Naderingssensors – vind fabrikanten en leveranciers

Nabijheidssensoren detecteren objecten, werkstukken of machineonderdelen zonder fysiek contact binnen een beperkt detectiebereik.

Ze worden gebruikt om aanwezigheid, positie, eindposities of bewegingssequenties te bewaken. Het sensorsignaal kan vervolgens door een besturing worden verwerkt om machinefuncties te activeren, processen te stoppen of verdere automatiseringsstappen in gang te zetten.
Afhankelijk van het meetprincipe detecteren naderingssensoren metalen, niet-metalen, transparante, vloeibare of vaste objecten. Veelvoorkomende typen zijn onder meer inductieve, capacitieve, optische, magnetische en ultrasone naderingssensoren.
Typische toepassingen zijn te vinden in de machine- en installatiebouw, automatiserings- en montagetechniek, transportsystemen, verpakkingsmachines, werktuigmachines, magazijntechniek en transportapparatuur.
Hieronder volgt een overzicht van typische typen, toepassingen, voordelen, beperkingen en belangrijke selectiecriteria voor naderingssensoren.

Soorten naderingssensoren

Inductieve naderingssensoren

Inductieve naderingssensoren detecteren metalen objecten aan de hand van veranderingen in een elektromagnetisch veld.
Wanneer een metalen object het actieve sensoroppervlak nadert, worden er wervelstromen in het object opgewekt. Deze beïnvloeden het elektromagnetische veld en veroorzaken een uitgangssignaal wanneer de gedefinieerde detectieafstand wordt bereikt.
Inductieve sensoren werken contactloos, zijn vrijwel slijtagevrij en hebben korte reactietijden. Ze zijn bijzonder geschikt voor het detecteren van staal, roestvrij staal, aluminium, messing en andere metalen.
De haalbare detectieafstand is echter afhankelijk van het materiaal, de grootte van het doelobject en het ontwerp van de sensor.

Capacitieve naderingssensoren

Capacitieve naderingssensoren detecteren veranderingen in een elektrisch veld.
Naast metalen kunnen ze ook kunststoffen, glas, hout, papier, poeders en vloeistoffen detecteren. Dit maakt ze geschikt voor het bewaken van vulniveaus, materiaaldetectie en het bewaken van niet-metalen werkstukken.
Capacitieve sensoren kunnen soms ook materialen door niet-geleidende containerwanden heen detecteren.
Vocht, stofafzettingen en veranderingen in materiaaleigenschappen kunnen het schakelgedrag beïnvloeden. Daarom is vaak een nauwkeurige afstelling van de gevoeligheid vereist.

Optische naderingssensoren

Optische naderingssensoren maken gebruik van zichtbaar of infrarood licht voor objectdetectie.
Diffuusreflecterende sensoren evalueren het door het object gereflecteerde licht. Retro-reflecterende sensoren werken met een tegenoverliggende reflector, terwijl doorstraalsensoren gebruikmaken van afzonderlijke zenders en ontvangers.
Optische sensoren hebben een groter bereik dan veel inductieve of capacitieve uitvoeringen en kunnen ook kleine objecten detecteren.
Kleur, glans, transparantie, omgevingslicht en vervuiling kunnen de detectie echter belemmeren.

Ultrasone naderingssensoren

Ultrasone naderingssensoren zenden geluidspulsen uit en evalueren de weerkaatsing van het doelobject.
Aangezien de meting grotendeels onafhankelijk is van kleur en optische transparantie, kunnen ook donkere, glanzende of gedeeltelijk transparante objecten worden gedetecteerd.
Ultrasone sensoren zijn geschikt voor aanwezigheidscontrole, afstandsdetectie en toepassingen waarbij het vulniveau wordt gemeten.
Zeer kleine, zachte, schuin geplaatste of sterk geluidsabsorberende objecten kunnen moeilijker te detecteren zijn.

Magnetische naderingssensoren

Magnetische naderingssensoren reageren op een magnetisch veld.
Ze worden vaak gebruikt om de positie van zuigers in pneumatische of hydraulische cilinders, kleppen, deuren of andere bewegende onderdelen te detecteren.
Afhankelijk van het ontwerp werken ze met reedcontacten, Hall-sensoren of magnetoresistieve meetmethoden.
Het doelobject moet zelf magnetisch zijn of van een magneet zijn voorzien.

Mechanisch bediende naderingssensoren

Mechanisch bediende naderingsschakelaars detecteren een object door middel van direct contact.
Ze kunnen zijn voorzien van een plunjer, rolhefboom of veerstang die wordt geactiveerd wanneer het werkstuk ermee in contact komt.
Strikt genomen zijn deze apparaten geen contactloze sensoren, maar in de praktijk worden ze vaak gebruikt voor soortgelijke taken, zoals eindpositie- of aanwezigheidsbewaking.
Ze zijn robuust en eenvoudig uit te lezen, maar zijn onderhevig aan mechanische slijtage.

Toepassingen van naderingssensoren

Machine- en installatiebouw

In de machinebouw detecteren naderingssensoren werkstukken, sleden, gereedschappen, tandwielen en andere bewegende onderdelen.
Ze bewaken eindposities, bevestigen voltooide bewegingen en geven signalen voor de volgende processtap.
Inductieve sensoren worden vooral veel gebruikt wanneer metalen machineonderdelen betrouwbaar moeten worden gedetecteerd.

Automatisering en assemblagetechniek

In assemblagesystemen controleren naderingssensoren of componenten aanwezig zijn, correct zijn geplaatst of volledig zijn gepositioneerd.
Ze bewaken grijpers, toevoersystemen, klemvoorzieningen en werkstukdragers.
Korte reactietijden en een hoge herhaalbaarheid zijn vooral belangrijk bij hoge machinecyclustijden.

Transport- en logistiektechniek

Op transportbanden en rollenbanen detecteren naderingssensoren containers, pakketten, pallets en andere vervoerde goederen.
Ze ondersteunen de materiaalstroomregeling, tellen werkstukken en detecteren opstoppingen of vrije doorvoerposities.
Afhankelijk van het materiaal en de afstand worden optische, capacitieve of ultrasone sensoren gebruikt.

Verpakkingstechnologie

In verpakkingsmachines bewaken naderingssensoren producten, folies, kartonnen dozen, sluitingen en verpakkingselementen.
Ze kunnen ontbrekende onderdelen detecteren, snij- of sealbewerkingen activeren en de positie van de verpakte goederen controleren.
Voor transparante folies of sterk reflecterende oppervlakken zijn speciaal geschikte optische of ultrasone methoden vereist.

Werktuigmachines

In bewerkingsmachines bewaken naderingssensoren de klemtoestand, gereedschapsposities, beschermkappen en bewegende assen.
Ze moeten vaak bestand zijn tegen koelvloeistoffen, metaalspaanders en trillingen.
Robuuste behuizingen en een hoge beschermingsgraad zijn daarom van bijzonder belang.

Niveaubewaking

Capacitieve, optische en ultrasone naderingssensoren kunnen het vulniveau of de aanwezigheid van vloeistoffen, granulaten en poeders bewaken.
Afhankelijk van de toepassing vindt de meting direct in het medium of door een containerwand heen plaats.
De geschiktheid hangt af van de materiaaleigenschappen, de geometrie van de container, afzettingen en omgevingsomstandigheden.

Deuren, kleppen en beveiligingsvoorzieningen

Magnetische of inductieve naderingssensoren bewaken de positie van deuren, kleppen en beschermkappen.
Ze kunnen aangeven of een beveiligingsinrichting open of gesloten is.
Voor veiligheidsgerelateerde toepassingen zijn geschikte en naar behoren goedgekeurde veiligheidssensoren vereist.

Voordelen van naderingssensoren

• Contactloze en slijtagearme objectdetectie
• Snelle reactietijd in geautomatiseerde processen
• Hoge herhaalbaarheid
• Compacte integratie in machines en installaties
• Detectie van verschillende materialen, afhankelijk van het meetprincipe
• Bewaking van aanwezigheid, positie en eindposities
• Geschikt voor hoge schakelfrequenties
• Eenvoudige aansluiting op besturingen
• Uitvoeringen voor veeleisende industriële omgevingen
• Weinig onderhoud nodig bij juiste selectie

Beperkingen van naderingssensoren

• Inductieve naderingssensoren detecteren uitsluitend metalen objecten. De detectieafstand kan aanzienlijk variëren, afhankelijk van het soort metaal.
• Capacitieve sensoren zijn gevoelig voor vocht, afzettingen en veranderingen in materiaaleigenschappen. Dit kan leiden tot de noodzaak van herkalibratie of valse schakelingen.
• Optische sensoren kunnen worden beïnvloed door vuil, stof, omgevingslicht, transparante materialen of sterk reflecterende oppervlakken.
• Ultrasone sensoren vereisen een voldoende groot en gunstig georiënteerd reflecterend oppervlak. Zachte, kleine of schuin geplaatste objecten kunnen mogelijk slechts in beperkte mate worden gedetecteerd.
• Magnetische naderingssensoren vereisen een geschikt magnetisch veld en kunnen worden beïnvloed door externe magnetische invloeden.
• De werkelijke detectieafstand hangt niet alleen af van de sensor, maar ook van de grootte van het object, het materiaal, de installatiepositie en de omgevingsomstandigheden.
• Meerdere sensoren die dicht bij elkaar zijn geïnstalleerd, kunnen elkaar storen, afhankelijk van het meetprincipe.
• Standaard naderingssensoren zijn niet automatisch geschikt voor veiligheidsgerelateerde functies. Voor dergelijke toepassingen moeten speciaal geteste veiligheidssensoren worden gebruikt.

Belangrijke selectiecriteria voor naderingssensoren

Materiaal van het te detecteren object

Het meetprincipe moet geschikt zijn voor het te detecteren object.
Metalen werkstukken kunnen bijzonder betrouwbaar worden gedetecteerd met inductieve sensoren. Capacitieve, optische of ultrasone sensoren zijn geschikter voor kunststoffen, glas, vloeistoffen of poeders.
Er moet ook rekening worden gehouden met kleur, glans, transparantie en oppervlaktestructuur.

Detectieafstand

De vereiste detectieafstand is afhankelijk van de inbouwsituatie en mogelijke toleranties in de positie van het object.
De nominale detectieafstand die in het gegevensblad wordt vermeld, wordt doorgaans bepaald onder gedefinieerde testomstandigheden. In de daadwerkelijke toepassing kunnen materiaal, temperatuur en de installatieomgeving de bruikbare afstand verminderen.
Een voldoende grote werkingsreserve verhoogt de betrouwbaarheid.

Uitvoering en montagetype

Naderingssensoren zijn verkrijgbaar in cilindrische, rechthoekige, ringvormige en bijzonder compacte uitvoeringen.
Schroefdraadmaten zoals M8, M12, M18 en M30 worden veel gebruikt voor cilindrische sensoren.
Verzonken inbouwbare sensoren kunnen grotendeels in metalen oppervlakken worden ingebed. Niet-verzonken uitvoeringen vereisen meer vrije ruimte rondom het actieve oppervlak, maar bieden vaak een grotere detectieafstand.

Schakelfrequentie en reactietijd

Snel bewegende werkstukken en hoge machinecyclussnelheden vereisen een voldoende hoge schakelfrequentie.
De sensor moet het object binnen de beschikbare tijd detecteren en het signaal zonder vertraging naar de besturing doorgeven.
Inductieve en optische sensoren zijn vaak bijzonder geschikt voor snelle schakeltoepassingen.

Uitgangsfunctie

Naderingssensoren zijn verkrijgbaar met PNP-, NPN-, relais- en digitale uitgangen.
Ook moet worden bepaald of de uitgang als normaal open, normaal gesloten of omschakelbaar moet werken.
Het uitgangssignaal, de bedrijfsspanning en het aansluittype moeten compatibel zijn met de bestaande besturing.

Aansluiting en interfaces

Afhankelijk van het ontwerp wordt de elektrische aansluiting gerealiseerd via een vaste kabel, een connector of een klemmenblok.
Voor eenvoudige schakeltaken volstaat een binaire uitgang. Configureerbare sensoren kunnen via digitale interfaces aanvullende diagnose- en procesgegevens doorgeven.
Gestandaardiseerde communicatie vereenvoudigt de inbedrijfstelling, de conditiebewaking en de vervanging van apparaten.

Omgevingsomstandigheden

Temperatuur, vocht, stof, oliën, koelvloeistoffen, chemicaliën en trillingen zijn van invloed op de keuze.
De sensor moet een geschikte beschermingsgraad en voldoende mechanische en chemische bestendigheid hebben.
Voor voedselverwerking, buitentoepassingen, potentieel explosieve omgevingen of hygiënische processen kunnen speciale materialen en goedkeuringen vereist zijn.

Storingen en inbouwafstanden

Metalen constructies, naburige sensoren, elektrische kabels en elektromagnetische velden kunnen het schakelgedrag beïnvloeden.
De door de fabrikant opgegeven installatie- en minimale afstanden moeten daarom in acht worden genomen.
Een stevige montage voorkomt dat trillingen of positieveranderingen onbetrouwbare schakelpunten veroorzaken.

Indicatoren en diagnostiek

Veel naderingssensoren zijn voorzien van LED's die de bedrijfsstatus, schakeltoestand of storingen aangeven.
Geavanceerde diagnosefuncties kunnen kortsluitingen, vervuiling, zwakke signalen of onvoldoende bedrijfsreserves signaleren.
Deze informatie vergemakkelijkt de inbedrijfstelling en het preventief onderhoud.

Samenvatting

Naderingssensoren detecteren objecten en machineonderdelen binnen een bepaald detectiebereik en leveren signalen voor besturing, bewaking en automatisering.
Afhankelijk van het doelmateriaal en de toepassing worden inductieve, capacitieve, optische, magnetische of ultrasone naderingssensoren gebruikt.
De belangrijkste selectiecriteria zijn onder meer het materiaal van het doelobject, de detectieafstand, het ontwerp, de schakelfrequentie, het uitgangssignaal en de omgevingsomstandigheden.
Er moet rekening worden gehouden met de beperkingen van het betreffende meetprincipe om een betrouwbare objectdetectie te garanderen en valsschakelen te voorkomen.

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