انواع سنسورهای صنعتی برای اتوماسیون

کلید صنعت هوشمند در جمع آوری داده ها و اطلاعات نهفته است. سنسورهای صنعتی پایانه های عصبی صنعت هوشمند هستند. آنها برای جمع آوری داده ها و ارائه پشتیبانی از داده های اساسی برای ساخت صنعت هوشمند استفاده می شوند. در همان زمان، با توسعه سریع اینترنت اشیا، صنعت ۴٫۰ و تولید هوشمند، نیازهای برنامه ها بیشتر و بیشتر می شود.

انواع سنسورهای صنعتی هوشمندی که بیشترین داده‌های اولیه را جمع‌آوری می‌کنند به سرعت در حال ارتقا و تکرار هستند و تحول هوشمند پایانه‌های اینترنتی صنعتی را هدایت می‌کنند. “سنسور صنعتی ۴٫۰” یا عصر سنسورهای صنعتی در حال رونق است. از سنجش فرآیند صنعتی و اتوماسیون کارخانه، از میکروکنترلرها و اتصالات سیمی یا بی سیم گرفته تا سرورهای ابری را شامل می شود.

سنسورهای هوشمند مورد استفاده در صنعت

در اتوماسیون صنعتی، سنسورها نقشی حیاتی در هوشمندسازی و خودکار ساختن تولید دارند. انواع سنسورهای صنعتی به افراد اجازه می دهد تا تغییرات مختلفی را که در تولید صنعتی رخ می دهد، مانند تغییرات دما، حرکت، فشار، ارتفاع، خارجی و امنیت، نظارت، تجزیه و تحلیل و پردازش کنند.

تقریباً هر فرآیند یا شرایط محیطی یک نوع سنسور مناسب دارد. سنسور هوشمند تهویه سیگنال، فناوری MEMS و سیستم‌افزار را ادغام می‌کند تا نیازهای درک آسان و کم هزینه مهندسان طراحی صنعتی را برآورده کند و بار توسعه مهندسین طراح را تا حد زیادی کاهش دهد.

انواع سنسورهای صنعتی

انواع مختلفی از سنسورهای صنعتی که بیشتر در اتوماسیون مورد استفاده قرار می گیرند به شرح زیر است:

• سنسورهای دما
• سنسورهای فشار
• سنسورهای سطح
• سنسورهای مادون قرمز
• سنسورهای مجاورت
• سنسورهای دود
• سنسورهای نوری
• سنسورهای MEMS

سنسورهای دما

در تولیدات صنعتی، دما بیشترین پارامتر فیزیکی است که اندازه گیری می شود و می توان از سنسورهای مختلفی برای اندازه گیری آن استفاده کرد. سنسور دما وسیله ای است که اطلاعات مربوط به دما را از محیط جمع آوری کرده و به مقادیر خاصی تبدیل می کند. در این میان سنسورهای دیجیتال دما و سنسورهای دما و رطوبت بیشترین کاربرد را در اتوماسیون صنعتی دارند.

کارت نمونه برداری سنسور دما دیجیتال دارای یک مبدل A/D تقریبی متوالی دو کاناله ده رقمی و یک رابط ارتباطی استاندارد RS-232 یا ۴۸۵ است. این محصول از یک روش فیلترینگ استفاده می‌کند که فیلتر نرم‌افزار دیجیتالی میانگین بازگشتی و فیلتر مدار سخت‌افزاری را برای به حداقل رساندن تداخل خارجی در نمونه‌برداری، با دقت در مقیاس کامل بالا، پایداری قوی، سازگاری خوب و پاسخ سریع ترکیب می‌کند.

سنسور دما و رطوبت ترکیبی از سنسور دما و سنسور رطوبت است. پروب های دما و رطوبت به عنوان اجزای اندازه گیری دما برای جمع آوری سیگنال های دما و رطوبت مورد استفاده قرار می گیرند و پس از پردازش مداری به سیگنال های جریان یا سیگنال های ولتاژی تبدیل می شوند که به طور خطی با دما و رطوبت مرتبط هستند. همچنین می توان آن را مستقیماً از طریق تراشه کنترل اصلی عبور داد. خروجی رابط مانند ۴۸۵ یا ۲۳۲ را انجام دهید.

کاربرد سنسورهای دما: سنسورهای دما به طور گسترده در صنایع مختلف از جمله صنایع پزشکی، صنایع، صنایع غذایی، نیروگاه های برق آبی، صنایع پتروشیمی، صنایع متالورژی، چاپ و رنگرزی صنایع دارویی و سایر صنایع کاربرد دارند.

سنسورهای فشار

سنسور فشار وسیله ای است که می تواند سیگنال فشار را حس کرده و سیگنال فشار را طبق قانون خاصی به سیگنال الکتریکی خروجی قابل استفاده تبدیل کند. سنسور فشار معمولا از یک عنصر حساس به فشار و یک واحد پردازش سیگنال تشکیل شده است.

سنسورهای فشار برای نظارت بر خطوط لوله و ارسال نشتی یا هشدارهای غیرعادی به سیستم محاسباتی مرکزی استفاده می‌شوند تا به سرپرستان یادآوری کنند که تعمیر و نگهداری و تعمیرات لازم است.

کاربرد سنسورهای فشار: سنسور فشار رایج ترین سنسور مورد استفاده در صنعت است. این به طور گسترده ای در محیط های مختلف اتوماسیون صنعتی، از جمله حفاظت از آب و برق آبی، حمل و نقل ریلی، ساختمان های هوشمند، اتوماسیون تولید، هوافضا، نظامی، پتروشیمی، چاه های نفت، نیرو، کشتی سازی، ماشین آلات، خطوط لوله و بسیاری از صنایع دیگر استفاده می شود. یک سنسور فشار پزشکی دیگر.

سنسورهای سطح

سنسورهای سطح وسیله ای هستند که برای نظارت، نگهداری و اندازه گیری سطح مایعات (گاهی اوقات جامدات) استفاده می شود. هنگامی که سطح مایع تشخیص داده شد، سنسور داده های حس شده را به سیگنال های الکتریکی تبدیل می کند. سنسور سطح مایع دستگاهی است که برای تعیین سطح مایع جریان در یک سیستم باز یا یک سیستم بسته استفاده می شود.

اندازه گیری سطح مایع را می توان به اندازه گیری پیوسته و اندازه گیری سطح نقطه تقسیم کرد. سنسور سطح مایع پیوسته برای اندازه گیری دقیق سطح مایع استفاده می شود، اما نتیجه اندازه گیری صحیح است. سنسور سطح نقطه برای تعیین بالا یا پایین بودن سطح مایع استفاده می شود.

کاربرد سنسورهای سطح: سنسور سطح عمدتاً در صنایع تولیدی و خودروسازی استفاده می شود، اما در بسیاری از لوازم خانگی مانند یخ ساز در یخچال، ماشین لباسشویی نیز یافت می شود و لازم است از سطح مایع جلوگیری شود. بیش از حد بالا بودن برای سرریز شدن بیش از حد هنگامی که سطح مایع مخزن آب داخلی خیلی کم است، آبگرمکن باید به طور خودکار آب را پر کند و توالت باید آب را در مخزن آب برای شناسایی نشتی یا شناسایی سطح مایع نگه دارد.

سنسورهای مادون قرمز

سنسور مادون قرمز دستگاهی است که از مادون قرمز برای پردازش داده ها استفاده می کند. مادون قرمز نور مادون قرمز نیز نامیده می شود. دارای خواصی مانند انعکاس، شکست، پراکندگی، تداخل و جذب است. هر ماده ای تا زمانی که دمای معینی (بالاتر از صفر مطلق) داشته باشد، می تواند پرتوهای فروسرخ بتاباند.

سنسور مادون قرمز در هنگام اندازه گیری در تماس مستقیم با جسم اندازه گیری شده نیست، بنابراین اصطکاک وجود ندارد و از مزایای حساسیت بالا و پاسخ سریع برخوردار است. سنسور مادون قرمز می تواند عملکرد دستگاه درایو را کنترل کند. سنسورهای مادون قرمز اغلب برای اندازه گیری دمای بدون تماس، تجزیه و تحلیل ترکیب گاز و آزمایش های غیر مخرب استفاده می شوند.

کاربرد سنسورهای مادون قرمز: حسگرهای مادون قرمز به طور گسترده در زمینه های پزشکی، نظامی، فناوری فضایی و مهندسی محیط زیست استفاده می شوند. سنسورهای مادون قرمز ادغام شده با راه حل های صنعتی اینترنت اشیا در صنایع دیگر نیز استفاده می شوند.

سنسورهای مجاورت

حسگر مجاورت دستگاهی است که توانایی درک نزدیکی یک جسم را دارد. از ویژگی حساس سنسور جابجایی برای تشخیص نزدیکی جسم استفاده می کند و سیگنال سوئیچ مربوطه را خروجی می کند. سنسور مجاورت می تواند تشخیص حسگر غیر تماسی را انجام دهد، بنابراین به جسم تشخیص آسیب نمی رساند و جرقه یا سر و صدایی ندارد.

از آنجایی که یک حالت خروجی غیر تماسی است، عمر طولانی دارد و به سختی تأثیری بر عمر سرویس تماس دارد. سنسور مجاورت با سایر روش‌های تشخیص متفاوت است زیرا در محیط آب و روغن مناسب است و به سختی تحت تأثیر لکه‌ها و آب و روغن جسم تشخیص قرار می‌گیرد.

در میان آنها، خود سنسور مجاورت فقط می تواند اجسام فلزی را در فاصله نزدیک و بدون تماس تشخیص دهد. بزرگترین ویژگی دستگاه میله الاستیک با برد متغیر این است که می تواند محدوده حسگر تماس را اضافه بار کند. پیستون‌ها، پروب‌ها و دکمه‌های فنری معمولاً برای تماس با محصول استفاده می‌شوند و سپس تشخیص می‌دهند که آیا محصول در جای خود قرار دارد، موقعیت‌یابی دقیقی دارد و محصول مورد آزمایش را تأیید می‌کند.

کاربردهای حسگرهای مجاورتی: سنسورهای مجاورت عمدتاً برای تشخیص جابجایی اجسام استفاده می شوند و به طور گسترده در هوانوردی، فناوری هوافضا و تولیدات صنعتی استفاده می شوند. در زندگی روزمره مانند هتل ها، رستوران ها، گاراژها، درب های اتوماتیک، دمنده های اتوماتیک هوای گرم کاربرد دارند.

از نظر امنیت و ضد سرقت، مکان‌های مهمی مانند فایل‌های اطلاعات، حسابداری، امور مالی، موزه‌ها و خزانه‌ها معمولاً مجهز به دستگاه‌های ضد سرقت متشکل از سوئیچ‌های مجاورت مختلف هستند. در فن آوری اندازه گیری، اندازه گیری طول و موقعیت. در فناوری کنترل، مانند اندازه گیری و کنترل جابجایی، سرعت و شتاب، تعداد زیادی سوئیچ مجاورتی نیز برای کاربران وجود دارد.

سنسورهای دود

سنسور دود می تواند مقدار زیادی دود تولید شده در هنگام آتش سوزی را تشخیص دهد و به موقع سیگنال هشدار ارسال کند. آشکارساز از کنترل MCU استفاده می کند که می تواند به طور هوشمند دود تولید شده در هنگام آتش سوزی و هشدار را قضاوت کند. سنسور دود یک حسگر ضروری در یک محیط تولید صنعتی قابل اشتعال و انفجار است. هنگامی که حسگرهای دود با راه‌حل‌های صنعتی اینترنت اشیا ادغام می‌شوند، حتی کوچک‌ترین نشت گاز یا آتش‌سوزی جزئی را می‌توان به تیم مربوطه گزارش کرد و در نتیجه از بلایای بزرگ جلوگیری کرد.

کاربرد سنسورهای دود: به طور گسترده در تهویه مطبوع، مانیتورینگ محل ساخت و ساز و واحدهای صنعتی با احتمال بالای آتش سوزی و نشت گاز استفاده می شود.

سنسورهای نوری

سنسور نوری بر اساس اصل اندازه گیری نور است. مزایای زیادی مانند اندازه گیری بدون تماس و غیر مخرب، تقریبا بدون تداخل، انتقال با سرعت بالا و کنترل از راه دور دارد. این عمدتا شامل سنسورها و ابزارهای نوری مانند ابزارهای اندازه گیری نوری عمومی، تداخل سنج های لیزری، گریتینگ ها، رمزگذارها و فیبر نوری است. در طراحی، عمدتا برای تشخیص اینکه آیا شی هدف ظاهر می شود یا برای انجام تشخیص حرکت اتوماسیون صنعتی مختلف استفاده می شود.

کاربرد سنسورهای نوری: به طور گسترده در مکان های اتوماسیون صنعتی مانند مخابرات، آسانسور، ساخت و ساز، مراقبت های بهداشتی و سیستم های امنیتی استفاده می شود.

سنسورهای MEMS

سنسور MEMS نوع جدیدی از یکی از انواع سنسورهای صنعتی است که با استفاده از میکروالکترونیک و فناوری میکروماشین تولید می شود. در مقایسه با سنسورهای سنتی، اندازه کوچک، مصرف انرژی کم، قابلیت اطمینان بالا و مناسب برای تولید انبوه است. سنسور حرکت MEMS با فناوری بی سیم ZigBee یکپارچه شده است تا در حین کار با دستگاه، فعل و انفعالات انسانی انجام دهد. اندازه ویژگی به ترتیب میکرومتر به آن اجازه می دهد تا عملکردهایی را انجام دهد که توسط برخی از سنسورهای مکانیکی سنتی قابل دستیابی نیستند.

کاربرد حسگرهای MEMS: حسگرهای MEMS به عنوان یک وسیله کلیدی برای به دست آوردن اطلاعات، نقش بسیار زیادی در کوچک سازی دستگاه های سنجش مختلف ایفا کرده اند. آنها در ماهواره های فضایی، وسایل نقلیه پرتاب، تجهیزات هوافضا، هواپیماها، وسایل نقلیه مختلف و ویژه به طور گسترده در زمینه های پزشکی و الکترونیک مصرفی استفاده شده است.

نتیجه:

انواع سنسورهای صنعتی به عنوان ورودی مجموعه اطلاعات، «قلب» اینترنت اشیا، صنایع هوشمند و دستگاه های هوشمند هستند. تحقق و توسعه اینترنت صنعتی از کاربرد گسترده حسگرها و نوآوری های تکنولوژیکی جدایی ناپذیر است. با این حال، از سوی دیگر، اینترنت صنعتی نیز بازار بزرگی را برای توسعه حسگرها به ارمغان آورده است. اینترنت صنعتی و توسعه حسگر را می توان مکمل یکدیگر توصیف کرد.