Senzorji gibanja – poiščite proizvajalce in dobavitelje

Senzorji gibanja zaznavajo gibanje ljudi, predmetov ali sestavnih delov strojev znotraj določenega območja zaznavanja.

Uporabljajo se za krmiljenje razsvetljave, vrat, alarmnih sistemov, funkcij strojev ali avtomatiziranih procesov, kot je potrebno. Glede na merilni princip se odzivajo na toplotno sevanje, elektromagnetne valove, ultrazvok, optične spremembe ali gibanje magnetnih ali mehanskih komponent.
Tipične aplikacije najdemo v avtomatizaciji zgradb, varnostni tehnologiji, industrijski avtomatizaciji, transportni tehnologiji, robotiki, avtomobilski tehnologiji, strojih in proizvodnih obratih.
Izbira ustreznega senzorja gibanja je odvisna od dejavnikov, kot so vrsta gibanja, zahtevani domet, kot zaznavanja, okoljske razmere in želeni izhodni signal.
V nadaljevanju je podan pregled tipičnih izvedb, uporab, prednosti, omejitev in pomembnih meril za izbiro senzorjev gibanja.

Vrste senzorjev gibanja

Pasivni infrardeči senzorji

Pasivni infrardeči senzorji, splošno znani kot PIR-senzorji, zaznavajo spremembe toplotnega sevanja znotraj svojega območja nadzora.
Ko se oseba ali topel predmet premika skozi več zaznavnih con, se spremeni prejeti infrardeči signal. Senzor to spremembo razlaga kot gibanje.
PIR-senzorji se pogosto uporabljajo v sistemih za krmiljenje razsvetljave, alarmnih sistemih in sistemih za avtomatizacijo stavb. Ne potrebujejo aktivnega vira sevanja in jih odlikuje sorazmerno nizka poraba energije.
Na njihovo delovanje pa lahko vplivajo majhne temperaturne razlike med predmetom in okolico ali neugodne smeri gibanja.

Visokofrekvenčni in radarski senzorji

Visokofrekvenčni senzorji oddajajo elektromagnetne valove in analizirajo njihove odboje.
Ko se predmet premika znotraj območja zaznavanja, se spremeni frekvenca ali faza odbitega signala. To senzorju omogoča zaznavanje gibanja.
Radarski senzorji lahko zaznavajo zelo majhna gibanja in delujejo tudi skozi tanke, nekovinske materiale.
Primerni so za avtomatizacijo stavb, avtomatska vrata, industrijsko zaznavanje prisotnosti in mobilne aplikacije. Visoka občutljivost pa lahko povzroči, da se zaznavajo tudi premiki zunaj predvidenega območja.

Ultrazvočni senzorji gibanja

Ultrazvočni senzorji oddajajo zvočne valove nad obsegom človeškega sluha in analizirajo odbojne signale.
Če se spremeni čas širjenja ali frekvenca odbojev, senzor zazna gibanje.
Ultrazvočni senzorji lahko zaznavajo tudi majhna gibanja in so primerni za prostore ali zaprta območja, kjer imajo optični senzorji omejeno učinkovitost.
Na zaznavanje lahko vplivajo zračni tokovi, velike temperaturne razlike, materiali, ki absorbirajo zvok, ali neugodna geometrija prostora.

Optični senzorji gibanja

Optični senzorji gibanja za zaznavanje premikajočih se predmetov uporabljajo vidno ali infrardečo svetlobo.
Odvisno od izvedbe delujejo s fotoelektričnimi pregradami, odbojnimi senzorji, kamerami ali metodami obdelave slik.
Preprosti senzorji zaznavajo, ali je svetlobni žarek prekinjen. Naprednejši sistemi primerjajo podatke iz slike in lahko določijo smer, hitrost, velikost ali obliko predmeta.
Optični senzorji gibanja se uporabljajo med drugim v transportnih sistemih, sistemih za nadzor dostopa, spremljanju prometa in nadzoru kakovosti.

Induktivni in magnetni senzorji gibanja

Induktivni senzorji gibanja zaznavajo premikajoče se kovinske predmete na podlagi sprememb v elektromagnetnem polju.
Magnetni senzorji se odzivajo na gibanje magneta ali magnetnega elementa.
Ti senzorji se pogosto uporabljajo za nadzor batov, gredi, zobnikov, loput, vrat in drugih sestavnih delov strojev.
Zagotavljajo zanesljivo, brezstično zaznavanje, vendar zahtevajo kovinske ali magnetno zaznavne ciljne predmete.

Senzorji pospeška in vibracij

Senzorji pospeška zaznavajo spremembe v gibanju komponente v eni ali več prostorskih smeri.
Zaznavajo zagon, zaviranje, naklon, udarce in nihanja.
Senzorji vibracij se uporabljajo zlasti za spremljanje stanja motorjev, ležajev, črpalk in drugih vrtečih se strojev.
Zaznavajo nenavadne vzorce gibanja ter opozarjajo na obrabo, neuravnoteženost ali mehanske poškodbe.

Kombinirani senzorji gibanja

Kombinirani senzorji uporabljajo več merilnih načel, kot sta pasivna infrardeča in visokofrekvenčna tehnologija.
Odvisno od zasnove se gibanje zazna le, če oba merilna načina dajeta ujemajoče se rezultate.
To lahko zmanjša število lažnih sprožitev ali izboljša zanesljivost zaznavanja različnih vrst gibanja.
Takšni sistemi se pogosto uporabljajo v varnostni tehnologiji, avtomatizaciji zgradb in zahtevnih aplikacijah za nadzor.

Uporaba senzorjev gibanja

Avtomatizacija stavb

V stavbah senzorji gibanja krmilijo razsvetljavo, prezračevanje, ogrevanje in druge tehnične naprave glede na dejansko uporabo.
Razsvetljavo je mogoče samodejno vklopiti, ko oseba vstopi v prostor, in jo ponovno izklopiti po določenem času, če ni zaznanega gibanja.
To lahko izboljša tako udobje kot tudi energetsko učinkovitost.

Varnostna in nadzorna tehnologija

V alarmnih sistemih senzorji gibanja zaznavajo ljudi ali vozila znotraj zaščitenih območij.
Lahko sprožijo zvočna ali vizualna opozorila, pošljejo signale v nadzorni center ali aktivirajo kamere.
Za zunanjo uporabo morajo senzorji biti sposobni razlikovati pomembne premike od vplivov, kot so živali, rastline, padavine ali spreminjajoče se temperature.

Strojništvo in tehnologija naprav

V strojih senzorji gibanja nadzorujejo drsne vodila, gredi, lopute, orodja in druge gibljive komponente.
Lahko ugotovijo, ali se je gibanje začelo, končalo ali pravilno zaključilo.
Zaznani signali se uporabljajo za krmiljenje zaporedja, zaznavanje položaja, diagnostiko napak ali varnostno spremljanje.

Avtomatizacija in montažna tehnologija

V avtomatiziranih proizvodnih sistemih senzorji gibanja zaznavajo obdelovance, transportne zaboje, prijemala in opremo za ravnanje z blagom.
Podpirajo sinhronizacijo posameznih korakov procesa ter poročajo o manjkajočih, blokiranih ali nepravilno premikajočih se komponentah.
Kratki odzivni časi in zanesljivi preklopni signali so še posebej pomembni pri visokih hitrostih delovanja strojev.

Transportna in logistična tehnologija

Senzorji gibanja nadzorujejo prevoz blaga na transportnih trakovih, valjčnih transportnih trakovih in sortirnih sistemih.
Zaznavajo gibanje izdelkov, zastoje, mirovanje ali nedovoljene razdalje med posameznimi predmeti.
V skladiščnih sistemih lahko zaznavajo tudi vozila, dvigala in premične tovorne enote.

Avtomatska vrata in sistemi za dostop

Pri avtomatskih vratih senzorji gibanja zaznavajo ljudi, vozila ali prevozna sredstva, ki se približujejo vhodu.
Signal senzorja sproži odpiranje vrat in lahko prepreči tudi njihovo zapiranje, medtem ko nekdo prehaja skozi.
Območje zaznavanja in odzivni čas morata biti zasnovana tako, da zagotavljata zanesljiv in varen dostop.

Tehnologija za vozila in promet

V vozilih in prometnih sistemih senzorji gibanja zaznavajo gibanje vozil, ljudi ali komponent.
Uporabljajo se med drugim za pomoč pri parkiranju, nadzor notranjosti, krmiljenje vrat, merjenje prometnega toka in zaznavanje ovir.
V mobilnih aplikacijah morajo pogosto prenesti močne vibracije, temperaturne spremembe in spremenljive okoljske pogoje.

Nadzor stanja

Senzorji pospeška in vibracij nadzorujejo stroje in naprave med delovanjem.
Spremembe v vibracijskem obnašanju lahko kažejo na težave z ležaji, neuravnoteženost, ohlapne komponente ali druge mehanske napake.
Nenehno spremljanje omogoča vzdrževanje na podlagi stanja in lahko zmanjša neplanirane izpade.

Prednosti senzorjev gibanja

• Brezstično zaznavanje ljudi, predmetov in sestavnih delov strojev
• Avtomatsko krmiljenje tehničnih procesov
• Manjša potreba po ročnem upravljanju
• Podpora za energetsko učinkovito upravljanje stavb in razsvetljave
• Spremljanje gibalnih zaporedij in stanja strojev
• Hitro odzivanje na spremembe znotraj območja zaznavanja
• Vključitev v krmilnike, alarmne sisteme in komunikacijske sisteme
• Zaznavanje napak, zastojev in nedovoljenih gibov
• Uporaba v notranjih prostorih, na prostem in v industrijskih obratih
• Prilagajanje različnim dosegom in kotom zaznavanja

Omejitve senzorjev gibanja

• Pasivni infrardeči senzorji zaznavajo predvsem spremembe toplotnega sevanja. Če se oseba giblje neposredno proti senzorju ali če je temperaturna razlika glede na okolico zelo majhna, je zaznavanje lahko omejeno.
• Visokofrekvenčni senzorji lahko zaznavajo gibanje skozi tanke stene, vrata ali druge nekovinske materiale. To lahko povzroči lažno sprožitev zunaj predvidenega območja nadzora.
• Na ultrazvočne senzorje lahko vplivajo zračni tokovi, odprta vrata, površine, ki absorbirajo zvok, ali neugodne razmere za odboj zvoka.
• Optični senzorji zahtevajo neoviran pogled na območje zaznavanja. Prah, umazanija, megla, okoljska svetloba ali skriti predmeti lahko zmanjšajo njihovo učinkovitost.
• Gibajoče se rastline, živali, zavese, sestavni deli strojev ali viri toplote lahko povzročijo nenamerno sprožitev, odvisno od vrste senzorja.
• Mnogi senzorji gibanja ne zaznavajo ljudi ali predmetov, ki ostanejo popolnoma mirni. Aplikacije, ki zahtevajo zaznavanje prisotnosti brez jasnega gibanja, potrebujejo občutljivejše senzorje prisotnosti ali kombinirane sisteme.
• Senzor gibanja ne more nadomestiti celotnega varnostnega sistema, kadar stroji ali gibanje predstavljajo nevarnost. Aplikacije, povezane z varnostjo, zahtevajo ustrezno preizkušene komponente.

Pomembna merila za izbiro senzorjev gibanja

Vrsta gibanja, ki ga je treba zaznati

Prvi korak je opredelitev, ali je treba zaznati ljudi, vozila, obdelovance, sestavne dele strojev ali vibracije.
Na izbiro merilnega principa vplivajo tudi smer gibanja, hitrost, velikost predmeta in temperaturna razlika glede na okolico.
Zelo počasna ali neznatna gibanja postavljajo drugačne zahteve kot hitri transport ali gibanja strojev.

Doseg in območje zaznavanja

Zahtevani doseg je odvisen od velikosti območja, ki ga je treba nadzorovati.
Poleg največje razdalje je treba upoštevati tudi kot zaznavanja, obliko območja zaznavanja in morebitne slepe kote.
Senzor je treba namestiti tako, da se ustrezna gibanja zanesljivo zaznavajo, sosednja območja pa so čim bolj izključena.

Občutljivost in odzivnost

Visoka občutljivost omogoča zaznavanje majhnih gibov, vendar lahko poveča tudi tveganje za lažne sprožitve.
Odzivni čas mora biti prilagojen zadevnemu procesu. Avtomatska vrata in hitri strojni cikli zahtevajo krajše odzivne čase kot preprosto krmiljenje razsvetljave.
Pri nastavljivih senzorjih je pogosto mogoče prilagoditi občutljivost, zakasnitev izklopa in prag sprožitve.

Položaj namestitve

Stene, police, ohišja strojev, steklene plošče in druge ovire lahko vplivajo na območje zaznavanja.
Višina namestitve in usmeritev morata biti prilagojeni načelu merjenja in predvidenemu gibanju.
Pri senzorjih PIR se gibanje preko območij zaznavanja na splošno zazna zanesljiveje kot neposredno gibanje proti senzorju.

Okoljske razmere

Temperatura, vlažnost, prah, padavine, sončna svetloba, vibracije in elektromagnetne motnje lahko vplivajo na delovanje.
Za zunanje prostore in industrijska okolja so potrebni ustrezna stopnja zaščite, robustno ohišje in zadostna temperaturna odpornost.
V higienskih, korozivnih ali potencialno eksplozivnih okoljih so lahko potrebni posebni materiali in certifikati.

Izhodni signal in vmesniki

Senzorji gibanja lahko zagotavljajo relejne stike, tranzistorske izhode, analogne signale ali podatke za digitalno komunikacijo.
Izhodni signal mora biti združljiv s krmilnikom, sistemom za upravljanje zgradb, alarmnim sistemom ali enoto za vrednotenje.
Za omrežne aplikacije so lahko potrebni vmesniki Fieldbus, brezžični ali Ethernet.

Napajanje in poraba energije

Napajanje mora biti združljivo z obstoječo napeljavo.
Poleg senzorjev, napajanih iz omrežja, so na voljo tudi senzorji, ki delujejo na baterije, ter brezžični senzorji z nizko porabo energije.
Pri delovanju na baterije je treba upoštevati domet, frekvenco prenosa, temperaturo in želeno življenjsko dobo.

Nastavljanje parametrov in diagnostika

Možnosti nastavitve olajšajo prilagajanje senzorjev različnim prostorom, predmetom in gibalnim zaporedjem.
Odvisno od senzorja je mogoče nastaviti domet, občutljivost, zakasnitev vklopa, zakasnitev izklopa in območja zaznavanja.
Diagnostične funkcije olajšujejo zagon in lahko opozarjajo na onesnaženje, napake v komunikaciji ali motnje signala.

Povzetek

Senzorji gibanja zaznavajo gibanje ljudi, predmetov ali sestavnih delov strojev ter zagotavljajo signale za krmiljenje, nadzor in avtomatizacijo.
Glede na uporabo se uporabljajo pasivno infrardeči, visokofrekvenčni, ultrazvočni, optični, induktivni, magnetni ali na pospešku temelječi načini merjenja.
Glavna merila za izbiro vključujejo vrsto gibanja, domet, kot zaznavanja, občutljivost, odzivni čas, okoljske pogoje in vmesnike.
Pri načrtovanju in namestitvi je treba upoštevati omejitve posameznega merilnega principa, da se preprečijo lažni sprožilci in vrzeli v zaznavanju.

Senzorje gibanja ponujajo različni proizvajalci in dobavitelji. Izčrpne informacije o proizvajalcih in dobaviteljih senzorjev gibanja iz celega sveta najdete na Exportpages.