Induktive Näherungssensoren
Als induktive Näherungssensoren bekannt, sind diese Geräte für die berührungslosen Messungen konzipiert. Ihre Funktionsweise beschränkt sich auf die Erkennung metallischer Objekte mithilfe von elektromagnetischen Feldern. Induktive Näherungssensoren lassen sich in zwei Haupttypen kategorisieren: offene und geschlossene Sensoren. Offene Sensoren erfassen Objekte aus größerer Distanz im Vergleich zu geschlossenen Sensoren, während bei geschlossenen Sensoren der Erfassungsbereich auf die Vorderseite konzentriert ist. Offene Sensoren hingegen detektieren Objekte von allen Seiten. Ein induktiver Näherungssensor besteht aus vier wesentlichen Komponenten: einer Spule, einem Oszillator, einem Signalverstärker und einem Schaltkreis zur Erfassung von Näherungspunkten.
Der Betrieb eines induktiven Näherungssensors basiert auf der Erzeugung eines magnetischen Feldes durch elektrische Ströme, die durch die Spule fließen. Sobald ein metallisches Objekt in die Nähe des Sensors gelangt, entstehen Wirbelströme, die die Werte der vom Sensor erzeugten magnetischen Felder verändern, wodurch die Erkennungspunkte des Sensors angepasst werden. Diese Sensoren finden in vielfältigen Anwendungen Verwendung, unter anderem in der Industrie, Automatisierungstechnik und Sicherheitsüberprüfungen, sowie zur Metallprüfung und im Minenfeld. Hier sind einige der Vorteile und Nachteile induktiver Näherungssensoren:
| Vorteile | Nachteile |
| Kostengünstig | Begrenzter Erfassungsbereich von bis zu 80 mm. |
| Hohe Widerstandsfähigkeit in staubigen und schmutzigen industriellen Umgebungen | Beschränkung auf die Erkennung metallischer Objekte. |
| Langfristige Betriebsspanne aufgrund der fehlenden mechanischen Teile | Anfälligkeit für hohe Temperaturen und chemische Substanzen. |
Kapazitive Näherungssensoren
Kapazitive Näherungssensoren sind Geräte, die für die berührungslose Erkennung ausgelegt sind und in der Lage sind, verschiedene Materialien zu identifizieren, einschließlich Metallen, Nichtmetallen, Flüssigkeiten, Pulvern und Granulaten. Sie arbeiten durch Messung von Änderungen in der Kapazität (Capacity) und erzeugen ein elektrisches Feld. Wenn ein Objekt in den Erfassungsbereich des Sensors eindringt, erhöht sich die Kapazität des Kondensators, was zu einer Änderung der Erkennungspunkte führt.
Kapazitive Näherungssensoren sind in der Industrie, in Produktionsmaschinen und in Abfülllinien zur Überwachung von Flüssigkeitsständen weit verbreitet. Sie bestehen aus einem Oszillator, einem Signalverstärker, einem Schaltkreis zur Erfassung von Näherungspunkten und einem internen Platinenteil, der mit dem Oszillator verbunden ist, sowie einer externen Platte, die als Empfangsfläche dient. Auch die kapazitiven Näherungssensoren weisen zahlreiche Vorzüge sowie einige Nachteile auf:
| Vorteile | Nachteile |
| Fähigkeit zur Erkennung durch nichtmetallische Hindernisse. | Hohe Kosten. |
| Erkennung einer Vielzahl von Materialien; Empfindlichkeit kann eingestellt werden, um nur spezifische Materialien zu erkennen. | Begrenzter Erfassungsbereich. |
Photoelektrische Näherungssensoren
Photoelektrische Näherungssensoren haben zahlreiche Herausforderungen in der Industrie nachhaltig gelöst und sind eine beeindruckende Innovation im Zuge des rasanten technologischen Fortschritts. Diese Sensoren sind fähig, Objekte mit einer Dicke von weniger als 1 mm oder einem Abstand von über 60 m zu erkennen. Sie arbeiten auf der Grundlage der Emission und Detektion von Licht und setzen sich aus folgenden Komponenten zusammen:
- Lichtquelle (z.B. Licht-emittierende Dioden (LED) oder Laserdiode).
- Lichtempfänger.
- Elektronische Komponenten zur Signalverstärkung.
Der Sensor sendet Lichtstrahlen, sei es sichtbares Licht oder Infrarotstrahlung, an den Empfänger. Wenn ein Objekt zwischen dem Sender und dem Empfänger positioniert wird, erreicht das Licht den Empfänger nicht mehr, wodurch signalisiert wird, dass ein Objekt vorhanden ist. Der Sensor kann entsprechend der Anwendung angepasst werden, für die er vom Benutzer verwendet wird.
Was sind Näherungssensoren?
Näherungssensoren oder proximity sensors sind Geräte, die in der Lage sind, Objekte oder Ziele zu erkennen, die in ihren Erfassungsbereich eintreten. Die Methoden zur Erkennung variieren je nach Gerätetype und den zu detektierenden Materialien. Sie verwenden unterschiedliche Prinzipien wie magnetische Felder, Infrarotstrahlung, Licht oder Schall. Diese Sensoren sind weit verbreitet in Smartphones, autonomen Fahrzeugen, Recyclinganlagen, Luftverteidigungssystemen und Produktionslinien. Besonders hervorzuheben sind die induktiven und kapazitiven Näherungssensoren, die zu den gängigsten Arten gehören.
Fazit
Es gibt verschiedene Typen von Näherungssensoren, die zur Erkennung sowohl metallischer als auch nichtmetallischer Materialien eingesetzt werden. Ihre Funktionsweisen variieren und sie finden sich in zahlreichen Geräten, die uns umgeben, wie Smartphones und Fahrzeuge.