Afstandssensoren – vind fabrikanten en leveranciers

Afstandssensoren meten de afstand tussen een sensor en een object, hetzij zonder fysiek contact, hetzij door middel van tactiele meting.

Ze worden gebruikt om posities te bepalen, de aanwezigheid van objecten te detecteren, vulniveaus te bewaken, botsingen te voorkomen of bewegingen binnen geautomatiseerde machines en systemen te regelen.
Afhankelijk van het meetprincipe werken afstandssensoren optisch, akoestisch, inductief, capacitief, magnetisch of mechanisch. Hierdoor kunnen ze worden aangepast aan verschillende materialen, meetbereiken, nauwkeurigheidseisen en omgevingsomstandigheden.
Typische toepassingen zijn te vinden in de machine- en installatiebouw, automatiseringstechniek, robotica, transporttechniek, magazijnlogistiek, voertuigtechniek en kwaliteitsborging.
Hieronder volgt een overzicht van typische uitvoeringen, toepassingen, voordelen en belangrijke selectiecriteria voor afstandssensoren.

Soorten afstandssensoren

Optische afstandssensoren

Optische afstandssensoren gebruiken licht om de afstand tot een object te bepalen.
Afhankelijk van het ontwerp werken ze met laserlicht, infraroodlicht of zichtbaar licht. De afstand wordt bepaald met behulp van methoden zoals triangulatie, vluchttijdmeting of faseverschuivingsmeting.
Optische sensoren bieden vaak een hoge nauwkeurigheid en snelle metingen. Ze zijn geschikt voor positioneringstaken, hoogtemetingen, aanwezigheidscontroles en kwaliteitsinspecties.
De meting kan echter worden beïnvloed door de kleur, glans, transparantie, omgevingslicht of vervuiling van het oppervlak.

Lasersensoren

Lasersensoren zijn optische afstandssensoren met een bijzonder kleine en duidelijk zichtbare meetvlek.
Ze zijn daarom geschikt voor nauwkeurige metingen op kleine objecten, randen of moeilijk bereikbare plaatsen.
Afhankelijk van het meetbereik en het ontwerp kunnen lasersensoren zowel korte als langere afstanden detecteren.
Bij reflecterende, transparante of zeer donkere oppervlakken moet worden gecontroleerd of de gekozen meetmethode betrouwbaar werkt.

Ultrasone sensoren

Ultrasone sensoren zenden geluidspulsen uit en meten de tijd die het gereflecteerde signaal nodig heeft om terug te keren.
De afstand tot het object wordt berekend op basis van deze looptijd.
Aangezien de meting niet afhankelijk is van kleur of optische transparantie, zijn ultrasone sensoren ook geschikt voor donkere, glanzende of gedeeltelijk transparante materialen.
Ze worden onder andere gebruikt voor het meten van vulniveaus, objectdetectie en afstandsbewaking.
Temperatuur, luchtbeweging, zachte oppervlakken of ongunstige objectvormen kunnen het meetresultaat beïnvloeden.

Inductieve afstandssensoren

Inductieve afstandssensoren detecteren de afstand tot metalen objecten aan de hand van veranderingen in een elektromagnetisch veld.
Ze werken contactloos, zijn robuust en zeer geschikt voor industriële omgevingen.
Typische toepassingen zijn onder meer het detecteren van de positie van metalen onderdelen, het bewaken van machine-elementen en het meten van korte verplaatsingsafstanden.
In vergelijking met optische of ultrasone sensoren is hun meetbereik doorgaans beperkt en afhankelijk van het materiaal van het doelobject.

Capacitieve afstandssensoren

Capacitieve afstandssensoren detecteren veranderingen in een elektrisch veld.
Ze kunnen zowel metalen als niet-metalen materialen detecteren, waaronder kunststoffen, glas, hout, poeders en vloeistoffen.
Hierdoor zijn ze geschikt voor afstandsmetingen, het bewaken van vulniveaus en het detecteren van dunne materiaallagen.
Vochtigheid, vervuiling en veranderingen in materiaaleigenschappen kunnen de meting beïnvloeden.

Magnetische afstandssensoren

Magnetische sensoren detecteren positie of afstand met behulp van een magnetisch veld.
Ze worden bijvoorbeeld gebruikt op cilinders, lineaire eenheden, kleppen of bewegende machineonderdelen.
Afhankelijk van het ontwerp werken ze met reedcontacten, Hall-sensoren of magnetoresistieve meetmethoden.
Ze zijn met name geschikt voor toepassingen waarbij het te detecteren object van een magneet kan worden voorzien.

Mechanische afstandssensoren

Mechanische afstandssensoren maken gebruik van een tactiel meetelement.
Ze worden gebruikt wanneer direct contact is toegestaan of juist vereist is.
Deze sensoren kunnen zeer nauwkeurige informatie over verplaatsing en positie leveren, maar zijn onderhevig aan mechanische slijtage.
Ze zijn geschikt voor inspectietaken, bewaking van eindposities en metingen op vaste oppervlakken.

Toepassingen van afstandssensoren

Mechanische en installatietechniek

In de machinebouw detecteren afstandssensoren de positie van werkstukken, gereedschappen, sleden en andere bewegende onderdelen.
Ze kunnen eindposities bewaken, bewerkingsafstanden controleren en bewegingen binnen geautomatiseerde processen regelen.
Contactloze sensoren bieden met name voordelen wanneer hoge cyclussnelheden of slijtagevrije metingen vereist zijn.

Automatisering en assemblagetechniek

In geautomatiseerde montagesystemen detecteren afstandssensoren of componenten correct zijn gepositioneerd, volledig zijn geplaatst of zich op de beoogde hoogte bevinden.
Ze kunnen de bewegingen van grijpers bewaken, toevoerprocessen regelen en defecte werkstukken in een vroeg stadium identificeren.
Korte reactietijden en een betrouwbare koppeling met het besturingssysteem zijn hierbij van groot belang.

Robotica en handlingtechnologie

Robots gebruiken afstandssensoren voor objectdetectie, positionering en het vermijden van botsingen.
Ze ondersteunen naderingsbewegingen naar werkstukken, het detecteren van grijpposities en het bewaken van veiligheidsafstanden.
Voor dynamische bewegingen zijn snelle metingen en een lage vertraging vereist.

Transport- en magazijntechniek

In transportsystemen detecteren afstandssensoren containers, pakketten, pallets en andere vervoerde goederen.
Ze bewaken de afstanden tussen objecten, detecteren opstoppingen en ondersteunen de positionering op overdrachtspunten.
In magazijnsystemen kunnen ze ook worden gebruikt voor hoogtemeting, het controleren van de bezetting van opslaglocaties en het voorkomen van botsingen.

Vulniveaumeting

Afstandssensoren bepalen de afstand tussen de sensor en het oppervlak van een medium.
Deze waarde kan worden gebruikt om het vulniveau in containers, tanks of silo’s te berekenen.
Ultrasone en optische sensoren worden vaak gebruikt voor contactloze metingen.
De geschiktheid hangt af van het medium, de oppervlakte-eigenschappen, de geometrie van de houder en de omgevingsomstandigheden.

Kwaliteitscontrole en metrologie

In inspectie- en meetsystemen detecteren afstandssensoren de hoogte, dikte, vlakheid of vervorming van componenten.
Er kunnen verschillende sensoren worden gebruikt om verschillen, profielen of paralleliteit te bepalen.
Hoge nauwkeurigheid, herhaalbaarheid en stabiele signaalverwerking zijn essentieel voor deze toepassingen.

Voertuig- en mobiele technologie

Afstandssensoren worden in voertuigen en mobiele machines gebruikt voor obstakeldetectie, positionering en het bewaken van bewegingsgebieden.
In deze toepassingen moeten ze vaak bestand zijn tegen trillingen, temperatuurschommelingen, vocht en vervuiling.

Voordelen van afstandssensoren

• Contactloze detectie van posities en afstanden

• Verminderde mechanische slijtage

• Snelle meting van bewegende objecten

• Geschikt voor verschillende materialen en oppervlakken

• Integratie in geautomatiseerde besturingsprocessen

• Bewaking van eindposities, vulniveaus en veiligheidsafstanden

• Hoge herhaalbaarheid bij correcte specificatie

• Detectie van kleine objecten en kleine afstandsveranderingen

• Ondersteuning van kwaliteitscontrole en procesbewaking

• Aanpassing aan korte en lange meetbereiken

Belangrijke selectiecriteria voor afstandssensoren

Meetbereik

Het vereiste meetbereik hangt af van de kortste en langste afstand die betrouwbaar moet worden gedetecteerd.
Naast het nominale meetbereik moet ook rekening worden gehouden met mogelijke toleranties, trillingen en variaties in de positie van het object.
Een sensor mag niet continu op de uiterste grenzen van zijn meetbereik worden gebruikt.

Nauwkeurigheid en herhaalbaarheid

De vereiste nauwkeurigheid hangt af van de toepassing.
Voor eenvoudige aanwezigheidsdetectie is benaderende afstandsinformatie vaak voldoende. Meet- en positioneringstaken kunnen een aanzienlijk hogere resolutie en herhaalbaarheid vereisen.
Er moet ook rekening worden gehouden met temperatuurafwijkingen, afwijkingen in de lineariteit en meetruis.

Materiaal en oppervlak van het doelobject

Het meetprincipe moet geschikt zijn voor het doelobject.
Inductieve sensoren zijn alleen geschikt voor metalen materialen. Optische sensoren kunnen worden beïnvloed door kleur, glans of transparantie. Ultrasone sensoren vereisen een voldoende reflecterend oppervlak.
Vóór de selectie moeten daarom de materialen, kleuren en oppervlakken die daadwerkelijk zullen voorkomen, worden gecontroleerd.

Reactietijd en meetfrequentie

Snel bewegende objecten en korte machinecycli vereisen sensoren met korte reactietijden en een hoge meetfrequentie.
Voor langzaam veranderende vulniveaus of posities is een lagere meetfrequentie vaak voldoende.
De prestaties van de sensor moeten worden afgestemd op de processnelheid en de reactietijd van het besturingssysteem.

Meetpunt en detectiegebied

Optische sensoren hebben een gedefinieerde lichtvlek, terwijl ultrasone sensoren doorgaans een kegelvormig detectiegebied hebben.
Het meetgebied moet zo worden ontworpen dat het beoogde object betrouwbaar wordt gedetecteerd zonder dat aangrenzende componenten ook worden gedetecteerd.
Een kleine meetvlek is met name belangrijk bij kleine objecten, smalle openingen of gestructureerde oppervlakken.

Omgevingsomstandigheden

Stof, vocht, olie, trillingen, temperatuurschommelingen en elektromagnetische interferentie kunnen de meting beïnvloeden.
Sensoren moeten daarom beschikken over een geschikte beschermingsgraad, mechanische sterkte en temperatuurbestendigheid.
Voor hygiënische, potentieel explosieve of agressieve omgevingen kunnen speciale behuizingsmaterialen en goedkeuringen vereist zijn.

Uitgangssignaal en interfaces

Afhankelijk van het ontwerp leveren afstandssensoren schakelsignalen, analoge meetwaarden of digitale procesgegevens.
Een binaire uitgang is vaak voldoende voor eenvoudige aanwezigheidsdetectie. Voor continue afstandsmeting zijn analoge of digitale meetwaarden vereist.
De interface moet compatibel zijn met de bestaande besturing, evaluatie-eenheid of veldbusomgeving.

Installatie en uitlijning

De montagepositie beïnvloedt de betrouwbaarheid van de meting.
De sensor moet stevig worden gemonteerd en zo worden uitgelijnd dat het meetsignaal het doelobject onder geschikte omstandigheden bereikt.
Trillingen, veranderende hoeken of obstakels binnen het meetveld kunnen tot meetfouten leiden.

Parametrering en diagnose

Met instelbare sensoren kunnen het meetbereik, de schakelpunten, de filtering en het uitgangsgedrag worden aangepast.
De gebruiksvriendelijke parametrering vereenvoudigt de inbedrijfstelling en aanpassing aan wisselende producten.
Diagnostische functies kunnen vroegtijdig waarschuwen voor vervuiling, signaalverlies of ongeschikte meetomstandigheden.

Samenvatting

Afstandssensoren meten de afstand tussen een sensor en een object en leveren belangrijke informatie voor besturing, positionering, bewaking en kwaliteitsborging.
Afhankelijk van de toepassing worden optische, akoestische, inductieve, capacitieve, magnetische of mechanische meetprincipes gebruikt.
De belangrijkste selectiecriteria zijn onder meer het meetbereik, de nauwkeurigheid, het materiaal van het doelobject, de reactietijd, de omgevingsomstandigheden en de interfaces.

Afstandssensoren zijn verkrijgbaar bij diverse fabrikanten en leveranciers. Uitgebreide informatie over fabrikanten en leveranciers van afstandssensoren uit de hele wereld is te vinden op Exportpages.