לחיסכון בעלויות ובמקומות. חיישן טמפרטורה RTD כלול בחבילה במקרה והיישום דורש אות רטט וגם חיישן טמפרטורה.
חיישן 830M1 אמור להציע רוחב פס מדידה מעולה, עם תגובת תדרים רחבה עד 15 קילוהרץ. הוא זמין בטווחים דינמיים בין ± 25 גרם ל- ± 2,000 גרם ומתאים הן למכונות מסתובבות במהירות נמוכה והן במהירות גבוהה. בנוסף לניטור בריאות המכונה, יישומים אחרים כוללים מתקני תחזוקה ניבוי, ניטור רטט מוטבע, ניטור פגיעות והלם, והתקנות נושאות.
מציג עיצוב חדשני של שני באחד, הדיוק הגבוה של החיישן הראשון חיישני לחץ דיפרנציאלי LHD ULTRA מיקרו זרימה לשלב שני אלמנטים חישה עם טווחי לחץ שונים בבית יחיד. חיישני הלחץ, המבוססים על המדידה התרמית של מיקרו-זרימות, מציעים טווח לחץ מרבי של עד 5,000 אבא.
זו הפעם הראשונה שהחברה משלבת שני ערוצי מיקרו זרימה קלורימטריים ושני אלמנטים חיישנים על שבב יחיד. אלמנט חישה אחד מבטיח מדידה מדויקת של לחצי דיפרנציאל נמוכים ברזולוציה גבוהה, ואילו השני מותאם ללחץ באזור המדידה העליון. זה מאפשר למשתמשים לבצע מדידות ברמת דיוק גבוהה בתחום התחתון או העליון של יישומי הלחץ שלהם.
חיישני הלחץ מבוססי הזרימה מציעים בסך הכל שלושה טווחי לחץ: 1,250 אבא, 2,500 אבא ו -5,000 אבא. כל הדגמים זמינים בגרסאות חד כיווניות ודו כיווניות.
הסדרה כוללת גם ממיר אנלוגי לדיגיטלי של 16 סיביות לטווחי הלחץ העליונים והתחתונים. בקר 24 סיביות על הלוח מספק תוצאות מדידה מדויקות בכל טווח המדידה הדינמי.
מאפיינים אחרים כוללים עכבת זרימה גבוהה במיוחד בשילוב עם דליפת זרימה נמוכה, מה שמביא לעמידות גבוהה בפני אבק ולחות. גם ביישומים עם חיבורי צינור ארוכים, תגובת החיישן והדיוק נותרים ללא שינוי.
הסדרה טוענת יציבות מצוינת לטווח הארוך ולקיזוז הודות לפטנט פיצוי קיזוז בזמן אמת וטכנולוגיית לינאריה. הדיוק הכללי הוא בדרך כלל 1.5% מהערך הנמדד על כל הטווח שבין 1% ל 100% מהערך בקנה מידה מלא. שחזור הקיזוז הוא ± 0.02 אבא לשנה.
חיישני ה- LHD ULTRA מתאימים היטב ליישומי מדידת זרימה בהם יש צורך ברמת דיוק גבוהה במדידות לחץ דיפרנציאלי נמוך, אמרה החברה. החיישנים מגיעים עם ברומטר מובנה לפיצוי לחץ אופציונלי בזמן אמת במצב משותף. זה מאפשר בחירה של מדידת זרימת מסה או נפח ללא צורך בהתקן הפניה ללחץ סביבתי חיצוני. ניתן לקבל מחבר FFT אופציונלי בעל צורה קטנה וכבל סרט.
בנוסף לחיישן הברומטרי, כל דגם LHD ULTRA מצויד בפלט I²C או SPI דיגיטלי לינארי וחיישן טמפרטורה משולב על השבב. ניתן להשתמש בסדרה זו במגוון יישומים, החל מטכנולוגיה רפואית וכלה ביישומי בקרת זרימת נפח ובמסגרות תעשייתיות ועד לניטור מסננים ברמת דיוק גבוהה.
חיישן גז קירור R-290 של NevadaNano (תמונה: NevadaNano)
ספקית טכנולוגיית חיישני גילוי גז, NevadaNano Systems הציגה את ה- R-290 חיישן גז קירור לאיתור נזילות במגוון יישומים. באמצעות טכנולוגיית MPS (Molecular Property Spectrometer) של החברה, חיישן הגז R-290 מגלה נזילות של פרופאן ביישומים כמו HVAC & R, מערכות מקררים, מייבשי כביסה ומכונות אוטומטיות.
החברה מסרה כי פרופאן R-290 מתגלה כאלטרנטיבה מובילה לקירור הידרופלואור פחמן עם פוטנציאל התחממות כדור הארץ (GWP). ל- R-290 יש GWP של 3, לעומת יותר מ -3,900 עבור קירור R410.
אם דליפות מתרחשות ביחידות R-290, שאטומות במלואן ועצמאיות, וחשופות למקור הצתה, הן עלולות לגרום לשריפות, ובכך לדרוש איתור אפילו הדליפות הקטנות ביותר, אמר NevadaNano.
חיישני הפרופאן MPS מדווחים במדויק על 0% עד 100% LEL ואינם דורשים שום תחזוקת שטח לאורך חייהם הצפויה של 10 עד 15 שנים. החיישנים משלבים מדידות בזמן אמת ופיצוי סביבתי מובנה לטמפרטורה, לחץ ולחות. בנוסף, הם חסינים מטבעם מפני סחף, ריקבון או רעל ממזהם.
בדרך כלל משתמשים בחיישני זרימה למדידת הכמות וקצב הזרימה של נוזל או גז. Posifa Technologies מציעה דיוק גבוה שלה סדרת PLF2000 חיישני זרימת נוזלים למדידת מים כתחליף לחיישני זרימת טורבינות מכניות. מדידת קצב הזרימה של עד 700 מ"ל / דקה (PLF2105) ו- 10 ליטר / דקה (PLF2135), המכשירים מציעים זמני תגובה מהירים במיוחד של 5 אלפיות השנייה ואופייניים ופועלים בטווח טמפרטורות של 5 ° C עד 75 ° C.
חיישני זרימת נוזלים של Posifa PLF2000 (תמונה: Posifa Technologies)
מכשירי סדרת PLF2000 מכוילים מפעל למים עד 5% מינימליים ודיוק טיפוסי של 3% לצורך חישוב נפח. החיישנים תואמים ל- NSF / ANSI 61: רכיבי מערכת שתיית מים - השפעות בריאותיות וניתן להשתמש בהם בבטחה במכשירי מים ומשקאות. הסדרה כוללת גם אני דיגיטלי כפול2יציאת מתח C וגמישות רבה יותר.
החיישנים החדשים מציגים את הדור השלישי של פוסיפה MEMS זרימת תרמית, המשתמשת בזוג תרמילים לזיהוי שינויים בשיפוע הטמפרטורה שנגרם כתוצאה מזרימת המוני. זה מספק יחס אות ורעש מעולה וחוזר על הדעת של 0.5% FS, אמר פוסיפה, ומבנה הבידוד התרמי של מצב מוצק על חיישן החיישן מבטל את הצורך בחלל שטח או בקרום שביר המשמש בטכנולוגיות מתחרות. תכונות אלה מאפשרות למקם את החיישנים ישירות בנתיב זרימת הנוזל עם אריזות מינימליות לרגישות גבוהה יותר.
בנוסף, מת החיישן אינו מפריע לנתיב הזרימה, אמרה החברה, המאפשרת עמידות זרימה מינימלית ומאפשרת להפיץ נוזלים באמצעות כוח המשיכה, דוד או משאבת כוח נמוכה.