Metoda wykrywania i funkcja

Umożliwia to stosowanie różnych zasad wykrywania do różnych zadań wykrywania. Zasadę wykrywania najbardziej odpowiednie do danego zastosowania określa się na podstawie różnych czynników: Obejmują one materiał wykonania obiektu, który ma być wykryty, środowisko zastosowania oraz odległość, od której ma nastąpić wykrywanie.

Jeśli obiekt do wykrywania jest przewodnikiem elektrycznym, np. wykonany z metalu i może zostać wykryty z niewielkiej odległości, zaleca się użycie czujnika indukcyjnego.

Czujniki indukcyjne działają w taki sposób, że czujnik emituje zmienne pole magnetyczne o wysokiej częstotliwości. Gdy aktywujący metalowy obiekt docelowy zbliża się do pola magnetycznego, energia jest odbierana z pola zmiennego wskutek utraty prądu wirowego. Ponadto obiekty ferromagnetyczne powodują utratę ponownego magnesowania. Straty są oceniane, a czujnik przełącza się po osiągnięciu określonej wartości progowej.

Typowe zastosowania obejmują wszystkie rodzaje monitorowania położenia, monitorowanie położenia zaworów oraz wykrywanie prędkości przesuwu taśmy. Dzięki doskonałej wszechstronności fizycznej zasady wykrywania na rynku dostępnych jest wiele różnych typów konstrukcji i wersji czujników dostosowanych do określonych warunków pracy, takich jak czujniki o współczynniku redukcji 1, czujniki NAMUR, czujniki z metalową powierzchnią czołową i czujniki z atestem E1 do użytku w pojazdach.

W zależności od zastosowania można korzystać z następujących alternatywnych zasad wykrywania:

• Czujnik pojemnościowy: do wykrywania obiektów wykonanych z tworzywa sztucznego lub papieru oraz cieczy (oleistych lub wodnych), granulek i proszków
• Czujnik pola magnetycznego: obiekty namagnesowane lub obiekty, które mogą zostać wyposażone w magnes

Czujniki indukcyjne są bezstykowe. Czujniki te wykrywają metalowe obiekty znajdujące się w ich polu pomiarowym. Wykorzystują one wzajemne oddziaływanie metalowego obiektu jako przewodnika elektrycznego ze zmiennym polem magnetycznym emitowanym przez czujnik. W przewodniku elektrycznym indukowane są prądy wirowe, które uzyskują energię z pola i w ten sposób wpływają na poziom amplitudy oscylacji.

Rdzeń czujnika indukcyjnego to cewka, zwykle z rdzeniem ferrytowym, która umożliwia przepływ pola magnetycznego w określonym kierunku. Oscylator znajdujący się za nim w czujniku wykorzystuje obwód rezonansowy LC do generowania przemiennego pola magnetycznego, które uchodzi z powierzchni wykrywania czujnika. Prądy wirowe są indukowane w metalowym obiekcie, znajdującym się w polu pomiarowym. Odbierają one energię z oscylatora. Powoduje to zmianę poziomu sygnału w oscylatorze. Zmiana poziomu sygnału powoduje z kolei przełączenie fazy wyjściowej w czujnikach binarnych za pośrednictwem przerzutnika Schmitta. W przypadku czujników pomiarowych, ta zmiana poziomu sygnału w czujnikach pomiarowych wpływa na sygnał wyjścia analogowego w zależności od odległości obiektu. 

Pierwszy indukcyjny czujnik zbliżeniowy klasy przemysłowej został opracowany i wprowadzony na rynek w 1958 roku przez Waltera Pepperla i Wilfrieda Gehla. W tym czasie ich rozwój był napędzany przez sąsiedni BASF. Firma BASF chciała zastąpić mechaniczne styki przełączające, używane ówcześnie do wykrywania towarów, bezstykowymi czujnikami przełączającymi, nie powodującymi iskier przy przełączaniu. Celem było znaczne zmniejszenie poziomu zagrożenia wybuchem. Już pierwszy indukcyjny czujnik zbliżeniowy został zaprojektowany jako iskrobezpieczny zgodnie z normą NAMUR.

Wszystkie czujniki zbliżeniowe i czujniki indukcyjne firmy Pepperl+Fuchs zostały opracowane, wyprodukowane i wprowadzone do obrotu zgodnie z normą IEC/EN 60947 „Aparatura rozdzielcza i sterownicza niskonapięciowa — Część 5-2: Moduły sterujące i elementy przełączające — czujniki zbliżeniowe”.  

Do czujników związanych z bezpieczeństwem firmy Pepperl+Fuchs stosuje się odpowiednią normę „Aparatura rozdzielcza i sterownicza niskonapięciowa — Część 5-3: Moduły sterujące i elementy przełączające — Wymagania dotyczące urządzeń zbliżeniowych o określonym sposobie zachowania się w warunkach defektu (PDDB)”.