วิธีการเลือก Inductive Proximity Sensor

Inductive Proximity Sensor : พร็อกซิมิตี้เซ็นเซอร์แบบเหนี่ยวนำ คืออะไร?

พร็อกซิมิตี้เซ็นเซอร์ หรือ เซนเซอร์แบบเหนี่ยวนำ (Inductive sensor) คืออุปกรณ์ที่ตรวจจับการมีหรือไม่มีวัตถุในบริเวณใกล้เคียงแบบไร้การสัมผัส ใช้สนามแม่เหล็กไฟฟ้าเพื่อตรวจจับวัตถุที่เป็นโลหะ เซ็นเซอร์ประเภทนี้มีบทบาทสำคัญในอุตสาหกรรมต่าง ๆ มากมาย เช่น การผลิต ยานยนต์ อาหารและเครื่องดื่ม (Food & Beverage) ในบทความนี้เราจะแนะนำ ข้อควรพิจารณาที่สำคัญที่เกี่ยวข้องกับการเลือก พร็อกซิมิตี้เซนเซอร์แบบเหนี่ยวนำ ที่เหมาะสม ตั้งแต่เทคโนโลยีการตรวจจับของเซ็นเซอร์ ไปจนถึงคุณสมบัติและข้อมูลจำเพาะ และการนำไปใช้ประโยชน์ปรับปรุงกระบวนการทางอุตสาหกรรม

2024-02-15

Admin: Vistech Cosine

Table of Contents

1. What is a proximity sensor?
2. How does a proximity sensor work?
3. Types of proximity sensors
4. Applications of proximity sensors
5. How does advantages of proximity sensors?
6. Factors to consider when choosing a proximity sensor
7. Tips for using proximity sensors effectively

พร็อกซิมิตี้เซ็นเซอร์ (Proximity Sensor) ทำงานอย่างไร?

พร็อกซิมิตี้เซนเซอร์แบบเหนี่ยวนำ (Inductive proximity sensor) ทำงานโดยใช้หลักการเหนี่ยวนำแม่เหล็กไฟฟ้า ประกอบด้วยออสซิลเลเตอร์ที่สร้างสนามแม่เหล็กไฟฟ้าความถี่สูง เมื่อวัตถุโลหะเข้าสู่ช่วงการตรวจจับของเซ็นเซอร์ จะทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงในสนามแม่เหล็กไฟฟ้า เมื่อเซ็นเซอร์ตรวจจับวัสดุโลหะการเปลี่ยนแปลงนี้จะกระตุ้นสัญญาณไฟฟ้าเอาท์พุต แบบดิจิตอล (Digital Output) แสดงผลรูปแบบไฟ LED ว่ามีหรือไม่มีวัตถุที่เป็นโลหะ

รูปตัวอย่าง หลักการทำงานของพร็อกซิมิตี้เซนเซอร์

เซ็นเซอร์เป็นอุปกรณ์ตรวจจับวัตถุแบบไม่สัมผัส ซึ่งหมายความว่าสามารถตรวจจับวัตถุที่เป็นโลหะได้โดยไม่ต้องสัมผัส ช่วงการตรวจจับ Sensing range (Sn) ของเซนเซอร์แบบเหนี่ยวนำ จะแตกต่างกันไปขึ้นอยู่กับรุ่น และอาจอยู่ในช่วงตั้งแต่ไม่กี่มิลลิเมตรไปจนถึงหลายเซนติเมตร นอกจากนี้ ยังสามารถปรับระยะการตรวจจับได้โดยใช้โพเทนชิออมิเตอร์หรือตัวเลือกการกำหนดค่าอื่นๆ ที่มีในเซ็นเซอร์

พร็อกซิมิตี้เซนเซอร์แบบเหนี่ยวนำ มีความน่าเชื่อถือสูงและให้เวลาตอบสนองที่รวดเร็ว ทำให้เหมาะสำหรับการใช้งานที่ต้องการการตรวจจับความเร็วสูง มีการใช้กันอย่างแพร่หลายในระบบอัตโนมัติสำหรับงานต่างๆ เช่น การตรวจจับวัตถุ การตรวจจับตำแหน่ง และการนับชิ้นส่วน

ประเภทของพร็อกซิมิตี้เซนเซอร์

พรอกซิมิตี้เซนเซอร์มีหลายประเภทให้เลือก ได้แก่:

• พรอกซิมิตี้เซนเซอร์แบบเหนี่ยวนำ Inductive proximity sensors: เซนเซอร์เหล่านี้ตรวจจับวัตถุที่เป็นโลหะและมักใช้ในงานอุตสาหกรรม
• พรอกซิมิตี้เซนเซอร์แบบคาปาซิทีฟ Capacitive proximity sensors: ตรวจจับทั้งวัตถุที่เป็นโลหะและไม่ใช่โลหะโดยการวัดการเปลี่ยนแปลงของความจุ
• พรอกซิมิตี้เซนเซอร์โฟโตอิเล็กทริค Photoelectric proximity sensors: เซนเซอร์เหล่านี้ใช้ลำแสงเพื่อตรวจจับการมีอยู่หรือไม่มีวัตถุ
• พรอกซิมิตี้เซนเซอร์แบบแม่เหล็ก Magnetic proximity sensor: ตรวจจับสนามแม่เหล็กและมักใช้ในการใช้งานด้านยานยนต์

การประยุกต์ใช้งานพร็อกซิมิตี้เซ็นเซอร์

แอปพลิเคชันของเซ็นเซอร์พรอกซิมิตี้เซนเซอร์มีการใช้งานที่หลากหลายในอุตสาหกรรมต่างๆ การใช้งานทั่วไปบางประการ ได้แก่:

• ระบบอัตโนมัติทางอุตสาหกรรม: พรอกซิมิตี้เซนเซอร์ใช้ในโรงงานผลิตเพื่อตรวจจับการมีอยู่ของวัตถุบนสายพานลำเลียง ควบคุมแขนหุ่นยนต์ และตรวจสอบสายการผลิต
• อุตสาหกรรมยานยนต์: ใช้ในยานพาหนะเพื่อช่วยในการจอดรถ ระบบหลีกเลี่ยงการชน และการเปิดประตูอัตโนมัต
• ระบบรักษาความปลอดภัย: พรอกซิมิตี้เซนเซอร์ใช้ในระบบเตือนภัยเพื่อตรวจจับการเข้าไปในอาคารหรือพื้นที่หวงห้ามโดยไม่ได้รับอนุญาต
• อุปกรณ์เคลื่อนที่: สมาร์ทโฟนและแท็บเล็ตจำนวนมากใช้เซนเซอร์จับความใกล้เคียงเพื่อตรวจจับเมื่ออุปกรณ์ถูกถือไว้ใกล้กับใบหน้าของผู้ใช้ระหว่างการโทร ซึ่งจะปิดจอแสดงผลเพื่อประหยัดแบตเตอรี่
• ระบบตรวจสอบอัตโนมัติ: ใช้เซนเซอร์ตรวจจับฝาโลหะ เพื่อตรวจสอบการปิดฝาของผลิตภัณฑ์สุรา 

รูปตัวอย่าง การใช้งานตรวจสอบฝาโลหะผลิตถัณฑ์

ข้อดีการใช้เซนเซอร์พร็อกซิมิตี้ มีอะไรบ้าง?

เซ็นเซอร์พร็อกซิมิตี้ มีข้อดีหลายประการจนเป็นที่นิยมสำหรับการใช้งานในอุตสาหกรรม อาทิเช่น: 

1. การทำงานแบบไม่สัมผัสช่วยลดความจำเป็นในการสัมผัสทางกายภาพกับวัตถุเป้าหมาย ลดการสึกหรอและลดความเสี่ยงต่อความเสียหายให้เหลือน้อยที่สุด สิ่งนี้ทำให้เหมาะสำหรับการใช้งานในสภาพแวดล้อมที่รุนแรงหรือการใช้งานที่การสัมผัสบ่อยครั้งอาจทำให้เกิดปัญหาได้
2. ความทนทานสูงต่อปัจจัยแวดล้อม เช่น ความชื้น ฝุ่น และน้ำมัน สามารถทำงานได้อย่างน่าเชื่อถือในสภาวะที่ท้าทาย ทำให้เหมาะสำหรับการใช้งานในอุตสาหกรรมที่มีปัจจัยเหล่านี้อยู่ทั่วไป
3. อายุการใช้งานที่ยาวนาน เอาท์พุต (Output) ได้รับการออกแบบมาให้ต่อรอบการสลับ (Switching Output) ทำงานหลายล้านรอบ จึงมั่นใจได้ถึงความทนทานและประสิทธิภาพในระยะยาว ความน่าเชื่อถือนี้มีความสำคัญอย่างยิ่งในการใช้งานทางอุตสาหกรรม ซึ่งการหยุดทำงานและการเปลี่ยนเซ็นเซอร์บ่อยครั้งอาจนำไปสู่การสูญเสียด้านการผลิตอย่างมาก

นอกจากนี้ พร็อกซิมิตี้เซนเซอร์แบบเหนี่ยวนำ ติดตั้งง่ายด้วยขนาดที่กะทัดรัดช่วยให้มีตัวเลือกการติดตั้งที่ยืดหยุ่นพร้อมกับคุณสมบัติการวินิจฉัยในตัวที่ช่วยระบุปัญหาที่อาจเกิดขึ้นและทำให้การแก้ไขปัญหาง่ายขึ้น

โดยรวมแล้ว ข้อดีของการใช้เซ็นเซอร์ตรวจจับโลหะแบบเหนี่ยวนำ ได้แก่ การทำงานแบบไม่สัมผัส การทนทานต่อสภาวะสิ่งแวดล้อม อายุการใช้งานที่ยาวนาน และความง่ายในการติดตั้งและบำรุงรักษา คุณสมบัติเหล่านี้ทำให้เป็นตัวเลือกที่ดีเยี่ยม เหมาะสมสำหรับการใช้งานในอุตสาหกรรมต่างๆ 

ปัจจัยการเลือก Proximity Sensors, Inductive 

ปัจจัยสำคัญที่ต้องพิจารณาเมื่อเลือก "พร็อกซิมิตี้เซนเซอร์แบบเหนี่ยวนำ (Inductive Proximity Sensor)" สำหรับการใช้งานระบบอัตโนมัติในอุตสาหกรรม จำเป็นต้องพิจารณาปัจจัยหลายประการ ปัจจัยเหล่านี้จะช่วยให้เซ็นเซอร์ที่เลือกนั้นเหมาะสมกับความต้องการเฉพาะ และจะให้ประสิทธิภาพสูงสุด ลองพิจารณาปัจจัยเหล่านี้กัน:

ระยะการตรวจจับ (Sensing Range = Sn) และชนิดของวัสดุเป้าหมาย

ช่วงการตรวจจับของเซนเซอร์ เป็นปัจจัยสำคัญที่ต้องพิจารณา กำหนดระยะทางที่เซ็นเซอร์สามารถตรวจจับว่ามีวัตถุโลหะอยู่หรือไม่ โดยทั่วไปแล้วช่วงการตรวจจับแปลผันกับชนิดของวัสดุ ค่าที่แสดงตามตาราง Reduction factors เป็นค่าอ้างอิงซึ่งอาจแตกต่างกันไป ขึ้นอยู่กับรุ่นผลิตภัณฑ์

Reduction factors

การตรวจจับแม่นยำและเชื่อถือได้

เพื่อให้การตรวจจับแม่นยำและเชื่อถือได้ การเลือกเซ็นเซอร์ที่มีช่วงการตรวจจับที่เหมาะสมกับการใช้งาน จึงเป็นสิ่งสำคัญ หากช่วงการตรวจจับสั้นเกินไปเซ็นเซอร์อาจตรวจไม่พบวัตถุที่อยู่ห่างออกไปเล็กน้อย ส่งผลให้เกิดการตรวจจับผิดพลาด ในทางกลับกัน หากช่วงการตรวจจับยาวเกินไป อาจทำให้เกิดผลบวกลวง ซึ่งเซ็นเซอร์จะตรวจจับวัตถุที่ไม่ได้ตั้งใจให้ตรวจจับ

นอกจากนี้ สิ่งสำคัญคือต้องพิจารณาความเข้ากันได้ของวัสดุเป้าหมายของเซ็นเซอร์ เซ็นเซอร์ต่างๆ ได้รับการออกแบบมาเพื่อตรวจจับโลหะบางประเภท เช่น วัสดุที่เป็นเหล็กหรืออโลหะ ตรวจสอบให้แน่ใจว่าเซ็นเซอร์ที่คุณเลือกเข้ากันได้กับวัสดุเป้าหมายในการใช้งาน เพื่อให้ได้การตรวจจับที่แม่นยำ

การเลือกตัวเรือน (Housing) และตัวเลือกการติดตั้งที่เหมาะสม

โครงสร้างตัวเรือนของ เซ็นเซอร์แบบเหนี่ยวนำ มีความสำคัญต่อประสิทธิภาพและความเหมาะสมสำหรับการใช้งานที่แตกต่างกัน ควรเลือกตัวเรือนของเซ็นเซอร์ตามสภาพแวดล้อมที่จะใช้งาน ควรคำนึงถึงปัจจัยต่าง ๆ เช่น อุณหภูมิ ความชื้น และการสัมผัสกับสารเคมีหรือการสั่นสะเทือน

พร็อกซิมิตี้เซนเซอร์แบบเหนี่ยวนำ มีจำหน่ายในตัวเรือนวัสดุต่างๆ เช่น เหล็กกล้าไร้สนิม พลาสติก และวัสดุที่ทนทาน ตัวเรือนสเตนเลสสตีลทนทานต่อการกัดกร่อนและความเค้นเชิงกลได้ดีเยี่ยม จึงเหมาะสำหรับสภาพแวดล้อมที่สมบุกสมบัน ตัวเรือนพลาสติกนั้นคุ้มค่ากว่าและให้การปกป้องที่เพียงพอสำหรับการใช้งานที่มีความต้องการน้อยกว่า

นอกจากวัสดุตัวเรือนแล้ว ควรพิจารณาตัวเลือกการติดตั้งของเซ็นเซอร์ด้วย เซ็นเซอร์บางตัวได้รับการออกแบบมาสำหรับติดตั้งโดยตรงกับเครื่องจักรหรืออุปกรณ์ ในขณะที่เซ็นเซอร์บางตัวอาจต้องใช้ตัวยึดหรืออุปกรณ์เสริมเพื่อการติดตั้งที่เหมาะสม ตรวจสอบให้แน่ใจว่าเซ็นเซอร์ที่คุณเลือกมีตัวเลือกการติดตั้งที่จำเป็นเพื่อให้เหมาะกับการใช้งาน

ประเภทเอาต์พุต (Output Type)

พร็อกซิมิตี้เซนเซอร์แบบเหนี่ยวนำ มีเอาต์พุตประเภทต่าง ๆ เช่น NPN (NO: ปกติเปิด), PNP (NC: ปกติปิด) หรือเอาต์พุตอะนาล็อก (Analog) ประเภทเอาต์พุตจะกำหนดค่าพารามิเตอร์ทางไฟฟ้าของสัญญาณเอาต์พุตของเซ็นเซอร์เมื่อตรวจพบวัตถุ สำคัญอย่างยิ่งที่จะต้องเลือกประเภทเอาต์พุตที่เข้ากันได้กับระบบควบคุมหรือตัวควบคุมลอจิกที่ตั้งโปรแกรมได้ (Programmable Logic Controller: PLC)

การเชื่อมต่อ (Electrical Connection)

นอกจากนี้ ให้พิจารณาตัวเลือกการเชื่อมต่อที่มีให้โดยเซนเซอร์ เซ็นเซอร์บางตัวมีสายเคเบิลแบบมีสายต่อในตัว ในขณะที่เซ็นเซอร์บางตัวมีตัวเลือกตัวเชื่อมต่อ ทางเลือกของประเภทการเชื่อมต่อจะขึ้นอยู่กับข้อกำหนดในการติดตั้งเฉพาะ และความสะดวกในการเชื่อมต่อกับระบบควบคุม

สภาพและปัจจัยแวดล้อม (Environmental Area)

สภาพแวดล้อมทางอุตสาหกรรมอาจเป็นสิ่งที่จำเป็นต่อแอปพลิเคชั่นการใช้งาน ด้วยปัจจัยต่าง ๆ เช่น อุณหภูมิที่สูงมาก ความชื้น ฝุ่นละออง และการสั่นสะเทือน สิ่งสำคัญคือต้องเลือกเซนเซอร์จับความใกล้เคียงแบบเหนี่ยวนำที่ออกแบบมาให้ทนทานต่อสภาพแวดล้อมเหล่านี้

เซ็นเซอร์ที่มีระดับการป้องกัน IP (Ingress Protection) ที่เหมาะสม ซึ่งบ่งชี้ถึงความทนทานต่อฝุ่นและความชื้น ตัวอย่างเช่น เซ็นเซอร์ระดับ IP67 สามารถกันฝุ่นได้และสามารถทนต่อการแช่น้ำชั่วคราวได้ลึกถึง 1 เมตร การจัดอันดับ IP ที่สูงขึ้น เช่น IP68 หรือ IP69K ให้การป้องกันที่ดียิ่งขึ้นต่อสภาวะที่ไม่เอื้ออำนวย

นอกจากนี้ ให้พิจารณาใบรับรองหรือการอนุมัติใด ๆ ที่อาจจำเป็นสำหรับ อุตสาหกรรมบางประเภท เช่น อาหารและเครื่องดื่ม หรือยา อาจมีข้อกำหนดด้านกฎระเบียบเฉพาะ ตรวจสอบให้แน่ใจว่าเซ็นเซอร์ที่คุณเลือกเป็นไปตามมาตรฐานเหล่านี้เพื่อหลีกเลี่ยงปัญหาการปฏิบัติตามข้อกำหนด

การติดตั้งและบำรุงรักษา Inductive Proximity Sensor 

การติดตั้งและบำรุงรักษา เซนเซอร์พร็อกซิมิตีแบบเหนี่ยวนำ (Sensor Proximity Inductive) อย่างถูกต้องมีความสำคัญต่อประสิทธิภาพการทำงานสูงสุดและอายุการใช้งานที่ยาวนาน ปฏิบัติตามแนวทางปฏิบัติที่ดีที่สุดเหล่านี้เพื่อให้การติดตั้งและการบำรุงรักษาประสบความสำเร็จ:

1. อ่านและปฏิบัติตามคู่มือการติดตั้งและคำแนะนำของผู้ผลิต
2. ตรวจสอบให้แน่ใจว่าเซ็นเซอร์อยู่ในแนวที่ถูกต้องกับวัตถุเป้าหมายเพื่อการตรวจจับที่แม่นยำ
3. หลีกเลี่ยงการติดตั้งเซ็นเซอร์ใกล้กับแหล่งกำเนิดสัญญาณรบกวนแม่เหล็กไฟฟ้า (EMI) เพื่อป้องกันการตรวจจับที่ผิดพลาด
4. ตรวจสอบเซ็นเซอร์เป็นประจำเพื่อหาร่องรอยของความเสียหายหรือการสึกหรอ และเปลี่ยนใหม่หากจำเป็น
5. ทำความสะอาดเซ็นเซอร์เป็นระยะ ๆ เพื่อขจัดสิ่งสกปรกหรือเศษผงต่างๆ

ด้วยการปฏิบัติตามแนวทางปฏิบัติที่ดีที่สุดเหล่านี้ คุณสามารถเพิ่มประสิทธิภาพและความน่าเชื่อถือของ เซนเซอร์แบบอินดัคทีฟ ซึ่งนำไปสู่กระบวนการทางอุตสาหกรรมและผลผลิตที่ดีขึ้น

บทสรุป

การเลือก เซนเซอร์จับโลหะแบบเหนี่ยวนำ ที่เหมาะสมสำหรับการใช้งานในอุตสาหกรรม คือการตัดสินใจที่สำคัญซึ่งอาจส่งผลกระทบอย่างมากต่อประสิทธิภาพการผลิตและกระบวนการควบคุมคุณภาพ ด้วยการทำความเข้าใจเทคโนโลยีที่อยู่เบื้องหลังเซนเซอร์ประเภทนี้และพิจารณาปัจจัยต่าง ๆ เช่น ช่วงการตรวจจับ ความเข้ากันได้ของวัสดุเป้าหมาย ตัวเลือกโครงสร้างและวัสดุตัวเรือนและการติดตั้ง, ประเภทเอาต์พุตและตัวเลือกการเชื่อมต่อทางไฟฟ้า, ปัจจัยด้านสิ่งแวดล้อม และ,มาตรฐานการรับรอง ผู้ใช้งานจะสามารถตัดสินใจได้อย่างมีข้อมูล

อย่าลืมเปรียบเทียบแบรนด์และรุ่นต่าง ๆ ของพร็อกซิมิตี้เซนเซอร์แบบเหนี่ยวนำ เพื่อหารุ่นที่เหมาะกับความต้องการเฉพาะ มากที่สุด นอกจากนี้ ให้ปฏิบัติตามแนวทางปฏิบัติที่ดีที่สุดสำหรับการติดตั้งและการบำรุงรักษาเพื่อให้แน่ใจว่าเซ็นเซอร์ มีประสิทธิภาพสูงสุดและอายุการใช้งานที่ยาวนาน

ด้วยการเลือก เซนเซอร์ตรวจจับโลหะแบบเหนี่ยวนำที่สมบูรณ์แบบ คุณสามารถปรับปรุงกระบวนการทางอุตสาหกรรม ปรับปรุงประสิทธิภาพการทำงาน และบรรลุการทำงานที่แม่นยำและเชื่อถือได้ในการใช้งาน เลือกอย่างชาญฉลาดและสัมผัสกับประโยชน์ของเซนเซอร์ที่เหมาะกับความต้องการในอุตสาหกรรม