ivan maesen
TRANSCRIPT
Ivan Maesen 1
Installatiemethoden 6 ETInstallatiemethoden 6 ET
Foto Heidelberg
Ivan Maesen 2
Sensoren
Algemeen Algemene werking van sensoren Werking inductieve sensor Werking capacitieve sensor Werking optische sensoren Werking ultrasone sensor Uitvoeringsvormen Eigenschappen en keuzecriteria Aansluiten van sensoren Testen van sensoren
Ivan Maesen 3
Sensoren - Algemeen
Inductieve sensoren Capacitieve sensoren Optische sensoren Magnetische sensoren Ultrasone sensoren
Foto Turck
Ivan Maesen 4
Sensoren – Algemene werking
Ivan Maesen 5
Sensoren – Algemene werking
Ivan Maesen 6
Sensoren – Algemene werking
Ivan Maesen 7
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Foto Siemens
Ivan Maesen 8
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Detectie van blik
en deksel
Foto Siemens
Ivan Maesen 9
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Controle van afbreken van boorkop
Foto Siemens
Ivan Maesen 10
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Positionering en controle draaizin
Foto Siemens
Ivan Maesen 11
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Standdetectie van een klep
Foto Siemens
Ivan Maesen 12
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
oscillator gelijkrichtier smitt-trigger versterker spoel
Ivan Maesen 13
Warmte- ontwikkeling Amplitude
kleiner
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Ivan Maesen 14
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Foto Siemens
Ivan Maesen 15
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Detectie vulniveau in silo
Foto Siemens
Ivan Maesen 16
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Detectie van vulling van brik
Foto Siemens
Ivan Maesen 17
Het sensorvlak vormt een condensator. De lucht is het diëlektricum.
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
dAC
Ivan Maesen 18
Een niet-metalen object in het detectieveld: de diëlektrische constante van de middenstof verandert.
C verandert
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Ivan Maesen 19
De capaciteit wordt bepaald door het diëlektricum en de afstand d tussen te platen.
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
dAC
Ivan Maesen 20
Bij een elektrische geleidend object verkleint de afstand tussen de platen.
C verandert
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Ivan Maesen 21
Sensoren – Werking van de optische sensor
Ivan Maesen 22
Sensoren – Werking van de optische sensor
impulsgenerator (modulator) IR of laser-LED lichtgevoelige transistor synchronisatie, gelijkrichter (demodulator) smitt-trigger versterker
Ivan Maesen 23
Sensoren – Werking van de ultrasone sensor
Ivan Maesen 24
Sensoren ultrasone sensor
Foto Siemens
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Kwaliteitscontrole met sonar
Ivan Maesen 25
Sensoren ultrasone sensor
Foto Siemens
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Hoogtemeting met sonar
Ivan Maesen 26
Sensoren ultrasone sensor
Foto Siemens
Afstandsmeting met sonar
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Ivan Maesen 27
Sensoren ultrasone sensor
Foto Siemens
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Controle op doorhangen met sonar
Ivan Maesen 28
Sensoren ultrasone sensor
Foto’s Siemens
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Niveaumetingen met sonar
Ivan Maesen 29
Sensoren – Werking van de ultrasone sensor
oscillator gelijkrichtier smitt-trigger versterker piëzo element (opwekken en verwerken geluidsgolven)
Ivan Maesen 30
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen volgens de vorm
Cilindrische sensoren
Balkvormige or rechthoekige sensoren
Ivan Maesen 31
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen vvolgens de vorm
Speciale vormen:
• vork of sleufsensoren,
• ringsensoren,
• …
Foto Turck
Ivan Maesen 32
Materiaal van de behuizing (cilindrische sensoren)
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Verchroomd messing (standaard)
Roestvast staal (voor chemisch agressieve stoffen en snelle temperatuursveranderingen)
Kunststof (voor chemisch agressieve stoffen en snelle temperatuursveranderingen)
Getefloniseerde messing.(bij vonkenregen zoals bij lassen)
Foto’s Siemens
Ivan Maesen 33
Maten van cilindrische sensoren
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Schroefdraad: M 4, M6,5 M8, M12, M18, M30,
PG 36
Maten van rechthoekige sensoren
Bouwvormen zie maatschetsen catalogie.
Gladde uitvoering: Ø11, Ø20, Ø40
Foto Siemens
Ivan Maesen 34
Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens aansluiting
• Sensoren met aansluitklemmen
• Aangegoten kabel zonder connector
• Aangegoten kabel met connector
• Sensoren met connnector
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Ivan Maesen 35
Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens de aansluiting
Sensoren metaansluitklem
Aangegoten kabel
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Ivan Maesen 36
Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens aansluiting
Sensoren met connnector
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Ivan Maesen 37
Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens aansluiting
Sensoren met connector: aansluitkabels
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Ivan Maesen 38
Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens aansluiting
Aansluitkabels en aansluitdozen voor sensoren
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Foto Turck
Ivan Maesen 39
Sensoren – Uitvoeringsvormen
Foto Siemens
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Ivan Maesen 40
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Zender en ontvanger afzonderlijk (directe scan, thru scan)
Groot detectiebereik (tientallen meters)Geen doorschijnende materialen detecteren
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Ivan Maesen 41
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Zender en ontvanger afzonderlijk (directe scan, thru scan)
Foto Siemens
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Ivan Maesen 42
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Zender en ontvanger afzonderlijk – spiegeling (specular)
Detecteren van spiegelende opbjecten
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Ivan Maesen 43
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Zender en ontvanger in één behuizing, met reflector(Retroreflex - retroreflective)
Geen glimmende, spiegelende, doorzichtige voorwerpen
Detectieafstand : ca. 5 m
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Ivan Maesen 44
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Zender en ontvanger in één behuizing, met reflector(Retroreflex - retroreflective)
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Ivan Maesen 45
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Zender en ontvanger in één behuizing, met reflector(Retroreflex - retroreflective)
Foto Siemens
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Ivan Maesen 46
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Foto’s Siemens
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Ivan Maesen 47
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Zender en ontvanger in één behuizing, met reflector(Polarisatie - polarized)
Wel glimmende, spiegelende, doorzichtige voorwerpen
Detectieafstand : ca. 3 m
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Ivan Maesen 48
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Gepolariseerd licht
Spiegelend voorwerp
Ivan Maesen 49
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Zender en ontvanger in één behuizing, objectreflectie (strooing – diffuse)
Voorwerpen met mat en ruw oppervlak kunnen gedetecteerd worden
Detectieafstand : enkele tientallen centimeters
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Ivan Maesen 50
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Zender en ontvanger in één behuizing, objectreflectie (strooing – diffuse)
Foto Siemens
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Ivan Maesen 51
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Zender en ontvanger in één behuizing, objectreflectie - focuspunt (convergent)
Preciesiedetectie, achtergrond geen invloed
Detectieafstand : enkele tientallen centimeters
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Ivan Maesen 52
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Zender en ontvanger afzonderlijk, met glasvezels
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Ivan Maesen 53
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Zender en ontvanger in één behuizing, objectreflectie, met glasvezels
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Ivan Maesen 54
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Foto Siemens
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Ivan Maesen 55
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
LichtgordijnMulti beam safety senor
Ivan Maesen 56
Nominale schakelafstand Sn
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Afstand waarbij de sensor schakelt
• Genormalisseerd meetobject
• Nominale spanning
• Nominale temperatuur
Ivan Maesen 57
Werkelijke schakelafstand
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Rekening houden met:
• Werkelijke temperatuur
• Nabijheid andere sensoren
• Soort materiaal
• Afmetingen object
• Kleur (optische sensoren)
• …
Ivan Maesen 58
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Correctiefactoren inductieve schakelaar
- staal 1
- CrNi 0,85
- Al 0,50
- Cu 0,45
- ….
Werkelijke schakelafstand
Ivan Maesen 59
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Correctiefactoren capacitieve schakelaar:
- Staal 1
- Al 0,95
- Cu 0,95
- H2O 0,64
- Plexiglas 0,20
- …
Werkelijke schakelafstand
Ivan Maesen 60
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Aantal keer per seconde dat de sensor kan schakelen,
uitgedrukt in Hz.
Hoe groter de schakelfrequentie, des te meer productie er gemaakt kan worden.
Besturing moet die frequentie kunnen verwerken.
Schakelfrequentie
Ivan Maesen 61
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
De stroom die de sensor kan schakelen, uitgedrukt in mA.
Uitgangsbelasing
Ivan Maesen 62
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Afgeschermde (shielded) en niet-afgeschermde (unshielded) senoren
Ivan Maesen 63
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Kop niet afgeschermd, uit kunststofGrotere detectieafstandInbouwen geeft problemen
Niet-afgeschermde senoren
Foto Siemens
Ivan Maesen 64
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Volledig uit metaal (uitgezonderd detectievlak)Kleinere detectieafstand
Afgeschermde senoren
Ivan Maesen 65
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen inductieve sensoren
Detecteren van metalen voorwerpen (zelfs door een niet-metalen obstakel heen.)
Aanrakingsvrije werking
Ongevoelig voor uitwendige invloeden (bruikbaar in een aggressieve omgeving)
Hoge schakelfrequentie (tot ca. 3 kHz)
Snelle responsietijd (< 2 ms)
Zeer lange levensduur
Ivan Maesen 66
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen inductieve sensoren
Ongevoelig voor trillingen
Geen contactdender
Geen onderhoud, geen slijtage
Kostprijs € 20 tot ca. € 50
Foto Siemens
Ivan Maesen 67
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen inductieve sensoren
Detecteren alleen elektrische geleidende materialen
Kleine detectieafstand tot ca. 40 mm Schakelafstand afhankelijk van het materiaalsoort Detectiezone is groot, onnauwkeurige positiebepaling
Metalen en andere inductieve sensoren in de
naijheid van de sensor kunnen de werking beïnvloeden.
Zeer kleine objecten kunnen niet gedetecteerd worden.
BeperkingenBeperkingen
Ivan Maesen 68
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen capacitieve sensoren
Detecteren vrijwel alle stoffen metalen (metalen en niet-metalen objecten, vloeistoffen,
bulpproducten, …) Aanrakingsvrije werking Bruikbaar in een agressieve omgeving Hoge schakelfrequentie (tot ca. 200 Hz) Snelle responsietijd (< 25 ms) Zeer lange levensduur Kunnen verschil (bv. volume) tussen voorwerpen
detecteren
Ivan Maesen 69
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen capacitieve sensoren
Kunnen vloeistoffen doorheen de verpakking (glas, plastiek) detecteren
Ongevoelig voor trillingen
Geen contactdender
Geen onderhoud, geen slijtage
Kostprijs € 30 tot ca. € 60
Ivan Maesen 70
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen capacitieve sensoren
Detectieafstand tot ca. 15 mm
Schakelafstand afhankelijk van het materiaalsoort
Detectiezone is groot, onnauwkeurige positiebepaling
Zeer kleine objecten kunnen niet gedetecteerd worden.
Metalen en andere inductieve sensoren in de nabijheid van de sensor kunnen de werking beïnvloeden.
Minder efficiënt dan inductieve sensoren
BeperkingenBeperkingen
Ivan Maesen 71
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen ultrasone sensoren
Detecteren vrijwel alles Detectieafstand kan zeer groot zijn
(50 mm – ca. 11 m) Ideaal voor afstandsmeting Bruikbaar in een gevaarlijke omgeving Snelle responsietijd (0,5 s) Zeer lange levensduur
Ivan Maesen 72
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen ultrasone sensoren
Vlak voor de sensor is er een dode zone. Objecten worden er niet gedetecteerd.
Kleine voorwerpen kunnen niet gedetecteerd worden.
De snelheid van de echo is afhankelijk van het te detecteren object (keuze frequentie geluidssignaal is belangrijk).
Bij gladde oppervlakken moet de sensor goed uitgelijnd worden.
BeperkingenBeperkingen
Ivan Maesen 73
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen optische sensoren
Detectieafstand kan zeer groot zijn (afhankelijk van uitvoeringsvorm)
Kan gebruikt worden voor afstandsmeting Bruikbaar in een gevaarlijke omgeving Snelle responsietijd Kleinere detectiezone, nauwkeurige positiebepaling Zeer lange levensduur
Ivan Maesen 74
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen optische sensoren
Bij gebruik van glasvezel: zeer kleine montageruimte nodig. bij hoge temperaturen bruikbaar geschikt voor explosiegevaarlijke omgeving
Foto’s Omron
Ivan Maesen 75
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen optische sensoren
Invloed van daglicht en lampen bij ongemoduleerd licht.
Twee elektronische schakelingen; zender en ontvanger, indien één deel stuk is, functioneert het systeem niet.
Voor het overbruggen van grote afstanden moeten 2 bekabelingen aangebracht worden. (Zender en ontvanger afzonderlijk.)
Bij objectreflectie is de detectieafstand afhankelijk van het voorwerp.
Bij objectreflectie kan de achterliggende omgeving de stralenbundel terugkaatsen.
BeperkingenBeperkingen
Ivan Maesen 76
Rekening houden met:
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Soort voedingsspanning (AC, DC, UC)
Grootte van de voedingsspanning
Aantal aansluitdraden
Soort uitgang: PNP, NPN of potentiaal vrij contact
Schakelfunctie: NO of NC (of analoog)
Maximale uitgangsbelasting
Ivan Maesen 77
Draadkleur
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Bruin (Bn – Brown): spanning L+ of L1
Blauw (Bu – Blue): spanning L- of N
Zwart (Bk – Black) schakeldraad, bij een vierdraadse sensor is dit de aansluitdraad voor NO.
Wit (Wh – White) schakeldraad bij een vierdraadse sensor (NG)
Geel/Groen (Gn/ye – Green Yellow): aarding
Ivan Maesen 78
Driedraadse sensor PNP (capacitief)
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Ivan Maesen 79
Driedraadse sensor NPN (inductief)
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Ivan Maesen 80
Vierdraadse sensor PNP
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Ivan Maesen 81
Tweedraadse sensor DC (capacitief)
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Ivan Maesen 82
Tweedraadse NAMUR sensor DC (capacitief)
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Ivan Maesen 83
Tweedraadse sensor AC - NC (inductief)
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Ivan Maesen 84
Tweedraadse sensor AC - NO (inductief)
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Ivan Maesen 85
Vijfdraadse sensor AC (optisch)
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Ivan Maesen 86
Vijfdraadse sensor AC - NO (optisch)
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Ivan Maesen 87
Driedraadse sensoren
Sensoren – Testen van sensoren
Als voorbeeld een sensor met PNP-uitgang
Het aansluitschema
Testen met V-meter – Je kunt uiteraard met de V-meter ook over de belasting meten.
Ivan Maesen 88
Sensoren – Testen van sensoren
Het aansluitschema
Testen met V-meter
Testen met A-meter
Tweedraadse
sensoren
Ivan Maesen 89
Sensoren