Installatiemethoden 6 ET Foto Heidelberg Ivan Maesen 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.
Download ReportTranscript Installatiemethoden 6 ET Foto Heidelberg Ivan Maesen 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.
Slide 1
Installatiemethoden 6 ET
Foto Heidelberg
Ivan Maesen
1
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
2
Sensoren - Algemeen
Inductieve sensoren
Capacitieve sensoren
Optische sensoren
Magnetische sensoren
Ultrasone sensoren
Foto Turck
Ivan Maesen
3
Sensoren – Algemene werking
Ivan Maesen
4
Sensoren – Algemene werking
Ivan Maesen
5
Sensoren – Algemene werking
Ivan Maesen
6
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Foto Siemens
Ivan Maesen
7
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Detectie van blik
en deksel
Foto Siemens
Ivan Maesen
8
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Controle van afbreken van
boorkop
Foto Siemens
Ivan Maesen
9
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Positionering en controle
draaizin
Foto Siemens
Ivan Maesen
10
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Standdetectie van een
klep
Foto Siemens
Ivan Maesen
11
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
oscillator
gelijkrichtier
smitt-trigger
versterker
spoel
Ivan Maesen
12
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Warmteontwikkeling
Ivan Maesen
Amplitude
kleiner
13
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Foto Siemens
Ivan Maesen
14
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Detectie vulniveau in
silo
Foto Siemens
Ivan Maesen
15
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Detectie van vulling
van brik
Foto Siemens
Ivan Maesen
16
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Het sensorvlak vormt een condensator. De lucht is het
diëlektricum.
C
A
d
Ivan Maesen
17
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Een niet-metalen object in het detectieveld: de
diëlektrische constante van de middenstof verandert.
C verandert
Ivan Maesen
18
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
De capaciteit wordt bepaald door het diëlektricum en de
afstand d tussen te platen.
C
A
d
Ivan Maesen
19
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Bij een elektrische geleidend object verkleint de afstand
tussen de platen.
C verandert
Ivan Maesen
20
Sensoren – Werking van de optische sensor
Ivan Maesen
21
Sensoren – Werking van de optische sensor
impulsgenerator (modulator)
IR of laser-LED
lichtgevoelige transistor
synchronisatie, gelijkrichter (demodulator)
smitt-trigger
versterker
Ivan Maesen
22
Sensoren – Werking van de ultrasone sensor
Ivan Maesen
23
Sensoren
ultrasone sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Kwaliteitscontrole met
sonar
Foto Siemens
Ivan Maesen
24
Sensoren
ultrasone sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Hoogtemeting met sonar
Foto Siemens
Ivan Maesen
25
Sensoren
ultrasone sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Afstandsmeting met sonar
Foto Siemens
Ivan Maesen
26
Sensoren
ultrasone sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Controle op doorhangen
met sonar
Foto Siemens
Ivan Maesen
27
Sensoren
ultrasone sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Niveaumetingen
met sonar
Foto’s Siemens
Ivan Maesen
28
Sensoren – Werking van de ultrasone sensor
oscillator
gelijkrichtier
smitt-trigger
versterker
piëzo element (opwekken en verwerken geluidsgolven)
Ivan Maesen
29
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen volgens de vorm
Cilindrische sensoren
Balkvormige or rechthoekige sensoren
Ivan Maesen
30
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen vvolgens de vorm
Speciale vormen:
• vork of sleufsensoren,
• ringsensoren,
• …
Foto Turck
Ivan Maesen
31
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Materiaal van de behuizing (cilindrische sensoren)
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
32
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Maten van cilindrische sensoren
Schroefdraad: M 4, M6,5 M8, M12, M18, M30,
PG 36
Gladde uitvoering: Ø11, Ø20, Ø40
Maten van rechthoekige sensoren
Bouwvormen zie maatschetsen catalogie.
Foto Siemens
Ivan Maesen
33
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens aansluiting
• Sensoren met aansluitklemmen
• Aangegoten kabel zonder connector
• Aangegoten kabel met connector
• Sensoren met connnector
Ivan Maesen
34
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens de aansluiting
Aangegoten kabel
Sensoren met
aansluitklem
Ivan Maesen
35
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens aansluiting
Sensoren met connnector
Ivan Maesen
36
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens aansluiting
Sensoren met connector:
aansluitkabels
Ivan Maesen
37
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens aansluiting
Aansluitkabels en aansluitdozen voor sensoren
Foto Turck
Ivan Maesen
38
Sensoren – Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Foto Siemens
Ivan Maesen
39
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger afzonderlijk (directe scan, thru scan)
Groot detectiebereik (tientallen meters)
Geen doorschijnende materialen detecteren
Ivan Maesen
40
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger afzonderlijk (directe scan, thru scan)
Foto Siemens
Ivan Maesen
41
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger afzonderlijk – spiegeling
(specular)
Detecteren van spiegelende opbjecten
Ivan Maesen
42
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, met reflector
(Retroreflex - retroreflective)
Geen glimmende, spiegelende, doorzichtige voorwerpen
Detectieafstand : ca. 5 m
Ivan Maesen
43
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, met reflector
(Retroreflex - retroreflective)
Ivan Maesen
44
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, met reflector
(Retroreflex - retroreflective)
Foto Siemens
Ivan Maesen
45
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Foto’s Siemens
Ivan Maesen
46
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, met reflector
(Polarisatie - polarized)
Wel glimmende, spiegelende, doorzichtige voorwerpen
Detectieafstand : ca. 3 m
Ivan Maesen
47
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Gepolariseerd licht
Spiegelend voorwerp
Ivan Maesen
48
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, objectreflectie
(strooing – diffuse)
Voorwerpen met mat en ruw oppervlak kunnen gedetecteerd worden
Detectieafstand : enkele tientallen centimeters
Ivan Maesen
49
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, objectreflectie
(strooing – diffuse)
Foto Siemens
Ivan Maesen
50
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, objectreflectie focuspunt (convergent)
Preciesiedetectie, achtergrond geen invloed
Detectieafstand : enkele tientallen centimeters
Ivan Maesen
51
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger afzonderlijk, met glasvezels
Ivan Maesen
52
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, objectreflectie,
met glasvezels
Ivan Maesen
53
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Foto Siemens
Ivan Maesen
54
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Lichtgordijn
Multi beam safety senor
Ivan Maesen
55
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Nominale schakelafstand Sn
Afstand waarbij de sensor schakelt
• Genormalisseerd meetobject
• Nominale spanning
• Nominale temperatuur
Ivan Maesen
56
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Werkelijke schakelafstand
Rekening houden met:
• Werkelijke temperatuur
• Nabijheid andere sensoren
• Soort materiaal
• Afmetingen object
• Kleur (optische sensoren)
• …
Ivan Maesen
57
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Werkelijke schakelafstand
Correctiefactoren inductieve schakelaar
- staal
1
- CrNi
0,85
- Al
0,50
- Cu
0,45
- ….
Ivan Maesen
58
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Werkelijke schakelafstand
Correctiefactoren capacitieve schakelaar:
- Staal
1
- Al
0,95
- Cu
0,95
- H2O
0,64
- Plexiglas
0,20
-…
Ivan Maesen
59
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Schakelfrequentie
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.
Ivan Maesen
60
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Uitgangsbelasing
De stroom die de sensor kan schakelen,
uitgedrukt in mA.
Ivan Maesen
61
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Afgeschermde (shielded) en niet-afgeschermde
(unshielded) senoren
Ivan Maesen
62
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Niet-afgeschermde senoren
Kop niet afgeschermd, uit kunststof
Grotere detectieafstand
Inbouwen geeft problemen
Ivan Maesen
Foto Siemens
63
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Afgeschermde senoren
Volledig uit metaal (uitgezonderd detectievlak)
Kleinere detectieafstand
Ivan Maesen
64
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
65
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen inductieve sensoren
Ongevoelig voor trillingen
Geen contactdender
Geen onderhoud, geen slijtage
Kostprijs € 20 tot ca. € 50
Foto Siemens
Ivan Maesen
66
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen inductieve sensoren
Beperkingen
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.
Ivan Maesen
67
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
68
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
69
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen capacitieve sensoren
Beperkingen
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
Ivan Maesen
70
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
71
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen ultrasone sensoren
Beperkingen
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.
Ivan Maesen
72
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
73
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
74
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen optische sensoren
Beperkingen
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.
Ivan Maesen
75
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Rekening houden met:
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
76
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Draadkleur
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
77
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Driedraadse sensor PNP (capacitief)
Ivan Maesen
78
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Driedraadse sensor NPN (inductief)
Ivan Maesen
79
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Vierdraadse sensor PNP
Ivan Maesen
80
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Tweedraadse sensor DC (capacitief)
Ivan Maesen
81
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Tweedraadse NAMUR sensor DC (capacitief)
Ivan Maesen
82
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Tweedraadse sensor AC - NC (inductief)
Ivan Maesen
83
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Tweedraadse sensor AC - NO (inductief)
Ivan Maesen
84
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Vijfdraadse sensor AC (optisch)
Ivan Maesen
85
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Vijfdraadse sensor AC - NO (optisch)
Ivan Maesen
86
Sensoren – Testen van sensoren
Driedraadse sensoren
Als voorbeeld een sensor met PNP-uitgang
Het aansluitschema
Testen met V-meter – Je kunt uiteraard met de Vmeter ook over de belasting meten.
Ivan Maesen
87
Sensoren – Testen van sensoren
Tweedraadse
sensoren
Het aansluitschema
Testen met V-meter
Testen met A-meter
Ivan Maesen
88
Sensoren
Ivan Maesen
89
Slide 2
Installatiemethoden 6 ET
Foto Heidelberg
Ivan Maesen
1
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
2
Sensoren - Algemeen
Inductieve sensoren
Capacitieve sensoren
Optische sensoren
Magnetische sensoren
Ultrasone sensoren
Foto Turck
Ivan Maesen
3
Sensoren – Algemene werking
Ivan Maesen
4
Sensoren – Algemene werking
Ivan Maesen
5
Sensoren – Algemene werking
Ivan Maesen
6
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Foto Siemens
Ivan Maesen
7
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Detectie van blik
en deksel
Foto Siemens
Ivan Maesen
8
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Controle van afbreken van
boorkop
Foto Siemens
Ivan Maesen
9
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Positionering en controle
draaizin
Foto Siemens
Ivan Maesen
10
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Standdetectie van een
klep
Foto Siemens
Ivan Maesen
11
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
oscillator
gelijkrichtier
smitt-trigger
versterker
spoel
Ivan Maesen
12
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Warmteontwikkeling
Ivan Maesen
Amplitude
kleiner
13
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Foto Siemens
Ivan Maesen
14
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Detectie vulniveau in
silo
Foto Siemens
Ivan Maesen
15
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Detectie van vulling
van brik
Foto Siemens
Ivan Maesen
16
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Het sensorvlak vormt een condensator. De lucht is het
diëlektricum.
C
A
d
Ivan Maesen
17
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Een niet-metalen object in het detectieveld: de
diëlektrische constante van de middenstof verandert.
C verandert
Ivan Maesen
18
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
De capaciteit wordt bepaald door het diëlektricum en de
afstand d tussen te platen.
C
A
d
Ivan Maesen
19
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Bij een elektrische geleidend object verkleint de afstand
tussen de platen.
C verandert
Ivan Maesen
20
Sensoren – Werking van de optische sensor
Ivan Maesen
21
Sensoren – Werking van de optische sensor
impulsgenerator (modulator)
IR of laser-LED
lichtgevoelige transistor
synchronisatie, gelijkrichter (demodulator)
smitt-trigger
versterker
Ivan Maesen
22
Sensoren – Werking van de ultrasone sensor
Ivan Maesen
23
Sensoren
ultrasone sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Kwaliteitscontrole met
sonar
Foto Siemens
Ivan Maesen
24
Sensoren
ultrasone sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Hoogtemeting met sonar
Foto Siemens
Ivan Maesen
25
Sensoren
ultrasone sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Afstandsmeting met sonar
Foto Siemens
Ivan Maesen
26
Sensoren
ultrasone sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Controle op doorhangen
met sonar
Foto Siemens
Ivan Maesen
27
Sensoren
ultrasone sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Niveaumetingen
met sonar
Foto’s Siemens
Ivan Maesen
28
Sensoren – Werking van de ultrasone sensor
oscillator
gelijkrichtier
smitt-trigger
versterker
piëzo element (opwekken en verwerken geluidsgolven)
Ivan Maesen
29
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen volgens de vorm
Cilindrische sensoren
Balkvormige or rechthoekige sensoren
Ivan Maesen
30
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen vvolgens de vorm
Speciale vormen:
• vork of sleufsensoren,
• ringsensoren,
• …
Foto Turck
Ivan Maesen
31
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Materiaal van de behuizing (cilindrische sensoren)
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
32
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Maten van cilindrische sensoren
Schroefdraad: M 4, M6,5 M8, M12, M18, M30,
PG 36
Gladde uitvoering: Ø11, Ø20, Ø40
Maten van rechthoekige sensoren
Bouwvormen zie maatschetsen catalogie.
Foto Siemens
Ivan Maesen
33
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens aansluiting
• Sensoren met aansluitklemmen
• Aangegoten kabel zonder connector
• Aangegoten kabel met connector
• Sensoren met connnector
Ivan Maesen
34
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens de aansluiting
Aangegoten kabel
Sensoren met
aansluitklem
Ivan Maesen
35
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens aansluiting
Sensoren met connnector
Ivan Maesen
36
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens aansluiting
Sensoren met connector:
aansluitkabels
Ivan Maesen
37
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens aansluiting
Aansluitkabels en aansluitdozen voor sensoren
Foto Turck
Ivan Maesen
38
Sensoren – Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Foto Siemens
Ivan Maesen
39
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger afzonderlijk (directe scan, thru scan)
Groot detectiebereik (tientallen meters)
Geen doorschijnende materialen detecteren
Ivan Maesen
40
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger afzonderlijk (directe scan, thru scan)
Foto Siemens
Ivan Maesen
41
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger afzonderlijk – spiegeling
(specular)
Detecteren van spiegelende opbjecten
Ivan Maesen
42
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, met reflector
(Retroreflex - retroreflective)
Geen glimmende, spiegelende, doorzichtige voorwerpen
Detectieafstand : ca. 5 m
Ivan Maesen
43
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, met reflector
(Retroreflex - retroreflective)
Ivan Maesen
44
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, met reflector
(Retroreflex - retroreflective)
Foto Siemens
Ivan Maesen
45
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Foto’s Siemens
Ivan Maesen
46
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, met reflector
(Polarisatie - polarized)
Wel glimmende, spiegelende, doorzichtige voorwerpen
Detectieafstand : ca. 3 m
Ivan Maesen
47
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Gepolariseerd licht
Spiegelend voorwerp
Ivan Maesen
48
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, objectreflectie
(strooing – diffuse)
Voorwerpen met mat en ruw oppervlak kunnen gedetecteerd worden
Detectieafstand : enkele tientallen centimeters
Ivan Maesen
49
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, objectreflectie
(strooing – diffuse)
Foto Siemens
Ivan Maesen
50
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, objectreflectie focuspunt (convergent)
Preciesiedetectie, achtergrond geen invloed
Detectieafstand : enkele tientallen centimeters
Ivan Maesen
51
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger afzonderlijk, met glasvezels
Ivan Maesen
52
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, objectreflectie,
met glasvezels
Ivan Maesen
53
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Foto Siemens
Ivan Maesen
54
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Lichtgordijn
Multi beam safety senor
Ivan Maesen
55
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Nominale schakelafstand Sn
Afstand waarbij de sensor schakelt
• Genormalisseerd meetobject
• Nominale spanning
• Nominale temperatuur
Ivan Maesen
56
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Werkelijke schakelafstand
Rekening houden met:
• Werkelijke temperatuur
• Nabijheid andere sensoren
• Soort materiaal
• Afmetingen object
• Kleur (optische sensoren)
• …
Ivan Maesen
57
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Werkelijke schakelafstand
Correctiefactoren inductieve schakelaar
- staal
1
- CrNi
0,85
- Al
0,50
- Cu
0,45
- ….
Ivan Maesen
58
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Werkelijke schakelafstand
Correctiefactoren capacitieve schakelaar:
- Staal
1
- Al
0,95
- Cu
0,95
- H2O
0,64
- Plexiglas
0,20
-…
Ivan Maesen
59
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Schakelfrequentie
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.
Ivan Maesen
60
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Uitgangsbelasing
De stroom die de sensor kan schakelen,
uitgedrukt in mA.
Ivan Maesen
61
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Afgeschermde (shielded) en niet-afgeschermde
(unshielded) senoren
Ivan Maesen
62
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Niet-afgeschermde senoren
Kop niet afgeschermd, uit kunststof
Grotere detectieafstand
Inbouwen geeft problemen
Ivan Maesen
Foto Siemens
63
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Afgeschermde senoren
Volledig uit metaal (uitgezonderd detectievlak)
Kleinere detectieafstand
Ivan Maesen
64
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
65
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen inductieve sensoren
Ongevoelig voor trillingen
Geen contactdender
Geen onderhoud, geen slijtage
Kostprijs € 20 tot ca. € 50
Foto Siemens
Ivan Maesen
66
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen inductieve sensoren
Beperkingen
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.
Ivan Maesen
67
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
68
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
69
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen capacitieve sensoren
Beperkingen
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
Ivan Maesen
70
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
71
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen ultrasone sensoren
Beperkingen
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.
Ivan Maesen
72
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
73
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
74
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen optische sensoren
Beperkingen
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.
Ivan Maesen
75
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Rekening houden met:
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
76
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Draadkleur
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
77
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Driedraadse sensor PNP (capacitief)
Ivan Maesen
78
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Driedraadse sensor NPN (inductief)
Ivan Maesen
79
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Vierdraadse sensor PNP
Ivan Maesen
80
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Tweedraadse sensor DC (capacitief)
Ivan Maesen
81
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Tweedraadse NAMUR sensor DC (capacitief)
Ivan Maesen
82
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Tweedraadse sensor AC - NC (inductief)
Ivan Maesen
83
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Tweedraadse sensor AC - NO (inductief)
Ivan Maesen
84
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Vijfdraadse sensor AC (optisch)
Ivan Maesen
85
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Vijfdraadse sensor AC - NO (optisch)
Ivan Maesen
86
Sensoren – Testen van sensoren
Driedraadse sensoren
Als voorbeeld een sensor met PNP-uitgang
Het aansluitschema
Testen met V-meter – Je kunt uiteraard met de Vmeter ook over de belasting meten.
Ivan Maesen
87
Sensoren – Testen van sensoren
Tweedraadse
sensoren
Het aansluitschema
Testen met V-meter
Testen met A-meter
Ivan Maesen
88
Sensoren
Ivan Maesen
89
Slide 3
Installatiemethoden 6 ET
Foto Heidelberg
Ivan Maesen
1
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
2
Sensoren - Algemeen
Inductieve sensoren
Capacitieve sensoren
Optische sensoren
Magnetische sensoren
Ultrasone sensoren
Foto Turck
Ivan Maesen
3
Sensoren – Algemene werking
Ivan Maesen
4
Sensoren – Algemene werking
Ivan Maesen
5
Sensoren – Algemene werking
Ivan Maesen
6
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Foto Siemens
Ivan Maesen
7
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Detectie van blik
en deksel
Foto Siemens
Ivan Maesen
8
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Controle van afbreken van
boorkop
Foto Siemens
Ivan Maesen
9
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Positionering en controle
draaizin
Foto Siemens
Ivan Maesen
10
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Standdetectie van een
klep
Foto Siemens
Ivan Maesen
11
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
oscillator
gelijkrichtier
smitt-trigger
versterker
spoel
Ivan Maesen
12
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Warmteontwikkeling
Ivan Maesen
Amplitude
kleiner
13
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Foto Siemens
Ivan Maesen
14
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Detectie vulniveau in
silo
Foto Siemens
Ivan Maesen
15
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Detectie van vulling
van brik
Foto Siemens
Ivan Maesen
16
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Het sensorvlak vormt een condensator. De lucht is het
diëlektricum.
C
A
d
Ivan Maesen
17
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Een niet-metalen object in het detectieveld: de
diëlektrische constante van de middenstof verandert.
C verandert
Ivan Maesen
18
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
De capaciteit wordt bepaald door het diëlektricum en de
afstand d tussen te platen.
C
A
d
Ivan Maesen
19
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Bij een elektrische geleidend object verkleint de afstand
tussen de platen.
C verandert
Ivan Maesen
20
Sensoren – Werking van de optische sensor
Ivan Maesen
21
Sensoren – Werking van de optische sensor
impulsgenerator (modulator)
IR of laser-LED
lichtgevoelige transistor
synchronisatie, gelijkrichter (demodulator)
smitt-trigger
versterker
Ivan Maesen
22
Sensoren – Werking van de ultrasone sensor
Ivan Maesen
23
Sensoren
ultrasone sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Kwaliteitscontrole met
sonar
Foto Siemens
Ivan Maesen
24
Sensoren
ultrasone sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Hoogtemeting met sonar
Foto Siemens
Ivan Maesen
25
Sensoren
ultrasone sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Afstandsmeting met sonar
Foto Siemens
Ivan Maesen
26
Sensoren
ultrasone sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Controle op doorhangen
met sonar
Foto Siemens
Ivan Maesen
27
Sensoren
ultrasone sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Niveaumetingen
met sonar
Foto’s Siemens
Ivan Maesen
28
Sensoren – Werking van de ultrasone sensor
oscillator
gelijkrichtier
smitt-trigger
versterker
piëzo element (opwekken en verwerken geluidsgolven)
Ivan Maesen
29
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen volgens de vorm
Cilindrische sensoren
Balkvormige or rechthoekige sensoren
Ivan Maesen
30
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen vvolgens de vorm
Speciale vormen:
• vork of sleufsensoren,
• ringsensoren,
• …
Foto Turck
Ivan Maesen
31
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Materiaal van de behuizing (cilindrische sensoren)
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
32
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Maten van cilindrische sensoren
Schroefdraad: M 4, M6,5 M8, M12, M18, M30,
PG 36
Gladde uitvoering: Ø11, Ø20, Ø40
Maten van rechthoekige sensoren
Bouwvormen zie maatschetsen catalogie.
Foto Siemens
Ivan Maesen
33
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens aansluiting
• Sensoren met aansluitklemmen
• Aangegoten kabel zonder connector
• Aangegoten kabel met connector
• Sensoren met connnector
Ivan Maesen
34
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens de aansluiting
Aangegoten kabel
Sensoren met
aansluitklem
Ivan Maesen
35
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens aansluiting
Sensoren met connnector
Ivan Maesen
36
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens aansluiting
Sensoren met connector:
aansluitkabels
Ivan Maesen
37
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens aansluiting
Aansluitkabels en aansluitdozen voor sensoren
Foto Turck
Ivan Maesen
38
Sensoren – Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Foto Siemens
Ivan Maesen
39
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger afzonderlijk (directe scan, thru scan)
Groot detectiebereik (tientallen meters)
Geen doorschijnende materialen detecteren
Ivan Maesen
40
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger afzonderlijk (directe scan, thru scan)
Foto Siemens
Ivan Maesen
41
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger afzonderlijk – spiegeling
(specular)
Detecteren van spiegelende opbjecten
Ivan Maesen
42
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, met reflector
(Retroreflex - retroreflective)
Geen glimmende, spiegelende, doorzichtige voorwerpen
Detectieafstand : ca. 5 m
Ivan Maesen
43
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, met reflector
(Retroreflex - retroreflective)
Ivan Maesen
44
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, met reflector
(Retroreflex - retroreflective)
Foto Siemens
Ivan Maesen
45
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Foto’s Siemens
Ivan Maesen
46
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, met reflector
(Polarisatie - polarized)
Wel glimmende, spiegelende, doorzichtige voorwerpen
Detectieafstand : ca. 3 m
Ivan Maesen
47
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Gepolariseerd licht
Spiegelend voorwerp
Ivan Maesen
48
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, objectreflectie
(strooing – diffuse)
Voorwerpen met mat en ruw oppervlak kunnen gedetecteerd worden
Detectieafstand : enkele tientallen centimeters
Ivan Maesen
49
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, objectreflectie
(strooing – diffuse)
Foto Siemens
Ivan Maesen
50
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, objectreflectie focuspunt (convergent)
Preciesiedetectie, achtergrond geen invloed
Detectieafstand : enkele tientallen centimeters
Ivan Maesen
51
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger afzonderlijk, met glasvezels
Ivan Maesen
52
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, objectreflectie,
met glasvezels
Ivan Maesen
53
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Foto Siemens
Ivan Maesen
54
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Lichtgordijn
Multi beam safety senor
Ivan Maesen
55
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Nominale schakelafstand Sn
Afstand waarbij de sensor schakelt
• Genormalisseerd meetobject
• Nominale spanning
• Nominale temperatuur
Ivan Maesen
56
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Werkelijke schakelafstand
Rekening houden met:
• Werkelijke temperatuur
• Nabijheid andere sensoren
• Soort materiaal
• Afmetingen object
• Kleur (optische sensoren)
• …
Ivan Maesen
57
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Werkelijke schakelafstand
Correctiefactoren inductieve schakelaar
- staal
1
- CrNi
0,85
- Al
0,50
- Cu
0,45
- ….
Ivan Maesen
58
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Werkelijke schakelafstand
Correctiefactoren capacitieve schakelaar:
- Staal
1
- Al
0,95
- Cu
0,95
- H2O
0,64
- Plexiglas
0,20
-…
Ivan Maesen
59
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Schakelfrequentie
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.
Ivan Maesen
60
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Uitgangsbelasing
De stroom die de sensor kan schakelen,
uitgedrukt in mA.
Ivan Maesen
61
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Afgeschermde (shielded) en niet-afgeschermde
(unshielded) senoren
Ivan Maesen
62
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Niet-afgeschermde senoren
Kop niet afgeschermd, uit kunststof
Grotere detectieafstand
Inbouwen geeft problemen
Ivan Maesen
Foto Siemens
63
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Afgeschermde senoren
Volledig uit metaal (uitgezonderd detectievlak)
Kleinere detectieafstand
Ivan Maesen
64
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
65
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen inductieve sensoren
Ongevoelig voor trillingen
Geen contactdender
Geen onderhoud, geen slijtage
Kostprijs € 20 tot ca. € 50
Foto Siemens
Ivan Maesen
66
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen inductieve sensoren
Beperkingen
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.
Ivan Maesen
67
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
68
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
69
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen capacitieve sensoren
Beperkingen
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
Ivan Maesen
70
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
71
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen ultrasone sensoren
Beperkingen
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.
Ivan Maesen
72
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
73
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
74
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen optische sensoren
Beperkingen
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.
Ivan Maesen
75
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Rekening houden met:
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
76
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Draadkleur
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
77
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Driedraadse sensor PNP (capacitief)
Ivan Maesen
78
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Driedraadse sensor NPN (inductief)
Ivan Maesen
79
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Vierdraadse sensor PNP
Ivan Maesen
80
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Tweedraadse sensor DC (capacitief)
Ivan Maesen
81
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Tweedraadse NAMUR sensor DC (capacitief)
Ivan Maesen
82
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Tweedraadse sensor AC - NC (inductief)
Ivan Maesen
83
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Tweedraadse sensor AC - NO (inductief)
Ivan Maesen
84
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Vijfdraadse sensor AC (optisch)
Ivan Maesen
85
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Vijfdraadse sensor AC - NO (optisch)
Ivan Maesen
86
Sensoren – Testen van sensoren
Driedraadse sensoren
Als voorbeeld een sensor met PNP-uitgang
Het aansluitschema
Testen met V-meter – Je kunt uiteraard met de Vmeter ook over de belasting meten.
Ivan Maesen
87
Sensoren – Testen van sensoren
Tweedraadse
sensoren
Het aansluitschema
Testen met V-meter
Testen met A-meter
Ivan Maesen
88
Sensoren
Ivan Maesen
89
Slide 4
Installatiemethoden 6 ET
Foto Heidelberg
Ivan Maesen
1
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
2
Sensoren - Algemeen
Inductieve sensoren
Capacitieve sensoren
Optische sensoren
Magnetische sensoren
Ultrasone sensoren
Foto Turck
Ivan Maesen
3
Sensoren – Algemene werking
Ivan Maesen
4
Sensoren – Algemene werking
Ivan Maesen
5
Sensoren – Algemene werking
Ivan Maesen
6
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Foto Siemens
Ivan Maesen
7
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Detectie van blik
en deksel
Foto Siemens
Ivan Maesen
8
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Controle van afbreken van
boorkop
Foto Siemens
Ivan Maesen
9
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Positionering en controle
draaizin
Foto Siemens
Ivan Maesen
10
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Standdetectie van een
klep
Foto Siemens
Ivan Maesen
11
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
oscillator
gelijkrichtier
smitt-trigger
versterker
spoel
Ivan Maesen
12
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Warmteontwikkeling
Ivan Maesen
Amplitude
kleiner
13
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Foto Siemens
Ivan Maesen
14
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Detectie vulniveau in
silo
Foto Siemens
Ivan Maesen
15
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Detectie van vulling
van brik
Foto Siemens
Ivan Maesen
16
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Het sensorvlak vormt een condensator. De lucht is het
diëlektricum.
C
A
d
Ivan Maesen
17
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Een niet-metalen object in het detectieveld: de
diëlektrische constante van de middenstof verandert.
C verandert
Ivan Maesen
18
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
De capaciteit wordt bepaald door het diëlektricum en de
afstand d tussen te platen.
C
A
d
Ivan Maesen
19
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Bij een elektrische geleidend object verkleint de afstand
tussen de platen.
C verandert
Ivan Maesen
20
Sensoren – Werking van de optische sensor
Ivan Maesen
21
Sensoren – Werking van de optische sensor
impulsgenerator (modulator)
IR of laser-LED
lichtgevoelige transistor
synchronisatie, gelijkrichter (demodulator)
smitt-trigger
versterker
Ivan Maesen
22
Sensoren – Werking van de ultrasone sensor
Ivan Maesen
23
Sensoren
ultrasone sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Kwaliteitscontrole met
sonar
Foto Siemens
Ivan Maesen
24
Sensoren
ultrasone sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Hoogtemeting met sonar
Foto Siemens
Ivan Maesen
25
Sensoren
ultrasone sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Afstandsmeting met sonar
Foto Siemens
Ivan Maesen
26
Sensoren
ultrasone sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Controle op doorhangen
met sonar
Foto Siemens
Ivan Maesen
27
Sensoren
ultrasone sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Niveaumetingen
met sonar
Foto’s Siemens
Ivan Maesen
28
Sensoren – Werking van de ultrasone sensor
oscillator
gelijkrichtier
smitt-trigger
versterker
piëzo element (opwekken en verwerken geluidsgolven)
Ivan Maesen
29
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen volgens de vorm
Cilindrische sensoren
Balkvormige or rechthoekige sensoren
Ivan Maesen
30
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen vvolgens de vorm
Speciale vormen:
• vork of sleufsensoren,
• ringsensoren,
• …
Foto Turck
Ivan Maesen
31
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Materiaal van de behuizing (cilindrische sensoren)
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
32
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Maten van cilindrische sensoren
Schroefdraad: M 4, M6,5 M8, M12, M18, M30,
PG 36
Gladde uitvoering: Ø11, Ø20, Ø40
Maten van rechthoekige sensoren
Bouwvormen zie maatschetsen catalogie.
Foto Siemens
Ivan Maesen
33
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens aansluiting
• Sensoren met aansluitklemmen
• Aangegoten kabel zonder connector
• Aangegoten kabel met connector
• Sensoren met connnector
Ivan Maesen
34
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens de aansluiting
Aangegoten kabel
Sensoren met
aansluitklem
Ivan Maesen
35
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens aansluiting
Sensoren met connnector
Ivan Maesen
36
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens aansluiting
Sensoren met connector:
aansluitkabels
Ivan Maesen
37
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens aansluiting
Aansluitkabels en aansluitdozen voor sensoren
Foto Turck
Ivan Maesen
38
Sensoren – Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Foto Siemens
Ivan Maesen
39
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger afzonderlijk (directe scan, thru scan)
Groot detectiebereik (tientallen meters)
Geen doorschijnende materialen detecteren
Ivan Maesen
40
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger afzonderlijk (directe scan, thru scan)
Foto Siemens
Ivan Maesen
41
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger afzonderlijk – spiegeling
(specular)
Detecteren van spiegelende opbjecten
Ivan Maesen
42
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, met reflector
(Retroreflex - retroreflective)
Geen glimmende, spiegelende, doorzichtige voorwerpen
Detectieafstand : ca. 5 m
Ivan Maesen
43
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, met reflector
(Retroreflex - retroreflective)
Ivan Maesen
44
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, met reflector
(Retroreflex - retroreflective)
Foto Siemens
Ivan Maesen
45
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Foto’s Siemens
Ivan Maesen
46
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, met reflector
(Polarisatie - polarized)
Wel glimmende, spiegelende, doorzichtige voorwerpen
Detectieafstand : ca. 3 m
Ivan Maesen
47
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Gepolariseerd licht
Spiegelend voorwerp
Ivan Maesen
48
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, objectreflectie
(strooing – diffuse)
Voorwerpen met mat en ruw oppervlak kunnen gedetecteerd worden
Detectieafstand : enkele tientallen centimeters
Ivan Maesen
49
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, objectreflectie
(strooing – diffuse)
Foto Siemens
Ivan Maesen
50
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, objectreflectie focuspunt (convergent)
Preciesiedetectie, achtergrond geen invloed
Detectieafstand : enkele tientallen centimeters
Ivan Maesen
51
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger afzonderlijk, met glasvezels
Ivan Maesen
52
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, objectreflectie,
met glasvezels
Ivan Maesen
53
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Foto Siemens
Ivan Maesen
54
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Lichtgordijn
Multi beam safety senor
Ivan Maesen
55
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Nominale schakelafstand Sn
Afstand waarbij de sensor schakelt
• Genormalisseerd meetobject
• Nominale spanning
• Nominale temperatuur
Ivan Maesen
56
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Werkelijke schakelafstand
Rekening houden met:
• Werkelijke temperatuur
• Nabijheid andere sensoren
• Soort materiaal
• Afmetingen object
• Kleur (optische sensoren)
• …
Ivan Maesen
57
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Werkelijke schakelafstand
Correctiefactoren inductieve schakelaar
- staal
1
- CrNi
0,85
- Al
0,50
- Cu
0,45
- ….
Ivan Maesen
58
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Werkelijke schakelafstand
Correctiefactoren capacitieve schakelaar:
- Staal
1
- Al
0,95
- Cu
0,95
- H2O
0,64
- Plexiglas
0,20
-…
Ivan Maesen
59
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Schakelfrequentie
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.
Ivan Maesen
60
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Uitgangsbelasing
De stroom die de sensor kan schakelen,
uitgedrukt in mA.
Ivan Maesen
61
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Afgeschermde (shielded) en niet-afgeschermde
(unshielded) senoren
Ivan Maesen
62
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Niet-afgeschermde senoren
Kop niet afgeschermd, uit kunststof
Grotere detectieafstand
Inbouwen geeft problemen
Ivan Maesen
Foto Siemens
63
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Afgeschermde senoren
Volledig uit metaal (uitgezonderd detectievlak)
Kleinere detectieafstand
Ivan Maesen
64
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
65
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen inductieve sensoren
Ongevoelig voor trillingen
Geen contactdender
Geen onderhoud, geen slijtage
Kostprijs € 20 tot ca. € 50
Foto Siemens
Ivan Maesen
66
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen inductieve sensoren
Beperkingen
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.
Ivan Maesen
67
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
68
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
69
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen capacitieve sensoren
Beperkingen
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
Ivan Maesen
70
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
71
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen ultrasone sensoren
Beperkingen
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.
Ivan Maesen
72
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
73
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
74
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen optische sensoren
Beperkingen
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.
Ivan Maesen
75
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Rekening houden met:
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
76
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Draadkleur
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
77
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Driedraadse sensor PNP (capacitief)
Ivan Maesen
78
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Driedraadse sensor NPN (inductief)
Ivan Maesen
79
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Vierdraadse sensor PNP
Ivan Maesen
80
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Tweedraadse sensor DC (capacitief)
Ivan Maesen
81
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Tweedraadse NAMUR sensor DC (capacitief)
Ivan Maesen
82
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Tweedraadse sensor AC - NC (inductief)
Ivan Maesen
83
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Tweedraadse sensor AC - NO (inductief)
Ivan Maesen
84
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Vijfdraadse sensor AC (optisch)
Ivan Maesen
85
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Vijfdraadse sensor AC - NO (optisch)
Ivan Maesen
86
Sensoren – Testen van sensoren
Driedraadse sensoren
Als voorbeeld een sensor met PNP-uitgang
Het aansluitschema
Testen met V-meter – Je kunt uiteraard met de Vmeter ook over de belasting meten.
Ivan Maesen
87
Sensoren – Testen van sensoren
Tweedraadse
sensoren
Het aansluitschema
Testen met V-meter
Testen met A-meter
Ivan Maesen
88
Sensoren
Ivan Maesen
89
Slide 5
Installatiemethoden 6 ET
Foto Heidelberg
Ivan Maesen
1
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
2
Sensoren - Algemeen
Inductieve sensoren
Capacitieve sensoren
Optische sensoren
Magnetische sensoren
Ultrasone sensoren
Foto Turck
Ivan Maesen
3
Sensoren – Algemene werking
Ivan Maesen
4
Sensoren – Algemene werking
Ivan Maesen
5
Sensoren – Algemene werking
Ivan Maesen
6
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Foto Siemens
Ivan Maesen
7
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Detectie van blik
en deksel
Foto Siemens
Ivan Maesen
8
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Controle van afbreken van
boorkop
Foto Siemens
Ivan Maesen
9
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Positionering en controle
draaizin
Foto Siemens
Ivan Maesen
10
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Standdetectie van een
klep
Foto Siemens
Ivan Maesen
11
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
oscillator
gelijkrichtier
smitt-trigger
versterker
spoel
Ivan Maesen
12
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Warmteontwikkeling
Ivan Maesen
Amplitude
kleiner
13
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Foto Siemens
Ivan Maesen
14
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Detectie vulniveau in
silo
Foto Siemens
Ivan Maesen
15
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Detectie van vulling
van brik
Foto Siemens
Ivan Maesen
16
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Het sensorvlak vormt een condensator. De lucht is het
diëlektricum.
C
A
d
Ivan Maesen
17
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Een niet-metalen object in het detectieveld: de
diëlektrische constante van de middenstof verandert.
C verandert
Ivan Maesen
18
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
De capaciteit wordt bepaald door het diëlektricum en de
afstand d tussen te platen.
C
A
d
Ivan Maesen
19
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Bij een elektrische geleidend object verkleint de afstand
tussen de platen.
C verandert
Ivan Maesen
20
Sensoren – Werking van de optische sensor
Ivan Maesen
21
Sensoren – Werking van de optische sensor
impulsgenerator (modulator)
IR of laser-LED
lichtgevoelige transistor
synchronisatie, gelijkrichter (demodulator)
smitt-trigger
versterker
Ivan Maesen
22
Sensoren – Werking van de ultrasone sensor
Ivan Maesen
23
Sensoren
ultrasone sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Kwaliteitscontrole met
sonar
Foto Siemens
Ivan Maesen
24
Sensoren
ultrasone sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Hoogtemeting met sonar
Foto Siemens
Ivan Maesen
25
Sensoren
ultrasone sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Afstandsmeting met sonar
Foto Siemens
Ivan Maesen
26
Sensoren
ultrasone sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Controle op doorhangen
met sonar
Foto Siemens
Ivan Maesen
27
Sensoren
ultrasone sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Niveaumetingen
met sonar
Foto’s Siemens
Ivan Maesen
28
Sensoren – Werking van de ultrasone sensor
oscillator
gelijkrichtier
smitt-trigger
versterker
piëzo element (opwekken en verwerken geluidsgolven)
Ivan Maesen
29
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen volgens de vorm
Cilindrische sensoren
Balkvormige or rechthoekige sensoren
Ivan Maesen
30
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen vvolgens de vorm
Speciale vormen:
• vork of sleufsensoren,
• ringsensoren,
• …
Foto Turck
Ivan Maesen
31
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Materiaal van de behuizing (cilindrische sensoren)
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
32
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Maten van cilindrische sensoren
Schroefdraad: M 4, M6,5 M8, M12, M18, M30,
PG 36
Gladde uitvoering: Ø11, Ø20, Ø40
Maten van rechthoekige sensoren
Bouwvormen zie maatschetsen catalogie.
Foto Siemens
Ivan Maesen
33
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens aansluiting
• Sensoren met aansluitklemmen
• Aangegoten kabel zonder connector
• Aangegoten kabel met connector
• Sensoren met connnector
Ivan Maesen
34
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens de aansluiting
Aangegoten kabel
Sensoren met
aansluitklem
Ivan Maesen
35
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens aansluiting
Sensoren met connnector
Ivan Maesen
36
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens aansluiting
Sensoren met connector:
aansluitkabels
Ivan Maesen
37
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens aansluiting
Aansluitkabels en aansluitdozen voor sensoren
Foto Turck
Ivan Maesen
38
Sensoren – Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Foto Siemens
Ivan Maesen
39
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger afzonderlijk (directe scan, thru scan)
Groot detectiebereik (tientallen meters)
Geen doorschijnende materialen detecteren
Ivan Maesen
40
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger afzonderlijk (directe scan, thru scan)
Foto Siemens
Ivan Maesen
41
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger afzonderlijk – spiegeling
(specular)
Detecteren van spiegelende opbjecten
Ivan Maesen
42
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, met reflector
(Retroreflex - retroreflective)
Geen glimmende, spiegelende, doorzichtige voorwerpen
Detectieafstand : ca. 5 m
Ivan Maesen
43
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, met reflector
(Retroreflex - retroreflective)
Ivan Maesen
44
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, met reflector
(Retroreflex - retroreflective)
Foto Siemens
Ivan Maesen
45
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Foto’s Siemens
Ivan Maesen
46
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, met reflector
(Polarisatie - polarized)
Wel glimmende, spiegelende, doorzichtige voorwerpen
Detectieafstand : ca. 3 m
Ivan Maesen
47
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Gepolariseerd licht
Spiegelend voorwerp
Ivan Maesen
48
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, objectreflectie
(strooing – diffuse)
Voorwerpen met mat en ruw oppervlak kunnen gedetecteerd worden
Detectieafstand : enkele tientallen centimeters
Ivan Maesen
49
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, objectreflectie
(strooing – diffuse)
Foto Siemens
Ivan Maesen
50
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, objectreflectie focuspunt (convergent)
Preciesiedetectie, achtergrond geen invloed
Detectieafstand : enkele tientallen centimeters
Ivan Maesen
51
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger afzonderlijk, met glasvezels
Ivan Maesen
52
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, objectreflectie,
met glasvezels
Ivan Maesen
53
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Foto Siemens
Ivan Maesen
54
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Lichtgordijn
Multi beam safety senor
Ivan Maesen
55
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Nominale schakelafstand Sn
Afstand waarbij de sensor schakelt
• Genormalisseerd meetobject
• Nominale spanning
• Nominale temperatuur
Ivan Maesen
56
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Werkelijke schakelafstand
Rekening houden met:
• Werkelijke temperatuur
• Nabijheid andere sensoren
• Soort materiaal
• Afmetingen object
• Kleur (optische sensoren)
• …
Ivan Maesen
57
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Werkelijke schakelafstand
Correctiefactoren inductieve schakelaar
- staal
1
- CrNi
0,85
- Al
0,50
- Cu
0,45
- ….
Ivan Maesen
58
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Werkelijke schakelafstand
Correctiefactoren capacitieve schakelaar:
- Staal
1
- Al
0,95
- Cu
0,95
- H2O
0,64
- Plexiglas
0,20
-…
Ivan Maesen
59
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Schakelfrequentie
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.
Ivan Maesen
60
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Uitgangsbelasing
De stroom die de sensor kan schakelen,
uitgedrukt in mA.
Ivan Maesen
61
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Afgeschermde (shielded) en niet-afgeschermde
(unshielded) senoren
Ivan Maesen
62
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Niet-afgeschermde senoren
Kop niet afgeschermd, uit kunststof
Grotere detectieafstand
Inbouwen geeft problemen
Ivan Maesen
Foto Siemens
63
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Afgeschermde senoren
Volledig uit metaal (uitgezonderd detectievlak)
Kleinere detectieafstand
Ivan Maesen
64
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
65
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen inductieve sensoren
Ongevoelig voor trillingen
Geen contactdender
Geen onderhoud, geen slijtage
Kostprijs € 20 tot ca. € 50
Foto Siemens
Ivan Maesen
66
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen inductieve sensoren
Beperkingen
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.
Ivan Maesen
67
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
68
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
69
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen capacitieve sensoren
Beperkingen
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
Ivan Maesen
70
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
71
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen ultrasone sensoren
Beperkingen
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.
Ivan Maesen
72
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
73
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
74
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen optische sensoren
Beperkingen
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.
Ivan Maesen
75
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Rekening houden met:
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
76
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Draadkleur
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
77
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Driedraadse sensor PNP (capacitief)
Ivan Maesen
78
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Driedraadse sensor NPN (inductief)
Ivan Maesen
79
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Vierdraadse sensor PNP
Ivan Maesen
80
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Tweedraadse sensor DC (capacitief)
Ivan Maesen
81
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Tweedraadse NAMUR sensor DC (capacitief)
Ivan Maesen
82
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Tweedraadse sensor AC - NC (inductief)
Ivan Maesen
83
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Tweedraadse sensor AC - NO (inductief)
Ivan Maesen
84
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Vijfdraadse sensor AC (optisch)
Ivan Maesen
85
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Vijfdraadse sensor AC - NO (optisch)
Ivan Maesen
86
Sensoren – Testen van sensoren
Driedraadse sensoren
Als voorbeeld een sensor met PNP-uitgang
Het aansluitschema
Testen met V-meter – Je kunt uiteraard met de Vmeter ook over de belasting meten.
Ivan Maesen
87
Sensoren – Testen van sensoren
Tweedraadse
sensoren
Het aansluitschema
Testen met V-meter
Testen met A-meter
Ivan Maesen
88
Sensoren
Ivan Maesen
89
Slide 6
Installatiemethoden 6 ET
Foto Heidelberg
Ivan Maesen
1
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
2
Sensoren - Algemeen
Inductieve sensoren
Capacitieve sensoren
Optische sensoren
Magnetische sensoren
Ultrasone sensoren
Foto Turck
Ivan Maesen
3
Sensoren – Algemene werking
Ivan Maesen
4
Sensoren – Algemene werking
Ivan Maesen
5
Sensoren – Algemene werking
Ivan Maesen
6
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Foto Siemens
Ivan Maesen
7
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Detectie van blik
en deksel
Foto Siemens
Ivan Maesen
8
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Controle van afbreken van
boorkop
Foto Siemens
Ivan Maesen
9
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Positionering en controle
draaizin
Foto Siemens
Ivan Maesen
10
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Standdetectie van een
klep
Foto Siemens
Ivan Maesen
11
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
oscillator
gelijkrichtier
smitt-trigger
versterker
spoel
Ivan Maesen
12
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Warmteontwikkeling
Ivan Maesen
Amplitude
kleiner
13
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Foto Siemens
Ivan Maesen
14
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Detectie vulniveau in
silo
Foto Siemens
Ivan Maesen
15
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Detectie van vulling
van brik
Foto Siemens
Ivan Maesen
16
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Het sensorvlak vormt een condensator. De lucht is het
diëlektricum.
C
A
d
Ivan Maesen
17
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Een niet-metalen object in het detectieveld: de
diëlektrische constante van de middenstof verandert.
C verandert
Ivan Maesen
18
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
De capaciteit wordt bepaald door het diëlektricum en de
afstand d tussen te platen.
C
A
d
Ivan Maesen
19
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Bij een elektrische geleidend object verkleint de afstand
tussen de platen.
C verandert
Ivan Maesen
20
Sensoren – Werking van de optische sensor
Ivan Maesen
21
Sensoren – Werking van de optische sensor
impulsgenerator (modulator)
IR of laser-LED
lichtgevoelige transistor
synchronisatie, gelijkrichter (demodulator)
smitt-trigger
versterker
Ivan Maesen
22
Sensoren – Werking van de ultrasone sensor
Ivan Maesen
23
Sensoren
ultrasone sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Kwaliteitscontrole met
sonar
Foto Siemens
Ivan Maesen
24
Sensoren
ultrasone sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Hoogtemeting met sonar
Foto Siemens
Ivan Maesen
25
Sensoren
ultrasone sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Afstandsmeting met sonar
Foto Siemens
Ivan Maesen
26
Sensoren
ultrasone sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Controle op doorhangen
met sonar
Foto Siemens
Ivan Maesen
27
Sensoren
ultrasone sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Niveaumetingen
met sonar
Foto’s Siemens
Ivan Maesen
28
Sensoren – Werking van de ultrasone sensor
oscillator
gelijkrichtier
smitt-trigger
versterker
piëzo element (opwekken en verwerken geluidsgolven)
Ivan Maesen
29
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen volgens de vorm
Cilindrische sensoren
Balkvormige or rechthoekige sensoren
Ivan Maesen
30
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen vvolgens de vorm
Speciale vormen:
• vork of sleufsensoren,
• ringsensoren,
• …
Foto Turck
Ivan Maesen
31
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Materiaal van de behuizing (cilindrische sensoren)
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
32
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Maten van cilindrische sensoren
Schroefdraad: M 4, M6,5 M8, M12, M18, M30,
PG 36
Gladde uitvoering: Ø11, Ø20, Ø40
Maten van rechthoekige sensoren
Bouwvormen zie maatschetsen catalogie.
Foto Siemens
Ivan Maesen
33
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens aansluiting
• Sensoren met aansluitklemmen
• Aangegoten kabel zonder connector
• Aangegoten kabel met connector
• Sensoren met connnector
Ivan Maesen
34
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens de aansluiting
Aangegoten kabel
Sensoren met
aansluitklem
Ivan Maesen
35
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens aansluiting
Sensoren met connnector
Ivan Maesen
36
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens aansluiting
Sensoren met connector:
aansluitkabels
Ivan Maesen
37
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens aansluiting
Aansluitkabels en aansluitdozen voor sensoren
Foto Turck
Ivan Maesen
38
Sensoren – Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Foto Siemens
Ivan Maesen
39
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger afzonderlijk (directe scan, thru scan)
Groot detectiebereik (tientallen meters)
Geen doorschijnende materialen detecteren
Ivan Maesen
40
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger afzonderlijk (directe scan, thru scan)
Foto Siemens
Ivan Maesen
41
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger afzonderlijk – spiegeling
(specular)
Detecteren van spiegelende opbjecten
Ivan Maesen
42
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, met reflector
(Retroreflex - retroreflective)
Geen glimmende, spiegelende, doorzichtige voorwerpen
Detectieafstand : ca. 5 m
Ivan Maesen
43
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, met reflector
(Retroreflex - retroreflective)
Ivan Maesen
44
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, met reflector
(Retroreflex - retroreflective)
Foto Siemens
Ivan Maesen
45
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Foto’s Siemens
Ivan Maesen
46
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, met reflector
(Polarisatie - polarized)
Wel glimmende, spiegelende, doorzichtige voorwerpen
Detectieafstand : ca. 3 m
Ivan Maesen
47
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Gepolariseerd licht
Spiegelend voorwerp
Ivan Maesen
48
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, objectreflectie
(strooing – diffuse)
Voorwerpen met mat en ruw oppervlak kunnen gedetecteerd worden
Detectieafstand : enkele tientallen centimeters
Ivan Maesen
49
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, objectreflectie
(strooing – diffuse)
Foto Siemens
Ivan Maesen
50
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, objectreflectie focuspunt (convergent)
Preciesiedetectie, achtergrond geen invloed
Detectieafstand : enkele tientallen centimeters
Ivan Maesen
51
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger afzonderlijk, met glasvezels
Ivan Maesen
52
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, objectreflectie,
met glasvezels
Ivan Maesen
53
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Foto Siemens
Ivan Maesen
54
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Lichtgordijn
Multi beam safety senor
Ivan Maesen
55
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Nominale schakelafstand Sn
Afstand waarbij de sensor schakelt
• Genormalisseerd meetobject
• Nominale spanning
• Nominale temperatuur
Ivan Maesen
56
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Werkelijke schakelafstand
Rekening houden met:
• Werkelijke temperatuur
• Nabijheid andere sensoren
• Soort materiaal
• Afmetingen object
• Kleur (optische sensoren)
• …
Ivan Maesen
57
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Werkelijke schakelafstand
Correctiefactoren inductieve schakelaar
- staal
1
- CrNi
0,85
- Al
0,50
- Cu
0,45
- ….
Ivan Maesen
58
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Werkelijke schakelafstand
Correctiefactoren capacitieve schakelaar:
- Staal
1
- Al
0,95
- Cu
0,95
- H2O
0,64
- Plexiglas
0,20
-…
Ivan Maesen
59
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Schakelfrequentie
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.
Ivan Maesen
60
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Uitgangsbelasing
De stroom die de sensor kan schakelen,
uitgedrukt in mA.
Ivan Maesen
61
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Afgeschermde (shielded) en niet-afgeschermde
(unshielded) senoren
Ivan Maesen
62
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Niet-afgeschermde senoren
Kop niet afgeschermd, uit kunststof
Grotere detectieafstand
Inbouwen geeft problemen
Ivan Maesen
Foto Siemens
63
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Afgeschermde senoren
Volledig uit metaal (uitgezonderd detectievlak)
Kleinere detectieafstand
Ivan Maesen
64
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
65
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen inductieve sensoren
Ongevoelig voor trillingen
Geen contactdender
Geen onderhoud, geen slijtage
Kostprijs € 20 tot ca. € 50
Foto Siemens
Ivan Maesen
66
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen inductieve sensoren
Beperkingen
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.
Ivan Maesen
67
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
68
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
69
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen capacitieve sensoren
Beperkingen
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
Ivan Maesen
70
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
71
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen ultrasone sensoren
Beperkingen
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.
Ivan Maesen
72
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
73
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
74
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen optische sensoren
Beperkingen
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.
Ivan Maesen
75
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Rekening houden met:
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
76
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Draadkleur
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
77
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Driedraadse sensor PNP (capacitief)
Ivan Maesen
78
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Driedraadse sensor NPN (inductief)
Ivan Maesen
79
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Vierdraadse sensor PNP
Ivan Maesen
80
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Tweedraadse sensor DC (capacitief)
Ivan Maesen
81
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Tweedraadse NAMUR sensor DC (capacitief)
Ivan Maesen
82
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Tweedraadse sensor AC - NC (inductief)
Ivan Maesen
83
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Tweedraadse sensor AC - NO (inductief)
Ivan Maesen
84
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Vijfdraadse sensor AC (optisch)
Ivan Maesen
85
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Vijfdraadse sensor AC - NO (optisch)
Ivan Maesen
86
Sensoren – Testen van sensoren
Driedraadse sensoren
Als voorbeeld een sensor met PNP-uitgang
Het aansluitschema
Testen met V-meter – Je kunt uiteraard met de Vmeter ook over de belasting meten.
Ivan Maesen
87
Sensoren – Testen van sensoren
Tweedraadse
sensoren
Het aansluitschema
Testen met V-meter
Testen met A-meter
Ivan Maesen
88
Sensoren
Ivan Maesen
89
Slide 7
Installatiemethoden 6 ET
Foto Heidelberg
Ivan Maesen
1
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
2
Sensoren - Algemeen
Inductieve sensoren
Capacitieve sensoren
Optische sensoren
Magnetische sensoren
Ultrasone sensoren
Foto Turck
Ivan Maesen
3
Sensoren – Algemene werking
Ivan Maesen
4
Sensoren – Algemene werking
Ivan Maesen
5
Sensoren – Algemene werking
Ivan Maesen
6
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Foto Siemens
Ivan Maesen
7
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Detectie van blik
en deksel
Foto Siemens
Ivan Maesen
8
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Controle van afbreken van
boorkop
Foto Siemens
Ivan Maesen
9
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Positionering en controle
draaizin
Foto Siemens
Ivan Maesen
10
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Standdetectie van een
klep
Foto Siemens
Ivan Maesen
11
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
oscillator
gelijkrichtier
smitt-trigger
versterker
spoel
Ivan Maesen
12
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Warmteontwikkeling
Ivan Maesen
Amplitude
kleiner
13
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Foto Siemens
Ivan Maesen
14
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Detectie vulniveau in
silo
Foto Siemens
Ivan Maesen
15
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Detectie van vulling
van brik
Foto Siemens
Ivan Maesen
16
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Het sensorvlak vormt een condensator. De lucht is het
diëlektricum.
C
A
d
Ivan Maesen
17
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Een niet-metalen object in het detectieveld: de
diëlektrische constante van de middenstof verandert.
C verandert
Ivan Maesen
18
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
De capaciteit wordt bepaald door het diëlektricum en de
afstand d tussen te platen.
C
A
d
Ivan Maesen
19
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Bij een elektrische geleidend object verkleint de afstand
tussen de platen.
C verandert
Ivan Maesen
20
Sensoren – Werking van de optische sensor
Ivan Maesen
21
Sensoren – Werking van de optische sensor
impulsgenerator (modulator)
IR of laser-LED
lichtgevoelige transistor
synchronisatie, gelijkrichter (demodulator)
smitt-trigger
versterker
Ivan Maesen
22
Sensoren – Werking van de ultrasone sensor
Ivan Maesen
23
Sensoren
ultrasone sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Kwaliteitscontrole met
sonar
Foto Siemens
Ivan Maesen
24
Sensoren
ultrasone sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Hoogtemeting met sonar
Foto Siemens
Ivan Maesen
25
Sensoren
ultrasone sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Afstandsmeting met sonar
Foto Siemens
Ivan Maesen
26
Sensoren
ultrasone sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Controle op doorhangen
met sonar
Foto Siemens
Ivan Maesen
27
Sensoren
ultrasone sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Niveaumetingen
met sonar
Foto’s Siemens
Ivan Maesen
28
Sensoren – Werking van de ultrasone sensor
oscillator
gelijkrichtier
smitt-trigger
versterker
piëzo element (opwekken en verwerken geluidsgolven)
Ivan Maesen
29
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen volgens de vorm
Cilindrische sensoren
Balkvormige or rechthoekige sensoren
Ivan Maesen
30
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen vvolgens de vorm
Speciale vormen:
• vork of sleufsensoren,
• ringsensoren,
• …
Foto Turck
Ivan Maesen
31
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Materiaal van de behuizing (cilindrische sensoren)
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
32
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Maten van cilindrische sensoren
Schroefdraad: M 4, M6,5 M8, M12, M18, M30,
PG 36
Gladde uitvoering: Ø11, Ø20, Ø40
Maten van rechthoekige sensoren
Bouwvormen zie maatschetsen catalogie.
Foto Siemens
Ivan Maesen
33
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens aansluiting
• Sensoren met aansluitklemmen
• Aangegoten kabel zonder connector
• Aangegoten kabel met connector
• Sensoren met connnector
Ivan Maesen
34
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens de aansluiting
Aangegoten kabel
Sensoren met
aansluitklem
Ivan Maesen
35
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens aansluiting
Sensoren met connnector
Ivan Maesen
36
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens aansluiting
Sensoren met connector:
aansluitkabels
Ivan Maesen
37
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens aansluiting
Aansluitkabels en aansluitdozen voor sensoren
Foto Turck
Ivan Maesen
38
Sensoren – Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Foto Siemens
Ivan Maesen
39
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger afzonderlijk (directe scan, thru scan)
Groot detectiebereik (tientallen meters)
Geen doorschijnende materialen detecteren
Ivan Maesen
40
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger afzonderlijk (directe scan, thru scan)
Foto Siemens
Ivan Maesen
41
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger afzonderlijk – spiegeling
(specular)
Detecteren van spiegelende opbjecten
Ivan Maesen
42
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, met reflector
(Retroreflex - retroreflective)
Geen glimmende, spiegelende, doorzichtige voorwerpen
Detectieafstand : ca. 5 m
Ivan Maesen
43
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, met reflector
(Retroreflex - retroreflective)
Ivan Maesen
44
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, met reflector
(Retroreflex - retroreflective)
Foto Siemens
Ivan Maesen
45
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Foto’s Siemens
Ivan Maesen
46
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, met reflector
(Polarisatie - polarized)
Wel glimmende, spiegelende, doorzichtige voorwerpen
Detectieafstand : ca. 3 m
Ivan Maesen
47
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Gepolariseerd licht
Spiegelend voorwerp
Ivan Maesen
48
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, objectreflectie
(strooing – diffuse)
Voorwerpen met mat en ruw oppervlak kunnen gedetecteerd worden
Detectieafstand : enkele tientallen centimeters
Ivan Maesen
49
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, objectreflectie
(strooing – diffuse)
Foto Siemens
Ivan Maesen
50
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, objectreflectie focuspunt (convergent)
Preciesiedetectie, achtergrond geen invloed
Detectieafstand : enkele tientallen centimeters
Ivan Maesen
51
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger afzonderlijk, met glasvezels
Ivan Maesen
52
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, objectreflectie,
met glasvezels
Ivan Maesen
53
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Foto Siemens
Ivan Maesen
54
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Lichtgordijn
Multi beam safety senor
Ivan Maesen
55
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Nominale schakelafstand Sn
Afstand waarbij de sensor schakelt
• Genormalisseerd meetobject
• Nominale spanning
• Nominale temperatuur
Ivan Maesen
56
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Werkelijke schakelafstand
Rekening houden met:
• Werkelijke temperatuur
• Nabijheid andere sensoren
• Soort materiaal
• Afmetingen object
• Kleur (optische sensoren)
• …
Ivan Maesen
57
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Werkelijke schakelafstand
Correctiefactoren inductieve schakelaar
- staal
1
- CrNi
0,85
- Al
0,50
- Cu
0,45
- ….
Ivan Maesen
58
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Werkelijke schakelafstand
Correctiefactoren capacitieve schakelaar:
- Staal
1
- Al
0,95
- Cu
0,95
- H2O
0,64
- Plexiglas
0,20
-…
Ivan Maesen
59
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Schakelfrequentie
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.
Ivan Maesen
60
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Uitgangsbelasing
De stroom die de sensor kan schakelen,
uitgedrukt in mA.
Ivan Maesen
61
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Afgeschermde (shielded) en niet-afgeschermde
(unshielded) senoren
Ivan Maesen
62
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Niet-afgeschermde senoren
Kop niet afgeschermd, uit kunststof
Grotere detectieafstand
Inbouwen geeft problemen
Ivan Maesen
Foto Siemens
63
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Afgeschermde senoren
Volledig uit metaal (uitgezonderd detectievlak)
Kleinere detectieafstand
Ivan Maesen
64
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
65
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen inductieve sensoren
Ongevoelig voor trillingen
Geen contactdender
Geen onderhoud, geen slijtage
Kostprijs € 20 tot ca. € 50
Foto Siemens
Ivan Maesen
66
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen inductieve sensoren
Beperkingen
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.
Ivan Maesen
67
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
68
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
69
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen capacitieve sensoren
Beperkingen
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
Ivan Maesen
70
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
71
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen ultrasone sensoren
Beperkingen
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.
Ivan Maesen
72
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
73
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
74
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen optische sensoren
Beperkingen
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.
Ivan Maesen
75
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Rekening houden met:
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
76
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Draadkleur
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
77
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Driedraadse sensor PNP (capacitief)
Ivan Maesen
78
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Driedraadse sensor NPN (inductief)
Ivan Maesen
79
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Vierdraadse sensor PNP
Ivan Maesen
80
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Tweedraadse sensor DC (capacitief)
Ivan Maesen
81
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Tweedraadse NAMUR sensor DC (capacitief)
Ivan Maesen
82
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Tweedraadse sensor AC - NC (inductief)
Ivan Maesen
83
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Tweedraadse sensor AC - NO (inductief)
Ivan Maesen
84
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Vijfdraadse sensor AC (optisch)
Ivan Maesen
85
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Vijfdraadse sensor AC - NO (optisch)
Ivan Maesen
86
Sensoren – Testen van sensoren
Driedraadse sensoren
Als voorbeeld een sensor met PNP-uitgang
Het aansluitschema
Testen met V-meter – Je kunt uiteraard met de Vmeter ook over de belasting meten.
Ivan Maesen
87
Sensoren – Testen van sensoren
Tweedraadse
sensoren
Het aansluitschema
Testen met V-meter
Testen met A-meter
Ivan Maesen
88
Sensoren
Ivan Maesen
89
Slide 8
Installatiemethoden 6 ET
Foto Heidelberg
Ivan Maesen
1
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
2
Sensoren - Algemeen
Inductieve sensoren
Capacitieve sensoren
Optische sensoren
Magnetische sensoren
Ultrasone sensoren
Foto Turck
Ivan Maesen
3
Sensoren – Algemene werking
Ivan Maesen
4
Sensoren – Algemene werking
Ivan Maesen
5
Sensoren – Algemene werking
Ivan Maesen
6
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Foto Siemens
Ivan Maesen
7
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Detectie van blik
en deksel
Foto Siemens
Ivan Maesen
8
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Controle van afbreken van
boorkop
Foto Siemens
Ivan Maesen
9
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Positionering en controle
draaizin
Foto Siemens
Ivan Maesen
10
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Standdetectie van een
klep
Foto Siemens
Ivan Maesen
11
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
oscillator
gelijkrichtier
smitt-trigger
versterker
spoel
Ivan Maesen
12
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Warmteontwikkeling
Ivan Maesen
Amplitude
kleiner
13
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Foto Siemens
Ivan Maesen
14
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Detectie vulniveau in
silo
Foto Siemens
Ivan Maesen
15
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Detectie van vulling
van brik
Foto Siemens
Ivan Maesen
16
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Het sensorvlak vormt een condensator. De lucht is het
diëlektricum.
C
A
d
Ivan Maesen
17
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Een niet-metalen object in het detectieveld: de
diëlektrische constante van de middenstof verandert.
C verandert
Ivan Maesen
18
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
De capaciteit wordt bepaald door het diëlektricum en de
afstand d tussen te platen.
C
A
d
Ivan Maesen
19
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Bij een elektrische geleidend object verkleint de afstand
tussen de platen.
C verandert
Ivan Maesen
20
Sensoren – Werking van de optische sensor
Ivan Maesen
21
Sensoren – Werking van de optische sensor
impulsgenerator (modulator)
IR of laser-LED
lichtgevoelige transistor
synchronisatie, gelijkrichter (demodulator)
smitt-trigger
versterker
Ivan Maesen
22
Sensoren – Werking van de ultrasone sensor
Ivan Maesen
23
Sensoren
ultrasone sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Kwaliteitscontrole met
sonar
Foto Siemens
Ivan Maesen
24
Sensoren
ultrasone sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Hoogtemeting met sonar
Foto Siemens
Ivan Maesen
25
Sensoren
ultrasone sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Afstandsmeting met sonar
Foto Siemens
Ivan Maesen
26
Sensoren
ultrasone sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Controle op doorhangen
met sonar
Foto Siemens
Ivan Maesen
27
Sensoren
ultrasone sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Niveaumetingen
met sonar
Foto’s Siemens
Ivan Maesen
28
Sensoren – Werking van de ultrasone sensor
oscillator
gelijkrichtier
smitt-trigger
versterker
piëzo element (opwekken en verwerken geluidsgolven)
Ivan Maesen
29
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen volgens de vorm
Cilindrische sensoren
Balkvormige or rechthoekige sensoren
Ivan Maesen
30
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen vvolgens de vorm
Speciale vormen:
• vork of sleufsensoren,
• ringsensoren,
• …
Foto Turck
Ivan Maesen
31
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Materiaal van de behuizing (cilindrische sensoren)
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
32
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Maten van cilindrische sensoren
Schroefdraad: M 4, M6,5 M8, M12, M18, M30,
PG 36
Gladde uitvoering: Ø11, Ø20, Ø40
Maten van rechthoekige sensoren
Bouwvormen zie maatschetsen catalogie.
Foto Siemens
Ivan Maesen
33
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens aansluiting
• Sensoren met aansluitklemmen
• Aangegoten kabel zonder connector
• Aangegoten kabel met connector
• Sensoren met connnector
Ivan Maesen
34
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens de aansluiting
Aangegoten kabel
Sensoren met
aansluitklem
Ivan Maesen
35
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens aansluiting
Sensoren met connnector
Ivan Maesen
36
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens aansluiting
Sensoren met connector:
aansluitkabels
Ivan Maesen
37
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens aansluiting
Aansluitkabels en aansluitdozen voor sensoren
Foto Turck
Ivan Maesen
38
Sensoren – Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Foto Siemens
Ivan Maesen
39
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger afzonderlijk (directe scan, thru scan)
Groot detectiebereik (tientallen meters)
Geen doorschijnende materialen detecteren
Ivan Maesen
40
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger afzonderlijk (directe scan, thru scan)
Foto Siemens
Ivan Maesen
41
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger afzonderlijk – spiegeling
(specular)
Detecteren van spiegelende opbjecten
Ivan Maesen
42
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, met reflector
(Retroreflex - retroreflective)
Geen glimmende, spiegelende, doorzichtige voorwerpen
Detectieafstand : ca. 5 m
Ivan Maesen
43
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, met reflector
(Retroreflex - retroreflective)
Ivan Maesen
44
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, met reflector
(Retroreflex - retroreflective)
Foto Siemens
Ivan Maesen
45
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Foto’s Siemens
Ivan Maesen
46
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, met reflector
(Polarisatie - polarized)
Wel glimmende, spiegelende, doorzichtige voorwerpen
Detectieafstand : ca. 3 m
Ivan Maesen
47
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Gepolariseerd licht
Spiegelend voorwerp
Ivan Maesen
48
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, objectreflectie
(strooing – diffuse)
Voorwerpen met mat en ruw oppervlak kunnen gedetecteerd worden
Detectieafstand : enkele tientallen centimeters
Ivan Maesen
49
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, objectreflectie
(strooing – diffuse)
Foto Siemens
Ivan Maesen
50
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, objectreflectie focuspunt (convergent)
Preciesiedetectie, achtergrond geen invloed
Detectieafstand : enkele tientallen centimeters
Ivan Maesen
51
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger afzonderlijk, met glasvezels
Ivan Maesen
52
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, objectreflectie,
met glasvezels
Ivan Maesen
53
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Foto Siemens
Ivan Maesen
54
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Lichtgordijn
Multi beam safety senor
Ivan Maesen
55
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Nominale schakelafstand Sn
Afstand waarbij de sensor schakelt
• Genormalisseerd meetobject
• Nominale spanning
• Nominale temperatuur
Ivan Maesen
56
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Werkelijke schakelafstand
Rekening houden met:
• Werkelijke temperatuur
• Nabijheid andere sensoren
• Soort materiaal
• Afmetingen object
• Kleur (optische sensoren)
• …
Ivan Maesen
57
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Werkelijke schakelafstand
Correctiefactoren inductieve schakelaar
- staal
1
- CrNi
0,85
- Al
0,50
- Cu
0,45
- ….
Ivan Maesen
58
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Werkelijke schakelafstand
Correctiefactoren capacitieve schakelaar:
- Staal
1
- Al
0,95
- Cu
0,95
- H2O
0,64
- Plexiglas
0,20
-…
Ivan Maesen
59
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Schakelfrequentie
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.
Ivan Maesen
60
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Uitgangsbelasing
De stroom die de sensor kan schakelen,
uitgedrukt in mA.
Ivan Maesen
61
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Afgeschermde (shielded) en niet-afgeschermde
(unshielded) senoren
Ivan Maesen
62
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Niet-afgeschermde senoren
Kop niet afgeschermd, uit kunststof
Grotere detectieafstand
Inbouwen geeft problemen
Ivan Maesen
Foto Siemens
63
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Afgeschermde senoren
Volledig uit metaal (uitgezonderd detectievlak)
Kleinere detectieafstand
Ivan Maesen
64
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
65
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen inductieve sensoren
Ongevoelig voor trillingen
Geen contactdender
Geen onderhoud, geen slijtage
Kostprijs € 20 tot ca. € 50
Foto Siemens
Ivan Maesen
66
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen inductieve sensoren
Beperkingen
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.
Ivan Maesen
67
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
68
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
69
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen capacitieve sensoren
Beperkingen
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
Ivan Maesen
70
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
71
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen ultrasone sensoren
Beperkingen
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.
Ivan Maesen
72
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
73
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
74
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen optische sensoren
Beperkingen
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.
Ivan Maesen
75
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Rekening houden met:
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
76
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Draadkleur
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
77
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Driedraadse sensor PNP (capacitief)
Ivan Maesen
78
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Driedraadse sensor NPN (inductief)
Ivan Maesen
79
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Vierdraadse sensor PNP
Ivan Maesen
80
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Tweedraadse sensor DC (capacitief)
Ivan Maesen
81
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Tweedraadse NAMUR sensor DC (capacitief)
Ivan Maesen
82
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Tweedraadse sensor AC - NC (inductief)
Ivan Maesen
83
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Tweedraadse sensor AC - NO (inductief)
Ivan Maesen
84
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Vijfdraadse sensor AC (optisch)
Ivan Maesen
85
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Vijfdraadse sensor AC - NO (optisch)
Ivan Maesen
86
Sensoren – Testen van sensoren
Driedraadse sensoren
Als voorbeeld een sensor met PNP-uitgang
Het aansluitschema
Testen met V-meter – Je kunt uiteraard met de Vmeter ook over de belasting meten.
Ivan Maesen
87
Sensoren – Testen van sensoren
Tweedraadse
sensoren
Het aansluitschema
Testen met V-meter
Testen met A-meter
Ivan Maesen
88
Sensoren
Ivan Maesen
89
Slide 9
Installatiemethoden 6 ET
Foto Heidelberg
Ivan Maesen
1
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
2
Sensoren - Algemeen
Inductieve sensoren
Capacitieve sensoren
Optische sensoren
Magnetische sensoren
Ultrasone sensoren
Foto Turck
Ivan Maesen
3
Sensoren – Algemene werking
Ivan Maesen
4
Sensoren – Algemene werking
Ivan Maesen
5
Sensoren – Algemene werking
Ivan Maesen
6
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Foto Siemens
Ivan Maesen
7
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Detectie van blik
en deksel
Foto Siemens
Ivan Maesen
8
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Controle van afbreken van
boorkop
Foto Siemens
Ivan Maesen
9
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Positionering en controle
draaizin
Foto Siemens
Ivan Maesen
10
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Standdetectie van een
klep
Foto Siemens
Ivan Maesen
11
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
oscillator
gelijkrichtier
smitt-trigger
versterker
spoel
Ivan Maesen
12
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Warmteontwikkeling
Ivan Maesen
Amplitude
kleiner
13
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Foto Siemens
Ivan Maesen
14
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Detectie vulniveau in
silo
Foto Siemens
Ivan Maesen
15
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Detectie van vulling
van brik
Foto Siemens
Ivan Maesen
16
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Het sensorvlak vormt een condensator. De lucht is het
diëlektricum.
C
A
d
Ivan Maesen
17
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Een niet-metalen object in het detectieveld: de
diëlektrische constante van de middenstof verandert.
C verandert
Ivan Maesen
18
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
De capaciteit wordt bepaald door het diëlektricum en de
afstand d tussen te platen.
C
A
d
Ivan Maesen
19
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Bij een elektrische geleidend object verkleint de afstand
tussen de platen.
C verandert
Ivan Maesen
20
Sensoren – Werking van de optische sensor
Ivan Maesen
21
Sensoren – Werking van de optische sensor
impulsgenerator (modulator)
IR of laser-LED
lichtgevoelige transistor
synchronisatie, gelijkrichter (demodulator)
smitt-trigger
versterker
Ivan Maesen
22
Sensoren – Werking van de ultrasone sensor
Ivan Maesen
23
Sensoren
ultrasone sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Kwaliteitscontrole met
sonar
Foto Siemens
Ivan Maesen
24
Sensoren
ultrasone sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Hoogtemeting met sonar
Foto Siemens
Ivan Maesen
25
Sensoren
ultrasone sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Afstandsmeting met sonar
Foto Siemens
Ivan Maesen
26
Sensoren
ultrasone sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Controle op doorhangen
met sonar
Foto Siemens
Ivan Maesen
27
Sensoren
ultrasone sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Niveaumetingen
met sonar
Foto’s Siemens
Ivan Maesen
28
Sensoren – Werking van de ultrasone sensor
oscillator
gelijkrichtier
smitt-trigger
versterker
piëzo element (opwekken en verwerken geluidsgolven)
Ivan Maesen
29
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen volgens de vorm
Cilindrische sensoren
Balkvormige or rechthoekige sensoren
Ivan Maesen
30
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen vvolgens de vorm
Speciale vormen:
• vork of sleufsensoren,
• ringsensoren,
• …
Foto Turck
Ivan Maesen
31
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Materiaal van de behuizing (cilindrische sensoren)
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
32
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Maten van cilindrische sensoren
Schroefdraad: M 4, M6,5 M8, M12, M18, M30,
PG 36
Gladde uitvoering: Ø11, Ø20, Ø40
Maten van rechthoekige sensoren
Bouwvormen zie maatschetsen catalogie.
Foto Siemens
Ivan Maesen
33
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens aansluiting
• Sensoren met aansluitklemmen
• Aangegoten kabel zonder connector
• Aangegoten kabel met connector
• Sensoren met connnector
Ivan Maesen
34
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens de aansluiting
Aangegoten kabel
Sensoren met
aansluitklem
Ivan Maesen
35
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens aansluiting
Sensoren met connnector
Ivan Maesen
36
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens aansluiting
Sensoren met connector:
aansluitkabels
Ivan Maesen
37
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens aansluiting
Aansluitkabels en aansluitdozen voor sensoren
Foto Turck
Ivan Maesen
38
Sensoren – Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Foto Siemens
Ivan Maesen
39
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger afzonderlijk (directe scan, thru scan)
Groot detectiebereik (tientallen meters)
Geen doorschijnende materialen detecteren
Ivan Maesen
40
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger afzonderlijk (directe scan, thru scan)
Foto Siemens
Ivan Maesen
41
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger afzonderlijk – spiegeling
(specular)
Detecteren van spiegelende opbjecten
Ivan Maesen
42
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, met reflector
(Retroreflex - retroreflective)
Geen glimmende, spiegelende, doorzichtige voorwerpen
Detectieafstand : ca. 5 m
Ivan Maesen
43
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, met reflector
(Retroreflex - retroreflective)
Ivan Maesen
44
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, met reflector
(Retroreflex - retroreflective)
Foto Siemens
Ivan Maesen
45
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Foto’s Siemens
Ivan Maesen
46
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, met reflector
(Polarisatie - polarized)
Wel glimmende, spiegelende, doorzichtige voorwerpen
Detectieafstand : ca. 3 m
Ivan Maesen
47
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Gepolariseerd licht
Spiegelend voorwerp
Ivan Maesen
48
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, objectreflectie
(strooing – diffuse)
Voorwerpen met mat en ruw oppervlak kunnen gedetecteerd worden
Detectieafstand : enkele tientallen centimeters
Ivan Maesen
49
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, objectreflectie
(strooing – diffuse)
Foto Siemens
Ivan Maesen
50
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, objectreflectie focuspunt (convergent)
Preciesiedetectie, achtergrond geen invloed
Detectieafstand : enkele tientallen centimeters
Ivan Maesen
51
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger afzonderlijk, met glasvezels
Ivan Maesen
52
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, objectreflectie,
met glasvezels
Ivan Maesen
53
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Foto Siemens
Ivan Maesen
54
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Lichtgordijn
Multi beam safety senor
Ivan Maesen
55
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Nominale schakelafstand Sn
Afstand waarbij de sensor schakelt
• Genormalisseerd meetobject
• Nominale spanning
• Nominale temperatuur
Ivan Maesen
56
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Werkelijke schakelafstand
Rekening houden met:
• Werkelijke temperatuur
• Nabijheid andere sensoren
• Soort materiaal
• Afmetingen object
• Kleur (optische sensoren)
• …
Ivan Maesen
57
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Werkelijke schakelafstand
Correctiefactoren inductieve schakelaar
- staal
1
- CrNi
0,85
- Al
0,50
- Cu
0,45
- ….
Ivan Maesen
58
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Werkelijke schakelafstand
Correctiefactoren capacitieve schakelaar:
- Staal
1
- Al
0,95
- Cu
0,95
- H2O
0,64
- Plexiglas
0,20
-…
Ivan Maesen
59
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Schakelfrequentie
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.
Ivan Maesen
60
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Uitgangsbelasing
De stroom die de sensor kan schakelen,
uitgedrukt in mA.
Ivan Maesen
61
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Afgeschermde (shielded) en niet-afgeschermde
(unshielded) senoren
Ivan Maesen
62
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Niet-afgeschermde senoren
Kop niet afgeschermd, uit kunststof
Grotere detectieafstand
Inbouwen geeft problemen
Ivan Maesen
Foto Siemens
63
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Afgeschermde senoren
Volledig uit metaal (uitgezonderd detectievlak)
Kleinere detectieafstand
Ivan Maesen
64
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
65
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen inductieve sensoren
Ongevoelig voor trillingen
Geen contactdender
Geen onderhoud, geen slijtage
Kostprijs € 20 tot ca. € 50
Foto Siemens
Ivan Maesen
66
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen inductieve sensoren
Beperkingen
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.
Ivan Maesen
67
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
68
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
69
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen capacitieve sensoren
Beperkingen
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
Ivan Maesen
70
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
71
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen ultrasone sensoren
Beperkingen
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.
Ivan Maesen
72
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
73
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
74
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen optische sensoren
Beperkingen
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.
Ivan Maesen
75
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Rekening houden met:
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
76
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Draadkleur
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
77
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Driedraadse sensor PNP (capacitief)
Ivan Maesen
78
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Driedraadse sensor NPN (inductief)
Ivan Maesen
79
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Vierdraadse sensor PNP
Ivan Maesen
80
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Tweedraadse sensor DC (capacitief)
Ivan Maesen
81
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Tweedraadse NAMUR sensor DC (capacitief)
Ivan Maesen
82
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Tweedraadse sensor AC - NC (inductief)
Ivan Maesen
83
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Tweedraadse sensor AC - NO (inductief)
Ivan Maesen
84
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Vijfdraadse sensor AC (optisch)
Ivan Maesen
85
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Vijfdraadse sensor AC - NO (optisch)
Ivan Maesen
86
Sensoren – Testen van sensoren
Driedraadse sensoren
Als voorbeeld een sensor met PNP-uitgang
Het aansluitschema
Testen met V-meter – Je kunt uiteraard met de Vmeter ook over de belasting meten.
Ivan Maesen
87
Sensoren – Testen van sensoren
Tweedraadse
sensoren
Het aansluitschema
Testen met V-meter
Testen met A-meter
Ivan Maesen
88
Sensoren
Ivan Maesen
89
Slide 10
Installatiemethoden 6 ET
Foto Heidelberg
Ivan Maesen
1
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
2
Sensoren - Algemeen
Inductieve sensoren
Capacitieve sensoren
Optische sensoren
Magnetische sensoren
Ultrasone sensoren
Foto Turck
Ivan Maesen
3
Sensoren – Algemene werking
Ivan Maesen
4
Sensoren – Algemene werking
Ivan Maesen
5
Sensoren – Algemene werking
Ivan Maesen
6
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Foto Siemens
Ivan Maesen
7
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Detectie van blik
en deksel
Foto Siemens
Ivan Maesen
8
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Controle van afbreken van
boorkop
Foto Siemens
Ivan Maesen
9
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Positionering en controle
draaizin
Foto Siemens
Ivan Maesen
10
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Standdetectie van een
klep
Foto Siemens
Ivan Maesen
11
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
oscillator
gelijkrichtier
smitt-trigger
versterker
spoel
Ivan Maesen
12
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Warmteontwikkeling
Ivan Maesen
Amplitude
kleiner
13
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Foto Siemens
Ivan Maesen
14
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Detectie vulniveau in
silo
Foto Siemens
Ivan Maesen
15
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Detectie van vulling
van brik
Foto Siemens
Ivan Maesen
16
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Het sensorvlak vormt een condensator. De lucht is het
diëlektricum.
C
A
d
Ivan Maesen
17
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Een niet-metalen object in het detectieveld: de
diëlektrische constante van de middenstof verandert.
C verandert
Ivan Maesen
18
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
De capaciteit wordt bepaald door het diëlektricum en de
afstand d tussen te platen.
C
A
d
Ivan Maesen
19
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Bij een elektrische geleidend object verkleint de afstand
tussen de platen.
C verandert
Ivan Maesen
20
Sensoren – Werking van de optische sensor
Ivan Maesen
21
Sensoren – Werking van de optische sensor
impulsgenerator (modulator)
IR of laser-LED
lichtgevoelige transistor
synchronisatie, gelijkrichter (demodulator)
smitt-trigger
versterker
Ivan Maesen
22
Sensoren – Werking van de ultrasone sensor
Ivan Maesen
23
Sensoren
ultrasone sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Kwaliteitscontrole met
sonar
Foto Siemens
Ivan Maesen
24
Sensoren
ultrasone sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Hoogtemeting met sonar
Foto Siemens
Ivan Maesen
25
Sensoren
ultrasone sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Afstandsmeting met sonar
Foto Siemens
Ivan Maesen
26
Sensoren
ultrasone sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Controle op doorhangen
met sonar
Foto Siemens
Ivan Maesen
27
Sensoren
ultrasone sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Niveaumetingen
met sonar
Foto’s Siemens
Ivan Maesen
28
Sensoren – Werking van de ultrasone sensor
oscillator
gelijkrichtier
smitt-trigger
versterker
piëzo element (opwekken en verwerken geluidsgolven)
Ivan Maesen
29
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen volgens de vorm
Cilindrische sensoren
Balkvormige or rechthoekige sensoren
Ivan Maesen
30
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen vvolgens de vorm
Speciale vormen:
• vork of sleufsensoren,
• ringsensoren,
• …
Foto Turck
Ivan Maesen
31
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Materiaal van de behuizing (cilindrische sensoren)
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
32
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Maten van cilindrische sensoren
Schroefdraad: M 4, M6,5 M8, M12, M18, M30,
PG 36
Gladde uitvoering: Ø11, Ø20, Ø40
Maten van rechthoekige sensoren
Bouwvormen zie maatschetsen catalogie.
Foto Siemens
Ivan Maesen
33
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens aansluiting
• Sensoren met aansluitklemmen
• Aangegoten kabel zonder connector
• Aangegoten kabel met connector
• Sensoren met connnector
Ivan Maesen
34
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens de aansluiting
Aangegoten kabel
Sensoren met
aansluitklem
Ivan Maesen
35
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens aansluiting
Sensoren met connnector
Ivan Maesen
36
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens aansluiting
Sensoren met connector:
aansluitkabels
Ivan Maesen
37
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens aansluiting
Aansluitkabels en aansluitdozen voor sensoren
Foto Turck
Ivan Maesen
38
Sensoren – Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Foto Siemens
Ivan Maesen
39
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger afzonderlijk (directe scan, thru scan)
Groot detectiebereik (tientallen meters)
Geen doorschijnende materialen detecteren
Ivan Maesen
40
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger afzonderlijk (directe scan, thru scan)
Foto Siemens
Ivan Maesen
41
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger afzonderlijk – spiegeling
(specular)
Detecteren van spiegelende opbjecten
Ivan Maesen
42
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, met reflector
(Retroreflex - retroreflective)
Geen glimmende, spiegelende, doorzichtige voorwerpen
Detectieafstand : ca. 5 m
Ivan Maesen
43
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, met reflector
(Retroreflex - retroreflective)
Ivan Maesen
44
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, met reflector
(Retroreflex - retroreflective)
Foto Siemens
Ivan Maesen
45
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Foto’s Siemens
Ivan Maesen
46
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, met reflector
(Polarisatie - polarized)
Wel glimmende, spiegelende, doorzichtige voorwerpen
Detectieafstand : ca. 3 m
Ivan Maesen
47
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Gepolariseerd licht
Spiegelend voorwerp
Ivan Maesen
48
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, objectreflectie
(strooing – diffuse)
Voorwerpen met mat en ruw oppervlak kunnen gedetecteerd worden
Detectieafstand : enkele tientallen centimeters
Ivan Maesen
49
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, objectreflectie
(strooing – diffuse)
Foto Siemens
Ivan Maesen
50
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, objectreflectie focuspunt (convergent)
Preciesiedetectie, achtergrond geen invloed
Detectieafstand : enkele tientallen centimeters
Ivan Maesen
51
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger afzonderlijk, met glasvezels
Ivan Maesen
52
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, objectreflectie,
met glasvezels
Ivan Maesen
53
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Foto Siemens
Ivan Maesen
54
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Lichtgordijn
Multi beam safety senor
Ivan Maesen
55
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Nominale schakelafstand Sn
Afstand waarbij de sensor schakelt
• Genormalisseerd meetobject
• Nominale spanning
• Nominale temperatuur
Ivan Maesen
56
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Werkelijke schakelafstand
Rekening houden met:
• Werkelijke temperatuur
• Nabijheid andere sensoren
• Soort materiaal
• Afmetingen object
• Kleur (optische sensoren)
• …
Ivan Maesen
57
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Werkelijke schakelafstand
Correctiefactoren inductieve schakelaar
- staal
1
- CrNi
0,85
- Al
0,50
- Cu
0,45
- ….
Ivan Maesen
58
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Werkelijke schakelafstand
Correctiefactoren capacitieve schakelaar:
- Staal
1
- Al
0,95
- Cu
0,95
- H2O
0,64
- Plexiglas
0,20
-…
Ivan Maesen
59
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Schakelfrequentie
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.
Ivan Maesen
60
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Uitgangsbelasing
De stroom die de sensor kan schakelen,
uitgedrukt in mA.
Ivan Maesen
61
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Afgeschermde (shielded) en niet-afgeschermde
(unshielded) senoren
Ivan Maesen
62
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Niet-afgeschermde senoren
Kop niet afgeschermd, uit kunststof
Grotere detectieafstand
Inbouwen geeft problemen
Ivan Maesen
Foto Siemens
63
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Afgeschermde senoren
Volledig uit metaal (uitgezonderd detectievlak)
Kleinere detectieafstand
Ivan Maesen
64
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
65
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen inductieve sensoren
Ongevoelig voor trillingen
Geen contactdender
Geen onderhoud, geen slijtage
Kostprijs € 20 tot ca. € 50
Foto Siemens
Ivan Maesen
66
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen inductieve sensoren
Beperkingen
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.
Ivan Maesen
67
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
68
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
69
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen capacitieve sensoren
Beperkingen
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
Ivan Maesen
70
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
71
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen ultrasone sensoren
Beperkingen
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.
Ivan Maesen
72
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
73
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
74
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen optische sensoren
Beperkingen
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.
Ivan Maesen
75
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Rekening houden met:
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
76
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Draadkleur
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
77
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Driedraadse sensor PNP (capacitief)
Ivan Maesen
78
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Driedraadse sensor NPN (inductief)
Ivan Maesen
79
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Vierdraadse sensor PNP
Ivan Maesen
80
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Tweedraadse sensor DC (capacitief)
Ivan Maesen
81
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Tweedraadse NAMUR sensor DC (capacitief)
Ivan Maesen
82
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Tweedraadse sensor AC - NC (inductief)
Ivan Maesen
83
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Tweedraadse sensor AC - NO (inductief)
Ivan Maesen
84
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Vijfdraadse sensor AC (optisch)
Ivan Maesen
85
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Vijfdraadse sensor AC - NO (optisch)
Ivan Maesen
86
Sensoren – Testen van sensoren
Driedraadse sensoren
Als voorbeeld een sensor met PNP-uitgang
Het aansluitschema
Testen met V-meter – Je kunt uiteraard met de Vmeter ook over de belasting meten.
Ivan Maesen
87
Sensoren – Testen van sensoren
Tweedraadse
sensoren
Het aansluitschema
Testen met V-meter
Testen met A-meter
Ivan Maesen
88
Sensoren
Ivan Maesen
89
Slide 11
Installatiemethoden 6 ET
Foto Heidelberg
Ivan Maesen
1
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
2
Sensoren - Algemeen
Inductieve sensoren
Capacitieve sensoren
Optische sensoren
Magnetische sensoren
Ultrasone sensoren
Foto Turck
Ivan Maesen
3
Sensoren – Algemene werking
Ivan Maesen
4
Sensoren – Algemene werking
Ivan Maesen
5
Sensoren – Algemene werking
Ivan Maesen
6
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Foto Siemens
Ivan Maesen
7
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Detectie van blik
en deksel
Foto Siemens
Ivan Maesen
8
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Controle van afbreken van
boorkop
Foto Siemens
Ivan Maesen
9
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Positionering en controle
draaizin
Foto Siemens
Ivan Maesen
10
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Standdetectie van een
klep
Foto Siemens
Ivan Maesen
11
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
oscillator
gelijkrichtier
smitt-trigger
versterker
spoel
Ivan Maesen
12
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Warmteontwikkeling
Ivan Maesen
Amplitude
kleiner
13
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Foto Siemens
Ivan Maesen
14
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Detectie vulniveau in
silo
Foto Siemens
Ivan Maesen
15
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Detectie van vulling
van brik
Foto Siemens
Ivan Maesen
16
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Het sensorvlak vormt een condensator. De lucht is het
diëlektricum.
C
A
d
Ivan Maesen
17
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Een niet-metalen object in het detectieveld: de
diëlektrische constante van de middenstof verandert.
C verandert
Ivan Maesen
18
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
De capaciteit wordt bepaald door het diëlektricum en de
afstand d tussen te platen.
C
A
d
Ivan Maesen
19
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Bij een elektrische geleidend object verkleint de afstand
tussen de platen.
C verandert
Ivan Maesen
20
Sensoren – Werking van de optische sensor
Ivan Maesen
21
Sensoren – Werking van de optische sensor
impulsgenerator (modulator)
IR of laser-LED
lichtgevoelige transistor
synchronisatie, gelijkrichter (demodulator)
smitt-trigger
versterker
Ivan Maesen
22
Sensoren – Werking van de ultrasone sensor
Ivan Maesen
23
Sensoren
ultrasone sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Kwaliteitscontrole met
sonar
Foto Siemens
Ivan Maesen
24
Sensoren
ultrasone sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Hoogtemeting met sonar
Foto Siemens
Ivan Maesen
25
Sensoren
ultrasone sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Afstandsmeting met sonar
Foto Siemens
Ivan Maesen
26
Sensoren
ultrasone sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Controle op doorhangen
met sonar
Foto Siemens
Ivan Maesen
27
Sensoren
ultrasone sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Niveaumetingen
met sonar
Foto’s Siemens
Ivan Maesen
28
Sensoren – Werking van de ultrasone sensor
oscillator
gelijkrichtier
smitt-trigger
versterker
piëzo element (opwekken en verwerken geluidsgolven)
Ivan Maesen
29
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen volgens de vorm
Cilindrische sensoren
Balkvormige or rechthoekige sensoren
Ivan Maesen
30
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen vvolgens de vorm
Speciale vormen:
• vork of sleufsensoren,
• ringsensoren,
• …
Foto Turck
Ivan Maesen
31
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Materiaal van de behuizing (cilindrische sensoren)
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
32
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Maten van cilindrische sensoren
Schroefdraad: M 4, M6,5 M8, M12, M18, M30,
PG 36
Gladde uitvoering: Ø11, Ø20, Ø40
Maten van rechthoekige sensoren
Bouwvormen zie maatschetsen catalogie.
Foto Siemens
Ivan Maesen
33
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens aansluiting
• Sensoren met aansluitklemmen
• Aangegoten kabel zonder connector
• Aangegoten kabel met connector
• Sensoren met connnector
Ivan Maesen
34
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens de aansluiting
Aangegoten kabel
Sensoren met
aansluitklem
Ivan Maesen
35
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens aansluiting
Sensoren met connnector
Ivan Maesen
36
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens aansluiting
Sensoren met connector:
aansluitkabels
Ivan Maesen
37
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens aansluiting
Aansluitkabels en aansluitdozen voor sensoren
Foto Turck
Ivan Maesen
38
Sensoren – Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Foto Siemens
Ivan Maesen
39
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger afzonderlijk (directe scan, thru scan)
Groot detectiebereik (tientallen meters)
Geen doorschijnende materialen detecteren
Ivan Maesen
40
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger afzonderlijk (directe scan, thru scan)
Foto Siemens
Ivan Maesen
41
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger afzonderlijk – spiegeling
(specular)
Detecteren van spiegelende opbjecten
Ivan Maesen
42
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, met reflector
(Retroreflex - retroreflective)
Geen glimmende, spiegelende, doorzichtige voorwerpen
Detectieafstand : ca. 5 m
Ivan Maesen
43
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, met reflector
(Retroreflex - retroreflective)
Ivan Maesen
44
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, met reflector
(Retroreflex - retroreflective)
Foto Siemens
Ivan Maesen
45
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Foto’s Siemens
Ivan Maesen
46
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, met reflector
(Polarisatie - polarized)
Wel glimmende, spiegelende, doorzichtige voorwerpen
Detectieafstand : ca. 3 m
Ivan Maesen
47
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Gepolariseerd licht
Spiegelend voorwerp
Ivan Maesen
48
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, objectreflectie
(strooing – diffuse)
Voorwerpen met mat en ruw oppervlak kunnen gedetecteerd worden
Detectieafstand : enkele tientallen centimeters
Ivan Maesen
49
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, objectreflectie
(strooing – diffuse)
Foto Siemens
Ivan Maesen
50
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, objectreflectie focuspunt (convergent)
Preciesiedetectie, achtergrond geen invloed
Detectieafstand : enkele tientallen centimeters
Ivan Maesen
51
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger afzonderlijk, met glasvezels
Ivan Maesen
52
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, objectreflectie,
met glasvezels
Ivan Maesen
53
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Foto Siemens
Ivan Maesen
54
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Lichtgordijn
Multi beam safety senor
Ivan Maesen
55
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Nominale schakelafstand Sn
Afstand waarbij de sensor schakelt
• Genormalisseerd meetobject
• Nominale spanning
• Nominale temperatuur
Ivan Maesen
56
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Werkelijke schakelafstand
Rekening houden met:
• Werkelijke temperatuur
• Nabijheid andere sensoren
• Soort materiaal
• Afmetingen object
• Kleur (optische sensoren)
• …
Ivan Maesen
57
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Werkelijke schakelafstand
Correctiefactoren inductieve schakelaar
- staal
1
- CrNi
0,85
- Al
0,50
- Cu
0,45
- ….
Ivan Maesen
58
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Werkelijke schakelafstand
Correctiefactoren capacitieve schakelaar:
- Staal
1
- Al
0,95
- Cu
0,95
- H2O
0,64
- Plexiglas
0,20
-…
Ivan Maesen
59
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Schakelfrequentie
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.
Ivan Maesen
60
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Uitgangsbelasing
De stroom die de sensor kan schakelen,
uitgedrukt in mA.
Ivan Maesen
61
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Afgeschermde (shielded) en niet-afgeschermde
(unshielded) senoren
Ivan Maesen
62
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Niet-afgeschermde senoren
Kop niet afgeschermd, uit kunststof
Grotere detectieafstand
Inbouwen geeft problemen
Ivan Maesen
Foto Siemens
63
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Afgeschermde senoren
Volledig uit metaal (uitgezonderd detectievlak)
Kleinere detectieafstand
Ivan Maesen
64
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
65
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen inductieve sensoren
Ongevoelig voor trillingen
Geen contactdender
Geen onderhoud, geen slijtage
Kostprijs € 20 tot ca. € 50
Foto Siemens
Ivan Maesen
66
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen inductieve sensoren
Beperkingen
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.
Ivan Maesen
67
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
68
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
69
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen capacitieve sensoren
Beperkingen
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
Ivan Maesen
70
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
71
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen ultrasone sensoren
Beperkingen
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.
Ivan Maesen
72
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
73
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
74
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen optische sensoren
Beperkingen
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.
Ivan Maesen
75
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Rekening houden met:
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
76
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Draadkleur
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
77
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Driedraadse sensor PNP (capacitief)
Ivan Maesen
78
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Driedraadse sensor NPN (inductief)
Ivan Maesen
79
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Vierdraadse sensor PNP
Ivan Maesen
80
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Tweedraadse sensor DC (capacitief)
Ivan Maesen
81
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Tweedraadse NAMUR sensor DC (capacitief)
Ivan Maesen
82
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Tweedraadse sensor AC - NC (inductief)
Ivan Maesen
83
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Tweedraadse sensor AC - NO (inductief)
Ivan Maesen
84
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Vijfdraadse sensor AC (optisch)
Ivan Maesen
85
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Vijfdraadse sensor AC - NO (optisch)
Ivan Maesen
86
Sensoren – Testen van sensoren
Driedraadse sensoren
Als voorbeeld een sensor met PNP-uitgang
Het aansluitschema
Testen met V-meter – Je kunt uiteraard met de Vmeter ook over de belasting meten.
Ivan Maesen
87
Sensoren – Testen van sensoren
Tweedraadse
sensoren
Het aansluitschema
Testen met V-meter
Testen met A-meter
Ivan Maesen
88
Sensoren
Ivan Maesen
89
Slide 12
Installatiemethoden 6 ET
Foto Heidelberg
Ivan Maesen
1
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
2
Sensoren - Algemeen
Inductieve sensoren
Capacitieve sensoren
Optische sensoren
Magnetische sensoren
Ultrasone sensoren
Foto Turck
Ivan Maesen
3
Sensoren – Algemene werking
Ivan Maesen
4
Sensoren – Algemene werking
Ivan Maesen
5
Sensoren – Algemene werking
Ivan Maesen
6
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Foto Siemens
Ivan Maesen
7
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Detectie van blik
en deksel
Foto Siemens
Ivan Maesen
8
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Controle van afbreken van
boorkop
Foto Siemens
Ivan Maesen
9
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Positionering en controle
draaizin
Foto Siemens
Ivan Maesen
10
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Standdetectie van een
klep
Foto Siemens
Ivan Maesen
11
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
oscillator
gelijkrichtier
smitt-trigger
versterker
spoel
Ivan Maesen
12
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Warmteontwikkeling
Ivan Maesen
Amplitude
kleiner
13
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Foto Siemens
Ivan Maesen
14
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Detectie vulniveau in
silo
Foto Siemens
Ivan Maesen
15
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Detectie van vulling
van brik
Foto Siemens
Ivan Maesen
16
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Het sensorvlak vormt een condensator. De lucht is het
diëlektricum.
C
A
d
Ivan Maesen
17
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Een niet-metalen object in het detectieveld: de
diëlektrische constante van de middenstof verandert.
C verandert
Ivan Maesen
18
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
De capaciteit wordt bepaald door het diëlektricum en de
afstand d tussen te platen.
C
A
d
Ivan Maesen
19
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Bij een elektrische geleidend object verkleint de afstand
tussen de platen.
C verandert
Ivan Maesen
20
Sensoren – Werking van de optische sensor
Ivan Maesen
21
Sensoren – Werking van de optische sensor
impulsgenerator (modulator)
IR of laser-LED
lichtgevoelige transistor
synchronisatie, gelijkrichter (demodulator)
smitt-trigger
versterker
Ivan Maesen
22
Sensoren – Werking van de ultrasone sensor
Ivan Maesen
23
Sensoren
ultrasone sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Kwaliteitscontrole met
sonar
Foto Siemens
Ivan Maesen
24
Sensoren
ultrasone sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Hoogtemeting met sonar
Foto Siemens
Ivan Maesen
25
Sensoren
ultrasone sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Afstandsmeting met sonar
Foto Siemens
Ivan Maesen
26
Sensoren
ultrasone sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Controle op doorhangen
met sonar
Foto Siemens
Ivan Maesen
27
Sensoren
ultrasone sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Niveaumetingen
met sonar
Foto’s Siemens
Ivan Maesen
28
Sensoren – Werking van de ultrasone sensor
oscillator
gelijkrichtier
smitt-trigger
versterker
piëzo element (opwekken en verwerken geluidsgolven)
Ivan Maesen
29
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen volgens de vorm
Cilindrische sensoren
Balkvormige or rechthoekige sensoren
Ivan Maesen
30
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen vvolgens de vorm
Speciale vormen:
• vork of sleufsensoren,
• ringsensoren,
• …
Foto Turck
Ivan Maesen
31
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Materiaal van de behuizing (cilindrische sensoren)
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
32
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Maten van cilindrische sensoren
Schroefdraad: M 4, M6,5 M8, M12, M18, M30,
PG 36
Gladde uitvoering: Ø11, Ø20, Ø40
Maten van rechthoekige sensoren
Bouwvormen zie maatschetsen catalogie.
Foto Siemens
Ivan Maesen
33
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens aansluiting
• Sensoren met aansluitklemmen
• Aangegoten kabel zonder connector
• Aangegoten kabel met connector
• Sensoren met connnector
Ivan Maesen
34
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens de aansluiting
Aangegoten kabel
Sensoren met
aansluitklem
Ivan Maesen
35
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens aansluiting
Sensoren met connnector
Ivan Maesen
36
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens aansluiting
Sensoren met connector:
aansluitkabels
Ivan Maesen
37
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens aansluiting
Aansluitkabels en aansluitdozen voor sensoren
Foto Turck
Ivan Maesen
38
Sensoren – Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Foto Siemens
Ivan Maesen
39
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger afzonderlijk (directe scan, thru scan)
Groot detectiebereik (tientallen meters)
Geen doorschijnende materialen detecteren
Ivan Maesen
40
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger afzonderlijk (directe scan, thru scan)
Foto Siemens
Ivan Maesen
41
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger afzonderlijk – spiegeling
(specular)
Detecteren van spiegelende opbjecten
Ivan Maesen
42
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, met reflector
(Retroreflex - retroreflective)
Geen glimmende, spiegelende, doorzichtige voorwerpen
Detectieafstand : ca. 5 m
Ivan Maesen
43
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, met reflector
(Retroreflex - retroreflective)
Ivan Maesen
44
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, met reflector
(Retroreflex - retroreflective)
Foto Siemens
Ivan Maesen
45
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Foto’s Siemens
Ivan Maesen
46
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, met reflector
(Polarisatie - polarized)
Wel glimmende, spiegelende, doorzichtige voorwerpen
Detectieafstand : ca. 3 m
Ivan Maesen
47
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Gepolariseerd licht
Spiegelend voorwerp
Ivan Maesen
48
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, objectreflectie
(strooing – diffuse)
Voorwerpen met mat en ruw oppervlak kunnen gedetecteerd worden
Detectieafstand : enkele tientallen centimeters
Ivan Maesen
49
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, objectreflectie
(strooing – diffuse)
Foto Siemens
Ivan Maesen
50
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, objectreflectie focuspunt (convergent)
Preciesiedetectie, achtergrond geen invloed
Detectieafstand : enkele tientallen centimeters
Ivan Maesen
51
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger afzonderlijk, met glasvezels
Ivan Maesen
52
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, objectreflectie,
met glasvezels
Ivan Maesen
53
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Foto Siemens
Ivan Maesen
54
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Lichtgordijn
Multi beam safety senor
Ivan Maesen
55
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Nominale schakelafstand Sn
Afstand waarbij de sensor schakelt
• Genormalisseerd meetobject
• Nominale spanning
• Nominale temperatuur
Ivan Maesen
56
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Werkelijke schakelafstand
Rekening houden met:
• Werkelijke temperatuur
• Nabijheid andere sensoren
• Soort materiaal
• Afmetingen object
• Kleur (optische sensoren)
• …
Ivan Maesen
57
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Werkelijke schakelafstand
Correctiefactoren inductieve schakelaar
- staal
1
- CrNi
0,85
- Al
0,50
- Cu
0,45
- ….
Ivan Maesen
58
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Werkelijke schakelafstand
Correctiefactoren capacitieve schakelaar:
- Staal
1
- Al
0,95
- Cu
0,95
- H2O
0,64
- Plexiglas
0,20
-…
Ivan Maesen
59
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Schakelfrequentie
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.
Ivan Maesen
60
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Uitgangsbelasing
De stroom die de sensor kan schakelen,
uitgedrukt in mA.
Ivan Maesen
61
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Afgeschermde (shielded) en niet-afgeschermde
(unshielded) senoren
Ivan Maesen
62
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Niet-afgeschermde senoren
Kop niet afgeschermd, uit kunststof
Grotere detectieafstand
Inbouwen geeft problemen
Ivan Maesen
Foto Siemens
63
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Afgeschermde senoren
Volledig uit metaal (uitgezonderd detectievlak)
Kleinere detectieafstand
Ivan Maesen
64
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
65
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen inductieve sensoren
Ongevoelig voor trillingen
Geen contactdender
Geen onderhoud, geen slijtage
Kostprijs € 20 tot ca. € 50
Foto Siemens
Ivan Maesen
66
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen inductieve sensoren
Beperkingen
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.
Ivan Maesen
67
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
68
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
69
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen capacitieve sensoren
Beperkingen
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
Ivan Maesen
70
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
71
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen ultrasone sensoren
Beperkingen
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.
Ivan Maesen
72
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
73
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
74
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen optische sensoren
Beperkingen
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.
Ivan Maesen
75
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Rekening houden met:
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
76
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Draadkleur
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
77
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Driedraadse sensor PNP (capacitief)
Ivan Maesen
78
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Driedraadse sensor NPN (inductief)
Ivan Maesen
79
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Vierdraadse sensor PNP
Ivan Maesen
80
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Tweedraadse sensor DC (capacitief)
Ivan Maesen
81
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Tweedraadse NAMUR sensor DC (capacitief)
Ivan Maesen
82
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Tweedraadse sensor AC - NC (inductief)
Ivan Maesen
83
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Tweedraadse sensor AC - NO (inductief)
Ivan Maesen
84
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Vijfdraadse sensor AC (optisch)
Ivan Maesen
85
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Vijfdraadse sensor AC - NO (optisch)
Ivan Maesen
86
Sensoren – Testen van sensoren
Driedraadse sensoren
Als voorbeeld een sensor met PNP-uitgang
Het aansluitschema
Testen met V-meter – Je kunt uiteraard met de Vmeter ook over de belasting meten.
Ivan Maesen
87
Sensoren – Testen van sensoren
Tweedraadse
sensoren
Het aansluitschema
Testen met V-meter
Testen met A-meter
Ivan Maesen
88
Sensoren
Ivan Maesen
89
Slide 13
Installatiemethoden 6 ET
Foto Heidelberg
Ivan Maesen
1
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
2
Sensoren - Algemeen
Inductieve sensoren
Capacitieve sensoren
Optische sensoren
Magnetische sensoren
Ultrasone sensoren
Foto Turck
Ivan Maesen
3
Sensoren – Algemene werking
Ivan Maesen
4
Sensoren – Algemene werking
Ivan Maesen
5
Sensoren – Algemene werking
Ivan Maesen
6
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Foto Siemens
Ivan Maesen
7
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Detectie van blik
en deksel
Foto Siemens
Ivan Maesen
8
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Controle van afbreken van
boorkop
Foto Siemens
Ivan Maesen
9
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Positionering en controle
draaizin
Foto Siemens
Ivan Maesen
10
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Standdetectie van een
klep
Foto Siemens
Ivan Maesen
11
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
oscillator
gelijkrichtier
smitt-trigger
versterker
spoel
Ivan Maesen
12
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Warmteontwikkeling
Ivan Maesen
Amplitude
kleiner
13
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Foto Siemens
Ivan Maesen
14
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Detectie vulniveau in
silo
Foto Siemens
Ivan Maesen
15
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Detectie van vulling
van brik
Foto Siemens
Ivan Maesen
16
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Het sensorvlak vormt een condensator. De lucht is het
diëlektricum.
C
A
d
Ivan Maesen
17
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Een niet-metalen object in het detectieveld: de
diëlektrische constante van de middenstof verandert.
C verandert
Ivan Maesen
18
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
De capaciteit wordt bepaald door het diëlektricum en de
afstand d tussen te platen.
C
A
d
Ivan Maesen
19
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Bij een elektrische geleidend object verkleint de afstand
tussen de platen.
C verandert
Ivan Maesen
20
Sensoren – Werking van de optische sensor
Ivan Maesen
21
Sensoren – Werking van de optische sensor
impulsgenerator (modulator)
IR of laser-LED
lichtgevoelige transistor
synchronisatie, gelijkrichter (demodulator)
smitt-trigger
versterker
Ivan Maesen
22
Sensoren – Werking van de ultrasone sensor
Ivan Maesen
23
Sensoren
ultrasone sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Kwaliteitscontrole met
sonar
Foto Siemens
Ivan Maesen
24
Sensoren
ultrasone sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Hoogtemeting met sonar
Foto Siemens
Ivan Maesen
25
Sensoren
ultrasone sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Afstandsmeting met sonar
Foto Siemens
Ivan Maesen
26
Sensoren
ultrasone sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Controle op doorhangen
met sonar
Foto Siemens
Ivan Maesen
27
Sensoren
ultrasone sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Niveaumetingen
met sonar
Foto’s Siemens
Ivan Maesen
28
Sensoren – Werking van de ultrasone sensor
oscillator
gelijkrichtier
smitt-trigger
versterker
piëzo element (opwekken en verwerken geluidsgolven)
Ivan Maesen
29
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen volgens de vorm
Cilindrische sensoren
Balkvormige or rechthoekige sensoren
Ivan Maesen
30
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen vvolgens de vorm
Speciale vormen:
• vork of sleufsensoren,
• ringsensoren,
• …
Foto Turck
Ivan Maesen
31
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Materiaal van de behuizing (cilindrische sensoren)
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
32
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Maten van cilindrische sensoren
Schroefdraad: M 4, M6,5 M8, M12, M18, M30,
PG 36
Gladde uitvoering: Ø11, Ø20, Ø40
Maten van rechthoekige sensoren
Bouwvormen zie maatschetsen catalogie.
Foto Siemens
Ivan Maesen
33
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens aansluiting
• Sensoren met aansluitklemmen
• Aangegoten kabel zonder connector
• Aangegoten kabel met connector
• Sensoren met connnector
Ivan Maesen
34
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens de aansluiting
Aangegoten kabel
Sensoren met
aansluitklem
Ivan Maesen
35
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens aansluiting
Sensoren met connnector
Ivan Maesen
36
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens aansluiting
Sensoren met connector:
aansluitkabels
Ivan Maesen
37
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens aansluiting
Aansluitkabels en aansluitdozen voor sensoren
Foto Turck
Ivan Maesen
38
Sensoren – Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Foto Siemens
Ivan Maesen
39
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger afzonderlijk (directe scan, thru scan)
Groot detectiebereik (tientallen meters)
Geen doorschijnende materialen detecteren
Ivan Maesen
40
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger afzonderlijk (directe scan, thru scan)
Foto Siemens
Ivan Maesen
41
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger afzonderlijk – spiegeling
(specular)
Detecteren van spiegelende opbjecten
Ivan Maesen
42
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, met reflector
(Retroreflex - retroreflective)
Geen glimmende, spiegelende, doorzichtige voorwerpen
Detectieafstand : ca. 5 m
Ivan Maesen
43
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, met reflector
(Retroreflex - retroreflective)
Ivan Maesen
44
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, met reflector
(Retroreflex - retroreflective)
Foto Siemens
Ivan Maesen
45
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Foto’s Siemens
Ivan Maesen
46
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, met reflector
(Polarisatie - polarized)
Wel glimmende, spiegelende, doorzichtige voorwerpen
Detectieafstand : ca. 3 m
Ivan Maesen
47
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Gepolariseerd licht
Spiegelend voorwerp
Ivan Maesen
48
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, objectreflectie
(strooing – diffuse)
Voorwerpen met mat en ruw oppervlak kunnen gedetecteerd worden
Detectieafstand : enkele tientallen centimeters
Ivan Maesen
49
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, objectreflectie
(strooing – diffuse)
Foto Siemens
Ivan Maesen
50
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, objectreflectie focuspunt (convergent)
Preciesiedetectie, achtergrond geen invloed
Detectieafstand : enkele tientallen centimeters
Ivan Maesen
51
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger afzonderlijk, met glasvezels
Ivan Maesen
52
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, objectreflectie,
met glasvezels
Ivan Maesen
53
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Foto Siemens
Ivan Maesen
54
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Lichtgordijn
Multi beam safety senor
Ivan Maesen
55
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Nominale schakelafstand Sn
Afstand waarbij de sensor schakelt
• Genormalisseerd meetobject
• Nominale spanning
• Nominale temperatuur
Ivan Maesen
56
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Werkelijke schakelafstand
Rekening houden met:
• Werkelijke temperatuur
• Nabijheid andere sensoren
• Soort materiaal
• Afmetingen object
• Kleur (optische sensoren)
• …
Ivan Maesen
57
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Werkelijke schakelafstand
Correctiefactoren inductieve schakelaar
- staal
1
- CrNi
0,85
- Al
0,50
- Cu
0,45
- ….
Ivan Maesen
58
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Werkelijke schakelafstand
Correctiefactoren capacitieve schakelaar:
- Staal
1
- Al
0,95
- Cu
0,95
- H2O
0,64
- Plexiglas
0,20
-…
Ivan Maesen
59
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Schakelfrequentie
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.
Ivan Maesen
60
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Uitgangsbelasing
De stroom die de sensor kan schakelen,
uitgedrukt in mA.
Ivan Maesen
61
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Afgeschermde (shielded) en niet-afgeschermde
(unshielded) senoren
Ivan Maesen
62
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Niet-afgeschermde senoren
Kop niet afgeschermd, uit kunststof
Grotere detectieafstand
Inbouwen geeft problemen
Ivan Maesen
Foto Siemens
63
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Afgeschermde senoren
Volledig uit metaal (uitgezonderd detectievlak)
Kleinere detectieafstand
Ivan Maesen
64
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
65
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen inductieve sensoren
Ongevoelig voor trillingen
Geen contactdender
Geen onderhoud, geen slijtage
Kostprijs € 20 tot ca. € 50
Foto Siemens
Ivan Maesen
66
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen inductieve sensoren
Beperkingen
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.
Ivan Maesen
67
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
68
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
69
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen capacitieve sensoren
Beperkingen
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
Ivan Maesen
70
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
71
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen ultrasone sensoren
Beperkingen
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.
Ivan Maesen
72
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
73
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
74
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen optische sensoren
Beperkingen
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.
Ivan Maesen
75
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Rekening houden met:
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
76
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Draadkleur
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
77
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Driedraadse sensor PNP (capacitief)
Ivan Maesen
78
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Driedraadse sensor NPN (inductief)
Ivan Maesen
79
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Vierdraadse sensor PNP
Ivan Maesen
80
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Tweedraadse sensor DC (capacitief)
Ivan Maesen
81
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Tweedraadse NAMUR sensor DC (capacitief)
Ivan Maesen
82
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Tweedraadse sensor AC - NC (inductief)
Ivan Maesen
83
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Tweedraadse sensor AC - NO (inductief)
Ivan Maesen
84
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Vijfdraadse sensor AC (optisch)
Ivan Maesen
85
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Vijfdraadse sensor AC - NO (optisch)
Ivan Maesen
86
Sensoren – Testen van sensoren
Driedraadse sensoren
Als voorbeeld een sensor met PNP-uitgang
Het aansluitschema
Testen met V-meter – Je kunt uiteraard met de Vmeter ook over de belasting meten.
Ivan Maesen
87
Sensoren – Testen van sensoren
Tweedraadse
sensoren
Het aansluitschema
Testen met V-meter
Testen met A-meter
Ivan Maesen
88
Sensoren
Ivan Maesen
89
Slide 14
Installatiemethoden 6 ET
Foto Heidelberg
Ivan Maesen
1
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
2
Sensoren - Algemeen
Inductieve sensoren
Capacitieve sensoren
Optische sensoren
Magnetische sensoren
Ultrasone sensoren
Foto Turck
Ivan Maesen
3
Sensoren – Algemene werking
Ivan Maesen
4
Sensoren – Algemene werking
Ivan Maesen
5
Sensoren – Algemene werking
Ivan Maesen
6
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Foto Siemens
Ivan Maesen
7
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Detectie van blik
en deksel
Foto Siemens
Ivan Maesen
8
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Controle van afbreken van
boorkop
Foto Siemens
Ivan Maesen
9
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Positionering en controle
draaizin
Foto Siemens
Ivan Maesen
10
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Standdetectie van een
klep
Foto Siemens
Ivan Maesen
11
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
oscillator
gelijkrichtier
smitt-trigger
versterker
spoel
Ivan Maesen
12
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Warmteontwikkeling
Ivan Maesen
Amplitude
kleiner
13
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Foto Siemens
Ivan Maesen
14
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Detectie vulniveau in
silo
Foto Siemens
Ivan Maesen
15
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Detectie van vulling
van brik
Foto Siemens
Ivan Maesen
16
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Het sensorvlak vormt een condensator. De lucht is het
diëlektricum.
C
A
d
Ivan Maesen
17
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Een niet-metalen object in het detectieveld: de
diëlektrische constante van de middenstof verandert.
C verandert
Ivan Maesen
18
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
De capaciteit wordt bepaald door het diëlektricum en de
afstand d tussen te platen.
C
A
d
Ivan Maesen
19
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Bij een elektrische geleidend object verkleint de afstand
tussen de platen.
C verandert
Ivan Maesen
20
Sensoren – Werking van de optische sensor
Ivan Maesen
21
Sensoren – Werking van de optische sensor
impulsgenerator (modulator)
IR of laser-LED
lichtgevoelige transistor
synchronisatie, gelijkrichter (demodulator)
smitt-trigger
versterker
Ivan Maesen
22
Sensoren – Werking van de ultrasone sensor
Ivan Maesen
23
Sensoren
ultrasone sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Kwaliteitscontrole met
sonar
Foto Siemens
Ivan Maesen
24
Sensoren
ultrasone sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Hoogtemeting met sonar
Foto Siemens
Ivan Maesen
25
Sensoren
ultrasone sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Afstandsmeting met sonar
Foto Siemens
Ivan Maesen
26
Sensoren
ultrasone sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Controle op doorhangen
met sonar
Foto Siemens
Ivan Maesen
27
Sensoren
ultrasone sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Niveaumetingen
met sonar
Foto’s Siemens
Ivan Maesen
28
Sensoren – Werking van de ultrasone sensor
oscillator
gelijkrichtier
smitt-trigger
versterker
piëzo element (opwekken en verwerken geluidsgolven)
Ivan Maesen
29
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen volgens de vorm
Cilindrische sensoren
Balkvormige or rechthoekige sensoren
Ivan Maesen
30
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen vvolgens de vorm
Speciale vormen:
• vork of sleufsensoren,
• ringsensoren,
• …
Foto Turck
Ivan Maesen
31
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Materiaal van de behuizing (cilindrische sensoren)
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
32
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Maten van cilindrische sensoren
Schroefdraad: M 4, M6,5 M8, M12, M18, M30,
PG 36
Gladde uitvoering: Ø11, Ø20, Ø40
Maten van rechthoekige sensoren
Bouwvormen zie maatschetsen catalogie.
Foto Siemens
Ivan Maesen
33
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens aansluiting
• Sensoren met aansluitklemmen
• Aangegoten kabel zonder connector
• Aangegoten kabel met connector
• Sensoren met connnector
Ivan Maesen
34
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens de aansluiting
Aangegoten kabel
Sensoren met
aansluitklem
Ivan Maesen
35
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens aansluiting
Sensoren met connnector
Ivan Maesen
36
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens aansluiting
Sensoren met connector:
aansluitkabels
Ivan Maesen
37
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens aansluiting
Aansluitkabels en aansluitdozen voor sensoren
Foto Turck
Ivan Maesen
38
Sensoren – Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Foto Siemens
Ivan Maesen
39
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger afzonderlijk (directe scan, thru scan)
Groot detectiebereik (tientallen meters)
Geen doorschijnende materialen detecteren
Ivan Maesen
40
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger afzonderlijk (directe scan, thru scan)
Foto Siemens
Ivan Maesen
41
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger afzonderlijk – spiegeling
(specular)
Detecteren van spiegelende opbjecten
Ivan Maesen
42
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, met reflector
(Retroreflex - retroreflective)
Geen glimmende, spiegelende, doorzichtige voorwerpen
Detectieafstand : ca. 5 m
Ivan Maesen
43
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, met reflector
(Retroreflex - retroreflective)
Ivan Maesen
44
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, met reflector
(Retroreflex - retroreflective)
Foto Siemens
Ivan Maesen
45
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Foto’s Siemens
Ivan Maesen
46
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, met reflector
(Polarisatie - polarized)
Wel glimmende, spiegelende, doorzichtige voorwerpen
Detectieafstand : ca. 3 m
Ivan Maesen
47
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Gepolariseerd licht
Spiegelend voorwerp
Ivan Maesen
48
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, objectreflectie
(strooing – diffuse)
Voorwerpen met mat en ruw oppervlak kunnen gedetecteerd worden
Detectieafstand : enkele tientallen centimeters
Ivan Maesen
49
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, objectreflectie
(strooing – diffuse)
Foto Siemens
Ivan Maesen
50
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, objectreflectie focuspunt (convergent)
Preciesiedetectie, achtergrond geen invloed
Detectieafstand : enkele tientallen centimeters
Ivan Maesen
51
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger afzonderlijk, met glasvezels
Ivan Maesen
52
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, objectreflectie,
met glasvezels
Ivan Maesen
53
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Foto Siemens
Ivan Maesen
54
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Lichtgordijn
Multi beam safety senor
Ivan Maesen
55
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Nominale schakelafstand Sn
Afstand waarbij de sensor schakelt
• Genormalisseerd meetobject
• Nominale spanning
• Nominale temperatuur
Ivan Maesen
56
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Werkelijke schakelafstand
Rekening houden met:
• Werkelijke temperatuur
• Nabijheid andere sensoren
• Soort materiaal
• Afmetingen object
• Kleur (optische sensoren)
• …
Ivan Maesen
57
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Werkelijke schakelafstand
Correctiefactoren inductieve schakelaar
- staal
1
- CrNi
0,85
- Al
0,50
- Cu
0,45
- ….
Ivan Maesen
58
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Werkelijke schakelafstand
Correctiefactoren capacitieve schakelaar:
- Staal
1
- Al
0,95
- Cu
0,95
- H2O
0,64
- Plexiglas
0,20
-…
Ivan Maesen
59
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Schakelfrequentie
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.
Ivan Maesen
60
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Uitgangsbelasing
De stroom die de sensor kan schakelen,
uitgedrukt in mA.
Ivan Maesen
61
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Afgeschermde (shielded) en niet-afgeschermde
(unshielded) senoren
Ivan Maesen
62
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Niet-afgeschermde senoren
Kop niet afgeschermd, uit kunststof
Grotere detectieafstand
Inbouwen geeft problemen
Ivan Maesen
Foto Siemens
63
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Afgeschermde senoren
Volledig uit metaal (uitgezonderd detectievlak)
Kleinere detectieafstand
Ivan Maesen
64
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
65
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen inductieve sensoren
Ongevoelig voor trillingen
Geen contactdender
Geen onderhoud, geen slijtage
Kostprijs € 20 tot ca. € 50
Foto Siemens
Ivan Maesen
66
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen inductieve sensoren
Beperkingen
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.
Ivan Maesen
67
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
68
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
69
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen capacitieve sensoren
Beperkingen
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
Ivan Maesen
70
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
71
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen ultrasone sensoren
Beperkingen
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.
Ivan Maesen
72
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
73
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
74
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen optische sensoren
Beperkingen
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.
Ivan Maesen
75
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Rekening houden met:
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
76
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Draadkleur
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
77
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Driedraadse sensor PNP (capacitief)
Ivan Maesen
78
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Driedraadse sensor NPN (inductief)
Ivan Maesen
79
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Vierdraadse sensor PNP
Ivan Maesen
80
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Tweedraadse sensor DC (capacitief)
Ivan Maesen
81
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Tweedraadse NAMUR sensor DC (capacitief)
Ivan Maesen
82
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Tweedraadse sensor AC - NC (inductief)
Ivan Maesen
83
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Tweedraadse sensor AC - NO (inductief)
Ivan Maesen
84
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Vijfdraadse sensor AC (optisch)
Ivan Maesen
85
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Vijfdraadse sensor AC - NO (optisch)
Ivan Maesen
86
Sensoren – Testen van sensoren
Driedraadse sensoren
Als voorbeeld een sensor met PNP-uitgang
Het aansluitschema
Testen met V-meter – Je kunt uiteraard met de Vmeter ook over de belasting meten.
Ivan Maesen
87
Sensoren – Testen van sensoren
Tweedraadse
sensoren
Het aansluitschema
Testen met V-meter
Testen met A-meter
Ivan Maesen
88
Sensoren
Ivan Maesen
89
Slide 15
Installatiemethoden 6 ET
Foto Heidelberg
Ivan Maesen
1
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
2
Sensoren - Algemeen
Inductieve sensoren
Capacitieve sensoren
Optische sensoren
Magnetische sensoren
Ultrasone sensoren
Foto Turck
Ivan Maesen
3
Sensoren – Algemene werking
Ivan Maesen
4
Sensoren – Algemene werking
Ivan Maesen
5
Sensoren – Algemene werking
Ivan Maesen
6
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Foto Siemens
Ivan Maesen
7
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Detectie van blik
en deksel
Foto Siemens
Ivan Maesen
8
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Controle van afbreken van
boorkop
Foto Siemens
Ivan Maesen
9
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Positionering en controle
draaizin
Foto Siemens
Ivan Maesen
10
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Standdetectie van een
klep
Foto Siemens
Ivan Maesen
11
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
oscillator
gelijkrichtier
smitt-trigger
versterker
spoel
Ivan Maesen
12
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Warmteontwikkeling
Ivan Maesen
Amplitude
kleiner
13
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Foto Siemens
Ivan Maesen
14
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Detectie vulniveau in
silo
Foto Siemens
Ivan Maesen
15
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Detectie van vulling
van brik
Foto Siemens
Ivan Maesen
16
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Het sensorvlak vormt een condensator. De lucht is het
diëlektricum.
C
A
d
Ivan Maesen
17
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Een niet-metalen object in het detectieveld: de
diëlektrische constante van de middenstof verandert.
C verandert
Ivan Maesen
18
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
De capaciteit wordt bepaald door het diëlektricum en de
afstand d tussen te platen.
C
A
d
Ivan Maesen
19
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Bij een elektrische geleidend object verkleint de afstand
tussen de platen.
C verandert
Ivan Maesen
20
Sensoren – Werking van de optische sensor
Ivan Maesen
21
Sensoren – Werking van de optische sensor
impulsgenerator (modulator)
IR of laser-LED
lichtgevoelige transistor
synchronisatie, gelijkrichter (demodulator)
smitt-trigger
versterker
Ivan Maesen
22
Sensoren – Werking van de ultrasone sensor
Ivan Maesen
23
Sensoren
ultrasone sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Kwaliteitscontrole met
sonar
Foto Siemens
Ivan Maesen
24
Sensoren
ultrasone sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Hoogtemeting met sonar
Foto Siemens
Ivan Maesen
25
Sensoren
ultrasone sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Afstandsmeting met sonar
Foto Siemens
Ivan Maesen
26
Sensoren
ultrasone sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Controle op doorhangen
met sonar
Foto Siemens
Ivan Maesen
27
Sensoren
ultrasone sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Niveaumetingen
met sonar
Foto’s Siemens
Ivan Maesen
28
Sensoren – Werking van de ultrasone sensor
oscillator
gelijkrichtier
smitt-trigger
versterker
piëzo element (opwekken en verwerken geluidsgolven)
Ivan Maesen
29
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen volgens de vorm
Cilindrische sensoren
Balkvormige or rechthoekige sensoren
Ivan Maesen
30
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen vvolgens de vorm
Speciale vormen:
• vork of sleufsensoren,
• ringsensoren,
• …
Foto Turck
Ivan Maesen
31
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Materiaal van de behuizing (cilindrische sensoren)
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
32
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Maten van cilindrische sensoren
Schroefdraad: M 4, M6,5 M8, M12, M18, M30,
PG 36
Gladde uitvoering: Ø11, Ø20, Ø40
Maten van rechthoekige sensoren
Bouwvormen zie maatschetsen catalogie.
Foto Siemens
Ivan Maesen
33
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens aansluiting
• Sensoren met aansluitklemmen
• Aangegoten kabel zonder connector
• Aangegoten kabel met connector
• Sensoren met connnector
Ivan Maesen
34
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens de aansluiting
Aangegoten kabel
Sensoren met
aansluitklem
Ivan Maesen
35
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens aansluiting
Sensoren met connnector
Ivan Maesen
36
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens aansluiting
Sensoren met connector:
aansluitkabels
Ivan Maesen
37
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens aansluiting
Aansluitkabels en aansluitdozen voor sensoren
Foto Turck
Ivan Maesen
38
Sensoren – Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Foto Siemens
Ivan Maesen
39
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger afzonderlijk (directe scan, thru scan)
Groot detectiebereik (tientallen meters)
Geen doorschijnende materialen detecteren
Ivan Maesen
40
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger afzonderlijk (directe scan, thru scan)
Foto Siemens
Ivan Maesen
41
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger afzonderlijk – spiegeling
(specular)
Detecteren van spiegelende opbjecten
Ivan Maesen
42
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, met reflector
(Retroreflex - retroreflective)
Geen glimmende, spiegelende, doorzichtige voorwerpen
Detectieafstand : ca. 5 m
Ivan Maesen
43
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, met reflector
(Retroreflex - retroreflective)
Ivan Maesen
44
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, met reflector
(Retroreflex - retroreflective)
Foto Siemens
Ivan Maesen
45
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Foto’s Siemens
Ivan Maesen
46
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, met reflector
(Polarisatie - polarized)
Wel glimmende, spiegelende, doorzichtige voorwerpen
Detectieafstand : ca. 3 m
Ivan Maesen
47
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Gepolariseerd licht
Spiegelend voorwerp
Ivan Maesen
48
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, objectreflectie
(strooing – diffuse)
Voorwerpen met mat en ruw oppervlak kunnen gedetecteerd worden
Detectieafstand : enkele tientallen centimeters
Ivan Maesen
49
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, objectreflectie
(strooing – diffuse)
Foto Siemens
Ivan Maesen
50
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, objectreflectie focuspunt (convergent)
Preciesiedetectie, achtergrond geen invloed
Detectieafstand : enkele tientallen centimeters
Ivan Maesen
51
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger afzonderlijk, met glasvezels
Ivan Maesen
52
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, objectreflectie,
met glasvezels
Ivan Maesen
53
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Foto Siemens
Ivan Maesen
54
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Lichtgordijn
Multi beam safety senor
Ivan Maesen
55
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Nominale schakelafstand Sn
Afstand waarbij de sensor schakelt
• Genormalisseerd meetobject
• Nominale spanning
• Nominale temperatuur
Ivan Maesen
56
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Werkelijke schakelafstand
Rekening houden met:
• Werkelijke temperatuur
• Nabijheid andere sensoren
• Soort materiaal
• Afmetingen object
• Kleur (optische sensoren)
• …
Ivan Maesen
57
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Werkelijke schakelafstand
Correctiefactoren inductieve schakelaar
- staal
1
- CrNi
0,85
- Al
0,50
- Cu
0,45
- ….
Ivan Maesen
58
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Werkelijke schakelafstand
Correctiefactoren capacitieve schakelaar:
- Staal
1
- Al
0,95
- Cu
0,95
- H2O
0,64
- Plexiglas
0,20
-…
Ivan Maesen
59
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Schakelfrequentie
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.
Ivan Maesen
60
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Uitgangsbelasing
De stroom die de sensor kan schakelen,
uitgedrukt in mA.
Ivan Maesen
61
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Afgeschermde (shielded) en niet-afgeschermde
(unshielded) senoren
Ivan Maesen
62
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Niet-afgeschermde senoren
Kop niet afgeschermd, uit kunststof
Grotere detectieafstand
Inbouwen geeft problemen
Ivan Maesen
Foto Siemens
63
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Afgeschermde senoren
Volledig uit metaal (uitgezonderd detectievlak)
Kleinere detectieafstand
Ivan Maesen
64
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
65
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen inductieve sensoren
Ongevoelig voor trillingen
Geen contactdender
Geen onderhoud, geen slijtage
Kostprijs € 20 tot ca. € 50
Foto Siemens
Ivan Maesen
66
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen inductieve sensoren
Beperkingen
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.
Ivan Maesen
67
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
68
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
69
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen capacitieve sensoren
Beperkingen
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
Ivan Maesen
70
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
71
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen ultrasone sensoren
Beperkingen
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.
Ivan Maesen
72
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
73
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
74
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen optische sensoren
Beperkingen
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.
Ivan Maesen
75
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Rekening houden met:
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
76
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Draadkleur
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
77
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Driedraadse sensor PNP (capacitief)
Ivan Maesen
78
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Driedraadse sensor NPN (inductief)
Ivan Maesen
79
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Vierdraadse sensor PNP
Ivan Maesen
80
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Tweedraadse sensor DC (capacitief)
Ivan Maesen
81
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Tweedraadse NAMUR sensor DC (capacitief)
Ivan Maesen
82
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Tweedraadse sensor AC - NC (inductief)
Ivan Maesen
83
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Tweedraadse sensor AC - NO (inductief)
Ivan Maesen
84
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Vijfdraadse sensor AC (optisch)
Ivan Maesen
85
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Vijfdraadse sensor AC - NO (optisch)
Ivan Maesen
86
Sensoren – Testen van sensoren
Driedraadse sensoren
Als voorbeeld een sensor met PNP-uitgang
Het aansluitschema
Testen met V-meter – Je kunt uiteraard met de Vmeter ook over de belasting meten.
Ivan Maesen
87
Sensoren – Testen van sensoren
Tweedraadse
sensoren
Het aansluitschema
Testen met V-meter
Testen met A-meter
Ivan Maesen
88
Sensoren
Ivan Maesen
89
Slide 16
Installatiemethoden 6 ET
Foto Heidelberg
Ivan Maesen
1
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
2
Sensoren - Algemeen
Inductieve sensoren
Capacitieve sensoren
Optische sensoren
Magnetische sensoren
Ultrasone sensoren
Foto Turck
Ivan Maesen
3
Sensoren – Algemene werking
Ivan Maesen
4
Sensoren – Algemene werking
Ivan Maesen
5
Sensoren – Algemene werking
Ivan Maesen
6
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Foto Siemens
Ivan Maesen
7
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Detectie van blik
en deksel
Foto Siemens
Ivan Maesen
8
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Controle van afbreken van
boorkop
Foto Siemens
Ivan Maesen
9
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Positionering en controle
draaizin
Foto Siemens
Ivan Maesen
10
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Standdetectie van een
klep
Foto Siemens
Ivan Maesen
11
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
oscillator
gelijkrichtier
smitt-trigger
versterker
spoel
Ivan Maesen
12
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Warmteontwikkeling
Ivan Maesen
Amplitude
kleiner
13
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Foto Siemens
Ivan Maesen
14
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Detectie vulniveau in
silo
Foto Siemens
Ivan Maesen
15
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Detectie van vulling
van brik
Foto Siemens
Ivan Maesen
16
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Het sensorvlak vormt een condensator. De lucht is het
diëlektricum.
C
A
d
Ivan Maesen
17
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Een niet-metalen object in het detectieveld: de
diëlektrische constante van de middenstof verandert.
C verandert
Ivan Maesen
18
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
De capaciteit wordt bepaald door het diëlektricum en de
afstand d tussen te platen.
C
A
d
Ivan Maesen
19
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Bij een elektrische geleidend object verkleint de afstand
tussen de platen.
C verandert
Ivan Maesen
20
Sensoren – Werking van de optische sensor
Ivan Maesen
21
Sensoren – Werking van de optische sensor
impulsgenerator (modulator)
IR of laser-LED
lichtgevoelige transistor
synchronisatie, gelijkrichter (demodulator)
smitt-trigger
versterker
Ivan Maesen
22
Sensoren – Werking van de ultrasone sensor
Ivan Maesen
23
Sensoren
ultrasone sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Kwaliteitscontrole met
sonar
Foto Siemens
Ivan Maesen
24
Sensoren
ultrasone sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Hoogtemeting met sonar
Foto Siemens
Ivan Maesen
25
Sensoren
ultrasone sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Afstandsmeting met sonar
Foto Siemens
Ivan Maesen
26
Sensoren
ultrasone sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Controle op doorhangen
met sonar
Foto Siemens
Ivan Maesen
27
Sensoren
ultrasone sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Niveaumetingen
met sonar
Foto’s Siemens
Ivan Maesen
28
Sensoren – Werking van de ultrasone sensor
oscillator
gelijkrichtier
smitt-trigger
versterker
piëzo element (opwekken en verwerken geluidsgolven)
Ivan Maesen
29
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen volgens de vorm
Cilindrische sensoren
Balkvormige or rechthoekige sensoren
Ivan Maesen
30
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen vvolgens de vorm
Speciale vormen:
• vork of sleufsensoren,
• ringsensoren,
• …
Foto Turck
Ivan Maesen
31
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Materiaal van de behuizing (cilindrische sensoren)
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
32
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Maten van cilindrische sensoren
Schroefdraad: M 4, M6,5 M8, M12, M18, M30,
PG 36
Gladde uitvoering: Ø11, Ø20, Ø40
Maten van rechthoekige sensoren
Bouwvormen zie maatschetsen catalogie.
Foto Siemens
Ivan Maesen
33
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens aansluiting
• Sensoren met aansluitklemmen
• Aangegoten kabel zonder connector
• Aangegoten kabel met connector
• Sensoren met connnector
Ivan Maesen
34
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens de aansluiting
Aangegoten kabel
Sensoren met
aansluitklem
Ivan Maesen
35
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens aansluiting
Sensoren met connnector
Ivan Maesen
36
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens aansluiting
Sensoren met connector:
aansluitkabels
Ivan Maesen
37
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens aansluiting
Aansluitkabels en aansluitdozen voor sensoren
Foto Turck
Ivan Maesen
38
Sensoren – Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Foto Siemens
Ivan Maesen
39
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger afzonderlijk (directe scan, thru scan)
Groot detectiebereik (tientallen meters)
Geen doorschijnende materialen detecteren
Ivan Maesen
40
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger afzonderlijk (directe scan, thru scan)
Foto Siemens
Ivan Maesen
41
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger afzonderlijk – spiegeling
(specular)
Detecteren van spiegelende opbjecten
Ivan Maesen
42
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, met reflector
(Retroreflex - retroreflective)
Geen glimmende, spiegelende, doorzichtige voorwerpen
Detectieafstand : ca. 5 m
Ivan Maesen
43
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, met reflector
(Retroreflex - retroreflective)
Ivan Maesen
44
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, met reflector
(Retroreflex - retroreflective)
Foto Siemens
Ivan Maesen
45
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Foto’s Siemens
Ivan Maesen
46
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, met reflector
(Polarisatie - polarized)
Wel glimmende, spiegelende, doorzichtige voorwerpen
Detectieafstand : ca. 3 m
Ivan Maesen
47
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Gepolariseerd licht
Spiegelend voorwerp
Ivan Maesen
48
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, objectreflectie
(strooing – diffuse)
Voorwerpen met mat en ruw oppervlak kunnen gedetecteerd worden
Detectieafstand : enkele tientallen centimeters
Ivan Maesen
49
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, objectreflectie
(strooing – diffuse)
Foto Siemens
Ivan Maesen
50
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, objectreflectie focuspunt (convergent)
Preciesiedetectie, achtergrond geen invloed
Detectieafstand : enkele tientallen centimeters
Ivan Maesen
51
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger afzonderlijk, met glasvezels
Ivan Maesen
52
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, objectreflectie,
met glasvezels
Ivan Maesen
53
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Foto Siemens
Ivan Maesen
54
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Lichtgordijn
Multi beam safety senor
Ivan Maesen
55
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Nominale schakelafstand Sn
Afstand waarbij de sensor schakelt
• Genormalisseerd meetobject
• Nominale spanning
• Nominale temperatuur
Ivan Maesen
56
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Werkelijke schakelafstand
Rekening houden met:
• Werkelijke temperatuur
• Nabijheid andere sensoren
• Soort materiaal
• Afmetingen object
• Kleur (optische sensoren)
• …
Ivan Maesen
57
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Werkelijke schakelafstand
Correctiefactoren inductieve schakelaar
- staal
1
- CrNi
0,85
- Al
0,50
- Cu
0,45
- ….
Ivan Maesen
58
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Werkelijke schakelafstand
Correctiefactoren capacitieve schakelaar:
- Staal
1
- Al
0,95
- Cu
0,95
- H2O
0,64
- Plexiglas
0,20
-…
Ivan Maesen
59
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Schakelfrequentie
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.
Ivan Maesen
60
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Uitgangsbelasing
De stroom die de sensor kan schakelen,
uitgedrukt in mA.
Ivan Maesen
61
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Afgeschermde (shielded) en niet-afgeschermde
(unshielded) senoren
Ivan Maesen
62
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Niet-afgeschermde senoren
Kop niet afgeschermd, uit kunststof
Grotere detectieafstand
Inbouwen geeft problemen
Ivan Maesen
Foto Siemens
63
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Afgeschermde senoren
Volledig uit metaal (uitgezonderd detectievlak)
Kleinere detectieafstand
Ivan Maesen
64
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
65
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen inductieve sensoren
Ongevoelig voor trillingen
Geen contactdender
Geen onderhoud, geen slijtage
Kostprijs € 20 tot ca. € 50
Foto Siemens
Ivan Maesen
66
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen inductieve sensoren
Beperkingen
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.
Ivan Maesen
67
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
68
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
69
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen capacitieve sensoren
Beperkingen
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
Ivan Maesen
70
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
71
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen ultrasone sensoren
Beperkingen
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.
Ivan Maesen
72
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
73
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
74
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen optische sensoren
Beperkingen
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.
Ivan Maesen
75
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Rekening houden met:
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
76
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Draadkleur
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
77
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Driedraadse sensor PNP (capacitief)
Ivan Maesen
78
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Driedraadse sensor NPN (inductief)
Ivan Maesen
79
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Vierdraadse sensor PNP
Ivan Maesen
80
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Tweedraadse sensor DC (capacitief)
Ivan Maesen
81
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Tweedraadse NAMUR sensor DC (capacitief)
Ivan Maesen
82
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Tweedraadse sensor AC - NC (inductief)
Ivan Maesen
83
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Tweedraadse sensor AC - NO (inductief)
Ivan Maesen
84
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Vijfdraadse sensor AC (optisch)
Ivan Maesen
85
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Vijfdraadse sensor AC - NO (optisch)
Ivan Maesen
86
Sensoren – Testen van sensoren
Driedraadse sensoren
Als voorbeeld een sensor met PNP-uitgang
Het aansluitschema
Testen met V-meter – Je kunt uiteraard met de Vmeter ook over de belasting meten.
Ivan Maesen
87
Sensoren – Testen van sensoren
Tweedraadse
sensoren
Het aansluitschema
Testen met V-meter
Testen met A-meter
Ivan Maesen
88
Sensoren
Ivan Maesen
89
Slide 17
Installatiemethoden 6 ET
Foto Heidelberg
Ivan Maesen
1
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
2
Sensoren - Algemeen
Inductieve sensoren
Capacitieve sensoren
Optische sensoren
Magnetische sensoren
Ultrasone sensoren
Foto Turck
Ivan Maesen
3
Sensoren – Algemene werking
Ivan Maesen
4
Sensoren – Algemene werking
Ivan Maesen
5
Sensoren – Algemene werking
Ivan Maesen
6
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Foto Siemens
Ivan Maesen
7
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Detectie van blik
en deksel
Foto Siemens
Ivan Maesen
8
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Controle van afbreken van
boorkop
Foto Siemens
Ivan Maesen
9
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Positionering en controle
draaizin
Foto Siemens
Ivan Maesen
10
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Standdetectie van een
klep
Foto Siemens
Ivan Maesen
11
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
oscillator
gelijkrichtier
smitt-trigger
versterker
spoel
Ivan Maesen
12
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Warmteontwikkeling
Ivan Maesen
Amplitude
kleiner
13
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Foto Siemens
Ivan Maesen
14
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Detectie vulniveau in
silo
Foto Siemens
Ivan Maesen
15
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Detectie van vulling
van brik
Foto Siemens
Ivan Maesen
16
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Het sensorvlak vormt een condensator. De lucht is het
diëlektricum.
C
A
d
Ivan Maesen
17
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Een niet-metalen object in het detectieveld: de
diëlektrische constante van de middenstof verandert.
C verandert
Ivan Maesen
18
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
De capaciteit wordt bepaald door het diëlektricum en de
afstand d tussen te platen.
C
A
d
Ivan Maesen
19
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Bij een elektrische geleidend object verkleint de afstand
tussen de platen.
C verandert
Ivan Maesen
20
Sensoren – Werking van de optische sensor
Ivan Maesen
21
Sensoren – Werking van de optische sensor
impulsgenerator (modulator)
IR of laser-LED
lichtgevoelige transistor
synchronisatie, gelijkrichter (demodulator)
smitt-trigger
versterker
Ivan Maesen
22
Sensoren – Werking van de ultrasone sensor
Ivan Maesen
23
Sensoren
ultrasone sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Kwaliteitscontrole met
sonar
Foto Siemens
Ivan Maesen
24
Sensoren
ultrasone sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Hoogtemeting met sonar
Foto Siemens
Ivan Maesen
25
Sensoren
ultrasone sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Afstandsmeting met sonar
Foto Siemens
Ivan Maesen
26
Sensoren
ultrasone sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Controle op doorhangen
met sonar
Foto Siemens
Ivan Maesen
27
Sensoren
ultrasone sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Niveaumetingen
met sonar
Foto’s Siemens
Ivan Maesen
28
Sensoren – Werking van de ultrasone sensor
oscillator
gelijkrichtier
smitt-trigger
versterker
piëzo element (opwekken en verwerken geluidsgolven)
Ivan Maesen
29
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen volgens de vorm
Cilindrische sensoren
Balkvormige or rechthoekige sensoren
Ivan Maesen
30
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen vvolgens de vorm
Speciale vormen:
• vork of sleufsensoren,
• ringsensoren,
• …
Foto Turck
Ivan Maesen
31
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Materiaal van de behuizing (cilindrische sensoren)
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
32
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Maten van cilindrische sensoren
Schroefdraad: M 4, M6,5 M8, M12, M18, M30,
PG 36
Gladde uitvoering: Ø11, Ø20, Ø40
Maten van rechthoekige sensoren
Bouwvormen zie maatschetsen catalogie.
Foto Siemens
Ivan Maesen
33
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens aansluiting
• Sensoren met aansluitklemmen
• Aangegoten kabel zonder connector
• Aangegoten kabel met connector
• Sensoren met connnector
Ivan Maesen
34
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens de aansluiting
Aangegoten kabel
Sensoren met
aansluitklem
Ivan Maesen
35
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens aansluiting
Sensoren met connnector
Ivan Maesen
36
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens aansluiting
Sensoren met connector:
aansluitkabels
Ivan Maesen
37
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens aansluiting
Aansluitkabels en aansluitdozen voor sensoren
Foto Turck
Ivan Maesen
38
Sensoren – Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Foto Siemens
Ivan Maesen
39
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger afzonderlijk (directe scan, thru scan)
Groot detectiebereik (tientallen meters)
Geen doorschijnende materialen detecteren
Ivan Maesen
40
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger afzonderlijk (directe scan, thru scan)
Foto Siemens
Ivan Maesen
41
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger afzonderlijk – spiegeling
(specular)
Detecteren van spiegelende opbjecten
Ivan Maesen
42
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, met reflector
(Retroreflex - retroreflective)
Geen glimmende, spiegelende, doorzichtige voorwerpen
Detectieafstand : ca. 5 m
Ivan Maesen
43
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, met reflector
(Retroreflex - retroreflective)
Ivan Maesen
44
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, met reflector
(Retroreflex - retroreflective)
Foto Siemens
Ivan Maesen
45
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Foto’s Siemens
Ivan Maesen
46
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, met reflector
(Polarisatie - polarized)
Wel glimmende, spiegelende, doorzichtige voorwerpen
Detectieafstand : ca. 3 m
Ivan Maesen
47
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Gepolariseerd licht
Spiegelend voorwerp
Ivan Maesen
48
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, objectreflectie
(strooing – diffuse)
Voorwerpen met mat en ruw oppervlak kunnen gedetecteerd worden
Detectieafstand : enkele tientallen centimeters
Ivan Maesen
49
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, objectreflectie
(strooing – diffuse)
Foto Siemens
Ivan Maesen
50
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, objectreflectie focuspunt (convergent)
Preciesiedetectie, achtergrond geen invloed
Detectieafstand : enkele tientallen centimeters
Ivan Maesen
51
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger afzonderlijk, met glasvezels
Ivan Maesen
52
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, objectreflectie,
met glasvezels
Ivan Maesen
53
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Foto Siemens
Ivan Maesen
54
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Lichtgordijn
Multi beam safety senor
Ivan Maesen
55
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Nominale schakelafstand Sn
Afstand waarbij de sensor schakelt
• Genormalisseerd meetobject
• Nominale spanning
• Nominale temperatuur
Ivan Maesen
56
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Werkelijke schakelafstand
Rekening houden met:
• Werkelijke temperatuur
• Nabijheid andere sensoren
• Soort materiaal
• Afmetingen object
• Kleur (optische sensoren)
• …
Ivan Maesen
57
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Werkelijke schakelafstand
Correctiefactoren inductieve schakelaar
- staal
1
- CrNi
0,85
- Al
0,50
- Cu
0,45
- ….
Ivan Maesen
58
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Werkelijke schakelafstand
Correctiefactoren capacitieve schakelaar:
- Staal
1
- Al
0,95
- Cu
0,95
- H2O
0,64
- Plexiglas
0,20
-…
Ivan Maesen
59
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Schakelfrequentie
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.
Ivan Maesen
60
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Uitgangsbelasing
De stroom die de sensor kan schakelen,
uitgedrukt in mA.
Ivan Maesen
61
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Afgeschermde (shielded) en niet-afgeschermde
(unshielded) senoren
Ivan Maesen
62
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Niet-afgeschermde senoren
Kop niet afgeschermd, uit kunststof
Grotere detectieafstand
Inbouwen geeft problemen
Ivan Maesen
Foto Siemens
63
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Afgeschermde senoren
Volledig uit metaal (uitgezonderd detectievlak)
Kleinere detectieafstand
Ivan Maesen
64
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
65
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen inductieve sensoren
Ongevoelig voor trillingen
Geen contactdender
Geen onderhoud, geen slijtage
Kostprijs € 20 tot ca. € 50
Foto Siemens
Ivan Maesen
66
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen inductieve sensoren
Beperkingen
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.
Ivan Maesen
67
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
68
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
69
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen capacitieve sensoren
Beperkingen
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
Ivan Maesen
70
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
71
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen ultrasone sensoren
Beperkingen
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.
Ivan Maesen
72
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
73
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
74
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen optische sensoren
Beperkingen
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.
Ivan Maesen
75
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Rekening houden met:
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
76
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Draadkleur
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
77
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Driedraadse sensor PNP (capacitief)
Ivan Maesen
78
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Driedraadse sensor NPN (inductief)
Ivan Maesen
79
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Vierdraadse sensor PNP
Ivan Maesen
80
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Tweedraadse sensor DC (capacitief)
Ivan Maesen
81
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Tweedraadse NAMUR sensor DC (capacitief)
Ivan Maesen
82
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Tweedraadse sensor AC - NC (inductief)
Ivan Maesen
83
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Tweedraadse sensor AC - NO (inductief)
Ivan Maesen
84
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Vijfdraadse sensor AC (optisch)
Ivan Maesen
85
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Vijfdraadse sensor AC - NO (optisch)
Ivan Maesen
86
Sensoren – Testen van sensoren
Driedraadse sensoren
Als voorbeeld een sensor met PNP-uitgang
Het aansluitschema
Testen met V-meter – Je kunt uiteraard met de Vmeter ook over de belasting meten.
Ivan Maesen
87
Sensoren – Testen van sensoren
Tweedraadse
sensoren
Het aansluitschema
Testen met V-meter
Testen met A-meter
Ivan Maesen
88
Sensoren
Ivan Maesen
89
Slide 18
Installatiemethoden 6 ET
Foto Heidelberg
Ivan Maesen
1
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
2
Sensoren - Algemeen
Inductieve sensoren
Capacitieve sensoren
Optische sensoren
Magnetische sensoren
Ultrasone sensoren
Foto Turck
Ivan Maesen
3
Sensoren – Algemene werking
Ivan Maesen
4
Sensoren – Algemene werking
Ivan Maesen
5
Sensoren – Algemene werking
Ivan Maesen
6
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Foto Siemens
Ivan Maesen
7
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Detectie van blik
en deksel
Foto Siemens
Ivan Maesen
8
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Controle van afbreken van
boorkop
Foto Siemens
Ivan Maesen
9
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Positionering en controle
draaizin
Foto Siemens
Ivan Maesen
10
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Standdetectie van een
klep
Foto Siemens
Ivan Maesen
11
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
oscillator
gelijkrichtier
smitt-trigger
versterker
spoel
Ivan Maesen
12
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Warmteontwikkeling
Ivan Maesen
Amplitude
kleiner
13
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Foto Siemens
Ivan Maesen
14
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Detectie vulniveau in
silo
Foto Siemens
Ivan Maesen
15
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Detectie van vulling
van brik
Foto Siemens
Ivan Maesen
16
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Het sensorvlak vormt een condensator. De lucht is het
diëlektricum.
C
A
d
Ivan Maesen
17
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Een niet-metalen object in het detectieveld: de
diëlektrische constante van de middenstof verandert.
C verandert
Ivan Maesen
18
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
De capaciteit wordt bepaald door het diëlektricum en de
afstand d tussen te platen.
C
A
d
Ivan Maesen
19
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Bij een elektrische geleidend object verkleint de afstand
tussen de platen.
C verandert
Ivan Maesen
20
Sensoren – Werking van de optische sensor
Ivan Maesen
21
Sensoren – Werking van de optische sensor
impulsgenerator (modulator)
IR of laser-LED
lichtgevoelige transistor
synchronisatie, gelijkrichter (demodulator)
smitt-trigger
versterker
Ivan Maesen
22
Sensoren – Werking van de ultrasone sensor
Ivan Maesen
23
Sensoren
ultrasone sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Kwaliteitscontrole met
sonar
Foto Siemens
Ivan Maesen
24
Sensoren
ultrasone sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Hoogtemeting met sonar
Foto Siemens
Ivan Maesen
25
Sensoren
ultrasone sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Afstandsmeting met sonar
Foto Siemens
Ivan Maesen
26
Sensoren
ultrasone sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Controle op doorhangen
met sonar
Foto Siemens
Ivan Maesen
27
Sensoren
ultrasone sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Niveaumetingen
met sonar
Foto’s Siemens
Ivan Maesen
28
Sensoren – Werking van de ultrasone sensor
oscillator
gelijkrichtier
smitt-trigger
versterker
piëzo element (opwekken en verwerken geluidsgolven)
Ivan Maesen
29
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen volgens de vorm
Cilindrische sensoren
Balkvormige or rechthoekige sensoren
Ivan Maesen
30
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen vvolgens de vorm
Speciale vormen:
• vork of sleufsensoren,
• ringsensoren,
• …
Foto Turck
Ivan Maesen
31
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Materiaal van de behuizing (cilindrische sensoren)
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
32
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Maten van cilindrische sensoren
Schroefdraad: M 4, M6,5 M8, M12, M18, M30,
PG 36
Gladde uitvoering: Ø11, Ø20, Ø40
Maten van rechthoekige sensoren
Bouwvormen zie maatschetsen catalogie.
Foto Siemens
Ivan Maesen
33
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens aansluiting
• Sensoren met aansluitklemmen
• Aangegoten kabel zonder connector
• Aangegoten kabel met connector
• Sensoren met connnector
Ivan Maesen
34
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens de aansluiting
Aangegoten kabel
Sensoren met
aansluitklem
Ivan Maesen
35
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens aansluiting
Sensoren met connnector
Ivan Maesen
36
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens aansluiting
Sensoren met connector:
aansluitkabels
Ivan Maesen
37
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens aansluiting
Aansluitkabels en aansluitdozen voor sensoren
Foto Turck
Ivan Maesen
38
Sensoren – Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Foto Siemens
Ivan Maesen
39
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger afzonderlijk (directe scan, thru scan)
Groot detectiebereik (tientallen meters)
Geen doorschijnende materialen detecteren
Ivan Maesen
40
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger afzonderlijk (directe scan, thru scan)
Foto Siemens
Ivan Maesen
41
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger afzonderlijk – spiegeling
(specular)
Detecteren van spiegelende opbjecten
Ivan Maesen
42
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, met reflector
(Retroreflex - retroreflective)
Geen glimmende, spiegelende, doorzichtige voorwerpen
Detectieafstand : ca. 5 m
Ivan Maesen
43
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, met reflector
(Retroreflex - retroreflective)
Ivan Maesen
44
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, met reflector
(Retroreflex - retroreflective)
Foto Siemens
Ivan Maesen
45
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Foto’s Siemens
Ivan Maesen
46
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, met reflector
(Polarisatie - polarized)
Wel glimmende, spiegelende, doorzichtige voorwerpen
Detectieafstand : ca. 3 m
Ivan Maesen
47
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Gepolariseerd licht
Spiegelend voorwerp
Ivan Maesen
48
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, objectreflectie
(strooing – diffuse)
Voorwerpen met mat en ruw oppervlak kunnen gedetecteerd worden
Detectieafstand : enkele tientallen centimeters
Ivan Maesen
49
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, objectreflectie
(strooing – diffuse)
Foto Siemens
Ivan Maesen
50
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, objectreflectie focuspunt (convergent)
Preciesiedetectie, achtergrond geen invloed
Detectieafstand : enkele tientallen centimeters
Ivan Maesen
51
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger afzonderlijk, met glasvezels
Ivan Maesen
52
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, objectreflectie,
met glasvezels
Ivan Maesen
53
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Foto Siemens
Ivan Maesen
54
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Lichtgordijn
Multi beam safety senor
Ivan Maesen
55
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Nominale schakelafstand Sn
Afstand waarbij de sensor schakelt
• Genormalisseerd meetobject
• Nominale spanning
• Nominale temperatuur
Ivan Maesen
56
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Werkelijke schakelafstand
Rekening houden met:
• Werkelijke temperatuur
• Nabijheid andere sensoren
• Soort materiaal
• Afmetingen object
• Kleur (optische sensoren)
• …
Ivan Maesen
57
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Werkelijke schakelafstand
Correctiefactoren inductieve schakelaar
- staal
1
- CrNi
0,85
- Al
0,50
- Cu
0,45
- ….
Ivan Maesen
58
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Werkelijke schakelafstand
Correctiefactoren capacitieve schakelaar:
- Staal
1
- Al
0,95
- Cu
0,95
- H2O
0,64
- Plexiglas
0,20
-…
Ivan Maesen
59
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Schakelfrequentie
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.
Ivan Maesen
60
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Uitgangsbelasing
De stroom die de sensor kan schakelen,
uitgedrukt in mA.
Ivan Maesen
61
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Afgeschermde (shielded) en niet-afgeschermde
(unshielded) senoren
Ivan Maesen
62
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Niet-afgeschermde senoren
Kop niet afgeschermd, uit kunststof
Grotere detectieafstand
Inbouwen geeft problemen
Ivan Maesen
Foto Siemens
63
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Afgeschermde senoren
Volledig uit metaal (uitgezonderd detectievlak)
Kleinere detectieafstand
Ivan Maesen
64
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
65
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen inductieve sensoren
Ongevoelig voor trillingen
Geen contactdender
Geen onderhoud, geen slijtage
Kostprijs € 20 tot ca. € 50
Foto Siemens
Ivan Maesen
66
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen inductieve sensoren
Beperkingen
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.
Ivan Maesen
67
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
68
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
69
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen capacitieve sensoren
Beperkingen
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
Ivan Maesen
70
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
71
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen ultrasone sensoren
Beperkingen
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.
Ivan Maesen
72
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
73
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
74
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen optische sensoren
Beperkingen
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.
Ivan Maesen
75
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Rekening houden met:
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
76
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Draadkleur
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
77
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Driedraadse sensor PNP (capacitief)
Ivan Maesen
78
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Driedraadse sensor NPN (inductief)
Ivan Maesen
79
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Vierdraadse sensor PNP
Ivan Maesen
80
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Tweedraadse sensor DC (capacitief)
Ivan Maesen
81
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Tweedraadse NAMUR sensor DC (capacitief)
Ivan Maesen
82
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Tweedraadse sensor AC - NC (inductief)
Ivan Maesen
83
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Tweedraadse sensor AC - NO (inductief)
Ivan Maesen
84
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Vijfdraadse sensor AC (optisch)
Ivan Maesen
85
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Vijfdraadse sensor AC - NO (optisch)
Ivan Maesen
86
Sensoren – Testen van sensoren
Driedraadse sensoren
Als voorbeeld een sensor met PNP-uitgang
Het aansluitschema
Testen met V-meter – Je kunt uiteraard met de Vmeter ook over de belasting meten.
Ivan Maesen
87
Sensoren – Testen van sensoren
Tweedraadse
sensoren
Het aansluitschema
Testen met V-meter
Testen met A-meter
Ivan Maesen
88
Sensoren
Ivan Maesen
89
Slide 19
Installatiemethoden 6 ET
Foto Heidelberg
Ivan Maesen
1
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
2
Sensoren - Algemeen
Inductieve sensoren
Capacitieve sensoren
Optische sensoren
Magnetische sensoren
Ultrasone sensoren
Foto Turck
Ivan Maesen
3
Sensoren – Algemene werking
Ivan Maesen
4
Sensoren – Algemene werking
Ivan Maesen
5
Sensoren – Algemene werking
Ivan Maesen
6
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Foto Siemens
Ivan Maesen
7
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Detectie van blik
en deksel
Foto Siemens
Ivan Maesen
8
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Controle van afbreken van
boorkop
Foto Siemens
Ivan Maesen
9
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Positionering en controle
draaizin
Foto Siemens
Ivan Maesen
10
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Standdetectie van een
klep
Foto Siemens
Ivan Maesen
11
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
oscillator
gelijkrichtier
smitt-trigger
versterker
spoel
Ivan Maesen
12
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Warmteontwikkeling
Ivan Maesen
Amplitude
kleiner
13
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Foto Siemens
Ivan Maesen
14
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Detectie vulniveau in
silo
Foto Siemens
Ivan Maesen
15
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Detectie van vulling
van brik
Foto Siemens
Ivan Maesen
16
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Het sensorvlak vormt een condensator. De lucht is het
diëlektricum.
C
A
d
Ivan Maesen
17
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Een niet-metalen object in het detectieveld: de
diëlektrische constante van de middenstof verandert.
C verandert
Ivan Maesen
18
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
De capaciteit wordt bepaald door het diëlektricum en de
afstand d tussen te platen.
C
A
d
Ivan Maesen
19
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Bij een elektrische geleidend object verkleint de afstand
tussen de platen.
C verandert
Ivan Maesen
20
Sensoren – Werking van de optische sensor
Ivan Maesen
21
Sensoren – Werking van de optische sensor
impulsgenerator (modulator)
IR of laser-LED
lichtgevoelige transistor
synchronisatie, gelijkrichter (demodulator)
smitt-trigger
versterker
Ivan Maesen
22
Sensoren – Werking van de ultrasone sensor
Ivan Maesen
23
Sensoren
ultrasone sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Kwaliteitscontrole met
sonar
Foto Siemens
Ivan Maesen
24
Sensoren
ultrasone sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Hoogtemeting met sonar
Foto Siemens
Ivan Maesen
25
Sensoren
ultrasone sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Afstandsmeting met sonar
Foto Siemens
Ivan Maesen
26
Sensoren
ultrasone sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Controle op doorhangen
met sonar
Foto Siemens
Ivan Maesen
27
Sensoren
ultrasone sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Niveaumetingen
met sonar
Foto’s Siemens
Ivan Maesen
28
Sensoren – Werking van de ultrasone sensor
oscillator
gelijkrichtier
smitt-trigger
versterker
piëzo element (opwekken en verwerken geluidsgolven)
Ivan Maesen
29
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen volgens de vorm
Cilindrische sensoren
Balkvormige or rechthoekige sensoren
Ivan Maesen
30
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen vvolgens de vorm
Speciale vormen:
• vork of sleufsensoren,
• ringsensoren,
• …
Foto Turck
Ivan Maesen
31
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Materiaal van de behuizing (cilindrische sensoren)
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
32
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Maten van cilindrische sensoren
Schroefdraad: M 4, M6,5 M8, M12, M18, M30,
PG 36
Gladde uitvoering: Ø11, Ø20, Ø40
Maten van rechthoekige sensoren
Bouwvormen zie maatschetsen catalogie.
Foto Siemens
Ivan Maesen
33
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens aansluiting
• Sensoren met aansluitklemmen
• Aangegoten kabel zonder connector
• Aangegoten kabel met connector
• Sensoren met connnector
Ivan Maesen
34
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens de aansluiting
Aangegoten kabel
Sensoren met
aansluitklem
Ivan Maesen
35
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens aansluiting
Sensoren met connnector
Ivan Maesen
36
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens aansluiting
Sensoren met connector:
aansluitkabels
Ivan Maesen
37
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens aansluiting
Aansluitkabels en aansluitdozen voor sensoren
Foto Turck
Ivan Maesen
38
Sensoren – Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Foto Siemens
Ivan Maesen
39
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger afzonderlijk (directe scan, thru scan)
Groot detectiebereik (tientallen meters)
Geen doorschijnende materialen detecteren
Ivan Maesen
40
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger afzonderlijk (directe scan, thru scan)
Foto Siemens
Ivan Maesen
41
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger afzonderlijk – spiegeling
(specular)
Detecteren van spiegelende opbjecten
Ivan Maesen
42
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, met reflector
(Retroreflex - retroreflective)
Geen glimmende, spiegelende, doorzichtige voorwerpen
Detectieafstand : ca. 5 m
Ivan Maesen
43
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, met reflector
(Retroreflex - retroreflective)
Ivan Maesen
44
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, met reflector
(Retroreflex - retroreflective)
Foto Siemens
Ivan Maesen
45
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Foto’s Siemens
Ivan Maesen
46
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, met reflector
(Polarisatie - polarized)
Wel glimmende, spiegelende, doorzichtige voorwerpen
Detectieafstand : ca. 3 m
Ivan Maesen
47
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Gepolariseerd licht
Spiegelend voorwerp
Ivan Maesen
48
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, objectreflectie
(strooing – diffuse)
Voorwerpen met mat en ruw oppervlak kunnen gedetecteerd worden
Detectieafstand : enkele tientallen centimeters
Ivan Maesen
49
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, objectreflectie
(strooing – diffuse)
Foto Siemens
Ivan Maesen
50
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, objectreflectie focuspunt (convergent)
Preciesiedetectie, achtergrond geen invloed
Detectieafstand : enkele tientallen centimeters
Ivan Maesen
51
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger afzonderlijk, met glasvezels
Ivan Maesen
52
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, objectreflectie,
met glasvezels
Ivan Maesen
53
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Foto Siemens
Ivan Maesen
54
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Lichtgordijn
Multi beam safety senor
Ivan Maesen
55
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Nominale schakelafstand Sn
Afstand waarbij de sensor schakelt
• Genormalisseerd meetobject
• Nominale spanning
• Nominale temperatuur
Ivan Maesen
56
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Werkelijke schakelafstand
Rekening houden met:
• Werkelijke temperatuur
• Nabijheid andere sensoren
• Soort materiaal
• Afmetingen object
• Kleur (optische sensoren)
• …
Ivan Maesen
57
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Werkelijke schakelafstand
Correctiefactoren inductieve schakelaar
- staal
1
- CrNi
0,85
- Al
0,50
- Cu
0,45
- ….
Ivan Maesen
58
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Werkelijke schakelafstand
Correctiefactoren capacitieve schakelaar:
- Staal
1
- Al
0,95
- Cu
0,95
- H2O
0,64
- Plexiglas
0,20
-…
Ivan Maesen
59
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Schakelfrequentie
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.
Ivan Maesen
60
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Uitgangsbelasing
De stroom die de sensor kan schakelen,
uitgedrukt in mA.
Ivan Maesen
61
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Afgeschermde (shielded) en niet-afgeschermde
(unshielded) senoren
Ivan Maesen
62
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Niet-afgeschermde senoren
Kop niet afgeschermd, uit kunststof
Grotere detectieafstand
Inbouwen geeft problemen
Ivan Maesen
Foto Siemens
63
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Afgeschermde senoren
Volledig uit metaal (uitgezonderd detectievlak)
Kleinere detectieafstand
Ivan Maesen
64
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
65
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen inductieve sensoren
Ongevoelig voor trillingen
Geen contactdender
Geen onderhoud, geen slijtage
Kostprijs € 20 tot ca. € 50
Foto Siemens
Ivan Maesen
66
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen inductieve sensoren
Beperkingen
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.
Ivan Maesen
67
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
68
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
69
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen capacitieve sensoren
Beperkingen
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
Ivan Maesen
70
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
71
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen ultrasone sensoren
Beperkingen
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.
Ivan Maesen
72
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
73
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
74
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen optische sensoren
Beperkingen
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.
Ivan Maesen
75
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Rekening houden met:
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
76
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Draadkleur
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
77
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Driedraadse sensor PNP (capacitief)
Ivan Maesen
78
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Driedraadse sensor NPN (inductief)
Ivan Maesen
79
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Vierdraadse sensor PNP
Ivan Maesen
80
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Tweedraadse sensor DC (capacitief)
Ivan Maesen
81
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Tweedraadse NAMUR sensor DC (capacitief)
Ivan Maesen
82
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Tweedraadse sensor AC - NC (inductief)
Ivan Maesen
83
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Tweedraadse sensor AC - NO (inductief)
Ivan Maesen
84
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Vijfdraadse sensor AC (optisch)
Ivan Maesen
85
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Vijfdraadse sensor AC - NO (optisch)
Ivan Maesen
86
Sensoren – Testen van sensoren
Driedraadse sensoren
Als voorbeeld een sensor met PNP-uitgang
Het aansluitschema
Testen met V-meter – Je kunt uiteraard met de Vmeter ook over de belasting meten.
Ivan Maesen
87
Sensoren – Testen van sensoren
Tweedraadse
sensoren
Het aansluitschema
Testen met V-meter
Testen met A-meter
Ivan Maesen
88
Sensoren
Ivan Maesen
89
Slide 20
Installatiemethoden 6 ET
Foto Heidelberg
Ivan Maesen
1
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
2
Sensoren - Algemeen
Inductieve sensoren
Capacitieve sensoren
Optische sensoren
Magnetische sensoren
Ultrasone sensoren
Foto Turck
Ivan Maesen
3
Sensoren – Algemene werking
Ivan Maesen
4
Sensoren – Algemene werking
Ivan Maesen
5
Sensoren – Algemene werking
Ivan Maesen
6
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Foto Siemens
Ivan Maesen
7
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Detectie van blik
en deksel
Foto Siemens
Ivan Maesen
8
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Controle van afbreken van
boorkop
Foto Siemens
Ivan Maesen
9
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Positionering en controle
draaizin
Foto Siemens
Ivan Maesen
10
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Standdetectie van een
klep
Foto Siemens
Ivan Maesen
11
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
oscillator
gelijkrichtier
smitt-trigger
versterker
spoel
Ivan Maesen
12
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Warmteontwikkeling
Ivan Maesen
Amplitude
kleiner
13
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Foto Siemens
Ivan Maesen
14
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Detectie vulniveau in
silo
Foto Siemens
Ivan Maesen
15
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Detectie van vulling
van brik
Foto Siemens
Ivan Maesen
16
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Het sensorvlak vormt een condensator. De lucht is het
diëlektricum.
C
A
d
Ivan Maesen
17
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Een niet-metalen object in het detectieveld: de
diëlektrische constante van de middenstof verandert.
C verandert
Ivan Maesen
18
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
De capaciteit wordt bepaald door het diëlektricum en de
afstand d tussen te platen.
C
A
d
Ivan Maesen
19
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Bij een elektrische geleidend object verkleint de afstand
tussen de platen.
C verandert
Ivan Maesen
20
Sensoren – Werking van de optische sensor
Ivan Maesen
21
Sensoren – Werking van de optische sensor
impulsgenerator (modulator)
IR of laser-LED
lichtgevoelige transistor
synchronisatie, gelijkrichter (demodulator)
smitt-trigger
versterker
Ivan Maesen
22
Sensoren – Werking van de ultrasone sensor
Ivan Maesen
23
Sensoren
ultrasone sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Kwaliteitscontrole met
sonar
Foto Siemens
Ivan Maesen
24
Sensoren
ultrasone sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Hoogtemeting met sonar
Foto Siemens
Ivan Maesen
25
Sensoren
ultrasone sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Afstandsmeting met sonar
Foto Siemens
Ivan Maesen
26
Sensoren
ultrasone sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Controle op doorhangen
met sonar
Foto Siemens
Ivan Maesen
27
Sensoren
ultrasone sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Niveaumetingen
met sonar
Foto’s Siemens
Ivan Maesen
28
Sensoren – Werking van de ultrasone sensor
oscillator
gelijkrichtier
smitt-trigger
versterker
piëzo element (opwekken en verwerken geluidsgolven)
Ivan Maesen
29
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen volgens de vorm
Cilindrische sensoren
Balkvormige or rechthoekige sensoren
Ivan Maesen
30
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen vvolgens de vorm
Speciale vormen:
• vork of sleufsensoren,
• ringsensoren,
• …
Foto Turck
Ivan Maesen
31
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Materiaal van de behuizing (cilindrische sensoren)
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
32
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Maten van cilindrische sensoren
Schroefdraad: M 4, M6,5 M8, M12, M18, M30,
PG 36
Gladde uitvoering: Ø11, Ø20, Ø40
Maten van rechthoekige sensoren
Bouwvormen zie maatschetsen catalogie.
Foto Siemens
Ivan Maesen
33
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens aansluiting
• Sensoren met aansluitklemmen
• Aangegoten kabel zonder connector
• Aangegoten kabel met connector
• Sensoren met connnector
Ivan Maesen
34
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens de aansluiting
Aangegoten kabel
Sensoren met
aansluitklem
Ivan Maesen
35
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens aansluiting
Sensoren met connnector
Ivan Maesen
36
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens aansluiting
Sensoren met connector:
aansluitkabels
Ivan Maesen
37
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens aansluiting
Aansluitkabels en aansluitdozen voor sensoren
Foto Turck
Ivan Maesen
38
Sensoren – Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Foto Siemens
Ivan Maesen
39
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger afzonderlijk (directe scan, thru scan)
Groot detectiebereik (tientallen meters)
Geen doorschijnende materialen detecteren
Ivan Maesen
40
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger afzonderlijk (directe scan, thru scan)
Foto Siemens
Ivan Maesen
41
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger afzonderlijk – spiegeling
(specular)
Detecteren van spiegelende opbjecten
Ivan Maesen
42
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, met reflector
(Retroreflex - retroreflective)
Geen glimmende, spiegelende, doorzichtige voorwerpen
Detectieafstand : ca. 5 m
Ivan Maesen
43
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, met reflector
(Retroreflex - retroreflective)
Ivan Maesen
44
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, met reflector
(Retroreflex - retroreflective)
Foto Siemens
Ivan Maesen
45
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Foto’s Siemens
Ivan Maesen
46
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, met reflector
(Polarisatie - polarized)
Wel glimmende, spiegelende, doorzichtige voorwerpen
Detectieafstand : ca. 3 m
Ivan Maesen
47
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Gepolariseerd licht
Spiegelend voorwerp
Ivan Maesen
48
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, objectreflectie
(strooing – diffuse)
Voorwerpen met mat en ruw oppervlak kunnen gedetecteerd worden
Detectieafstand : enkele tientallen centimeters
Ivan Maesen
49
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, objectreflectie
(strooing – diffuse)
Foto Siemens
Ivan Maesen
50
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, objectreflectie focuspunt (convergent)
Preciesiedetectie, achtergrond geen invloed
Detectieafstand : enkele tientallen centimeters
Ivan Maesen
51
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger afzonderlijk, met glasvezels
Ivan Maesen
52
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, objectreflectie,
met glasvezels
Ivan Maesen
53
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Foto Siemens
Ivan Maesen
54
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Lichtgordijn
Multi beam safety senor
Ivan Maesen
55
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Nominale schakelafstand Sn
Afstand waarbij de sensor schakelt
• Genormalisseerd meetobject
• Nominale spanning
• Nominale temperatuur
Ivan Maesen
56
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Werkelijke schakelafstand
Rekening houden met:
• Werkelijke temperatuur
• Nabijheid andere sensoren
• Soort materiaal
• Afmetingen object
• Kleur (optische sensoren)
• …
Ivan Maesen
57
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Werkelijke schakelafstand
Correctiefactoren inductieve schakelaar
- staal
1
- CrNi
0,85
- Al
0,50
- Cu
0,45
- ….
Ivan Maesen
58
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Werkelijke schakelafstand
Correctiefactoren capacitieve schakelaar:
- Staal
1
- Al
0,95
- Cu
0,95
- H2O
0,64
- Plexiglas
0,20
-…
Ivan Maesen
59
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Schakelfrequentie
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.
Ivan Maesen
60
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Uitgangsbelasing
De stroom die de sensor kan schakelen,
uitgedrukt in mA.
Ivan Maesen
61
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Afgeschermde (shielded) en niet-afgeschermde
(unshielded) senoren
Ivan Maesen
62
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Niet-afgeschermde senoren
Kop niet afgeschermd, uit kunststof
Grotere detectieafstand
Inbouwen geeft problemen
Ivan Maesen
Foto Siemens
63
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Afgeschermde senoren
Volledig uit metaal (uitgezonderd detectievlak)
Kleinere detectieafstand
Ivan Maesen
64
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
65
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen inductieve sensoren
Ongevoelig voor trillingen
Geen contactdender
Geen onderhoud, geen slijtage
Kostprijs € 20 tot ca. € 50
Foto Siemens
Ivan Maesen
66
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen inductieve sensoren
Beperkingen
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.
Ivan Maesen
67
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
68
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
69
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen capacitieve sensoren
Beperkingen
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
Ivan Maesen
70
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
71
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen ultrasone sensoren
Beperkingen
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.
Ivan Maesen
72
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
73
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
74
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen optische sensoren
Beperkingen
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.
Ivan Maesen
75
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Rekening houden met:
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
76
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Draadkleur
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
77
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Driedraadse sensor PNP (capacitief)
Ivan Maesen
78
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Driedraadse sensor NPN (inductief)
Ivan Maesen
79
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Vierdraadse sensor PNP
Ivan Maesen
80
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Tweedraadse sensor DC (capacitief)
Ivan Maesen
81
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Tweedraadse NAMUR sensor DC (capacitief)
Ivan Maesen
82
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Tweedraadse sensor AC - NC (inductief)
Ivan Maesen
83
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Tweedraadse sensor AC - NO (inductief)
Ivan Maesen
84
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Vijfdraadse sensor AC (optisch)
Ivan Maesen
85
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Vijfdraadse sensor AC - NO (optisch)
Ivan Maesen
86
Sensoren – Testen van sensoren
Driedraadse sensoren
Als voorbeeld een sensor met PNP-uitgang
Het aansluitschema
Testen met V-meter – Je kunt uiteraard met de Vmeter ook over de belasting meten.
Ivan Maesen
87
Sensoren – Testen van sensoren
Tweedraadse
sensoren
Het aansluitschema
Testen met V-meter
Testen met A-meter
Ivan Maesen
88
Sensoren
Ivan Maesen
89
Slide 21
Installatiemethoden 6 ET
Foto Heidelberg
Ivan Maesen
1
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
2
Sensoren - Algemeen
Inductieve sensoren
Capacitieve sensoren
Optische sensoren
Magnetische sensoren
Ultrasone sensoren
Foto Turck
Ivan Maesen
3
Sensoren – Algemene werking
Ivan Maesen
4
Sensoren – Algemene werking
Ivan Maesen
5
Sensoren – Algemene werking
Ivan Maesen
6
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Foto Siemens
Ivan Maesen
7
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Detectie van blik
en deksel
Foto Siemens
Ivan Maesen
8
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Controle van afbreken van
boorkop
Foto Siemens
Ivan Maesen
9
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Positionering en controle
draaizin
Foto Siemens
Ivan Maesen
10
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Standdetectie van een
klep
Foto Siemens
Ivan Maesen
11
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
oscillator
gelijkrichtier
smitt-trigger
versterker
spoel
Ivan Maesen
12
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Warmteontwikkeling
Ivan Maesen
Amplitude
kleiner
13
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Foto Siemens
Ivan Maesen
14
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Detectie vulniveau in
silo
Foto Siemens
Ivan Maesen
15
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Detectie van vulling
van brik
Foto Siemens
Ivan Maesen
16
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Het sensorvlak vormt een condensator. De lucht is het
diëlektricum.
C
A
d
Ivan Maesen
17
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Een niet-metalen object in het detectieveld: de
diëlektrische constante van de middenstof verandert.
C verandert
Ivan Maesen
18
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
De capaciteit wordt bepaald door het diëlektricum en de
afstand d tussen te platen.
C
A
d
Ivan Maesen
19
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Bij een elektrische geleidend object verkleint de afstand
tussen de platen.
C verandert
Ivan Maesen
20
Sensoren – Werking van de optische sensor
Ivan Maesen
21
Sensoren – Werking van de optische sensor
impulsgenerator (modulator)
IR of laser-LED
lichtgevoelige transistor
synchronisatie, gelijkrichter (demodulator)
smitt-trigger
versterker
Ivan Maesen
22
Sensoren – Werking van de ultrasone sensor
Ivan Maesen
23
Sensoren
ultrasone sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Kwaliteitscontrole met
sonar
Foto Siemens
Ivan Maesen
24
Sensoren
ultrasone sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Hoogtemeting met sonar
Foto Siemens
Ivan Maesen
25
Sensoren
ultrasone sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Afstandsmeting met sonar
Foto Siemens
Ivan Maesen
26
Sensoren
ultrasone sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Controle op doorhangen
met sonar
Foto Siemens
Ivan Maesen
27
Sensoren
ultrasone sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Niveaumetingen
met sonar
Foto’s Siemens
Ivan Maesen
28
Sensoren – Werking van de ultrasone sensor
oscillator
gelijkrichtier
smitt-trigger
versterker
piëzo element (opwekken en verwerken geluidsgolven)
Ivan Maesen
29
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen volgens de vorm
Cilindrische sensoren
Balkvormige or rechthoekige sensoren
Ivan Maesen
30
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen vvolgens de vorm
Speciale vormen:
• vork of sleufsensoren,
• ringsensoren,
• …
Foto Turck
Ivan Maesen
31
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Materiaal van de behuizing (cilindrische sensoren)
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
32
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Maten van cilindrische sensoren
Schroefdraad: M 4, M6,5 M8, M12, M18, M30,
PG 36
Gladde uitvoering: Ø11, Ø20, Ø40
Maten van rechthoekige sensoren
Bouwvormen zie maatschetsen catalogie.
Foto Siemens
Ivan Maesen
33
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens aansluiting
• Sensoren met aansluitklemmen
• Aangegoten kabel zonder connector
• Aangegoten kabel met connector
• Sensoren met connnector
Ivan Maesen
34
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens de aansluiting
Aangegoten kabel
Sensoren met
aansluitklem
Ivan Maesen
35
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens aansluiting
Sensoren met connnector
Ivan Maesen
36
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens aansluiting
Sensoren met connector:
aansluitkabels
Ivan Maesen
37
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens aansluiting
Aansluitkabels en aansluitdozen voor sensoren
Foto Turck
Ivan Maesen
38
Sensoren – Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Foto Siemens
Ivan Maesen
39
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger afzonderlijk (directe scan, thru scan)
Groot detectiebereik (tientallen meters)
Geen doorschijnende materialen detecteren
Ivan Maesen
40
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger afzonderlijk (directe scan, thru scan)
Foto Siemens
Ivan Maesen
41
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger afzonderlijk – spiegeling
(specular)
Detecteren van spiegelende opbjecten
Ivan Maesen
42
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, met reflector
(Retroreflex - retroreflective)
Geen glimmende, spiegelende, doorzichtige voorwerpen
Detectieafstand : ca. 5 m
Ivan Maesen
43
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, met reflector
(Retroreflex - retroreflective)
Ivan Maesen
44
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, met reflector
(Retroreflex - retroreflective)
Foto Siemens
Ivan Maesen
45
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Foto’s Siemens
Ivan Maesen
46
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, met reflector
(Polarisatie - polarized)
Wel glimmende, spiegelende, doorzichtige voorwerpen
Detectieafstand : ca. 3 m
Ivan Maesen
47
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Gepolariseerd licht
Spiegelend voorwerp
Ivan Maesen
48
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, objectreflectie
(strooing – diffuse)
Voorwerpen met mat en ruw oppervlak kunnen gedetecteerd worden
Detectieafstand : enkele tientallen centimeters
Ivan Maesen
49
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, objectreflectie
(strooing – diffuse)
Foto Siemens
Ivan Maesen
50
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, objectreflectie focuspunt (convergent)
Preciesiedetectie, achtergrond geen invloed
Detectieafstand : enkele tientallen centimeters
Ivan Maesen
51
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger afzonderlijk, met glasvezels
Ivan Maesen
52
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, objectreflectie,
met glasvezels
Ivan Maesen
53
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Foto Siemens
Ivan Maesen
54
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Lichtgordijn
Multi beam safety senor
Ivan Maesen
55
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Nominale schakelafstand Sn
Afstand waarbij de sensor schakelt
• Genormalisseerd meetobject
• Nominale spanning
• Nominale temperatuur
Ivan Maesen
56
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Werkelijke schakelafstand
Rekening houden met:
• Werkelijke temperatuur
• Nabijheid andere sensoren
• Soort materiaal
• Afmetingen object
• Kleur (optische sensoren)
• …
Ivan Maesen
57
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Werkelijke schakelafstand
Correctiefactoren inductieve schakelaar
- staal
1
- CrNi
0,85
- Al
0,50
- Cu
0,45
- ….
Ivan Maesen
58
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Werkelijke schakelafstand
Correctiefactoren capacitieve schakelaar:
- Staal
1
- Al
0,95
- Cu
0,95
- H2O
0,64
- Plexiglas
0,20
-…
Ivan Maesen
59
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Schakelfrequentie
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.
Ivan Maesen
60
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Uitgangsbelasing
De stroom die de sensor kan schakelen,
uitgedrukt in mA.
Ivan Maesen
61
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Afgeschermde (shielded) en niet-afgeschermde
(unshielded) senoren
Ivan Maesen
62
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Niet-afgeschermde senoren
Kop niet afgeschermd, uit kunststof
Grotere detectieafstand
Inbouwen geeft problemen
Ivan Maesen
Foto Siemens
63
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Afgeschermde senoren
Volledig uit metaal (uitgezonderd detectievlak)
Kleinere detectieafstand
Ivan Maesen
64
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
65
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen inductieve sensoren
Ongevoelig voor trillingen
Geen contactdender
Geen onderhoud, geen slijtage
Kostprijs € 20 tot ca. € 50
Foto Siemens
Ivan Maesen
66
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen inductieve sensoren
Beperkingen
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.
Ivan Maesen
67
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
68
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
69
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen capacitieve sensoren
Beperkingen
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
Ivan Maesen
70
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
71
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen ultrasone sensoren
Beperkingen
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.
Ivan Maesen
72
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
73
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
74
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen optische sensoren
Beperkingen
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.
Ivan Maesen
75
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Rekening houden met:
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
76
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Draadkleur
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
77
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Driedraadse sensor PNP (capacitief)
Ivan Maesen
78
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Driedraadse sensor NPN (inductief)
Ivan Maesen
79
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Vierdraadse sensor PNP
Ivan Maesen
80
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Tweedraadse sensor DC (capacitief)
Ivan Maesen
81
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Tweedraadse NAMUR sensor DC (capacitief)
Ivan Maesen
82
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Tweedraadse sensor AC - NC (inductief)
Ivan Maesen
83
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Tweedraadse sensor AC - NO (inductief)
Ivan Maesen
84
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Vijfdraadse sensor AC (optisch)
Ivan Maesen
85
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Vijfdraadse sensor AC - NO (optisch)
Ivan Maesen
86
Sensoren – Testen van sensoren
Driedraadse sensoren
Als voorbeeld een sensor met PNP-uitgang
Het aansluitschema
Testen met V-meter – Je kunt uiteraard met de Vmeter ook over de belasting meten.
Ivan Maesen
87
Sensoren – Testen van sensoren
Tweedraadse
sensoren
Het aansluitschema
Testen met V-meter
Testen met A-meter
Ivan Maesen
88
Sensoren
Ivan Maesen
89
Slide 22
Installatiemethoden 6 ET
Foto Heidelberg
Ivan Maesen
1
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
2
Sensoren - Algemeen
Inductieve sensoren
Capacitieve sensoren
Optische sensoren
Magnetische sensoren
Ultrasone sensoren
Foto Turck
Ivan Maesen
3
Sensoren – Algemene werking
Ivan Maesen
4
Sensoren – Algemene werking
Ivan Maesen
5
Sensoren – Algemene werking
Ivan Maesen
6
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Foto Siemens
Ivan Maesen
7
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Detectie van blik
en deksel
Foto Siemens
Ivan Maesen
8
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Controle van afbreken van
boorkop
Foto Siemens
Ivan Maesen
9
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Positionering en controle
draaizin
Foto Siemens
Ivan Maesen
10
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Standdetectie van een
klep
Foto Siemens
Ivan Maesen
11
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
oscillator
gelijkrichtier
smitt-trigger
versterker
spoel
Ivan Maesen
12
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Warmteontwikkeling
Ivan Maesen
Amplitude
kleiner
13
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Foto Siemens
Ivan Maesen
14
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Detectie vulniveau in
silo
Foto Siemens
Ivan Maesen
15
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Detectie van vulling
van brik
Foto Siemens
Ivan Maesen
16
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Het sensorvlak vormt een condensator. De lucht is het
diëlektricum.
C
A
d
Ivan Maesen
17
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Een niet-metalen object in het detectieveld: de
diëlektrische constante van de middenstof verandert.
C verandert
Ivan Maesen
18
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
De capaciteit wordt bepaald door het diëlektricum en de
afstand d tussen te platen.
C
A
d
Ivan Maesen
19
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Bij een elektrische geleidend object verkleint de afstand
tussen de platen.
C verandert
Ivan Maesen
20
Sensoren – Werking van de optische sensor
Ivan Maesen
21
Sensoren – Werking van de optische sensor
impulsgenerator (modulator)
IR of laser-LED
lichtgevoelige transistor
synchronisatie, gelijkrichter (demodulator)
smitt-trigger
versterker
Ivan Maesen
22
Sensoren – Werking van de ultrasone sensor
Ivan Maesen
23
Sensoren
ultrasone sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Kwaliteitscontrole met
sonar
Foto Siemens
Ivan Maesen
24
Sensoren
ultrasone sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Hoogtemeting met sonar
Foto Siemens
Ivan Maesen
25
Sensoren
ultrasone sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Afstandsmeting met sonar
Foto Siemens
Ivan Maesen
26
Sensoren
ultrasone sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Controle op doorhangen
met sonar
Foto Siemens
Ivan Maesen
27
Sensoren
ultrasone sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Niveaumetingen
met sonar
Foto’s Siemens
Ivan Maesen
28
Sensoren – Werking van de ultrasone sensor
oscillator
gelijkrichtier
smitt-trigger
versterker
piëzo element (opwekken en verwerken geluidsgolven)
Ivan Maesen
29
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen volgens de vorm
Cilindrische sensoren
Balkvormige or rechthoekige sensoren
Ivan Maesen
30
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen vvolgens de vorm
Speciale vormen:
• vork of sleufsensoren,
• ringsensoren,
• …
Foto Turck
Ivan Maesen
31
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Materiaal van de behuizing (cilindrische sensoren)
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
32
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Maten van cilindrische sensoren
Schroefdraad: M 4, M6,5 M8, M12, M18, M30,
PG 36
Gladde uitvoering: Ø11, Ø20, Ø40
Maten van rechthoekige sensoren
Bouwvormen zie maatschetsen catalogie.
Foto Siemens
Ivan Maesen
33
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens aansluiting
• Sensoren met aansluitklemmen
• Aangegoten kabel zonder connector
• Aangegoten kabel met connector
• Sensoren met connnector
Ivan Maesen
34
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens de aansluiting
Aangegoten kabel
Sensoren met
aansluitklem
Ivan Maesen
35
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens aansluiting
Sensoren met connnector
Ivan Maesen
36
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens aansluiting
Sensoren met connector:
aansluitkabels
Ivan Maesen
37
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens aansluiting
Aansluitkabels en aansluitdozen voor sensoren
Foto Turck
Ivan Maesen
38
Sensoren – Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Foto Siemens
Ivan Maesen
39
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger afzonderlijk (directe scan, thru scan)
Groot detectiebereik (tientallen meters)
Geen doorschijnende materialen detecteren
Ivan Maesen
40
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger afzonderlijk (directe scan, thru scan)
Foto Siemens
Ivan Maesen
41
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger afzonderlijk – spiegeling
(specular)
Detecteren van spiegelende opbjecten
Ivan Maesen
42
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, met reflector
(Retroreflex - retroreflective)
Geen glimmende, spiegelende, doorzichtige voorwerpen
Detectieafstand : ca. 5 m
Ivan Maesen
43
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, met reflector
(Retroreflex - retroreflective)
Ivan Maesen
44
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, met reflector
(Retroreflex - retroreflective)
Foto Siemens
Ivan Maesen
45
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Foto’s Siemens
Ivan Maesen
46
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, met reflector
(Polarisatie - polarized)
Wel glimmende, spiegelende, doorzichtige voorwerpen
Detectieafstand : ca. 3 m
Ivan Maesen
47
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Gepolariseerd licht
Spiegelend voorwerp
Ivan Maesen
48
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, objectreflectie
(strooing – diffuse)
Voorwerpen met mat en ruw oppervlak kunnen gedetecteerd worden
Detectieafstand : enkele tientallen centimeters
Ivan Maesen
49
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, objectreflectie
(strooing – diffuse)
Foto Siemens
Ivan Maesen
50
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, objectreflectie focuspunt (convergent)
Preciesiedetectie, achtergrond geen invloed
Detectieafstand : enkele tientallen centimeters
Ivan Maesen
51
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger afzonderlijk, met glasvezels
Ivan Maesen
52
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, objectreflectie,
met glasvezels
Ivan Maesen
53
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Foto Siemens
Ivan Maesen
54
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Lichtgordijn
Multi beam safety senor
Ivan Maesen
55
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Nominale schakelafstand Sn
Afstand waarbij de sensor schakelt
• Genormalisseerd meetobject
• Nominale spanning
• Nominale temperatuur
Ivan Maesen
56
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Werkelijke schakelafstand
Rekening houden met:
• Werkelijke temperatuur
• Nabijheid andere sensoren
• Soort materiaal
• Afmetingen object
• Kleur (optische sensoren)
• …
Ivan Maesen
57
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Werkelijke schakelafstand
Correctiefactoren inductieve schakelaar
- staal
1
- CrNi
0,85
- Al
0,50
- Cu
0,45
- ….
Ivan Maesen
58
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Werkelijke schakelafstand
Correctiefactoren capacitieve schakelaar:
- Staal
1
- Al
0,95
- Cu
0,95
- H2O
0,64
- Plexiglas
0,20
-…
Ivan Maesen
59
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Schakelfrequentie
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.
Ivan Maesen
60
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Uitgangsbelasing
De stroom die de sensor kan schakelen,
uitgedrukt in mA.
Ivan Maesen
61
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Afgeschermde (shielded) en niet-afgeschermde
(unshielded) senoren
Ivan Maesen
62
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Niet-afgeschermde senoren
Kop niet afgeschermd, uit kunststof
Grotere detectieafstand
Inbouwen geeft problemen
Ivan Maesen
Foto Siemens
63
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Afgeschermde senoren
Volledig uit metaal (uitgezonderd detectievlak)
Kleinere detectieafstand
Ivan Maesen
64
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
65
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen inductieve sensoren
Ongevoelig voor trillingen
Geen contactdender
Geen onderhoud, geen slijtage
Kostprijs € 20 tot ca. € 50
Foto Siemens
Ivan Maesen
66
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen inductieve sensoren
Beperkingen
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.
Ivan Maesen
67
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
68
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
69
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen capacitieve sensoren
Beperkingen
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
Ivan Maesen
70
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
71
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen ultrasone sensoren
Beperkingen
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.
Ivan Maesen
72
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
73
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
74
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen optische sensoren
Beperkingen
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.
Ivan Maesen
75
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Rekening houden met:
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
76
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Draadkleur
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
77
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Driedraadse sensor PNP (capacitief)
Ivan Maesen
78
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Driedraadse sensor NPN (inductief)
Ivan Maesen
79
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Vierdraadse sensor PNP
Ivan Maesen
80
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Tweedraadse sensor DC (capacitief)
Ivan Maesen
81
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Tweedraadse NAMUR sensor DC (capacitief)
Ivan Maesen
82
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Tweedraadse sensor AC - NC (inductief)
Ivan Maesen
83
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Tweedraadse sensor AC - NO (inductief)
Ivan Maesen
84
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Vijfdraadse sensor AC (optisch)
Ivan Maesen
85
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Vijfdraadse sensor AC - NO (optisch)
Ivan Maesen
86
Sensoren – Testen van sensoren
Driedraadse sensoren
Als voorbeeld een sensor met PNP-uitgang
Het aansluitschema
Testen met V-meter – Je kunt uiteraard met de Vmeter ook over de belasting meten.
Ivan Maesen
87
Sensoren – Testen van sensoren
Tweedraadse
sensoren
Het aansluitschema
Testen met V-meter
Testen met A-meter
Ivan Maesen
88
Sensoren
Ivan Maesen
89
Slide 23
Installatiemethoden 6 ET
Foto Heidelberg
Ivan Maesen
1
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
2
Sensoren - Algemeen
Inductieve sensoren
Capacitieve sensoren
Optische sensoren
Magnetische sensoren
Ultrasone sensoren
Foto Turck
Ivan Maesen
3
Sensoren – Algemene werking
Ivan Maesen
4
Sensoren – Algemene werking
Ivan Maesen
5
Sensoren – Algemene werking
Ivan Maesen
6
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Foto Siemens
Ivan Maesen
7
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Detectie van blik
en deksel
Foto Siemens
Ivan Maesen
8
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Controle van afbreken van
boorkop
Foto Siemens
Ivan Maesen
9
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Positionering en controle
draaizin
Foto Siemens
Ivan Maesen
10
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Standdetectie van een
klep
Foto Siemens
Ivan Maesen
11
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
oscillator
gelijkrichtier
smitt-trigger
versterker
spoel
Ivan Maesen
12
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Warmteontwikkeling
Ivan Maesen
Amplitude
kleiner
13
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Foto Siemens
Ivan Maesen
14
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Detectie vulniveau in
silo
Foto Siemens
Ivan Maesen
15
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Detectie van vulling
van brik
Foto Siemens
Ivan Maesen
16
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Het sensorvlak vormt een condensator. De lucht is het
diëlektricum.
C
A
d
Ivan Maesen
17
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Een niet-metalen object in het detectieveld: de
diëlektrische constante van de middenstof verandert.
C verandert
Ivan Maesen
18
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
De capaciteit wordt bepaald door het diëlektricum en de
afstand d tussen te platen.
C
A
d
Ivan Maesen
19
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Bij een elektrische geleidend object verkleint de afstand
tussen de platen.
C verandert
Ivan Maesen
20
Sensoren – Werking van de optische sensor
Ivan Maesen
21
Sensoren – Werking van de optische sensor
impulsgenerator (modulator)
IR of laser-LED
lichtgevoelige transistor
synchronisatie, gelijkrichter (demodulator)
smitt-trigger
versterker
Ivan Maesen
22
Sensoren – Werking van de ultrasone sensor
Ivan Maesen
23
Sensoren
ultrasone sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Kwaliteitscontrole met
sonar
Foto Siemens
Ivan Maesen
24
Sensoren
ultrasone sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Hoogtemeting met sonar
Foto Siemens
Ivan Maesen
25
Sensoren
ultrasone sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Afstandsmeting met sonar
Foto Siemens
Ivan Maesen
26
Sensoren
ultrasone sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Controle op doorhangen
met sonar
Foto Siemens
Ivan Maesen
27
Sensoren
ultrasone sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Niveaumetingen
met sonar
Foto’s Siemens
Ivan Maesen
28
Sensoren – Werking van de ultrasone sensor
oscillator
gelijkrichtier
smitt-trigger
versterker
piëzo element (opwekken en verwerken geluidsgolven)
Ivan Maesen
29
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen volgens de vorm
Cilindrische sensoren
Balkvormige or rechthoekige sensoren
Ivan Maesen
30
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen vvolgens de vorm
Speciale vormen:
• vork of sleufsensoren,
• ringsensoren,
• …
Foto Turck
Ivan Maesen
31
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Materiaal van de behuizing (cilindrische sensoren)
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
32
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Maten van cilindrische sensoren
Schroefdraad: M 4, M6,5 M8, M12, M18, M30,
PG 36
Gladde uitvoering: Ø11, Ø20, Ø40
Maten van rechthoekige sensoren
Bouwvormen zie maatschetsen catalogie.
Foto Siemens
Ivan Maesen
33
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens aansluiting
• Sensoren met aansluitklemmen
• Aangegoten kabel zonder connector
• Aangegoten kabel met connector
• Sensoren met connnector
Ivan Maesen
34
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens de aansluiting
Aangegoten kabel
Sensoren met
aansluitklem
Ivan Maesen
35
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens aansluiting
Sensoren met connnector
Ivan Maesen
36
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens aansluiting
Sensoren met connector:
aansluitkabels
Ivan Maesen
37
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens aansluiting
Aansluitkabels en aansluitdozen voor sensoren
Foto Turck
Ivan Maesen
38
Sensoren – Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Foto Siemens
Ivan Maesen
39
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger afzonderlijk (directe scan, thru scan)
Groot detectiebereik (tientallen meters)
Geen doorschijnende materialen detecteren
Ivan Maesen
40
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger afzonderlijk (directe scan, thru scan)
Foto Siemens
Ivan Maesen
41
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger afzonderlijk – spiegeling
(specular)
Detecteren van spiegelende opbjecten
Ivan Maesen
42
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, met reflector
(Retroreflex - retroreflective)
Geen glimmende, spiegelende, doorzichtige voorwerpen
Detectieafstand : ca. 5 m
Ivan Maesen
43
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, met reflector
(Retroreflex - retroreflective)
Ivan Maesen
44
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, met reflector
(Retroreflex - retroreflective)
Foto Siemens
Ivan Maesen
45
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Foto’s Siemens
Ivan Maesen
46
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, met reflector
(Polarisatie - polarized)
Wel glimmende, spiegelende, doorzichtige voorwerpen
Detectieafstand : ca. 3 m
Ivan Maesen
47
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Gepolariseerd licht
Spiegelend voorwerp
Ivan Maesen
48
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, objectreflectie
(strooing – diffuse)
Voorwerpen met mat en ruw oppervlak kunnen gedetecteerd worden
Detectieafstand : enkele tientallen centimeters
Ivan Maesen
49
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, objectreflectie
(strooing – diffuse)
Foto Siemens
Ivan Maesen
50
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, objectreflectie focuspunt (convergent)
Preciesiedetectie, achtergrond geen invloed
Detectieafstand : enkele tientallen centimeters
Ivan Maesen
51
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger afzonderlijk, met glasvezels
Ivan Maesen
52
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, objectreflectie,
met glasvezels
Ivan Maesen
53
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Foto Siemens
Ivan Maesen
54
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Lichtgordijn
Multi beam safety senor
Ivan Maesen
55
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Nominale schakelafstand Sn
Afstand waarbij de sensor schakelt
• Genormalisseerd meetobject
• Nominale spanning
• Nominale temperatuur
Ivan Maesen
56
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Werkelijke schakelafstand
Rekening houden met:
• Werkelijke temperatuur
• Nabijheid andere sensoren
• Soort materiaal
• Afmetingen object
• Kleur (optische sensoren)
• …
Ivan Maesen
57
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Werkelijke schakelafstand
Correctiefactoren inductieve schakelaar
- staal
1
- CrNi
0,85
- Al
0,50
- Cu
0,45
- ….
Ivan Maesen
58
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Werkelijke schakelafstand
Correctiefactoren capacitieve schakelaar:
- Staal
1
- Al
0,95
- Cu
0,95
- H2O
0,64
- Plexiglas
0,20
-…
Ivan Maesen
59
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Schakelfrequentie
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.
Ivan Maesen
60
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Uitgangsbelasing
De stroom die de sensor kan schakelen,
uitgedrukt in mA.
Ivan Maesen
61
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Afgeschermde (shielded) en niet-afgeschermde
(unshielded) senoren
Ivan Maesen
62
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Niet-afgeschermde senoren
Kop niet afgeschermd, uit kunststof
Grotere detectieafstand
Inbouwen geeft problemen
Ivan Maesen
Foto Siemens
63
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Afgeschermde senoren
Volledig uit metaal (uitgezonderd detectievlak)
Kleinere detectieafstand
Ivan Maesen
64
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
65
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen inductieve sensoren
Ongevoelig voor trillingen
Geen contactdender
Geen onderhoud, geen slijtage
Kostprijs € 20 tot ca. € 50
Foto Siemens
Ivan Maesen
66
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen inductieve sensoren
Beperkingen
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.
Ivan Maesen
67
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
68
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
69
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen capacitieve sensoren
Beperkingen
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
Ivan Maesen
70
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
71
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen ultrasone sensoren
Beperkingen
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.
Ivan Maesen
72
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
73
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
74
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen optische sensoren
Beperkingen
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.
Ivan Maesen
75
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Rekening houden met:
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
76
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Draadkleur
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
77
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Driedraadse sensor PNP (capacitief)
Ivan Maesen
78
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Driedraadse sensor NPN (inductief)
Ivan Maesen
79
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Vierdraadse sensor PNP
Ivan Maesen
80
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Tweedraadse sensor DC (capacitief)
Ivan Maesen
81
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Tweedraadse NAMUR sensor DC (capacitief)
Ivan Maesen
82
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Tweedraadse sensor AC - NC (inductief)
Ivan Maesen
83
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Tweedraadse sensor AC - NO (inductief)
Ivan Maesen
84
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Vijfdraadse sensor AC (optisch)
Ivan Maesen
85
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Vijfdraadse sensor AC - NO (optisch)
Ivan Maesen
86
Sensoren – Testen van sensoren
Driedraadse sensoren
Als voorbeeld een sensor met PNP-uitgang
Het aansluitschema
Testen met V-meter – Je kunt uiteraard met de Vmeter ook over de belasting meten.
Ivan Maesen
87
Sensoren – Testen van sensoren
Tweedraadse
sensoren
Het aansluitschema
Testen met V-meter
Testen met A-meter
Ivan Maesen
88
Sensoren
Ivan Maesen
89
Slide 24
Installatiemethoden 6 ET
Foto Heidelberg
Ivan Maesen
1
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
2
Sensoren - Algemeen
Inductieve sensoren
Capacitieve sensoren
Optische sensoren
Magnetische sensoren
Ultrasone sensoren
Foto Turck
Ivan Maesen
3
Sensoren – Algemene werking
Ivan Maesen
4
Sensoren – Algemene werking
Ivan Maesen
5
Sensoren – Algemene werking
Ivan Maesen
6
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Foto Siemens
Ivan Maesen
7
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Detectie van blik
en deksel
Foto Siemens
Ivan Maesen
8
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Controle van afbreken van
boorkop
Foto Siemens
Ivan Maesen
9
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Positionering en controle
draaizin
Foto Siemens
Ivan Maesen
10
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Standdetectie van een
klep
Foto Siemens
Ivan Maesen
11
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
oscillator
gelijkrichtier
smitt-trigger
versterker
spoel
Ivan Maesen
12
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Warmteontwikkeling
Ivan Maesen
Amplitude
kleiner
13
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Foto Siemens
Ivan Maesen
14
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Detectie vulniveau in
silo
Foto Siemens
Ivan Maesen
15
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Detectie van vulling
van brik
Foto Siemens
Ivan Maesen
16
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Het sensorvlak vormt een condensator. De lucht is het
diëlektricum.
C
A
d
Ivan Maesen
17
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Een niet-metalen object in het detectieveld: de
diëlektrische constante van de middenstof verandert.
C verandert
Ivan Maesen
18
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
De capaciteit wordt bepaald door het diëlektricum en de
afstand d tussen te platen.
C
A
d
Ivan Maesen
19
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Bij een elektrische geleidend object verkleint de afstand
tussen de platen.
C verandert
Ivan Maesen
20
Sensoren – Werking van de optische sensor
Ivan Maesen
21
Sensoren – Werking van de optische sensor
impulsgenerator (modulator)
IR of laser-LED
lichtgevoelige transistor
synchronisatie, gelijkrichter (demodulator)
smitt-trigger
versterker
Ivan Maesen
22
Sensoren – Werking van de ultrasone sensor
Ivan Maesen
23
Sensoren
ultrasone sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Kwaliteitscontrole met
sonar
Foto Siemens
Ivan Maesen
24
Sensoren
ultrasone sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Hoogtemeting met sonar
Foto Siemens
Ivan Maesen
25
Sensoren
ultrasone sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Afstandsmeting met sonar
Foto Siemens
Ivan Maesen
26
Sensoren
ultrasone sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Controle op doorhangen
met sonar
Foto Siemens
Ivan Maesen
27
Sensoren
ultrasone sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Niveaumetingen
met sonar
Foto’s Siemens
Ivan Maesen
28
Sensoren – Werking van de ultrasone sensor
oscillator
gelijkrichtier
smitt-trigger
versterker
piëzo element (opwekken en verwerken geluidsgolven)
Ivan Maesen
29
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen volgens de vorm
Cilindrische sensoren
Balkvormige or rechthoekige sensoren
Ivan Maesen
30
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen vvolgens de vorm
Speciale vormen:
• vork of sleufsensoren,
• ringsensoren,
• …
Foto Turck
Ivan Maesen
31
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Materiaal van de behuizing (cilindrische sensoren)
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
32
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Maten van cilindrische sensoren
Schroefdraad: M 4, M6,5 M8, M12, M18, M30,
PG 36
Gladde uitvoering: Ø11, Ø20, Ø40
Maten van rechthoekige sensoren
Bouwvormen zie maatschetsen catalogie.
Foto Siemens
Ivan Maesen
33
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens aansluiting
• Sensoren met aansluitklemmen
• Aangegoten kabel zonder connector
• Aangegoten kabel met connector
• Sensoren met connnector
Ivan Maesen
34
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens de aansluiting
Aangegoten kabel
Sensoren met
aansluitklem
Ivan Maesen
35
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens aansluiting
Sensoren met connnector
Ivan Maesen
36
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens aansluiting
Sensoren met connector:
aansluitkabels
Ivan Maesen
37
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens aansluiting
Aansluitkabels en aansluitdozen voor sensoren
Foto Turck
Ivan Maesen
38
Sensoren – Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Foto Siemens
Ivan Maesen
39
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger afzonderlijk (directe scan, thru scan)
Groot detectiebereik (tientallen meters)
Geen doorschijnende materialen detecteren
Ivan Maesen
40
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger afzonderlijk (directe scan, thru scan)
Foto Siemens
Ivan Maesen
41
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger afzonderlijk – spiegeling
(specular)
Detecteren van spiegelende opbjecten
Ivan Maesen
42
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, met reflector
(Retroreflex - retroreflective)
Geen glimmende, spiegelende, doorzichtige voorwerpen
Detectieafstand : ca. 5 m
Ivan Maesen
43
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, met reflector
(Retroreflex - retroreflective)
Ivan Maesen
44
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, met reflector
(Retroreflex - retroreflective)
Foto Siemens
Ivan Maesen
45
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Foto’s Siemens
Ivan Maesen
46
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, met reflector
(Polarisatie - polarized)
Wel glimmende, spiegelende, doorzichtige voorwerpen
Detectieafstand : ca. 3 m
Ivan Maesen
47
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Gepolariseerd licht
Spiegelend voorwerp
Ivan Maesen
48
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, objectreflectie
(strooing – diffuse)
Voorwerpen met mat en ruw oppervlak kunnen gedetecteerd worden
Detectieafstand : enkele tientallen centimeters
Ivan Maesen
49
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, objectreflectie
(strooing – diffuse)
Foto Siemens
Ivan Maesen
50
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, objectreflectie focuspunt (convergent)
Preciesiedetectie, achtergrond geen invloed
Detectieafstand : enkele tientallen centimeters
Ivan Maesen
51
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger afzonderlijk, met glasvezels
Ivan Maesen
52
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, objectreflectie,
met glasvezels
Ivan Maesen
53
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Foto Siemens
Ivan Maesen
54
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Lichtgordijn
Multi beam safety senor
Ivan Maesen
55
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Nominale schakelafstand Sn
Afstand waarbij de sensor schakelt
• Genormalisseerd meetobject
• Nominale spanning
• Nominale temperatuur
Ivan Maesen
56
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Werkelijke schakelafstand
Rekening houden met:
• Werkelijke temperatuur
• Nabijheid andere sensoren
• Soort materiaal
• Afmetingen object
• Kleur (optische sensoren)
• …
Ivan Maesen
57
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Werkelijke schakelafstand
Correctiefactoren inductieve schakelaar
- staal
1
- CrNi
0,85
- Al
0,50
- Cu
0,45
- ….
Ivan Maesen
58
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Werkelijke schakelafstand
Correctiefactoren capacitieve schakelaar:
- Staal
1
- Al
0,95
- Cu
0,95
- H2O
0,64
- Plexiglas
0,20
-…
Ivan Maesen
59
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Schakelfrequentie
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.
Ivan Maesen
60
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Uitgangsbelasing
De stroom die de sensor kan schakelen,
uitgedrukt in mA.
Ivan Maesen
61
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Afgeschermde (shielded) en niet-afgeschermde
(unshielded) senoren
Ivan Maesen
62
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Niet-afgeschermde senoren
Kop niet afgeschermd, uit kunststof
Grotere detectieafstand
Inbouwen geeft problemen
Ivan Maesen
Foto Siemens
63
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Afgeschermde senoren
Volledig uit metaal (uitgezonderd detectievlak)
Kleinere detectieafstand
Ivan Maesen
64
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
65
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen inductieve sensoren
Ongevoelig voor trillingen
Geen contactdender
Geen onderhoud, geen slijtage
Kostprijs € 20 tot ca. € 50
Foto Siemens
Ivan Maesen
66
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen inductieve sensoren
Beperkingen
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.
Ivan Maesen
67
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
68
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
69
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen capacitieve sensoren
Beperkingen
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
Ivan Maesen
70
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
71
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen ultrasone sensoren
Beperkingen
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.
Ivan Maesen
72
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
73
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
74
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen optische sensoren
Beperkingen
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.
Ivan Maesen
75
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Rekening houden met:
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
76
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Draadkleur
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
77
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Driedraadse sensor PNP (capacitief)
Ivan Maesen
78
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Driedraadse sensor NPN (inductief)
Ivan Maesen
79
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Vierdraadse sensor PNP
Ivan Maesen
80
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Tweedraadse sensor DC (capacitief)
Ivan Maesen
81
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Tweedraadse NAMUR sensor DC (capacitief)
Ivan Maesen
82
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Tweedraadse sensor AC - NC (inductief)
Ivan Maesen
83
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Tweedraadse sensor AC - NO (inductief)
Ivan Maesen
84
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Vijfdraadse sensor AC (optisch)
Ivan Maesen
85
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Vijfdraadse sensor AC - NO (optisch)
Ivan Maesen
86
Sensoren – Testen van sensoren
Driedraadse sensoren
Als voorbeeld een sensor met PNP-uitgang
Het aansluitschema
Testen met V-meter – Je kunt uiteraard met de Vmeter ook over de belasting meten.
Ivan Maesen
87
Sensoren – Testen van sensoren
Tweedraadse
sensoren
Het aansluitschema
Testen met V-meter
Testen met A-meter
Ivan Maesen
88
Sensoren
Ivan Maesen
89
Slide 25
Installatiemethoden 6 ET
Foto Heidelberg
Ivan Maesen
1
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
2
Sensoren - Algemeen
Inductieve sensoren
Capacitieve sensoren
Optische sensoren
Magnetische sensoren
Ultrasone sensoren
Foto Turck
Ivan Maesen
3
Sensoren – Algemene werking
Ivan Maesen
4
Sensoren – Algemene werking
Ivan Maesen
5
Sensoren – Algemene werking
Ivan Maesen
6
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Foto Siemens
Ivan Maesen
7
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Detectie van blik
en deksel
Foto Siemens
Ivan Maesen
8
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Controle van afbreken van
boorkop
Foto Siemens
Ivan Maesen
9
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Positionering en controle
draaizin
Foto Siemens
Ivan Maesen
10
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Standdetectie van een
klep
Foto Siemens
Ivan Maesen
11
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
oscillator
gelijkrichtier
smitt-trigger
versterker
spoel
Ivan Maesen
12
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Warmteontwikkeling
Ivan Maesen
Amplitude
kleiner
13
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Foto Siemens
Ivan Maesen
14
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Detectie vulniveau in
silo
Foto Siemens
Ivan Maesen
15
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Detectie van vulling
van brik
Foto Siemens
Ivan Maesen
16
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Het sensorvlak vormt een condensator. De lucht is het
diëlektricum.
C
A
d
Ivan Maesen
17
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Een niet-metalen object in het detectieveld: de
diëlektrische constante van de middenstof verandert.
C verandert
Ivan Maesen
18
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
De capaciteit wordt bepaald door het diëlektricum en de
afstand d tussen te platen.
C
A
d
Ivan Maesen
19
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Bij een elektrische geleidend object verkleint de afstand
tussen de platen.
C verandert
Ivan Maesen
20
Sensoren – Werking van de optische sensor
Ivan Maesen
21
Sensoren – Werking van de optische sensor
impulsgenerator (modulator)
IR of laser-LED
lichtgevoelige transistor
synchronisatie, gelijkrichter (demodulator)
smitt-trigger
versterker
Ivan Maesen
22
Sensoren – Werking van de ultrasone sensor
Ivan Maesen
23
Sensoren
ultrasone sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Kwaliteitscontrole met
sonar
Foto Siemens
Ivan Maesen
24
Sensoren
ultrasone sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Hoogtemeting met sonar
Foto Siemens
Ivan Maesen
25
Sensoren
ultrasone sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Afstandsmeting met sonar
Foto Siemens
Ivan Maesen
26
Sensoren
ultrasone sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Controle op doorhangen
met sonar
Foto Siemens
Ivan Maesen
27
Sensoren
ultrasone sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Niveaumetingen
met sonar
Foto’s Siemens
Ivan Maesen
28
Sensoren – Werking van de ultrasone sensor
oscillator
gelijkrichtier
smitt-trigger
versterker
piëzo element (opwekken en verwerken geluidsgolven)
Ivan Maesen
29
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen volgens de vorm
Cilindrische sensoren
Balkvormige or rechthoekige sensoren
Ivan Maesen
30
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen vvolgens de vorm
Speciale vormen:
• vork of sleufsensoren,
• ringsensoren,
• …
Foto Turck
Ivan Maesen
31
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Materiaal van de behuizing (cilindrische sensoren)
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
32
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Maten van cilindrische sensoren
Schroefdraad: M 4, M6,5 M8, M12, M18, M30,
PG 36
Gladde uitvoering: Ø11, Ø20, Ø40
Maten van rechthoekige sensoren
Bouwvormen zie maatschetsen catalogie.
Foto Siemens
Ivan Maesen
33
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens aansluiting
• Sensoren met aansluitklemmen
• Aangegoten kabel zonder connector
• Aangegoten kabel met connector
• Sensoren met connnector
Ivan Maesen
34
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens de aansluiting
Aangegoten kabel
Sensoren met
aansluitklem
Ivan Maesen
35
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens aansluiting
Sensoren met connnector
Ivan Maesen
36
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens aansluiting
Sensoren met connector:
aansluitkabels
Ivan Maesen
37
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens aansluiting
Aansluitkabels en aansluitdozen voor sensoren
Foto Turck
Ivan Maesen
38
Sensoren – Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Foto Siemens
Ivan Maesen
39
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger afzonderlijk (directe scan, thru scan)
Groot detectiebereik (tientallen meters)
Geen doorschijnende materialen detecteren
Ivan Maesen
40
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger afzonderlijk (directe scan, thru scan)
Foto Siemens
Ivan Maesen
41
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger afzonderlijk – spiegeling
(specular)
Detecteren van spiegelende opbjecten
Ivan Maesen
42
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, met reflector
(Retroreflex - retroreflective)
Geen glimmende, spiegelende, doorzichtige voorwerpen
Detectieafstand : ca. 5 m
Ivan Maesen
43
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, met reflector
(Retroreflex - retroreflective)
Ivan Maesen
44
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, met reflector
(Retroreflex - retroreflective)
Foto Siemens
Ivan Maesen
45
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Foto’s Siemens
Ivan Maesen
46
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, met reflector
(Polarisatie - polarized)
Wel glimmende, spiegelende, doorzichtige voorwerpen
Detectieafstand : ca. 3 m
Ivan Maesen
47
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Gepolariseerd licht
Spiegelend voorwerp
Ivan Maesen
48
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, objectreflectie
(strooing – diffuse)
Voorwerpen met mat en ruw oppervlak kunnen gedetecteerd worden
Detectieafstand : enkele tientallen centimeters
Ivan Maesen
49
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, objectreflectie
(strooing – diffuse)
Foto Siemens
Ivan Maesen
50
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, objectreflectie focuspunt (convergent)
Preciesiedetectie, achtergrond geen invloed
Detectieafstand : enkele tientallen centimeters
Ivan Maesen
51
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger afzonderlijk, met glasvezels
Ivan Maesen
52
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, objectreflectie,
met glasvezels
Ivan Maesen
53
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Foto Siemens
Ivan Maesen
54
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Lichtgordijn
Multi beam safety senor
Ivan Maesen
55
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Nominale schakelafstand Sn
Afstand waarbij de sensor schakelt
• Genormalisseerd meetobject
• Nominale spanning
• Nominale temperatuur
Ivan Maesen
56
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Werkelijke schakelafstand
Rekening houden met:
• Werkelijke temperatuur
• Nabijheid andere sensoren
• Soort materiaal
• Afmetingen object
• Kleur (optische sensoren)
• …
Ivan Maesen
57
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Werkelijke schakelafstand
Correctiefactoren inductieve schakelaar
- staal
1
- CrNi
0,85
- Al
0,50
- Cu
0,45
- ….
Ivan Maesen
58
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Werkelijke schakelafstand
Correctiefactoren capacitieve schakelaar:
- Staal
1
- Al
0,95
- Cu
0,95
- H2O
0,64
- Plexiglas
0,20
-…
Ivan Maesen
59
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Schakelfrequentie
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.
Ivan Maesen
60
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Uitgangsbelasing
De stroom die de sensor kan schakelen,
uitgedrukt in mA.
Ivan Maesen
61
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Afgeschermde (shielded) en niet-afgeschermde
(unshielded) senoren
Ivan Maesen
62
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Niet-afgeschermde senoren
Kop niet afgeschermd, uit kunststof
Grotere detectieafstand
Inbouwen geeft problemen
Ivan Maesen
Foto Siemens
63
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Afgeschermde senoren
Volledig uit metaal (uitgezonderd detectievlak)
Kleinere detectieafstand
Ivan Maesen
64
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
65
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen inductieve sensoren
Ongevoelig voor trillingen
Geen contactdender
Geen onderhoud, geen slijtage
Kostprijs € 20 tot ca. € 50
Foto Siemens
Ivan Maesen
66
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen inductieve sensoren
Beperkingen
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.
Ivan Maesen
67
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
68
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
69
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen capacitieve sensoren
Beperkingen
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
Ivan Maesen
70
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
71
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen ultrasone sensoren
Beperkingen
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.
Ivan Maesen
72
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
73
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
74
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen optische sensoren
Beperkingen
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.
Ivan Maesen
75
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Rekening houden met:
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
76
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Draadkleur
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
77
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Driedraadse sensor PNP (capacitief)
Ivan Maesen
78
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Driedraadse sensor NPN (inductief)
Ivan Maesen
79
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Vierdraadse sensor PNP
Ivan Maesen
80
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Tweedraadse sensor DC (capacitief)
Ivan Maesen
81
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Tweedraadse NAMUR sensor DC (capacitief)
Ivan Maesen
82
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Tweedraadse sensor AC - NC (inductief)
Ivan Maesen
83
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Tweedraadse sensor AC - NO (inductief)
Ivan Maesen
84
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Vijfdraadse sensor AC (optisch)
Ivan Maesen
85
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Vijfdraadse sensor AC - NO (optisch)
Ivan Maesen
86
Sensoren – Testen van sensoren
Driedraadse sensoren
Als voorbeeld een sensor met PNP-uitgang
Het aansluitschema
Testen met V-meter – Je kunt uiteraard met de Vmeter ook over de belasting meten.
Ivan Maesen
87
Sensoren – Testen van sensoren
Tweedraadse
sensoren
Het aansluitschema
Testen met V-meter
Testen met A-meter
Ivan Maesen
88
Sensoren
Ivan Maesen
89
Slide 26
Installatiemethoden 6 ET
Foto Heidelberg
Ivan Maesen
1
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
2
Sensoren - Algemeen
Inductieve sensoren
Capacitieve sensoren
Optische sensoren
Magnetische sensoren
Ultrasone sensoren
Foto Turck
Ivan Maesen
3
Sensoren – Algemene werking
Ivan Maesen
4
Sensoren – Algemene werking
Ivan Maesen
5
Sensoren – Algemene werking
Ivan Maesen
6
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Foto Siemens
Ivan Maesen
7
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Detectie van blik
en deksel
Foto Siemens
Ivan Maesen
8
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Controle van afbreken van
boorkop
Foto Siemens
Ivan Maesen
9
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Positionering en controle
draaizin
Foto Siemens
Ivan Maesen
10
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Standdetectie van een
klep
Foto Siemens
Ivan Maesen
11
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
oscillator
gelijkrichtier
smitt-trigger
versterker
spoel
Ivan Maesen
12
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Warmteontwikkeling
Ivan Maesen
Amplitude
kleiner
13
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Foto Siemens
Ivan Maesen
14
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Detectie vulniveau in
silo
Foto Siemens
Ivan Maesen
15
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Detectie van vulling
van brik
Foto Siemens
Ivan Maesen
16
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Het sensorvlak vormt een condensator. De lucht is het
diëlektricum.
C
A
d
Ivan Maesen
17
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Een niet-metalen object in het detectieveld: de
diëlektrische constante van de middenstof verandert.
C verandert
Ivan Maesen
18
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
De capaciteit wordt bepaald door het diëlektricum en de
afstand d tussen te platen.
C
A
d
Ivan Maesen
19
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Bij een elektrische geleidend object verkleint de afstand
tussen de platen.
C verandert
Ivan Maesen
20
Sensoren – Werking van de optische sensor
Ivan Maesen
21
Sensoren – Werking van de optische sensor
impulsgenerator (modulator)
IR of laser-LED
lichtgevoelige transistor
synchronisatie, gelijkrichter (demodulator)
smitt-trigger
versterker
Ivan Maesen
22
Sensoren – Werking van de ultrasone sensor
Ivan Maesen
23
Sensoren
ultrasone sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Kwaliteitscontrole met
sonar
Foto Siemens
Ivan Maesen
24
Sensoren
ultrasone sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Hoogtemeting met sonar
Foto Siemens
Ivan Maesen
25
Sensoren
ultrasone sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Afstandsmeting met sonar
Foto Siemens
Ivan Maesen
26
Sensoren
ultrasone sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Controle op doorhangen
met sonar
Foto Siemens
Ivan Maesen
27
Sensoren
ultrasone sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Niveaumetingen
met sonar
Foto’s Siemens
Ivan Maesen
28
Sensoren – Werking van de ultrasone sensor
oscillator
gelijkrichtier
smitt-trigger
versterker
piëzo element (opwekken en verwerken geluidsgolven)
Ivan Maesen
29
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen volgens de vorm
Cilindrische sensoren
Balkvormige or rechthoekige sensoren
Ivan Maesen
30
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen vvolgens de vorm
Speciale vormen:
• vork of sleufsensoren,
• ringsensoren,
• …
Foto Turck
Ivan Maesen
31
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Materiaal van de behuizing (cilindrische sensoren)
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
32
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Maten van cilindrische sensoren
Schroefdraad: M 4, M6,5 M8, M12, M18, M30,
PG 36
Gladde uitvoering: Ø11, Ø20, Ø40
Maten van rechthoekige sensoren
Bouwvormen zie maatschetsen catalogie.
Foto Siemens
Ivan Maesen
33
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens aansluiting
• Sensoren met aansluitklemmen
• Aangegoten kabel zonder connector
• Aangegoten kabel met connector
• Sensoren met connnector
Ivan Maesen
34
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens de aansluiting
Aangegoten kabel
Sensoren met
aansluitklem
Ivan Maesen
35
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens aansluiting
Sensoren met connnector
Ivan Maesen
36
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens aansluiting
Sensoren met connector:
aansluitkabels
Ivan Maesen
37
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens aansluiting
Aansluitkabels en aansluitdozen voor sensoren
Foto Turck
Ivan Maesen
38
Sensoren – Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Foto Siemens
Ivan Maesen
39
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger afzonderlijk (directe scan, thru scan)
Groot detectiebereik (tientallen meters)
Geen doorschijnende materialen detecteren
Ivan Maesen
40
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger afzonderlijk (directe scan, thru scan)
Foto Siemens
Ivan Maesen
41
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger afzonderlijk – spiegeling
(specular)
Detecteren van spiegelende opbjecten
Ivan Maesen
42
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, met reflector
(Retroreflex - retroreflective)
Geen glimmende, spiegelende, doorzichtige voorwerpen
Detectieafstand : ca. 5 m
Ivan Maesen
43
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, met reflector
(Retroreflex - retroreflective)
Ivan Maesen
44
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, met reflector
(Retroreflex - retroreflective)
Foto Siemens
Ivan Maesen
45
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Foto’s Siemens
Ivan Maesen
46
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, met reflector
(Polarisatie - polarized)
Wel glimmende, spiegelende, doorzichtige voorwerpen
Detectieafstand : ca. 3 m
Ivan Maesen
47
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Gepolariseerd licht
Spiegelend voorwerp
Ivan Maesen
48
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, objectreflectie
(strooing – diffuse)
Voorwerpen met mat en ruw oppervlak kunnen gedetecteerd worden
Detectieafstand : enkele tientallen centimeters
Ivan Maesen
49
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, objectreflectie
(strooing – diffuse)
Foto Siemens
Ivan Maesen
50
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, objectreflectie focuspunt (convergent)
Preciesiedetectie, achtergrond geen invloed
Detectieafstand : enkele tientallen centimeters
Ivan Maesen
51
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger afzonderlijk, met glasvezels
Ivan Maesen
52
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, objectreflectie,
met glasvezels
Ivan Maesen
53
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Foto Siemens
Ivan Maesen
54
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Lichtgordijn
Multi beam safety senor
Ivan Maesen
55
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Nominale schakelafstand Sn
Afstand waarbij de sensor schakelt
• Genormalisseerd meetobject
• Nominale spanning
• Nominale temperatuur
Ivan Maesen
56
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Werkelijke schakelafstand
Rekening houden met:
• Werkelijke temperatuur
• Nabijheid andere sensoren
• Soort materiaal
• Afmetingen object
• Kleur (optische sensoren)
• …
Ivan Maesen
57
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Werkelijke schakelafstand
Correctiefactoren inductieve schakelaar
- staal
1
- CrNi
0,85
- Al
0,50
- Cu
0,45
- ….
Ivan Maesen
58
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Werkelijke schakelafstand
Correctiefactoren capacitieve schakelaar:
- Staal
1
- Al
0,95
- Cu
0,95
- H2O
0,64
- Plexiglas
0,20
-…
Ivan Maesen
59
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Schakelfrequentie
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.
Ivan Maesen
60
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Uitgangsbelasing
De stroom die de sensor kan schakelen,
uitgedrukt in mA.
Ivan Maesen
61
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Afgeschermde (shielded) en niet-afgeschermde
(unshielded) senoren
Ivan Maesen
62
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Niet-afgeschermde senoren
Kop niet afgeschermd, uit kunststof
Grotere detectieafstand
Inbouwen geeft problemen
Ivan Maesen
Foto Siemens
63
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Afgeschermde senoren
Volledig uit metaal (uitgezonderd detectievlak)
Kleinere detectieafstand
Ivan Maesen
64
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
65
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen inductieve sensoren
Ongevoelig voor trillingen
Geen contactdender
Geen onderhoud, geen slijtage
Kostprijs € 20 tot ca. € 50
Foto Siemens
Ivan Maesen
66
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen inductieve sensoren
Beperkingen
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.
Ivan Maesen
67
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
68
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
69
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen capacitieve sensoren
Beperkingen
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
Ivan Maesen
70
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
71
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen ultrasone sensoren
Beperkingen
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.
Ivan Maesen
72
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
73
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
74
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen optische sensoren
Beperkingen
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.
Ivan Maesen
75
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Rekening houden met:
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
76
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Draadkleur
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
77
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Driedraadse sensor PNP (capacitief)
Ivan Maesen
78
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Driedraadse sensor NPN (inductief)
Ivan Maesen
79
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Vierdraadse sensor PNP
Ivan Maesen
80
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Tweedraadse sensor DC (capacitief)
Ivan Maesen
81
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Tweedraadse NAMUR sensor DC (capacitief)
Ivan Maesen
82
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Tweedraadse sensor AC - NC (inductief)
Ivan Maesen
83
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Tweedraadse sensor AC - NO (inductief)
Ivan Maesen
84
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Vijfdraadse sensor AC (optisch)
Ivan Maesen
85
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Vijfdraadse sensor AC - NO (optisch)
Ivan Maesen
86
Sensoren – Testen van sensoren
Driedraadse sensoren
Als voorbeeld een sensor met PNP-uitgang
Het aansluitschema
Testen met V-meter – Je kunt uiteraard met de Vmeter ook over de belasting meten.
Ivan Maesen
87
Sensoren – Testen van sensoren
Tweedraadse
sensoren
Het aansluitschema
Testen met V-meter
Testen met A-meter
Ivan Maesen
88
Sensoren
Ivan Maesen
89
Slide 27
Installatiemethoden 6 ET
Foto Heidelberg
Ivan Maesen
1
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
2
Sensoren - Algemeen
Inductieve sensoren
Capacitieve sensoren
Optische sensoren
Magnetische sensoren
Ultrasone sensoren
Foto Turck
Ivan Maesen
3
Sensoren – Algemene werking
Ivan Maesen
4
Sensoren – Algemene werking
Ivan Maesen
5
Sensoren – Algemene werking
Ivan Maesen
6
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Foto Siemens
Ivan Maesen
7
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Detectie van blik
en deksel
Foto Siemens
Ivan Maesen
8
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Controle van afbreken van
boorkop
Foto Siemens
Ivan Maesen
9
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Positionering en controle
draaizin
Foto Siemens
Ivan Maesen
10
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Standdetectie van een
klep
Foto Siemens
Ivan Maesen
11
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
oscillator
gelijkrichtier
smitt-trigger
versterker
spoel
Ivan Maesen
12
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Warmteontwikkeling
Ivan Maesen
Amplitude
kleiner
13
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Foto Siemens
Ivan Maesen
14
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Detectie vulniveau in
silo
Foto Siemens
Ivan Maesen
15
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Detectie van vulling
van brik
Foto Siemens
Ivan Maesen
16
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Het sensorvlak vormt een condensator. De lucht is het
diëlektricum.
C
A
d
Ivan Maesen
17
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Een niet-metalen object in het detectieveld: de
diëlektrische constante van de middenstof verandert.
C verandert
Ivan Maesen
18
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
De capaciteit wordt bepaald door het diëlektricum en de
afstand d tussen te platen.
C
A
d
Ivan Maesen
19
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Bij een elektrische geleidend object verkleint de afstand
tussen de platen.
C verandert
Ivan Maesen
20
Sensoren – Werking van de optische sensor
Ivan Maesen
21
Sensoren – Werking van de optische sensor
impulsgenerator (modulator)
IR of laser-LED
lichtgevoelige transistor
synchronisatie, gelijkrichter (demodulator)
smitt-trigger
versterker
Ivan Maesen
22
Sensoren – Werking van de ultrasone sensor
Ivan Maesen
23
Sensoren
ultrasone sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Kwaliteitscontrole met
sonar
Foto Siemens
Ivan Maesen
24
Sensoren
ultrasone sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Hoogtemeting met sonar
Foto Siemens
Ivan Maesen
25
Sensoren
ultrasone sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Afstandsmeting met sonar
Foto Siemens
Ivan Maesen
26
Sensoren
ultrasone sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Controle op doorhangen
met sonar
Foto Siemens
Ivan Maesen
27
Sensoren
ultrasone sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Niveaumetingen
met sonar
Foto’s Siemens
Ivan Maesen
28
Sensoren – Werking van de ultrasone sensor
oscillator
gelijkrichtier
smitt-trigger
versterker
piëzo element (opwekken en verwerken geluidsgolven)
Ivan Maesen
29
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen volgens de vorm
Cilindrische sensoren
Balkvormige or rechthoekige sensoren
Ivan Maesen
30
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen vvolgens de vorm
Speciale vormen:
• vork of sleufsensoren,
• ringsensoren,
• …
Foto Turck
Ivan Maesen
31
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Materiaal van de behuizing (cilindrische sensoren)
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
32
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Maten van cilindrische sensoren
Schroefdraad: M 4, M6,5 M8, M12, M18, M30,
PG 36
Gladde uitvoering: Ø11, Ø20, Ø40
Maten van rechthoekige sensoren
Bouwvormen zie maatschetsen catalogie.
Foto Siemens
Ivan Maesen
33
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens aansluiting
• Sensoren met aansluitklemmen
• Aangegoten kabel zonder connector
• Aangegoten kabel met connector
• Sensoren met connnector
Ivan Maesen
34
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens de aansluiting
Aangegoten kabel
Sensoren met
aansluitklem
Ivan Maesen
35
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens aansluiting
Sensoren met connnector
Ivan Maesen
36
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens aansluiting
Sensoren met connector:
aansluitkabels
Ivan Maesen
37
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens aansluiting
Aansluitkabels en aansluitdozen voor sensoren
Foto Turck
Ivan Maesen
38
Sensoren – Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Foto Siemens
Ivan Maesen
39
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger afzonderlijk (directe scan, thru scan)
Groot detectiebereik (tientallen meters)
Geen doorschijnende materialen detecteren
Ivan Maesen
40
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger afzonderlijk (directe scan, thru scan)
Foto Siemens
Ivan Maesen
41
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger afzonderlijk – spiegeling
(specular)
Detecteren van spiegelende opbjecten
Ivan Maesen
42
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, met reflector
(Retroreflex - retroreflective)
Geen glimmende, spiegelende, doorzichtige voorwerpen
Detectieafstand : ca. 5 m
Ivan Maesen
43
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, met reflector
(Retroreflex - retroreflective)
Ivan Maesen
44
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, met reflector
(Retroreflex - retroreflective)
Foto Siemens
Ivan Maesen
45
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Foto’s Siemens
Ivan Maesen
46
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, met reflector
(Polarisatie - polarized)
Wel glimmende, spiegelende, doorzichtige voorwerpen
Detectieafstand : ca. 3 m
Ivan Maesen
47
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Gepolariseerd licht
Spiegelend voorwerp
Ivan Maesen
48
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, objectreflectie
(strooing – diffuse)
Voorwerpen met mat en ruw oppervlak kunnen gedetecteerd worden
Detectieafstand : enkele tientallen centimeters
Ivan Maesen
49
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, objectreflectie
(strooing – diffuse)
Foto Siemens
Ivan Maesen
50
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, objectreflectie focuspunt (convergent)
Preciesiedetectie, achtergrond geen invloed
Detectieafstand : enkele tientallen centimeters
Ivan Maesen
51
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger afzonderlijk, met glasvezels
Ivan Maesen
52
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, objectreflectie,
met glasvezels
Ivan Maesen
53
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Foto Siemens
Ivan Maesen
54
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Lichtgordijn
Multi beam safety senor
Ivan Maesen
55
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Nominale schakelafstand Sn
Afstand waarbij de sensor schakelt
• Genormalisseerd meetobject
• Nominale spanning
• Nominale temperatuur
Ivan Maesen
56
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Werkelijke schakelafstand
Rekening houden met:
• Werkelijke temperatuur
• Nabijheid andere sensoren
• Soort materiaal
• Afmetingen object
• Kleur (optische sensoren)
• …
Ivan Maesen
57
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Werkelijke schakelafstand
Correctiefactoren inductieve schakelaar
- staal
1
- CrNi
0,85
- Al
0,50
- Cu
0,45
- ….
Ivan Maesen
58
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Werkelijke schakelafstand
Correctiefactoren capacitieve schakelaar:
- Staal
1
- Al
0,95
- Cu
0,95
- H2O
0,64
- Plexiglas
0,20
-…
Ivan Maesen
59
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Schakelfrequentie
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.
Ivan Maesen
60
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Uitgangsbelasing
De stroom die de sensor kan schakelen,
uitgedrukt in mA.
Ivan Maesen
61
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Afgeschermde (shielded) en niet-afgeschermde
(unshielded) senoren
Ivan Maesen
62
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Niet-afgeschermde senoren
Kop niet afgeschermd, uit kunststof
Grotere detectieafstand
Inbouwen geeft problemen
Ivan Maesen
Foto Siemens
63
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Afgeschermde senoren
Volledig uit metaal (uitgezonderd detectievlak)
Kleinere detectieafstand
Ivan Maesen
64
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
65
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen inductieve sensoren
Ongevoelig voor trillingen
Geen contactdender
Geen onderhoud, geen slijtage
Kostprijs € 20 tot ca. € 50
Foto Siemens
Ivan Maesen
66
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen inductieve sensoren
Beperkingen
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.
Ivan Maesen
67
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
68
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
69
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen capacitieve sensoren
Beperkingen
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
Ivan Maesen
70
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
71
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen ultrasone sensoren
Beperkingen
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.
Ivan Maesen
72
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
73
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
74
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen optische sensoren
Beperkingen
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.
Ivan Maesen
75
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Rekening houden met:
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
76
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Draadkleur
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
77
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Driedraadse sensor PNP (capacitief)
Ivan Maesen
78
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Driedraadse sensor NPN (inductief)
Ivan Maesen
79
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Vierdraadse sensor PNP
Ivan Maesen
80
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Tweedraadse sensor DC (capacitief)
Ivan Maesen
81
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Tweedraadse NAMUR sensor DC (capacitief)
Ivan Maesen
82
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Tweedraadse sensor AC - NC (inductief)
Ivan Maesen
83
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Tweedraadse sensor AC - NO (inductief)
Ivan Maesen
84
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Vijfdraadse sensor AC (optisch)
Ivan Maesen
85
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Vijfdraadse sensor AC - NO (optisch)
Ivan Maesen
86
Sensoren – Testen van sensoren
Driedraadse sensoren
Als voorbeeld een sensor met PNP-uitgang
Het aansluitschema
Testen met V-meter – Je kunt uiteraard met de Vmeter ook over de belasting meten.
Ivan Maesen
87
Sensoren – Testen van sensoren
Tweedraadse
sensoren
Het aansluitschema
Testen met V-meter
Testen met A-meter
Ivan Maesen
88
Sensoren
Ivan Maesen
89
Slide 28
Installatiemethoden 6 ET
Foto Heidelberg
Ivan Maesen
1
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
2
Sensoren - Algemeen
Inductieve sensoren
Capacitieve sensoren
Optische sensoren
Magnetische sensoren
Ultrasone sensoren
Foto Turck
Ivan Maesen
3
Sensoren – Algemene werking
Ivan Maesen
4
Sensoren – Algemene werking
Ivan Maesen
5
Sensoren – Algemene werking
Ivan Maesen
6
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Foto Siemens
Ivan Maesen
7
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Detectie van blik
en deksel
Foto Siemens
Ivan Maesen
8
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Controle van afbreken van
boorkop
Foto Siemens
Ivan Maesen
9
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Positionering en controle
draaizin
Foto Siemens
Ivan Maesen
10
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Standdetectie van een
klep
Foto Siemens
Ivan Maesen
11
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
oscillator
gelijkrichtier
smitt-trigger
versterker
spoel
Ivan Maesen
12
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Warmteontwikkeling
Ivan Maesen
Amplitude
kleiner
13
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Foto Siemens
Ivan Maesen
14
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Detectie vulniveau in
silo
Foto Siemens
Ivan Maesen
15
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Detectie van vulling
van brik
Foto Siemens
Ivan Maesen
16
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Het sensorvlak vormt een condensator. De lucht is het
diëlektricum.
C
A
d
Ivan Maesen
17
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Een niet-metalen object in het detectieveld: de
diëlektrische constante van de middenstof verandert.
C verandert
Ivan Maesen
18
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
De capaciteit wordt bepaald door het diëlektricum en de
afstand d tussen te platen.
C
A
d
Ivan Maesen
19
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Bij een elektrische geleidend object verkleint de afstand
tussen de platen.
C verandert
Ivan Maesen
20
Sensoren – Werking van de optische sensor
Ivan Maesen
21
Sensoren – Werking van de optische sensor
impulsgenerator (modulator)
IR of laser-LED
lichtgevoelige transistor
synchronisatie, gelijkrichter (demodulator)
smitt-trigger
versterker
Ivan Maesen
22
Sensoren – Werking van de ultrasone sensor
Ivan Maesen
23
Sensoren
ultrasone sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Kwaliteitscontrole met
sonar
Foto Siemens
Ivan Maesen
24
Sensoren
ultrasone sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Hoogtemeting met sonar
Foto Siemens
Ivan Maesen
25
Sensoren
ultrasone sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Afstandsmeting met sonar
Foto Siemens
Ivan Maesen
26
Sensoren
ultrasone sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Controle op doorhangen
met sonar
Foto Siemens
Ivan Maesen
27
Sensoren
ultrasone sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Niveaumetingen
met sonar
Foto’s Siemens
Ivan Maesen
28
Sensoren – Werking van de ultrasone sensor
oscillator
gelijkrichtier
smitt-trigger
versterker
piëzo element (opwekken en verwerken geluidsgolven)
Ivan Maesen
29
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen volgens de vorm
Cilindrische sensoren
Balkvormige or rechthoekige sensoren
Ivan Maesen
30
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen vvolgens de vorm
Speciale vormen:
• vork of sleufsensoren,
• ringsensoren,
• …
Foto Turck
Ivan Maesen
31
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Materiaal van de behuizing (cilindrische sensoren)
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
32
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Maten van cilindrische sensoren
Schroefdraad: M 4, M6,5 M8, M12, M18, M30,
PG 36
Gladde uitvoering: Ø11, Ø20, Ø40
Maten van rechthoekige sensoren
Bouwvormen zie maatschetsen catalogie.
Foto Siemens
Ivan Maesen
33
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens aansluiting
• Sensoren met aansluitklemmen
• Aangegoten kabel zonder connector
• Aangegoten kabel met connector
• Sensoren met connnector
Ivan Maesen
34
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens de aansluiting
Aangegoten kabel
Sensoren met
aansluitklem
Ivan Maesen
35
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens aansluiting
Sensoren met connnector
Ivan Maesen
36
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens aansluiting
Sensoren met connector:
aansluitkabels
Ivan Maesen
37
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens aansluiting
Aansluitkabels en aansluitdozen voor sensoren
Foto Turck
Ivan Maesen
38
Sensoren – Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Foto Siemens
Ivan Maesen
39
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger afzonderlijk (directe scan, thru scan)
Groot detectiebereik (tientallen meters)
Geen doorschijnende materialen detecteren
Ivan Maesen
40
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger afzonderlijk (directe scan, thru scan)
Foto Siemens
Ivan Maesen
41
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger afzonderlijk – spiegeling
(specular)
Detecteren van spiegelende opbjecten
Ivan Maesen
42
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, met reflector
(Retroreflex - retroreflective)
Geen glimmende, spiegelende, doorzichtige voorwerpen
Detectieafstand : ca. 5 m
Ivan Maesen
43
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, met reflector
(Retroreflex - retroreflective)
Ivan Maesen
44
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, met reflector
(Retroreflex - retroreflective)
Foto Siemens
Ivan Maesen
45
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Foto’s Siemens
Ivan Maesen
46
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, met reflector
(Polarisatie - polarized)
Wel glimmende, spiegelende, doorzichtige voorwerpen
Detectieafstand : ca. 3 m
Ivan Maesen
47
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Gepolariseerd licht
Spiegelend voorwerp
Ivan Maesen
48
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, objectreflectie
(strooing – diffuse)
Voorwerpen met mat en ruw oppervlak kunnen gedetecteerd worden
Detectieafstand : enkele tientallen centimeters
Ivan Maesen
49
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, objectreflectie
(strooing – diffuse)
Foto Siemens
Ivan Maesen
50
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, objectreflectie focuspunt (convergent)
Preciesiedetectie, achtergrond geen invloed
Detectieafstand : enkele tientallen centimeters
Ivan Maesen
51
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger afzonderlijk, met glasvezels
Ivan Maesen
52
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, objectreflectie,
met glasvezels
Ivan Maesen
53
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Foto Siemens
Ivan Maesen
54
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Lichtgordijn
Multi beam safety senor
Ivan Maesen
55
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Nominale schakelafstand Sn
Afstand waarbij de sensor schakelt
• Genormalisseerd meetobject
• Nominale spanning
• Nominale temperatuur
Ivan Maesen
56
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Werkelijke schakelafstand
Rekening houden met:
• Werkelijke temperatuur
• Nabijheid andere sensoren
• Soort materiaal
• Afmetingen object
• Kleur (optische sensoren)
• …
Ivan Maesen
57
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Werkelijke schakelafstand
Correctiefactoren inductieve schakelaar
- staal
1
- CrNi
0,85
- Al
0,50
- Cu
0,45
- ….
Ivan Maesen
58
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Werkelijke schakelafstand
Correctiefactoren capacitieve schakelaar:
- Staal
1
- Al
0,95
- Cu
0,95
- H2O
0,64
- Plexiglas
0,20
-…
Ivan Maesen
59
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Schakelfrequentie
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.
Ivan Maesen
60
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Uitgangsbelasing
De stroom die de sensor kan schakelen,
uitgedrukt in mA.
Ivan Maesen
61
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Afgeschermde (shielded) en niet-afgeschermde
(unshielded) senoren
Ivan Maesen
62
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Niet-afgeschermde senoren
Kop niet afgeschermd, uit kunststof
Grotere detectieafstand
Inbouwen geeft problemen
Ivan Maesen
Foto Siemens
63
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Afgeschermde senoren
Volledig uit metaal (uitgezonderd detectievlak)
Kleinere detectieafstand
Ivan Maesen
64
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
65
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen inductieve sensoren
Ongevoelig voor trillingen
Geen contactdender
Geen onderhoud, geen slijtage
Kostprijs € 20 tot ca. € 50
Foto Siemens
Ivan Maesen
66
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen inductieve sensoren
Beperkingen
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.
Ivan Maesen
67
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
68
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
69
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen capacitieve sensoren
Beperkingen
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
Ivan Maesen
70
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
71
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen ultrasone sensoren
Beperkingen
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.
Ivan Maesen
72
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
73
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
74
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen optische sensoren
Beperkingen
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.
Ivan Maesen
75
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Rekening houden met:
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
76
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Draadkleur
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
77
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Driedraadse sensor PNP (capacitief)
Ivan Maesen
78
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Driedraadse sensor NPN (inductief)
Ivan Maesen
79
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Vierdraadse sensor PNP
Ivan Maesen
80
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Tweedraadse sensor DC (capacitief)
Ivan Maesen
81
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Tweedraadse NAMUR sensor DC (capacitief)
Ivan Maesen
82
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Tweedraadse sensor AC - NC (inductief)
Ivan Maesen
83
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Tweedraadse sensor AC - NO (inductief)
Ivan Maesen
84
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Vijfdraadse sensor AC (optisch)
Ivan Maesen
85
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Vijfdraadse sensor AC - NO (optisch)
Ivan Maesen
86
Sensoren – Testen van sensoren
Driedraadse sensoren
Als voorbeeld een sensor met PNP-uitgang
Het aansluitschema
Testen met V-meter – Je kunt uiteraard met de Vmeter ook over de belasting meten.
Ivan Maesen
87
Sensoren – Testen van sensoren
Tweedraadse
sensoren
Het aansluitschema
Testen met V-meter
Testen met A-meter
Ivan Maesen
88
Sensoren
Ivan Maesen
89
Slide 29
Installatiemethoden 6 ET
Foto Heidelberg
Ivan Maesen
1
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
2
Sensoren - Algemeen
Inductieve sensoren
Capacitieve sensoren
Optische sensoren
Magnetische sensoren
Ultrasone sensoren
Foto Turck
Ivan Maesen
3
Sensoren – Algemene werking
Ivan Maesen
4
Sensoren – Algemene werking
Ivan Maesen
5
Sensoren – Algemene werking
Ivan Maesen
6
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Foto Siemens
Ivan Maesen
7
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Detectie van blik
en deksel
Foto Siemens
Ivan Maesen
8
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Controle van afbreken van
boorkop
Foto Siemens
Ivan Maesen
9
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Positionering en controle
draaizin
Foto Siemens
Ivan Maesen
10
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Standdetectie van een
klep
Foto Siemens
Ivan Maesen
11
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
oscillator
gelijkrichtier
smitt-trigger
versterker
spoel
Ivan Maesen
12
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Warmteontwikkeling
Ivan Maesen
Amplitude
kleiner
13
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Foto Siemens
Ivan Maesen
14
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Detectie vulniveau in
silo
Foto Siemens
Ivan Maesen
15
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Detectie van vulling
van brik
Foto Siemens
Ivan Maesen
16
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Het sensorvlak vormt een condensator. De lucht is het
diëlektricum.
C
A
d
Ivan Maesen
17
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Een niet-metalen object in het detectieveld: de
diëlektrische constante van de middenstof verandert.
C verandert
Ivan Maesen
18
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
De capaciteit wordt bepaald door het diëlektricum en de
afstand d tussen te platen.
C
A
d
Ivan Maesen
19
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Bij een elektrische geleidend object verkleint de afstand
tussen de platen.
C verandert
Ivan Maesen
20
Sensoren – Werking van de optische sensor
Ivan Maesen
21
Sensoren – Werking van de optische sensor
impulsgenerator (modulator)
IR of laser-LED
lichtgevoelige transistor
synchronisatie, gelijkrichter (demodulator)
smitt-trigger
versterker
Ivan Maesen
22
Sensoren – Werking van de ultrasone sensor
Ivan Maesen
23
Sensoren
ultrasone sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Kwaliteitscontrole met
sonar
Foto Siemens
Ivan Maesen
24
Sensoren
ultrasone sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Hoogtemeting met sonar
Foto Siemens
Ivan Maesen
25
Sensoren
ultrasone sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Afstandsmeting met sonar
Foto Siemens
Ivan Maesen
26
Sensoren
ultrasone sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Controle op doorhangen
met sonar
Foto Siemens
Ivan Maesen
27
Sensoren
ultrasone sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Niveaumetingen
met sonar
Foto’s Siemens
Ivan Maesen
28
Sensoren – Werking van de ultrasone sensor
oscillator
gelijkrichtier
smitt-trigger
versterker
piëzo element (opwekken en verwerken geluidsgolven)
Ivan Maesen
29
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen volgens de vorm
Cilindrische sensoren
Balkvormige or rechthoekige sensoren
Ivan Maesen
30
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen vvolgens de vorm
Speciale vormen:
• vork of sleufsensoren,
• ringsensoren,
• …
Foto Turck
Ivan Maesen
31
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Materiaal van de behuizing (cilindrische sensoren)
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
32
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Maten van cilindrische sensoren
Schroefdraad: M 4, M6,5 M8, M12, M18, M30,
PG 36
Gladde uitvoering: Ø11, Ø20, Ø40
Maten van rechthoekige sensoren
Bouwvormen zie maatschetsen catalogie.
Foto Siemens
Ivan Maesen
33
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens aansluiting
• Sensoren met aansluitklemmen
• Aangegoten kabel zonder connector
• Aangegoten kabel met connector
• Sensoren met connnector
Ivan Maesen
34
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens de aansluiting
Aangegoten kabel
Sensoren met
aansluitklem
Ivan Maesen
35
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens aansluiting
Sensoren met connnector
Ivan Maesen
36
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens aansluiting
Sensoren met connector:
aansluitkabels
Ivan Maesen
37
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens aansluiting
Aansluitkabels en aansluitdozen voor sensoren
Foto Turck
Ivan Maesen
38
Sensoren – Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Foto Siemens
Ivan Maesen
39
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger afzonderlijk (directe scan, thru scan)
Groot detectiebereik (tientallen meters)
Geen doorschijnende materialen detecteren
Ivan Maesen
40
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger afzonderlijk (directe scan, thru scan)
Foto Siemens
Ivan Maesen
41
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger afzonderlijk – spiegeling
(specular)
Detecteren van spiegelende opbjecten
Ivan Maesen
42
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, met reflector
(Retroreflex - retroreflective)
Geen glimmende, spiegelende, doorzichtige voorwerpen
Detectieafstand : ca. 5 m
Ivan Maesen
43
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, met reflector
(Retroreflex - retroreflective)
Ivan Maesen
44
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, met reflector
(Retroreflex - retroreflective)
Foto Siemens
Ivan Maesen
45
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Foto’s Siemens
Ivan Maesen
46
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, met reflector
(Polarisatie - polarized)
Wel glimmende, spiegelende, doorzichtige voorwerpen
Detectieafstand : ca. 3 m
Ivan Maesen
47
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Gepolariseerd licht
Spiegelend voorwerp
Ivan Maesen
48
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, objectreflectie
(strooing – diffuse)
Voorwerpen met mat en ruw oppervlak kunnen gedetecteerd worden
Detectieafstand : enkele tientallen centimeters
Ivan Maesen
49
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, objectreflectie
(strooing – diffuse)
Foto Siemens
Ivan Maesen
50
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, objectreflectie focuspunt (convergent)
Preciesiedetectie, achtergrond geen invloed
Detectieafstand : enkele tientallen centimeters
Ivan Maesen
51
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger afzonderlijk, met glasvezels
Ivan Maesen
52
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, objectreflectie,
met glasvezels
Ivan Maesen
53
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Foto Siemens
Ivan Maesen
54
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Lichtgordijn
Multi beam safety senor
Ivan Maesen
55
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Nominale schakelafstand Sn
Afstand waarbij de sensor schakelt
• Genormalisseerd meetobject
• Nominale spanning
• Nominale temperatuur
Ivan Maesen
56
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Werkelijke schakelafstand
Rekening houden met:
• Werkelijke temperatuur
• Nabijheid andere sensoren
• Soort materiaal
• Afmetingen object
• Kleur (optische sensoren)
• …
Ivan Maesen
57
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Werkelijke schakelafstand
Correctiefactoren inductieve schakelaar
- staal
1
- CrNi
0,85
- Al
0,50
- Cu
0,45
- ….
Ivan Maesen
58
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Werkelijke schakelafstand
Correctiefactoren capacitieve schakelaar:
- Staal
1
- Al
0,95
- Cu
0,95
- H2O
0,64
- Plexiglas
0,20
-…
Ivan Maesen
59
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Schakelfrequentie
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.
Ivan Maesen
60
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Uitgangsbelasing
De stroom die de sensor kan schakelen,
uitgedrukt in mA.
Ivan Maesen
61
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Afgeschermde (shielded) en niet-afgeschermde
(unshielded) senoren
Ivan Maesen
62
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Niet-afgeschermde senoren
Kop niet afgeschermd, uit kunststof
Grotere detectieafstand
Inbouwen geeft problemen
Ivan Maesen
Foto Siemens
63
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Afgeschermde senoren
Volledig uit metaal (uitgezonderd detectievlak)
Kleinere detectieafstand
Ivan Maesen
64
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
65
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen inductieve sensoren
Ongevoelig voor trillingen
Geen contactdender
Geen onderhoud, geen slijtage
Kostprijs € 20 tot ca. € 50
Foto Siemens
Ivan Maesen
66
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen inductieve sensoren
Beperkingen
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.
Ivan Maesen
67
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
68
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
69
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen capacitieve sensoren
Beperkingen
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
Ivan Maesen
70
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
71
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen ultrasone sensoren
Beperkingen
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.
Ivan Maesen
72
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
73
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
74
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen optische sensoren
Beperkingen
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.
Ivan Maesen
75
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Rekening houden met:
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
76
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Draadkleur
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
77
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Driedraadse sensor PNP (capacitief)
Ivan Maesen
78
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Driedraadse sensor NPN (inductief)
Ivan Maesen
79
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Vierdraadse sensor PNP
Ivan Maesen
80
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Tweedraadse sensor DC (capacitief)
Ivan Maesen
81
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Tweedraadse NAMUR sensor DC (capacitief)
Ivan Maesen
82
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Tweedraadse sensor AC - NC (inductief)
Ivan Maesen
83
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Tweedraadse sensor AC - NO (inductief)
Ivan Maesen
84
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Vijfdraadse sensor AC (optisch)
Ivan Maesen
85
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Vijfdraadse sensor AC - NO (optisch)
Ivan Maesen
86
Sensoren – Testen van sensoren
Driedraadse sensoren
Als voorbeeld een sensor met PNP-uitgang
Het aansluitschema
Testen met V-meter – Je kunt uiteraard met de Vmeter ook over de belasting meten.
Ivan Maesen
87
Sensoren – Testen van sensoren
Tweedraadse
sensoren
Het aansluitschema
Testen met V-meter
Testen met A-meter
Ivan Maesen
88
Sensoren
Ivan Maesen
89
Slide 30
Installatiemethoden 6 ET
Foto Heidelberg
Ivan Maesen
1
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
2
Sensoren - Algemeen
Inductieve sensoren
Capacitieve sensoren
Optische sensoren
Magnetische sensoren
Ultrasone sensoren
Foto Turck
Ivan Maesen
3
Sensoren – Algemene werking
Ivan Maesen
4
Sensoren – Algemene werking
Ivan Maesen
5
Sensoren – Algemene werking
Ivan Maesen
6
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Foto Siemens
Ivan Maesen
7
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Detectie van blik
en deksel
Foto Siemens
Ivan Maesen
8
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Controle van afbreken van
boorkop
Foto Siemens
Ivan Maesen
9
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Positionering en controle
draaizin
Foto Siemens
Ivan Maesen
10
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Standdetectie van een
klep
Foto Siemens
Ivan Maesen
11
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
oscillator
gelijkrichtier
smitt-trigger
versterker
spoel
Ivan Maesen
12
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Warmteontwikkeling
Ivan Maesen
Amplitude
kleiner
13
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Foto Siemens
Ivan Maesen
14
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Detectie vulniveau in
silo
Foto Siemens
Ivan Maesen
15
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Detectie van vulling
van brik
Foto Siemens
Ivan Maesen
16
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Het sensorvlak vormt een condensator. De lucht is het
diëlektricum.
C
A
d
Ivan Maesen
17
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Een niet-metalen object in het detectieveld: de
diëlektrische constante van de middenstof verandert.
C verandert
Ivan Maesen
18
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
De capaciteit wordt bepaald door het diëlektricum en de
afstand d tussen te platen.
C
A
d
Ivan Maesen
19
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Bij een elektrische geleidend object verkleint de afstand
tussen de platen.
C verandert
Ivan Maesen
20
Sensoren – Werking van de optische sensor
Ivan Maesen
21
Sensoren – Werking van de optische sensor
impulsgenerator (modulator)
IR of laser-LED
lichtgevoelige transistor
synchronisatie, gelijkrichter (demodulator)
smitt-trigger
versterker
Ivan Maesen
22
Sensoren – Werking van de ultrasone sensor
Ivan Maesen
23
Sensoren
ultrasone sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Kwaliteitscontrole met
sonar
Foto Siemens
Ivan Maesen
24
Sensoren
ultrasone sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Hoogtemeting met sonar
Foto Siemens
Ivan Maesen
25
Sensoren
ultrasone sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Afstandsmeting met sonar
Foto Siemens
Ivan Maesen
26
Sensoren
ultrasone sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Controle op doorhangen
met sonar
Foto Siemens
Ivan Maesen
27
Sensoren
ultrasone sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Niveaumetingen
met sonar
Foto’s Siemens
Ivan Maesen
28
Sensoren – Werking van de ultrasone sensor
oscillator
gelijkrichtier
smitt-trigger
versterker
piëzo element (opwekken en verwerken geluidsgolven)
Ivan Maesen
29
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen volgens de vorm
Cilindrische sensoren
Balkvormige or rechthoekige sensoren
Ivan Maesen
30
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen vvolgens de vorm
Speciale vormen:
• vork of sleufsensoren,
• ringsensoren,
• …
Foto Turck
Ivan Maesen
31
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Materiaal van de behuizing (cilindrische sensoren)
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
32
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Maten van cilindrische sensoren
Schroefdraad: M 4, M6,5 M8, M12, M18, M30,
PG 36
Gladde uitvoering: Ø11, Ø20, Ø40
Maten van rechthoekige sensoren
Bouwvormen zie maatschetsen catalogie.
Foto Siemens
Ivan Maesen
33
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens aansluiting
• Sensoren met aansluitklemmen
• Aangegoten kabel zonder connector
• Aangegoten kabel met connector
• Sensoren met connnector
Ivan Maesen
34
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens de aansluiting
Aangegoten kabel
Sensoren met
aansluitklem
Ivan Maesen
35
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens aansluiting
Sensoren met connnector
Ivan Maesen
36
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens aansluiting
Sensoren met connector:
aansluitkabels
Ivan Maesen
37
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens aansluiting
Aansluitkabels en aansluitdozen voor sensoren
Foto Turck
Ivan Maesen
38
Sensoren – Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Foto Siemens
Ivan Maesen
39
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger afzonderlijk (directe scan, thru scan)
Groot detectiebereik (tientallen meters)
Geen doorschijnende materialen detecteren
Ivan Maesen
40
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger afzonderlijk (directe scan, thru scan)
Foto Siemens
Ivan Maesen
41
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger afzonderlijk – spiegeling
(specular)
Detecteren van spiegelende opbjecten
Ivan Maesen
42
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, met reflector
(Retroreflex - retroreflective)
Geen glimmende, spiegelende, doorzichtige voorwerpen
Detectieafstand : ca. 5 m
Ivan Maesen
43
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, met reflector
(Retroreflex - retroreflective)
Ivan Maesen
44
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, met reflector
(Retroreflex - retroreflective)
Foto Siemens
Ivan Maesen
45
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Foto’s Siemens
Ivan Maesen
46
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, met reflector
(Polarisatie - polarized)
Wel glimmende, spiegelende, doorzichtige voorwerpen
Detectieafstand : ca. 3 m
Ivan Maesen
47
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Gepolariseerd licht
Spiegelend voorwerp
Ivan Maesen
48
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, objectreflectie
(strooing – diffuse)
Voorwerpen met mat en ruw oppervlak kunnen gedetecteerd worden
Detectieafstand : enkele tientallen centimeters
Ivan Maesen
49
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, objectreflectie
(strooing – diffuse)
Foto Siemens
Ivan Maesen
50
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, objectreflectie focuspunt (convergent)
Preciesiedetectie, achtergrond geen invloed
Detectieafstand : enkele tientallen centimeters
Ivan Maesen
51
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger afzonderlijk, met glasvezels
Ivan Maesen
52
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, objectreflectie,
met glasvezels
Ivan Maesen
53
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Foto Siemens
Ivan Maesen
54
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Lichtgordijn
Multi beam safety senor
Ivan Maesen
55
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Nominale schakelafstand Sn
Afstand waarbij de sensor schakelt
• Genormalisseerd meetobject
• Nominale spanning
• Nominale temperatuur
Ivan Maesen
56
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Werkelijke schakelafstand
Rekening houden met:
• Werkelijke temperatuur
• Nabijheid andere sensoren
• Soort materiaal
• Afmetingen object
• Kleur (optische sensoren)
• …
Ivan Maesen
57
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Werkelijke schakelafstand
Correctiefactoren inductieve schakelaar
- staal
1
- CrNi
0,85
- Al
0,50
- Cu
0,45
- ….
Ivan Maesen
58
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Werkelijke schakelafstand
Correctiefactoren capacitieve schakelaar:
- Staal
1
- Al
0,95
- Cu
0,95
- H2O
0,64
- Plexiglas
0,20
-…
Ivan Maesen
59
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Schakelfrequentie
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.
Ivan Maesen
60
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Uitgangsbelasing
De stroom die de sensor kan schakelen,
uitgedrukt in mA.
Ivan Maesen
61
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Afgeschermde (shielded) en niet-afgeschermde
(unshielded) senoren
Ivan Maesen
62
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Niet-afgeschermde senoren
Kop niet afgeschermd, uit kunststof
Grotere detectieafstand
Inbouwen geeft problemen
Ivan Maesen
Foto Siemens
63
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Afgeschermde senoren
Volledig uit metaal (uitgezonderd detectievlak)
Kleinere detectieafstand
Ivan Maesen
64
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
65
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen inductieve sensoren
Ongevoelig voor trillingen
Geen contactdender
Geen onderhoud, geen slijtage
Kostprijs € 20 tot ca. € 50
Foto Siemens
Ivan Maesen
66
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen inductieve sensoren
Beperkingen
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.
Ivan Maesen
67
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
68
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
69
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen capacitieve sensoren
Beperkingen
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
Ivan Maesen
70
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
71
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen ultrasone sensoren
Beperkingen
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.
Ivan Maesen
72
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
73
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
74
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen optische sensoren
Beperkingen
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.
Ivan Maesen
75
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Rekening houden met:
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
76
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Draadkleur
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
77
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Driedraadse sensor PNP (capacitief)
Ivan Maesen
78
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Driedraadse sensor NPN (inductief)
Ivan Maesen
79
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Vierdraadse sensor PNP
Ivan Maesen
80
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Tweedraadse sensor DC (capacitief)
Ivan Maesen
81
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Tweedraadse NAMUR sensor DC (capacitief)
Ivan Maesen
82
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Tweedraadse sensor AC - NC (inductief)
Ivan Maesen
83
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Tweedraadse sensor AC - NO (inductief)
Ivan Maesen
84
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Vijfdraadse sensor AC (optisch)
Ivan Maesen
85
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Vijfdraadse sensor AC - NO (optisch)
Ivan Maesen
86
Sensoren – Testen van sensoren
Driedraadse sensoren
Als voorbeeld een sensor met PNP-uitgang
Het aansluitschema
Testen met V-meter – Je kunt uiteraard met de Vmeter ook over de belasting meten.
Ivan Maesen
87
Sensoren – Testen van sensoren
Tweedraadse
sensoren
Het aansluitschema
Testen met V-meter
Testen met A-meter
Ivan Maesen
88
Sensoren
Ivan Maesen
89
Slide 31
Installatiemethoden 6 ET
Foto Heidelberg
Ivan Maesen
1
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
2
Sensoren - Algemeen
Inductieve sensoren
Capacitieve sensoren
Optische sensoren
Magnetische sensoren
Ultrasone sensoren
Foto Turck
Ivan Maesen
3
Sensoren – Algemene werking
Ivan Maesen
4
Sensoren – Algemene werking
Ivan Maesen
5
Sensoren – Algemene werking
Ivan Maesen
6
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Foto Siemens
Ivan Maesen
7
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Detectie van blik
en deksel
Foto Siemens
Ivan Maesen
8
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Controle van afbreken van
boorkop
Foto Siemens
Ivan Maesen
9
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Positionering en controle
draaizin
Foto Siemens
Ivan Maesen
10
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Standdetectie van een
klep
Foto Siemens
Ivan Maesen
11
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
oscillator
gelijkrichtier
smitt-trigger
versterker
spoel
Ivan Maesen
12
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Warmteontwikkeling
Ivan Maesen
Amplitude
kleiner
13
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Foto Siemens
Ivan Maesen
14
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Detectie vulniveau in
silo
Foto Siemens
Ivan Maesen
15
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Detectie van vulling
van brik
Foto Siemens
Ivan Maesen
16
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Het sensorvlak vormt een condensator. De lucht is het
diëlektricum.
C
A
d
Ivan Maesen
17
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Een niet-metalen object in het detectieveld: de
diëlektrische constante van de middenstof verandert.
C verandert
Ivan Maesen
18
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
De capaciteit wordt bepaald door het diëlektricum en de
afstand d tussen te platen.
C
A
d
Ivan Maesen
19
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Bij een elektrische geleidend object verkleint de afstand
tussen de platen.
C verandert
Ivan Maesen
20
Sensoren – Werking van de optische sensor
Ivan Maesen
21
Sensoren – Werking van de optische sensor
impulsgenerator (modulator)
IR of laser-LED
lichtgevoelige transistor
synchronisatie, gelijkrichter (demodulator)
smitt-trigger
versterker
Ivan Maesen
22
Sensoren – Werking van de ultrasone sensor
Ivan Maesen
23
Sensoren
ultrasone sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Kwaliteitscontrole met
sonar
Foto Siemens
Ivan Maesen
24
Sensoren
ultrasone sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Hoogtemeting met sonar
Foto Siemens
Ivan Maesen
25
Sensoren
ultrasone sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Afstandsmeting met sonar
Foto Siemens
Ivan Maesen
26
Sensoren
ultrasone sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Controle op doorhangen
met sonar
Foto Siemens
Ivan Maesen
27
Sensoren
ultrasone sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Niveaumetingen
met sonar
Foto’s Siemens
Ivan Maesen
28
Sensoren – Werking van de ultrasone sensor
oscillator
gelijkrichtier
smitt-trigger
versterker
piëzo element (opwekken en verwerken geluidsgolven)
Ivan Maesen
29
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen volgens de vorm
Cilindrische sensoren
Balkvormige or rechthoekige sensoren
Ivan Maesen
30
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen vvolgens de vorm
Speciale vormen:
• vork of sleufsensoren,
• ringsensoren,
• …
Foto Turck
Ivan Maesen
31
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Materiaal van de behuizing (cilindrische sensoren)
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
32
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Maten van cilindrische sensoren
Schroefdraad: M 4, M6,5 M8, M12, M18, M30,
PG 36
Gladde uitvoering: Ø11, Ø20, Ø40
Maten van rechthoekige sensoren
Bouwvormen zie maatschetsen catalogie.
Foto Siemens
Ivan Maesen
33
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens aansluiting
• Sensoren met aansluitklemmen
• Aangegoten kabel zonder connector
• Aangegoten kabel met connector
• Sensoren met connnector
Ivan Maesen
34
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens de aansluiting
Aangegoten kabel
Sensoren met
aansluitklem
Ivan Maesen
35
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens aansluiting
Sensoren met connnector
Ivan Maesen
36
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens aansluiting
Sensoren met connector:
aansluitkabels
Ivan Maesen
37
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens aansluiting
Aansluitkabels en aansluitdozen voor sensoren
Foto Turck
Ivan Maesen
38
Sensoren – Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Foto Siemens
Ivan Maesen
39
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger afzonderlijk (directe scan, thru scan)
Groot detectiebereik (tientallen meters)
Geen doorschijnende materialen detecteren
Ivan Maesen
40
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger afzonderlijk (directe scan, thru scan)
Foto Siemens
Ivan Maesen
41
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger afzonderlijk – spiegeling
(specular)
Detecteren van spiegelende opbjecten
Ivan Maesen
42
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, met reflector
(Retroreflex - retroreflective)
Geen glimmende, spiegelende, doorzichtige voorwerpen
Detectieafstand : ca. 5 m
Ivan Maesen
43
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, met reflector
(Retroreflex - retroreflective)
Ivan Maesen
44
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, met reflector
(Retroreflex - retroreflective)
Foto Siemens
Ivan Maesen
45
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Foto’s Siemens
Ivan Maesen
46
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, met reflector
(Polarisatie - polarized)
Wel glimmende, spiegelende, doorzichtige voorwerpen
Detectieafstand : ca. 3 m
Ivan Maesen
47
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Gepolariseerd licht
Spiegelend voorwerp
Ivan Maesen
48
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, objectreflectie
(strooing – diffuse)
Voorwerpen met mat en ruw oppervlak kunnen gedetecteerd worden
Detectieafstand : enkele tientallen centimeters
Ivan Maesen
49
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, objectreflectie
(strooing – diffuse)
Foto Siemens
Ivan Maesen
50
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, objectreflectie focuspunt (convergent)
Preciesiedetectie, achtergrond geen invloed
Detectieafstand : enkele tientallen centimeters
Ivan Maesen
51
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger afzonderlijk, met glasvezels
Ivan Maesen
52
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, objectreflectie,
met glasvezels
Ivan Maesen
53
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Foto Siemens
Ivan Maesen
54
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Lichtgordijn
Multi beam safety senor
Ivan Maesen
55
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Nominale schakelafstand Sn
Afstand waarbij de sensor schakelt
• Genormalisseerd meetobject
• Nominale spanning
• Nominale temperatuur
Ivan Maesen
56
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Werkelijke schakelafstand
Rekening houden met:
• Werkelijke temperatuur
• Nabijheid andere sensoren
• Soort materiaal
• Afmetingen object
• Kleur (optische sensoren)
• …
Ivan Maesen
57
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Werkelijke schakelafstand
Correctiefactoren inductieve schakelaar
- staal
1
- CrNi
0,85
- Al
0,50
- Cu
0,45
- ….
Ivan Maesen
58
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Werkelijke schakelafstand
Correctiefactoren capacitieve schakelaar:
- Staal
1
- Al
0,95
- Cu
0,95
- H2O
0,64
- Plexiglas
0,20
-…
Ivan Maesen
59
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Schakelfrequentie
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.
Ivan Maesen
60
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Uitgangsbelasing
De stroom die de sensor kan schakelen,
uitgedrukt in mA.
Ivan Maesen
61
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Afgeschermde (shielded) en niet-afgeschermde
(unshielded) senoren
Ivan Maesen
62
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Niet-afgeschermde senoren
Kop niet afgeschermd, uit kunststof
Grotere detectieafstand
Inbouwen geeft problemen
Ivan Maesen
Foto Siemens
63
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Afgeschermde senoren
Volledig uit metaal (uitgezonderd detectievlak)
Kleinere detectieafstand
Ivan Maesen
64
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
65
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen inductieve sensoren
Ongevoelig voor trillingen
Geen contactdender
Geen onderhoud, geen slijtage
Kostprijs € 20 tot ca. € 50
Foto Siemens
Ivan Maesen
66
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen inductieve sensoren
Beperkingen
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.
Ivan Maesen
67
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
68
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
69
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen capacitieve sensoren
Beperkingen
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
Ivan Maesen
70
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
71
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen ultrasone sensoren
Beperkingen
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.
Ivan Maesen
72
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
73
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
74
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen optische sensoren
Beperkingen
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.
Ivan Maesen
75
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Rekening houden met:
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
76
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Draadkleur
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
77
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Driedraadse sensor PNP (capacitief)
Ivan Maesen
78
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Driedraadse sensor NPN (inductief)
Ivan Maesen
79
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Vierdraadse sensor PNP
Ivan Maesen
80
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Tweedraadse sensor DC (capacitief)
Ivan Maesen
81
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Tweedraadse NAMUR sensor DC (capacitief)
Ivan Maesen
82
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Tweedraadse sensor AC - NC (inductief)
Ivan Maesen
83
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Tweedraadse sensor AC - NO (inductief)
Ivan Maesen
84
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Vijfdraadse sensor AC (optisch)
Ivan Maesen
85
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Vijfdraadse sensor AC - NO (optisch)
Ivan Maesen
86
Sensoren – Testen van sensoren
Driedraadse sensoren
Als voorbeeld een sensor met PNP-uitgang
Het aansluitschema
Testen met V-meter – Je kunt uiteraard met de Vmeter ook over de belasting meten.
Ivan Maesen
87
Sensoren – Testen van sensoren
Tweedraadse
sensoren
Het aansluitschema
Testen met V-meter
Testen met A-meter
Ivan Maesen
88
Sensoren
Ivan Maesen
89
Slide 32
Installatiemethoden 6 ET
Foto Heidelberg
Ivan Maesen
1
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
2
Sensoren - Algemeen
Inductieve sensoren
Capacitieve sensoren
Optische sensoren
Magnetische sensoren
Ultrasone sensoren
Foto Turck
Ivan Maesen
3
Sensoren – Algemene werking
Ivan Maesen
4
Sensoren – Algemene werking
Ivan Maesen
5
Sensoren – Algemene werking
Ivan Maesen
6
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Foto Siemens
Ivan Maesen
7
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Detectie van blik
en deksel
Foto Siemens
Ivan Maesen
8
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Controle van afbreken van
boorkop
Foto Siemens
Ivan Maesen
9
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Positionering en controle
draaizin
Foto Siemens
Ivan Maesen
10
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Standdetectie van een
klep
Foto Siemens
Ivan Maesen
11
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
oscillator
gelijkrichtier
smitt-trigger
versterker
spoel
Ivan Maesen
12
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Warmteontwikkeling
Ivan Maesen
Amplitude
kleiner
13
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Foto Siemens
Ivan Maesen
14
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Detectie vulniveau in
silo
Foto Siemens
Ivan Maesen
15
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Detectie van vulling
van brik
Foto Siemens
Ivan Maesen
16
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Het sensorvlak vormt een condensator. De lucht is het
diëlektricum.
C
A
d
Ivan Maesen
17
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Een niet-metalen object in het detectieveld: de
diëlektrische constante van de middenstof verandert.
C verandert
Ivan Maesen
18
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
De capaciteit wordt bepaald door het diëlektricum en de
afstand d tussen te platen.
C
A
d
Ivan Maesen
19
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Bij een elektrische geleidend object verkleint de afstand
tussen de platen.
C verandert
Ivan Maesen
20
Sensoren – Werking van de optische sensor
Ivan Maesen
21
Sensoren – Werking van de optische sensor
impulsgenerator (modulator)
IR of laser-LED
lichtgevoelige transistor
synchronisatie, gelijkrichter (demodulator)
smitt-trigger
versterker
Ivan Maesen
22
Sensoren – Werking van de ultrasone sensor
Ivan Maesen
23
Sensoren
ultrasone sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Kwaliteitscontrole met
sonar
Foto Siemens
Ivan Maesen
24
Sensoren
ultrasone sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Hoogtemeting met sonar
Foto Siemens
Ivan Maesen
25
Sensoren
ultrasone sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Afstandsmeting met sonar
Foto Siemens
Ivan Maesen
26
Sensoren
ultrasone sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Controle op doorhangen
met sonar
Foto Siemens
Ivan Maesen
27
Sensoren
ultrasone sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Niveaumetingen
met sonar
Foto’s Siemens
Ivan Maesen
28
Sensoren – Werking van de ultrasone sensor
oscillator
gelijkrichtier
smitt-trigger
versterker
piëzo element (opwekken en verwerken geluidsgolven)
Ivan Maesen
29
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen volgens de vorm
Cilindrische sensoren
Balkvormige or rechthoekige sensoren
Ivan Maesen
30
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen vvolgens de vorm
Speciale vormen:
• vork of sleufsensoren,
• ringsensoren,
• …
Foto Turck
Ivan Maesen
31
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Materiaal van de behuizing (cilindrische sensoren)
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
32
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Maten van cilindrische sensoren
Schroefdraad: M 4, M6,5 M8, M12, M18, M30,
PG 36
Gladde uitvoering: Ø11, Ø20, Ø40
Maten van rechthoekige sensoren
Bouwvormen zie maatschetsen catalogie.
Foto Siemens
Ivan Maesen
33
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens aansluiting
• Sensoren met aansluitklemmen
• Aangegoten kabel zonder connector
• Aangegoten kabel met connector
• Sensoren met connnector
Ivan Maesen
34
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens de aansluiting
Aangegoten kabel
Sensoren met
aansluitklem
Ivan Maesen
35
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens aansluiting
Sensoren met connnector
Ivan Maesen
36
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens aansluiting
Sensoren met connector:
aansluitkabels
Ivan Maesen
37
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens aansluiting
Aansluitkabels en aansluitdozen voor sensoren
Foto Turck
Ivan Maesen
38
Sensoren – Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Foto Siemens
Ivan Maesen
39
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger afzonderlijk (directe scan, thru scan)
Groot detectiebereik (tientallen meters)
Geen doorschijnende materialen detecteren
Ivan Maesen
40
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger afzonderlijk (directe scan, thru scan)
Foto Siemens
Ivan Maesen
41
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger afzonderlijk – spiegeling
(specular)
Detecteren van spiegelende opbjecten
Ivan Maesen
42
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, met reflector
(Retroreflex - retroreflective)
Geen glimmende, spiegelende, doorzichtige voorwerpen
Detectieafstand : ca. 5 m
Ivan Maesen
43
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, met reflector
(Retroreflex - retroreflective)
Ivan Maesen
44
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, met reflector
(Retroreflex - retroreflective)
Foto Siemens
Ivan Maesen
45
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Foto’s Siemens
Ivan Maesen
46
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, met reflector
(Polarisatie - polarized)
Wel glimmende, spiegelende, doorzichtige voorwerpen
Detectieafstand : ca. 3 m
Ivan Maesen
47
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Gepolariseerd licht
Spiegelend voorwerp
Ivan Maesen
48
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, objectreflectie
(strooing – diffuse)
Voorwerpen met mat en ruw oppervlak kunnen gedetecteerd worden
Detectieafstand : enkele tientallen centimeters
Ivan Maesen
49
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, objectreflectie
(strooing – diffuse)
Foto Siemens
Ivan Maesen
50
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, objectreflectie focuspunt (convergent)
Preciesiedetectie, achtergrond geen invloed
Detectieafstand : enkele tientallen centimeters
Ivan Maesen
51
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger afzonderlijk, met glasvezels
Ivan Maesen
52
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, objectreflectie,
met glasvezels
Ivan Maesen
53
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Foto Siemens
Ivan Maesen
54
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Lichtgordijn
Multi beam safety senor
Ivan Maesen
55
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Nominale schakelafstand Sn
Afstand waarbij de sensor schakelt
• Genormalisseerd meetobject
• Nominale spanning
• Nominale temperatuur
Ivan Maesen
56
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Werkelijke schakelafstand
Rekening houden met:
• Werkelijke temperatuur
• Nabijheid andere sensoren
• Soort materiaal
• Afmetingen object
• Kleur (optische sensoren)
• …
Ivan Maesen
57
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Werkelijke schakelafstand
Correctiefactoren inductieve schakelaar
- staal
1
- CrNi
0,85
- Al
0,50
- Cu
0,45
- ….
Ivan Maesen
58
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Werkelijke schakelafstand
Correctiefactoren capacitieve schakelaar:
- Staal
1
- Al
0,95
- Cu
0,95
- H2O
0,64
- Plexiglas
0,20
-…
Ivan Maesen
59
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Schakelfrequentie
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.
Ivan Maesen
60
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Uitgangsbelasing
De stroom die de sensor kan schakelen,
uitgedrukt in mA.
Ivan Maesen
61
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Afgeschermde (shielded) en niet-afgeschermde
(unshielded) senoren
Ivan Maesen
62
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Niet-afgeschermde senoren
Kop niet afgeschermd, uit kunststof
Grotere detectieafstand
Inbouwen geeft problemen
Ivan Maesen
Foto Siemens
63
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Afgeschermde senoren
Volledig uit metaal (uitgezonderd detectievlak)
Kleinere detectieafstand
Ivan Maesen
64
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
65
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen inductieve sensoren
Ongevoelig voor trillingen
Geen contactdender
Geen onderhoud, geen slijtage
Kostprijs € 20 tot ca. € 50
Foto Siemens
Ivan Maesen
66
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen inductieve sensoren
Beperkingen
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.
Ivan Maesen
67
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
68
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
69
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen capacitieve sensoren
Beperkingen
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
Ivan Maesen
70
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
71
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen ultrasone sensoren
Beperkingen
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.
Ivan Maesen
72
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
73
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
74
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen optische sensoren
Beperkingen
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.
Ivan Maesen
75
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Rekening houden met:
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
76
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Draadkleur
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
77
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Driedraadse sensor PNP (capacitief)
Ivan Maesen
78
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Driedraadse sensor NPN (inductief)
Ivan Maesen
79
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Vierdraadse sensor PNP
Ivan Maesen
80
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Tweedraadse sensor DC (capacitief)
Ivan Maesen
81
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Tweedraadse NAMUR sensor DC (capacitief)
Ivan Maesen
82
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Tweedraadse sensor AC - NC (inductief)
Ivan Maesen
83
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Tweedraadse sensor AC - NO (inductief)
Ivan Maesen
84
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Vijfdraadse sensor AC (optisch)
Ivan Maesen
85
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Vijfdraadse sensor AC - NO (optisch)
Ivan Maesen
86
Sensoren – Testen van sensoren
Driedraadse sensoren
Als voorbeeld een sensor met PNP-uitgang
Het aansluitschema
Testen met V-meter – Je kunt uiteraard met de Vmeter ook over de belasting meten.
Ivan Maesen
87
Sensoren – Testen van sensoren
Tweedraadse
sensoren
Het aansluitschema
Testen met V-meter
Testen met A-meter
Ivan Maesen
88
Sensoren
Ivan Maesen
89
Slide 33
Installatiemethoden 6 ET
Foto Heidelberg
Ivan Maesen
1
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
2
Sensoren - Algemeen
Inductieve sensoren
Capacitieve sensoren
Optische sensoren
Magnetische sensoren
Ultrasone sensoren
Foto Turck
Ivan Maesen
3
Sensoren – Algemene werking
Ivan Maesen
4
Sensoren – Algemene werking
Ivan Maesen
5
Sensoren – Algemene werking
Ivan Maesen
6
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Foto Siemens
Ivan Maesen
7
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Detectie van blik
en deksel
Foto Siemens
Ivan Maesen
8
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Controle van afbreken van
boorkop
Foto Siemens
Ivan Maesen
9
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Positionering en controle
draaizin
Foto Siemens
Ivan Maesen
10
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Standdetectie van een
klep
Foto Siemens
Ivan Maesen
11
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
oscillator
gelijkrichtier
smitt-trigger
versterker
spoel
Ivan Maesen
12
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Warmteontwikkeling
Ivan Maesen
Amplitude
kleiner
13
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Foto Siemens
Ivan Maesen
14
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Detectie vulniveau in
silo
Foto Siemens
Ivan Maesen
15
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Detectie van vulling
van brik
Foto Siemens
Ivan Maesen
16
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Het sensorvlak vormt een condensator. De lucht is het
diëlektricum.
C
A
d
Ivan Maesen
17
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Een niet-metalen object in het detectieveld: de
diëlektrische constante van de middenstof verandert.
C verandert
Ivan Maesen
18
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
De capaciteit wordt bepaald door het diëlektricum en de
afstand d tussen te platen.
C
A
d
Ivan Maesen
19
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Bij een elektrische geleidend object verkleint de afstand
tussen de platen.
C verandert
Ivan Maesen
20
Sensoren – Werking van de optische sensor
Ivan Maesen
21
Sensoren – Werking van de optische sensor
impulsgenerator (modulator)
IR of laser-LED
lichtgevoelige transistor
synchronisatie, gelijkrichter (demodulator)
smitt-trigger
versterker
Ivan Maesen
22
Sensoren – Werking van de ultrasone sensor
Ivan Maesen
23
Sensoren
ultrasone sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Kwaliteitscontrole met
sonar
Foto Siemens
Ivan Maesen
24
Sensoren
ultrasone sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Hoogtemeting met sonar
Foto Siemens
Ivan Maesen
25
Sensoren
ultrasone sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Afstandsmeting met sonar
Foto Siemens
Ivan Maesen
26
Sensoren
ultrasone sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Controle op doorhangen
met sonar
Foto Siemens
Ivan Maesen
27
Sensoren
ultrasone sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Niveaumetingen
met sonar
Foto’s Siemens
Ivan Maesen
28
Sensoren – Werking van de ultrasone sensor
oscillator
gelijkrichtier
smitt-trigger
versterker
piëzo element (opwekken en verwerken geluidsgolven)
Ivan Maesen
29
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen volgens de vorm
Cilindrische sensoren
Balkvormige or rechthoekige sensoren
Ivan Maesen
30
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen vvolgens de vorm
Speciale vormen:
• vork of sleufsensoren,
• ringsensoren,
• …
Foto Turck
Ivan Maesen
31
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Materiaal van de behuizing (cilindrische sensoren)
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
32
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Maten van cilindrische sensoren
Schroefdraad: M 4, M6,5 M8, M12, M18, M30,
PG 36
Gladde uitvoering: Ø11, Ø20, Ø40
Maten van rechthoekige sensoren
Bouwvormen zie maatschetsen catalogie.
Foto Siemens
Ivan Maesen
33
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens aansluiting
• Sensoren met aansluitklemmen
• Aangegoten kabel zonder connector
• Aangegoten kabel met connector
• Sensoren met connnector
Ivan Maesen
34
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens de aansluiting
Aangegoten kabel
Sensoren met
aansluitklem
Ivan Maesen
35
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens aansluiting
Sensoren met connnector
Ivan Maesen
36
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens aansluiting
Sensoren met connector:
aansluitkabels
Ivan Maesen
37
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens aansluiting
Aansluitkabels en aansluitdozen voor sensoren
Foto Turck
Ivan Maesen
38
Sensoren – Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Foto Siemens
Ivan Maesen
39
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger afzonderlijk (directe scan, thru scan)
Groot detectiebereik (tientallen meters)
Geen doorschijnende materialen detecteren
Ivan Maesen
40
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger afzonderlijk (directe scan, thru scan)
Foto Siemens
Ivan Maesen
41
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger afzonderlijk – spiegeling
(specular)
Detecteren van spiegelende opbjecten
Ivan Maesen
42
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, met reflector
(Retroreflex - retroreflective)
Geen glimmende, spiegelende, doorzichtige voorwerpen
Detectieafstand : ca. 5 m
Ivan Maesen
43
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, met reflector
(Retroreflex - retroreflective)
Ivan Maesen
44
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, met reflector
(Retroreflex - retroreflective)
Foto Siemens
Ivan Maesen
45
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Foto’s Siemens
Ivan Maesen
46
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, met reflector
(Polarisatie - polarized)
Wel glimmende, spiegelende, doorzichtige voorwerpen
Detectieafstand : ca. 3 m
Ivan Maesen
47
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Gepolariseerd licht
Spiegelend voorwerp
Ivan Maesen
48
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, objectreflectie
(strooing – diffuse)
Voorwerpen met mat en ruw oppervlak kunnen gedetecteerd worden
Detectieafstand : enkele tientallen centimeters
Ivan Maesen
49
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, objectreflectie
(strooing – diffuse)
Foto Siemens
Ivan Maesen
50
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, objectreflectie focuspunt (convergent)
Preciesiedetectie, achtergrond geen invloed
Detectieafstand : enkele tientallen centimeters
Ivan Maesen
51
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger afzonderlijk, met glasvezels
Ivan Maesen
52
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, objectreflectie,
met glasvezels
Ivan Maesen
53
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Foto Siemens
Ivan Maesen
54
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Lichtgordijn
Multi beam safety senor
Ivan Maesen
55
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Nominale schakelafstand Sn
Afstand waarbij de sensor schakelt
• Genormalisseerd meetobject
• Nominale spanning
• Nominale temperatuur
Ivan Maesen
56
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Werkelijke schakelafstand
Rekening houden met:
• Werkelijke temperatuur
• Nabijheid andere sensoren
• Soort materiaal
• Afmetingen object
• Kleur (optische sensoren)
• …
Ivan Maesen
57
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Werkelijke schakelafstand
Correctiefactoren inductieve schakelaar
- staal
1
- CrNi
0,85
- Al
0,50
- Cu
0,45
- ….
Ivan Maesen
58
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Werkelijke schakelafstand
Correctiefactoren capacitieve schakelaar:
- Staal
1
- Al
0,95
- Cu
0,95
- H2O
0,64
- Plexiglas
0,20
-…
Ivan Maesen
59
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Schakelfrequentie
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.
Ivan Maesen
60
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Uitgangsbelasing
De stroom die de sensor kan schakelen,
uitgedrukt in mA.
Ivan Maesen
61
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Afgeschermde (shielded) en niet-afgeschermde
(unshielded) senoren
Ivan Maesen
62
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Niet-afgeschermde senoren
Kop niet afgeschermd, uit kunststof
Grotere detectieafstand
Inbouwen geeft problemen
Ivan Maesen
Foto Siemens
63
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Afgeschermde senoren
Volledig uit metaal (uitgezonderd detectievlak)
Kleinere detectieafstand
Ivan Maesen
64
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
65
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen inductieve sensoren
Ongevoelig voor trillingen
Geen contactdender
Geen onderhoud, geen slijtage
Kostprijs € 20 tot ca. € 50
Foto Siemens
Ivan Maesen
66
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen inductieve sensoren
Beperkingen
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.
Ivan Maesen
67
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
68
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
69
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen capacitieve sensoren
Beperkingen
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
Ivan Maesen
70
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
71
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen ultrasone sensoren
Beperkingen
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.
Ivan Maesen
72
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
73
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
74
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen optische sensoren
Beperkingen
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.
Ivan Maesen
75
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Rekening houden met:
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
76
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Draadkleur
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
77
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Driedraadse sensor PNP (capacitief)
Ivan Maesen
78
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Driedraadse sensor NPN (inductief)
Ivan Maesen
79
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Vierdraadse sensor PNP
Ivan Maesen
80
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Tweedraadse sensor DC (capacitief)
Ivan Maesen
81
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Tweedraadse NAMUR sensor DC (capacitief)
Ivan Maesen
82
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Tweedraadse sensor AC - NC (inductief)
Ivan Maesen
83
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Tweedraadse sensor AC - NO (inductief)
Ivan Maesen
84
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Vijfdraadse sensor AC (optisch)
Ivan Maesen
85
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Vijfdraadse sensor AC - NO (optisch)
Ivan Maesen
86
Sensoren – Testen van sensoren
Driedraadse sensoren
Als voorbeeld een sensor met PNP-uitgang
Het aansluitschema
Testen met V-meter – Je kunt uiteraard met de Vmeter ook over de belasting meten.
Ivan Maesen
87
Sensoren – Testen van sensoren
Tweedraadse
sensoren
Het aansluitschema
Testen met V-meter
Testen met A-meter
Ivan Maesen
88
Sensoren
Ivan Maesen
89
Slide 34
Installatiemethoden 6 ET
Foto Heidelberg
Ivan Maesen
1
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
2
Sensoren - Algemeen
Inductieve sensoren
Capacitieve sensoren
Optische sensoren
Magnetische sensoren
Ultrasone sensoren
Foto Turck
Ivan Maesen
3
Sensoren – Algemene werking
Ivan Maesen
4
Sensoren – Algemene werking
Ivan Maesen
5
Sensoren – Algemene werking
Ivan Maesen
6
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Foto Siemens
Ivan Maesen
7
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Detectie van blik
en deksel
Foto Siemens
Ivan Maesen
8
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Controle van afbreken van
boorkop
Foto Siemens
Ivan Maesen
9
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Positionering en controle
draaizin
Foto Siemens
Ivan Maesen
10
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Standdetectie van een
klep
Foto Siemens
Ivan Maesen
11
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
oscillator
gelijkrichtier
smitt-trigger
versterker
spoel
Ivan Maesen
12
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Warmteontwikkeling
Ivan Maesen
Amplitude
kleiner
13
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Foto Siemens
Ivan Maesen
14
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Detectie vulniveau in
silo
Foto Siemens
Ivan Maesen
15
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Detectie van vulling
van brik
Foto Siemens
Ivan Maesen
16
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Het sensorvlak vormt een condensator. De lucht is het
diëlektricum.
C
A
d
Ivan Maesen
17
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Een niet-metalen object in het detectieveld: de
diëlektrische constante van de middenstof verandert.
C verandert
Ivan Maesen
18
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
De capaciteit wordt bepaald door het diëlektricum en de
afstand d tussen te platen.
C
A
d
Ivan Maesen
19
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Bij een elektrische geleidend object verkleint de afstand
tussen de platen.
C verandert
Ivan Maesen
20
Sensoren – Werking van de optische sensor
Ivan Maesen
21
Sensoren – Werking van de optische sensor
impulsgenerator (modulator)
IR of laser-LED
lichtgevoelige transistor
synchronisatie, gelijkrichter (demodulator)
smitt-trigger
versterker
Ivan Maesen
22
Sensoren – Werking van de ultrasone sensor
Ivan Maesen
23
Sensoren
ultrasone sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Kwaliteitscontrole met
sonar
Foto Siemens
Ivan Maesen
24
Sensoren
ultrasone sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Hoogtemeting met sonar
Foto Siemens
Ivan Maesen
25
Sensoren
ultrasone sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Afstandsmeting met sonar
Foto Siemens
Ivan Maesen
26
Sensoren
ultrasone sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Controle op doorhangen
met sonar
Foto Siemens
Ivan Maesen
27
Sensoren
ultrasone sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Niveaumetingen
met sonar
Foto’s Siemens
Ivan Maesen
28
Sensoren – Werking van de ultrasone sensor
oscillator
gelijkrichtier
smitt-trigger
versterker
piëzo element (opwekken en verwerken geluidsgolven)
Ivan Maesen
29
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen volgens de vorm
Cilindrische sensoren
Balkvormige or rechthoekige sensoren
Ivan Maesen
30
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen vvolgens de vorm
Speciale vormen:
• vork of sleufsensoren,
• ringsensoren,
• …
Foto Turck
Ivan Maesen
31
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Materiaal van de behuizing (cilindrische sensoren)
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
32
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Maten van cilindrische sensoren
Schroefdraad: M 4, M6,5 M8, M12, M18, M30,
PG 36
Gladde uitvoering: Ø11, Ø20, Ø40
Maten van rechthoekige sensoren
Bouwvormen zie maatschetsen catalogie.
Foto Siemens
Ivan Maesen
33
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens aansluiting
• Sensoren met aansluitklemmen
• Aangegoten kabel zonder connector
• Aangegoten kabel met connector
• Sensoren met connnector
Ivan Maesen
34
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens de aansluiting
Aangegoten kabel
Sensoren met
aansluitklem
Ivan Maesen
35
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens aansluiting
Sensoren met connnector
Ivan Maesen
36
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens aansluiting
Sensoren met connector:
aansluitkabels
Ivan Maesen
37
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens aansluiting
Aansluitkabels en aansluitdozen voor sensoren
Foto Turck
Ivan Maesen
38
Sensoren – Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Foto Siemens
Ivan Maesen
39
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger afzonderlijk (directe scan, thru scan)
Groot detectiebereik (tientallen meters)
Geen doorschijnende materialen detecteren
Ivan Maesen
40
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger afzonderlijk (directe scan, thru scan)
Foto Siemens
Ivan Maesen
41
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger afzonderlijk – spiegeling
(specular)
Detecteren van spiegelende opbjecten
Ivan Maesen
42
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, met reflector
(Retroreflex - retroreflective)
Geen glimmende, spiegelende, doorzichtige voorwerpen
Detectieafstand : ca. 5 m
Ivan Maesen
43
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, met reflector
(Retroreflex - retroreflective)
Ivan Maesen
44
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, met reflector
(Retroreflex - retroreflective)
Foto Siemens
Ivan Maesen
45
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Foto’s Siemens
Ivan Maesen
46
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, met reflector
(Polarisatie - polarized)
Wel glimmende, spiegelende, doorzichtige voorwerpen
Detectieafstand : ca. 3 m
Ivan Maesen
47
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Gepolariseerd licht
Spiegelend voorwerp
Ivan Maesen
48
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, objectreflectie
(strooing – diffuse)
Voorwerpen met mat en ruw oppervlak kunnen gedetecteerd worden
Detectieafstand : enkele tientallen centimeters
Ivan Maesen
49
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, objectreflectie
(strooing – diffuse)
Foto Siemens
Ivan Maesen
50
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, objectreflectie focuspunt (convergent)
Preciesiedetectie, achtergrond geen invloed
Detectieafstand : enkele tientallen centimeters
Ivan Maesen
51
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger afzonderlijk, met glasvezels
Ivan Maesen
52
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, objectreflectie,
met glasvezels
Ivan Maesen
53
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Foto Siemens
Ivan Maesen
54
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Lichtgordijn
Multi beam safety senor
Ivan Maesen
55
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Nominale schakelafstand Sn
Afstand waarbij de sensor schakelt
• Genormalisseerd meetobject
• Nominale spanning
• Nominale temperatuur
Ivan Maesen
56
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Werkelijke schakelafstand
Rekening houden met:
• Werkelijke temperatuur
• Nabijheid andere sensoren
• Soort materiaal
• Afmetingen object
• Kleur (optische sensoren)
• …
Ivan Maesen
57
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Werkelijke schakelafstand
Correctiefactoren inductieve schakelaar
- staal
1
- CrNi
0,85
- Al
0,50
- Cu
0,45
- ….
Ivan Maesen
58
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Werkelijke schakelafstand
Correctiefactoren capacitieve schakelaar:
- Staal
1
- Al
0,95
- Cu
0,95
- H2O
0,64
- Plexiglas
0,20
-…
Ivan Maesen
59
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Schakelfrequentie
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.
Ivan Maesen
60
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Uitgangsbelasing
De stroom die de sensor kan schakelen,
uitgedrukt in mA.
Ivan Maesen
61
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Afgeschermde (shielded) en niet-afgeschermde
(unshielded) senoren
Ivan Maesen
62
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Niet-afgeschermde senoren
Kop niet afgeschermd, uit kunststof
Grotere detectieafstand
Inbouwen geeft problemen
Ivan Maesen
Foto Siemens
63
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Afgeschermde senoren
Volledig uit metaal (uitgezonderd detectievlak)
Kleinere detectieafstand
Ivan Maesen
64
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
65
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen inductieve sensoren
Ongevoelig voor trillingen
Geen contactdender
Geen onderhoud, geen slijtage
Kostprijs € 20 tot ca. € 50
Foto Siemens
Ivan Maesen
66
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen inductieve sensoren
Beperkingen
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.
Ivan Maesen
67
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
68
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
69
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen capacitieve sensoren
Beperkingen
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
Ivan Maesen
70
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
71
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen ultrasone sensoren
Beperkingen
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.
Ivan Maesen
72
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
73
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
74
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen optische sensoren
Beperkingen
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.
Ivan Maesen
75
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Rekening houden met:
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
76
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Draadkleur
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
77
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Driedraadse sensor PNP (capacitief)
Ivan Maesen
78
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Driedraadse sensor NPN (inductief)
Ivan Maesen
79
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Vierdraadse sensor PNP
Ivan Maesen
80
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Tweedraadse sensor DC (capacitief)
Ivan Maesen
81
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Tweedraadse NAMUR sensor DC (capacitief)
Ivan Maesen
82
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Tweedraadse sensor AC - NC (inductief)
Ivan Maesen
83
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Tweedraadse sensor AC - NO (inductief)
Ivan Maesen
84
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Vijfdraadse sensor AC (optisch)
Ivan Maesen
85
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Vijfdraadse sensor AC - NO (optisch)
Ivan Maesen
86
Sensoren – Testen van sensoren
Driedraadse sensoren
Als voorbeeld een sensor met PNP-uitgang
Het aansluitschema
Testen met V-meter – Je kunt uiteraard met de Vmeter ook over de belasting meten.
Ivan Maesen
87
Sensoren – Testen van sensoren
Tweedraadse
sensoren
Het aansluitschema
Testen met V-meter
Testen met A-meter
Ivan Maesen
88
Sensoren
Ivan Maesen
89
Slide 35
Installatiemethoden 6 ET
Foto Heidelberg
Ivan Maesen
1
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
2
Sensoren - Algemeen
Inductieve sensoren
Capacitieve sensoren
Optische sensoren
Magnetische sensoren
Ultrasone sensoren
Foto Turck
Ivan Maesen
3
Sensoren – Algemene werking
Ivan Maesen
4
Sensoren – Algemene werking
Ivan Maesen
5
Sensoren – Algemene werking
Ivan Maesen
6
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Foto Siemens
Ivan Maesen
7
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Detectie van blik
en deksel
Foto Siemens
Ivan Maesen
8
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Controle van afbreken van
boorkop
Foto Siemens
Ivan Maesen
9
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Positionering en controle
draaizin
Foto Siemens
Ivan Maesen
10
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Standdetectie van een
klep
Foto Siemens
Ivan Maesen
11
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
oscillator
gelijkrichtier
smitt-trigger
versterker
spoel
Ivan Maesen
12
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Warmteontwikkeling
Ivan Maesen
Amplitude
kleiner
13
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Foto Siemens
Ivan Maesen
14
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Detectie vulniveau in
silo
Foto Siemens
Ivan Maesen
15
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Detectie van vulling
van brik
Foto Siemens
Ivan Maesen
16
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Het sensorvlak vormt een condensator. De lucht is het
diëlektricum.
C
A
d
Ivan Maesen
17
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Een niet-metalen object in het detectieveld: de
diëlektrische constante van de middenstof verandert.
C verandert
Ivan Maesen
18
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
De capaciteit wordt bepaald door het diëlektricum en de
afstand d tussen te platen.
C
A
d
Ivan Maesen
19
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Bij een elektrische geleidend object verkleint de afstand
tussen de platen.
C verandert
Ivan Maesen
20
Sensoren – Werking van de optische sensor
Ivan Maesen
21
Sensoren – Werking van de optische sensor
impulsgenerator (modulator)
IR of laser-LED
lichtgevoelige transistor
synchronisatie, gelijkrichter (demodulator)
smitt-trigger
versterker
Ivan Maesen
22
Sensoren – Werking van de ultrasone sensor
Ivan Maesen
23
Sensoren
ultrasone sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Kwaliteitscontrole met
sonar
Foto Siemens
Ivan Maesen
24
Sensoren
ultrasone sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Hoogtemeting met sonar
Foto Siemens
Ivan Maesen
25
Sensoren
ultrasone sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Afstandsmeting met sonar
Foto Siemens
Ivan Maesen
26
Sensoren
ultrasone sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Controle op doorhangen
met sonar
Foto Siemens
Ivan Maesen
27
Sensoren
ultrasone sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Niveaumetingen
met sonar
Foto’s Siemens
Ivan Maesen
28
Sensoren – Werking van de ultrasone sensor
oscillator
gelijkrichtier
smitt-trigger
versterker
piëzo element (opwekken en verwerken geluidsgolven)
Ivan Maesen
29
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen volgens de vorm
Cilindrische sensoren
Balkvormige or rechthoekige sensoren
Ivan Maesen
30
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen vvolgens de vorm
Speciale vormen:
• vork of sleufsensoren,
• ringsensoren,
• …
Foto Turck
Ivan Maesen
31
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Materiaal van de behuizing (cilindrische sensoren)
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
32
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Maten van cilindrische sensoren
Schroefdraad: M 4, M6,5 M8, M12, M18, M30,
PG 36
Gladde uitvoering: Ø11, Ø20, Ø40
Maten van rechthoekige sensoren
Bouwvormen zie maatschetsen catalogie.
Foto Siemens
Ivan Maesen
33
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens aansluiting
• Sensoren met aansluitklemmen
• Aangegoten kabel zonder connector
• Aangegoten kabel met connector
• Sensoren met connnector
Ivan Maesen
34
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens de aansluiting
Aangegoten kabel
Sensoren met
aansluitklem
Ivan Maesen
35
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens aansluiting
Sensoren met connnector
Ivan Maesen
36
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens aansluiting
Sensoren met connector:
aansluitkabels
Ivan Maesen
37
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens aansluiting
Aansluitkabels en aansluitdozen voor sensoren
Foto Turck
Ivan Maesen
38
Sensoren – Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Foto Siemens
Ivan Maesen
39
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger afzonderlijk (directe scan, thru scan)
Groot detectiebereik (tientallen meters)
Geen doorschijnende materialen detecteren
Ivan Maesen
40
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger afzonderlijk (directe scan, thru scan)
Foto Siemens
Ivan Maesen
41
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger afzonderlijk – spiegeling
(specular)
Detecteren van spiegelende opbjecten
Ivan Maesen
42
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, met reflector
(Retroreflex - retroreflective)
Geen glimmende, spiegelende, doorzichtige voorwerpen
Detectieafstand : ca. 5 m
Ivan Maesen
43
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, met reflector
(Retroreflex - retroreflective)
Ivan Maesen
44
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, met reflector
(Retroreflex - retroreflective)
Foto Siemens
Ivan Maesen
45
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Foto’s Siemens
Ivan Maesen
46
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, met reflector
(Polarisatie - polarized)
Wel glimmende, spiegelende, doorzichtige voorwerpen
Detectieafstand : ca. 3 m
Ivan Maesen
47
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Gepolariseerd licht
Spiegelend voorwerp
Ivan Maesen
48
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, objectreflectie
(strooing – diffuse)
Voorwerpen met mat en ruw oppervlak kunnen gedetecteerd worden
Detectieafstand : enkele tientallen centimeters
Ivan Maesen
49
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, objectreflectie
(strooing – diffuse)
Foto Siemens
Ivan Maesen
50
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, objectreflectie focuspunt (convergent)
Preciesiedetectie, achtergrond geen invloed
Detectieafstand : enkele tientallen centimeters
Ivan Maesen
51
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger afzonderlijk, met glasvezels
Ivan Maesen
52
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, objectreflectie,
met glasvezels
Ivan Maesen
53
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Foto Siemens
Ivan Maesen
54
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Lichtgordijn
Multi beam safety senor
Ivan Maesen
55
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Nominale schakelafstand Sn
Afstand waarbij de sensor schakelt
• Genormalisseerd meetobject
• Nominale spanning
• Nominale temperatuur
Ivan Maesen
56
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Werkelijke schakelafstand
Rekening houden met:
• Werkelijke temperatuur
• Nabijheid andere sensoren
• Soort materiaal
• Afmetingen object
• Kleur (optische sensoren)
• …
Ivan Maesen
57
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Werkelijke schakelafstand
Correctiefactoren inductieve schakelaar
- staal
1
- CrNi
0,85
- Al
0,50
- Cu
0,45
- ….
Ivan Maesen
58
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Werkelijke schakelafstand
Correctiefactoren capacitieve schakelaar:
- Staal
1
- Al
0,95
- Cu
0,95
- H2O
0,64
- Plexiglas
0,20
-…
Ivan Maesen
59
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Schakelfrequentie
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.
Ivan Maesen
60
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Uitgangsbelasing
De stroom die de sensor kan schakelen,
uitgedrukt in mA.
Ivan Maesen
61
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Afgeschermde (shielded) en niet-afgeschermde
(unshielded) senoren
Ivan Maesen
62
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Niet-afgeschermde senoren
Kop niet afgeschermd, uit kunststof
Grotere detectieafstand
Inbouwen geeft problemen
Ivan Maesen
Foto Siemens
63
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Afgeschermde senoren
Volledig uit metaal (uitgezonderd detectievlak)
Kleinere detectieafstand
Ivan Maesen
64
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
65
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen inductieve sensoren
Ongevoelig voor trillingen
Geen contactdender
Geen onderhoud, geen slijtage
Kostprijs € 20 tot ca. € 50
Foto Siemens
Ivan Maesen
66
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen inductieve sensoren
Beperkingen
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.
Ivan Maesen
67
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
68
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
69
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen capacitieve sensoren
Beperkingen
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
Ivan Maesen
70
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
71
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen ultrasone sensoren
Beperkingen
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.
Ivan Maesen
72
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
73
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
74
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen optische sensoren
Beperkingen
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.
Ivan Maesen
75
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Rekening houden met:
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
76
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Draadkleur
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
77
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Driedraadse sensor PNP (capacitief)
Ivan Maesen
78
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Driedraadse sensor NPN (inductief)
Ivan Maesen
79
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Vierdraadse sensor PNP
Ivan Maesen
80
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Tweedraadse sensor DC (capacitief)
Ivan Maesen
81
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Tweedraadse NAMUR sensor DC (capacitief)
Ivan Maesen
82
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Tweedraadse sensor AC - NC (inductief)
Ivan Maesen
83
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Tweedraadse sensor AC - NO (inductief)
Ivan Maesen
84
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Vijfdraadse sensor AC (optisch)
Ivan Maesen
85
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Vijfdraadse sensor AC - NO (optisch)
Ivan Maesen
86
Sensoren – Testen van sensoren
Driedraadse sensoren
Als voorbeeld een sensor met PNP-uitgang
Het aansluitschema
Testen met V-meter – Je kunt uiteraard met de Vmeter ook over de belasting meten.
Ivan Maesen
87
Sensoren – Testen van sensoren
Tweedraadse
sensoren
Het aansluitschema
Testen met V-meter
Testen met A-meter
Ivan Maesen
88
Sensoren
Ivan Maesen
89
Slide 36
Installatiemethoden 6 ET
Foto Heidelberg
Ivan Maesen
1
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
2
Sensoren - Algemeen
Inductieve sensoren
Capacitieve sensoren
Optische sensoren
Magnetische sensoren
Ultrasone sensoren
Foto Turck
Ivan Maesen
3
Sensoren – Algemene werking
Ivan Maesen
4
Sensoren – Algemene werking
Ivan Maesen
5
Sensoren – Algemene werking
Ivan Maesen
6
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Foto Siemens
Ivan Maesen
7
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Detectie van blik
en deksel
Foto Siemens
Ivan Maesen
8
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Controle van afbreken van
boorkop
Foto Siemens
Ivan Maesen
9
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Positionering en controle
draaizin
Foto Siemens
Ivan Maesen
10
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Standdetectie van een
klep
Foto Siemens
Ivan Maesen
11
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
oscillator
gelijkrichtier
smitt-trigger
versterker
spoel
Ivan Maesen
12
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Warmteontwikkeling
Ivan Maesen
Amplitude
kleiner
13
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Foto Siemens
Ivan Maesen
14
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Detectie vulniveau in
silo
Foto Siemens
Ivan Maesen
15
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Detectie van vulling
van brik
Foto Siemens
Ivan Maesen
16
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Het sensorvlak vormt een condensator. De lucht is het
diëlektricum.
C
A
d
Ivan Maesen
17
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Een niet-metalen object in het detectieveld: de
diëlektrische constante van de middenstof verandert.
C verandert
Ivan Maesen
18
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
De capaciteit wordt bepaald door het diëlektricum en de
afstand d tussen te platen.
C
A
d
Ivan Maesen
19
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Bij een elektrische geleidend object verkleint de afstand
tussen de platen.
C verandert
Ivan Maesen
20
Sensoren – Werking van de optische sensor
Ivan Maesen
21
Sensoren – Werking van de optische sensor
impulsgenerator (modulator)
IR of laser-LED
lichtgevoelige transistor
synchronisatie, gelijkrichter (demodulator)
smitt-trigger
versterker
Ivan Maesen
22
Sensoren – Werking van de ultrasone sensor
Ivan Maesen
23
Sensoren
ultrasone sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Kwaliteitscontrole met
sonar
Foto Siemens
Ivan Maesen
24
Sensoren
ultrasone sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Hoogtemeting met sonar
Foto Siemens
Ivan Maesen
25
Sensoren
ultrasone sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Afstandsmeting met sonar
Foto Siemens
Ivan Maesen
26
Sensoren
ultrasone sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Controle op doorhangen
met sonar
Foto Siemens
Ivan Maesen
27
Sensoren
ultrasone sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Niveaumetingen
met sonar
Foto’s Siemens
Ivan Maesen
28
Sensoren – Werking van de ultrasone sensor
oscillator
gelijkrichtier
smitt-trigger
versterker
piëzo element (opwekken en verwerken geluidsgolven)
Ivan Maesen
29
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen volgens de vorm
Cilindrische sensoren
Balkvormige or rechthoekige sensoren
Ivan Maesen
30
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen vvolgens de vorm
Speciale vormen:
• vork of sleufsensoren,
• ringsensoren,
• …
Foto Turck
Ivan Maesen
31
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Materiaal van de behuizing (cilindrische sensoren)
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
32
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Maten van cilindrische sensoren
Schroefdraad: M 4, M6,5 M8, M12, M18, M30,
PG 36
Gladde uitvoering: Ø11, Ø20, Ø40
Maten van rechthoekige sensoren
Bouwvormen zie maatschetsen catalogie.
Foto Siemens
Ivan Maesen
33
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens aansluiting
• Sensoren met aansluitklemmen
• Aangegoten kabel zonder connector
• Aangegoten kabel met connector
• Sensoren met connnector
Ivan Maesen
34
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens de aansluiting
Aangegoten kabel
Sensoren met
aansluitklem
Ivan Maesen
35
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens aansluiting
Sensoren met connnector
Ivan Maesen
36
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens aansluiting
Sensoren met connector:
aansluitkabels
Ivan Maesen
37
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens aansluiting
Aansluitkabels en aansluitdozen voor sensoren
Foto Turck
Ivan Maesen
38
Sensoren – Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Foto Siemens
Ivan Maesen
39
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger afzonderlijk (directe scan, thru scan)
Groot detectiebereik (tientallen meters)
Geen doorschijnende materialen detecteren
Ivan Maesen
40
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger afzonderlijk (directe scan, thru scan)
Foto Siemens
Ivan Maesen
41
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger afzonderlijk – spiegeling
(specular)
Detecteren van spiegelende opbjecten
Ivan Maesen
42
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, met reflector
(Retroreflex - retroreflective)
Geen glimmende, spiegelende, doorzichtige voorwerpen
Detectieafstand : ca. 5 m
Ivan Maesen
43
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, met reflector
(Retroreflex - retroreflective)
Ivan Maesen
44
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, met reflector
(Retroreflex - retroreflective)
Foto Siemens
Ivan Maesen
45
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Foto’s Siemens
Ivan Maesen
46
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, met reflector
(Polarisatie - polarized)
Wel glimmende, spiegelende, doorzichtige voorwerpen
Detectieafstand : ca. 3 m
Ivan Maesen
47
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Gepolariseerd licht
Spiegelend voorwerp
Ivan Maesen
48
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, objectreflectie
(strooing – diffuse)
Voorwerpen met mat en ruw oppervlak kunnen gedetecteerd worden
Detectieafstand : enkele tientallen centimeters
Ivan Maesen
49
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, objectreflectie
(strooing – diffuse)
Foto Siemens
Ivan Maesen
50
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, objectreflectie focuspunt (convergent)
Preciesiedetectie, achtergrond geen invloed
Detectieafstand : enkele tientallen centimeters
Ivan Maesen
51
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger afzonderlijk, met glasvezels
Ivan Maesen
52
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, objectreflectie,
met glasvezels
Ivan Maesen
53
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Foto Siemens
Ivan Maesen
54
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Lichtgordijn
Multi beam safety senor
Ivan Maesen
55
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Nominale schakelafstand Sn
Afstand waarbij de sensor schakelt
• Genormalisseerd meetobject
• Nominale spanning
• Nominale temperatuur
Ivan Maesen
56
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Werkelijke schakelafstand
Rekening houden met:
• Werkelijke temperatuur
• Nabijheid andere sensoren
• Soort materiaal
• Afmetingen object
• Kleur (optische sensoren)
• …
Ivan Maesen
57
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Werkelijke schakelafstand
Correctiefactoren inductieve schakelaar
- staal
1
- CrNi
0,85
- Al
0,50
- Cu
0,45
- ….
Ivan Maesen
58
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Werkelijke schakelafstand
Correctiefactoren capacitieve schakelaar:
- Staal
1
- Al
0,95
- Cu
0,95
- H2O
0,64
- Plexiglas
0,20
-…
Ivan Maesen
59
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Schakelfrequentie
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.
Ivan Maesen
60
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Uitgangsbelasing
De stroom die de sensor kan schakelen,
uitgedrukt in mA.
Ivan Maesen
61
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Afgeschermde (shielded) en niet-afgeschermde
(unshielded) senoren
Ivan Maesen
62
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Niet-afgeschermde senoren
Kop niet afgeschermd, uit kunststof
Grotere detectieafstand
Inbouwen geeft problemen
Ivan Maesen
Foto Siemens
63
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Afgeschermde senoren
Volledig uit metaal (uitgezonderd detectievlak)
Kleinere detectieafstand
Ivan Maesen
64
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
65
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen inductieve sensoren
Ongevoelig voor trillingen
Geen contactdender
Geen onderhoud, geen slijtage
Kostprijs € 20 tot ca. € 50
Foto Siemens
Ivan Maesen
66
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen inductieve sensoren
Beperkingen
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.
Ivan Maesen
67
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
68
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
69
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen capacitieve sensoren
Beperkingen
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
Ivan Maesen
70
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
71
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen ultrasone sensoren
Beperkingen
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.
Ivan Maesen
72
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
73
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
74
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen optische sensoren
Beperkingen
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.
Ivan Maesen
75
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Rekening houden met:
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
76
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Draadkleur
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
77
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Driedraadse sensor PNP (capacitief)
Ivan Maesen
78
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Driedraadse sensor NPN (inductief)
Ivan Maesen
79
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Vierdraadse sensor PNP
Ivan Maesen
80
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Tweedraadse sensor DC (capacitief)
Ivan Maesen
81
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Tweedraadse NAMUR sensor DC (capacitief)
Ivan Maesen
82
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Tweedraadse sensor AC - NC (inductief)
Ivan Maesen
83
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Tweedraadse sensor AC - NO (inductief)
Ivan Maesen
84
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Vijfdraadse sensor AC (optisch)
Ivan Maesen
85
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Vijfdraadse sensor AC - NO (optisch)
Ivan Maesen
86
Sensoren – Testen van sensoren
Driedraadse sensoren
Als voorbeeld een sensor met PNP-uitgang
Het aansluitschema
Testen met V-meter – Je kunt uiteraard met de Vmeter ook over de belasting meten.
Ivan Maesen
87
Sensoren – Testen van sensoren
Tweedraadse
sensoren
Het aansluitschema
Testen met V-meter
Testen met A-meter
Ivan Maesen
88
Sensoren
Ivan Maesen
89
Slide 37
Installatiemethoden 6 ET
Foto Heidelberg
Ivan Maesen
1
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
2
Sensoren - Algemeen
Inductieve sensoren
Capacitieve sensoren
Optische sensoren
Magnetische sensoren
Ultrasone sensoren
Foto Turck
Ivan Maesen
3
Sensoren – Algemene werking
Ivan Maesen
4
Sensoren – Algemene werking
Ivan Maesen
5
Sensoren – Algemene werking
Ivan Maesen
6
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Foto Siemens
Ivan Maesen
7
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Detectie van blik
en deksel
Foto Siemens
Ivan Maesen
8
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Controle van afbreken van
boorkop
Foto Siemens
Ivan Maesen
9
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Positionering en controle
draaizin
Foto Siemens
Ivan Maesen
10
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Standdetectie van een
klep
Foto Siemens
Ivan Maesen
11
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
oscillator
gelijkrichtier
smitt-trigger
versterker
spoel
Ivan Maesen
12
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Warmteontwikkeling
Ivan Maesen
Amplitude
kleiner
13
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Foto Siemens
Ivan Maesen
14
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Detectie vulniveau in
silo
Foto Siemens
Ivan Maesen
15
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Detectie van vulling
van brik
Foto Siemens
Ivan Maesen
16
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Het sensorvlak vormt een condensator. De lucht is het
diëlektricum.
C
A
d
Ivan Maesen
17
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Een niet-metalen object in het detectieveld: de
diëlektrische constante van de middenstof verandert.
C verandert
Ivan Maesen
18
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
De capaciteit wordt bepaald door het diëlektricum en de
afstand d tussen te platen.
C
A
d
Ivan Maesen
19
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Bij een elektrische geleidend object verkleint de afstand
tussen de platen.
C verandert
Ivan Maesen
20
Sensoren – Werking van de optische sensor
Ivan Maesen
21
Sensoren – Werking van de optische sensor
impulsgenerator (modulator)
IR of laser-LED
lichtgevoelige transistor
synchronisatie, gelijkrichter (demodulator)
smitt-trigger
versterker
Ivan Maesen
22
Sensoren – Werking van de ultrasone sensor
Ivan Maesen
23
Sensoren
ultrasone sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Kwaliteitscontrole met
sonar
Foto Siemens
Ivan Maesen
24
Sensoren
ultrasone sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Hoogtemeting met sonar
Foto Siemens
Ivan Maesen
25
Sensoren
ultrasone sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Afstandsmeting met sonar
Foto Siemens
Ivan Maesen
26
Sensoren
ultrasone sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Controle op doorhangen
met sonar
Foto Siemens
Ivan Maesen
27
Sensoren
ultrasone sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Niveaumetingen
met sonar
Foto’s Siemens
Ivan Maesen
28
Sensoren – Werking van de ultrasone sensor
oscillator
gelijkrichtier
smitt-trigger
versterker
piëzo element (opwekken en verwerken geluidsgolven)
Ivan Maesen
29
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen volgens de vorm
Cilindrische sensoren
Balkvormige or rechthoekige sensoren
Ivan Maesen
30
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen vvolgens de vorm
Speciale vormen:
• vork of sleufsensoren,
• ringsensoren,
• …
Foto Turck
Ivan Maesen
31
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Materiaal van de behuizing (cilindrische sensoren)
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
32
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Maten van cilindrische sensoren
Schroefdraad: M 4, M6,5 M8, M12, M18, M30,
PG 36
Gladde uitvoering: Ø11, Ø20, Ø40
Maten van rechthoekige sensoren
Bouwvormen zie maatschetsen catalogie.
Foto Siemens
Ivan Maesen
33
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens aansluiting
• Sensoren met aansluitklemmen
• Aangegoten kabel zonder connector
• Aangegoten kabel met connector
• Sensoren met connnector
Ivan Maesen
34
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens de aansluiting
Aangegoten kabel
Sensoren met
aansluitklem
Ivan Maesen
35
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens aansluiting
Sensoren met connnector
Ivan Maesen
36
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens aansluiting
Sensoren met connector:
aansluitkabels
Ivan Maesen
37
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens aansluiting
Aansluitkabels en aansluitdozen voor sensoren
Foto Turck
Ivan Maesen
38
Sensoren – Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Foto Siemens
Ivan Maesen
39
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger afzonderlijk (directe scan, thru scan)
Groot detectiebereik (tientallen meters)
Geen doorschijnende materialen detecteren
Ivan Maesen
40
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger afzonderlijk (directe scan, thru scan)
Foto Siemens
Ivan Maesen
41
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger afzonderlijk – spiegeling
(specular)
Detecteren van spiegelende opbjecten
Ivan Maesen
42
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, met reflector
(Retroreflex - retroreflective)
Geen glimmende, spiegelende, doorzichtige voorwerpen
Detectieafstand : ca. 5 m
Ivan Maesen
43
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, met reflector
(Retroreflex - retroreflective)
Ivan Maesen
44
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, met reflector
(Retroreflex - retroreflective)
Foto Siemens
Ivan Maesen
45
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Foto’s Siemens
Ivan Maesen
46
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, met reflector
(Polarisatie - polarized)
Wel glimmende, spiegelende, doorzichtige voorwerpen
Detectieafstand : ca. 3 m
Ivan Maesen
47
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Gepolariseerd licht
Spiegelend voorwerp
Ivan Maesen
48
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, objectreflectie
(strooing – diffuse)
Voorwerpen met mat en ruw oppervlak kunnen gedetecteerd worden
Detectieafstand : enkele tientallen centimeters
Ivan Maesen
49
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, objectreflectie
(strooing – diffuse)
Foto Siemens
Ivan Maesen
50
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, objectreflectie focuspunt (convergent)
Preciesiedetectie, achtergrond geen invloed
Detectieafstand : enkele tientallen centimeters
Ivan Maesen
51
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger afzonderlijk, met glasvezels
Ivan Maesen
52
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, objectreflectie,
met glasvezels
Ivan Maesen
53
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Foto Siemens
Ivan Maesen
54
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Lichtgordijn
Multi beam safety senor
Ivan Maesen
55
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Nominale schakelafstand Sn
Afstand waarbij de sensor schakelt
• Genormalisseerd meetobject
• Nominale spanning
• Nominale temperatuur
Ivan Maesen
56
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Werkelijke schakelafstand
Rekening houden met:
• Werkelijke temperatuur
• Nabijheid andere sensoren
• Soort materiaal
• Afmetingen object
• Kleur (optische sensoren)
• …
Ivan Maesen
57
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Werkelijke schakelafstand
Correctiefactoren inductieve schakelaar
- staal
1
- CrNi
0,85
- Al
0,50
- Cu
0,45
- ….
Ivan Maesen
58
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Werkelijke schakelafstand
Correctiefactoren capacitieve schakelaar:
- Staal
1
- Al
0,95
- Cu
0,95
- H2O
0,64
- Plexiglas
0,20
-…
Ivan Maesen
59
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Schakelfrequentie
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.
Ivan Maesen
60
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Uitgangsbelasing
De stroom die de sensor kan schakelen,
uitgedrukt in mA.
Ivan Maesen
61
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Afgeschermde (shielded) en niet-afgeschermde
(unshielded) senoren
Ivan Maesen
62
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Niet-afgeschermde senoren
Kop niet afgeschermd, uit kunststof
Grotere detectieafstand
Inbouwen geeft problemen
Ivan Maesen
Foto Siemens
63
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Afgeschermde senoren
Volledig uit metaal (uitgezonderd detectievlak)
Kleinere detectieafstand
Ivan Maesen
64
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
65
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen inductieve sensoren
Ongevoelig voor trillingen
Geen contactdender
Geen onderhoud, geen slijtage
Kostprijs € 20 tot ca. € 50
Foto Siemens
Ivan Maesen
66
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen inductieve sensoren
Beperkingen
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.
Ivan Maesen
67
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
68
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
69
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen capacitieve sensoren
Beperkingen
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
Ivan Maesen
70
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
71
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen ultrasone sensoren
Beperkingen
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.
Ivan Maesen
72
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
73
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
74
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen optische sensoren
Beperkingen
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.
Ivan Maesen
75
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Rekening houden met:
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
76
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Draadkleur
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
77
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Driedraadse sensor PNP (capacitief)
Ivan Maesen
78
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Driedraadse sensor NPN (inductief)
Ivan Maesen
79
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Vierdraadse sensor PNP
Ivan Maesen
80
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Tweedraadse sensor DC (capacitief)
Ivan Maesen
81
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Tweedraadse NAMUR sensor DC (capacitief)
Ivan Maesen
82
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Tweedraadse sensor AC - NC (inductief)
Ivan Maesen
83
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Tweedraadse sensor AC - NO (inductief)
Ivan Maesen
84
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Vijfdraadse sensor AC (optisch)
Ivan Maesen
85
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Vijfdraadse sensor AC - NO (optisch)
Ivan Maesen
86
Sensoren – Testen van sensoren
Driedraadse sensoren
Als voorbeeld een sensor met PNP-uitgang
Het aansluitschema
Testen met V-meter – Je kunt uiteraard met de Vmeter ook over de belasting meten.
Ivan Maesen
87
Sensoren – Testen van sensoren
Tweedraadse
sensoren
Het aansluitschema
Testen met V-meter
Testen met A-meter
Ivan Maesen
88
Sensoren
Ivan Maesen
89
Slide 38
Installatiemethoden 6 ET
Foto Heidelberg
Ivan Maesen
1
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
2
Sensoren - Algemeen
Inductieve sensoren
Capacitieve sensoren
Optische sensoren
Magnetische sensoren
Ultrasone sensoren
Foto Turck
Ivan Maesen
3
Sensoren – Algemene werking
Ivan Maesen
4
Sensoren – Algemene werking
Ivan Maesen
5
Sensoren – Algemene werking
Ivan Maesen
6
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Foto Siemens
Ivan Maesen
7
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Detectie van blik
en deksel
Foto Siemens
Ivan Maesen
8
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Controle van afbreken van
boorkop
Foto Siemens
Ivan Maesen
9
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Positionering en controle
draaizin
Foto Siemens
Ivan Maesen
10
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Standdetectie van een
klep
Foto Siemens
Ivan Maesen
11
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
oscillator
gelijkrichtier
smitt-trigger
versterker
spoel
Ivan Maesen
12
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Warmteontwikkeling
Ivan Maesen
Amplitude
kleiner
13
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Foto Siemens
Ivan Maesen
14
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Detectie vulniveau in
silo
Foto Siemens
Ivan Maesen
15
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Detectie van vulling
van brik
Foto Siemens
Ivan Maesen
16
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Het sensorvlak vormt een condensator. De lucht is het
diëlektricum.
C
A
d
Ivan Maesen
17
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Een niet-metalen object in het detectieveld: de
diëlektrische constante van de middenstof verandert.
C verandert
Ivan Maesen
18
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
De capaciteit wordt bepaald door het diëlektricum en de
afstand d tussen te platen.
C
A
d
Ivan Maesen
19
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Bij een elektrische geleidend object verkleint de afstand
tussen de platen.
C verandert
Ivan Maesen
20
Sensoren – Werking van de optische sensor
Ivan Maesen
21
Sensoren – Werking van de optische sensor
impulsgenerator (modulator)
IR of laser-LED
lichtgevoelige transistor
synchronisatie, gelijkrichter (demodulator)
smitt-trigger
versterker
Ivan Maesen
22
Sensoren – Werking van de ultrasone sensor
Ivan Maesen
23
Sensoren
ultrasone sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Kwaliteitscontrole met
sonar
Foto Siemens
Ivan Maesen
24
Sensoren
ultrasone sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Hoogtemeting met sonar
Foto Siemens
Ivan Maesen
25
Sensoren
ultrasone sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Afstandsmeting met sonar
Foto Siemens
Ivan Maesen
26
Sensoren
ultrasone sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Controle op doorhangen
met sonar
Foto Siemens
Ivan Maesen
27
Sensoren
ultrasone sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Niveaumetingen
met sonar
Foto’s Siemens
Ivan Maesen
28
Sensoren – Werking van de ultrasone sensor
oscillator
gelijkrichtier
smitt-trigger
versterker
piëzo element (opwekken en verwerken geluidsgolven)
Ivan Maesen
29
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen volgens de vorm
Cilindrische sensoren
Balkvormige or rechthoekige sensoren
Ivan Maesen
30
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen vvolgens de vorm
Speciale vormen:
• vork of sleufsensoren,
• ringsensoren,
• …
Foto Turck
Ivan Maesen
31
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Materiaal van de behuizing (cilindrische sensoren)
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
32
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Maten van cilindrische sensoren
Schroefdraad: M 4, M6,5 M8, M12, M18, M30,
PG 36
Gladde uitvoering: Ø11, Ø20, Ø40
Maten van rechthoekige sensoren
Bouwvormen zie maatschetsen catalogie.
Foto Siemens
Ivan Maesen
33
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens aansluiting
• Sensoren met aansluitklemmen
• Aangegoten kabel zonder connector
• Aangegoten kabel met connector
• Sensoren met connnector
Ivan Maesen
34
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens de aansluiting
Aangegoten kabel
Sensoren met
aansluitklem
Ivan Maesen
35
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens aansluiting
Sensoren met connnector
Ivan Maesen
36
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens aansluiting
Sensoren met connector:
aansluitkabels
Ivan Maesen
37
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens aansluiting
Aansluitkabels en aansluitdozen voor sensoren
Foto Turck
Ivan Maesen
38
Sensoren – Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Foto Siemens
Ivan Maesen
39
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger afzonderlijk (directe scan, thru scan)
Groot detectiebereik (tientallen meters)
Geen doorschijnende materialen detecteren
Ivan Maesen
40
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger afzonderlijk (directe scan, thru scan)
Foto Siemens
Ivan Maesen
41
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger afzonderlijk – spiegeling
(specular)
Detecteren van spiegelende opbjecten
Ivan Maesen
42
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, met reflector
(Retroreflex - retroreflective)
Geen glimmende, spiegelende, doorzichtige voorwerpen
Detectieafstand : ca. 5 m
Ivan Maesen
43
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, met reflector
(Retroreflex - retroreflective)
Ivan Maesen
44
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, met reflector
(Retroreflex - retroreflective)
Foto Siemens
Ivan Maesen
45
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Foto’s Siemens
Ivan Maesen
46
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, met reflector
(Polarisatie - polarized)
Wel glimmende, spiegelende, doorzichtige voorwerpen
Detectieafstand : ca. 3 m
Ivan Maesen
47
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Gepolariseerd licht
Spiegelend voorwerp
Ivan Maesen
48
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, objectreflectie
(strooing – diffuse)
Voorwerpen met mat en ruw oppervlak kunnen gedetecteerd worden
Detectieafstand : enkele tientallen centimeters
Ivan Maesen
49
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, objectreflectie
(strooing – diffuse)
Foto Siemens
Ivan Maesen
50
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, objectreflectie focuspunt (convergent)
Preciesiedetectie, achtergrond geen invloed
Detectieafstand : enkele tientallen centimeters
Ivan Maesen
51
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger afzonderlijk, met glasvezels
Ivan Maesen
52
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, objectreflectie,
met glasvezels
Ivan Maesen
53
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Foto Siemens
Ivan Maesen
54
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Lichtgordijn
Multi beam safety senor
Ivan Maesen
55
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Nominale schakelafstand Sn
Afstand waarbij de sensor schakelt
• Genormalisseerd meetobject
• Nominale spanning
• Nominale temperatuur
Ivan Maesen
56
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Werkelijke schakelafstand
Rekening houden met:
• Werkelijke temperatuur
• Nabijheid andere sensoren
• Soort materiaal
• Afmetingen object
• Kleur (optische sensoren)
• …
Ivan Maesen
57
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Werkelijke schakelafstand
Correctiefactoren inductieve schakelaar
- staal
1
- CrNi
0,85
- Al
0,50
- Cu
0,45
- ….
Ivan Maesen
58
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Werkelijke schakelafstand
Correctiefactoren capacitieve schakelaar:
- Staal
1
- Al
0,95
- Cu
0,95
- H2O
0,64
- Plexiglas
0,20
-…
Ivan Maesen
59
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Schakelfrequentie
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.
Ivan Maesen
60
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Uitgangsbelasing
De stroom die de sensor kan schakelen,
uitgedrukt in mA.
Ivan Maesen
61
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Afgeschermde (shielded) en niet-afgeschermde
(unshielded) senoren
Ivan Maesen
62
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Niet-afgeschermde senoren
Kop niet afgeschermd, uit kunststof
Grotere detectieafstand
Inbouwen geeft problemen
Ivan Maesen
Foto Siemens
63
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Afgeschermde senoren
Volledig uit metaal (uitgezonderd detectievlak)
Kleinere detectieafstand
Ivan Maesen
64
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
65
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen inductieve sensoren
Ongevoelig voor trillingen
Geen contactdender
Geen onderhoud, geen slijtage
Kostprijs € 20 tot ca. € 50
Foto Siemens
Ivan Maesen
66
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen inductieve sensoren
Beperkingen
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.
Ivan Maesen
67
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
68
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
69
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen capacitieve sensoren
Beperkingen
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
Ivan Maesen
70
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
71
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen ultrasone sensoren
Beperkingen
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.
Ivan Maesen
72
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
73
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
74
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen optische sensoren
Beperkingen
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.
Ivan Maesen
75
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Rekening houden met:
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
76
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Draadkleur
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
77
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Driedraadse sensor PNP (capacitief)
Ivan Maesen
78
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Driedraadse sensor NPN (inductief)
Ivan Maesen
79
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Vierdraadse sensor PNP
Ivan Maesen
80
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Tweedraadse sensor DC (capacitief)
Ivan Maesen
81
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Tweedraadse NAMUR sensor DC (capacitief)
Ivan Maesen
82
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Tweedraadse sensor AC - NC (inductief)
Ivan Maesen
83
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Tweedraadse sensor AC - NO (inductief)
Ivan Maesen
84
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Vijfdraadse sensor AC (optisch)
Ivan Maesen
85
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Vijfdraadse sensor AC - NO (optisch)
Ivan Maesen
86
Sensoren – Testen van sensoren
Driedraadse sensoren
Als voorbeeld een sensor met PNP-uitgang
Het aansluitschema
Testen met V-meter – Je kunt uiteraard met de Vmeter ook over de belasting meten.
Ivan Maesen
87
Sensoren – Testen van sensoren
Tweedraadse
sensoren
Het aansluitschema
Testen met V-meter
Testen met A-meter
Ivan Maesen
88
Sensoren
Ivan Maesen
89
Slide 39
Installatiemethoden 6 ET
Foto Heidelberg
Ivan Maesen
1
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
2
Sensoren - Algemeen
Inductieve sensoren
Capacitieve sensoren
Optische sensoren
Magnetische sensoren
Ultrasone sensoren
Foto Turck
Ivan Maesen
3
Sensoren – Algemene werking
Ivan Maesen
4
Sensoren – Algemene werking
Ivan Maesen
5
Sensoren – Algemene werking
Ivan Maesen
6
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Foto Siemens
Ivan Maesen
7
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Detectie van blik
en deksel
Foto Siemens
Ivan Maesen
8
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Controle van afbreken van
boorkop
Foto Siemens
Ivan Maesen
9
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Positionering en controle
draaizin
Foto Siemens
Ivan Maesen
10
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Standdetectie van een
klep
Foto Siemens
Ivan Maesen
11
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
oscillator
gelijkrichtier
smitt-trigger
versterker
spoel
Ivan Maesen
12
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Warmteontwikkeling
Ivan Maesen
Amplitude
kleiner
13
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Foto Siemens
Ivan Maesen
14
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Detectie vulniveau in
silo
Foto Siemens
Ivan Maesen
15
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Detectie van vulling
van brik
Foto Siemens
Ivan Maesen
16
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Het sensorvlak vormt een condensator. De lucht is het
diëlektricum.
C
A
d
Ivan Maesen
17
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Een niet-metalen object in het detectieveld: de
diëlektrische constante van de middenstof verandert.
C verandert
Ivan Maesen
18
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
De capaciteit wordt bepaald door het diëlektricum en de
afstand d tussen te platen.
C
A
d
Ivan Maesen
19
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Bij een elektrische geleidend object verkleint de afstand
tussen de platen.
C verandert
Ivan Maesen
20
Sensoren – Werking van de optische sensor
Ivan Maesen
21
Sensoren – Werking van de optische sensor
impulsgenerator (modulator)
IR of laser-LED
lichtgevoelige transistor
synchronisatie, gelijkrichter (demodulator)
smitt-trigger
versterker
Ivan Maesen
22
Sensoren – Werking van de ultrasone sensor
Ivan Maesen
23
Sensoren
ultrasone sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Kwaliteitscontrole met
sonar
Foto Siemens
Ivan Maesen
24
Sensoren
ultrasone sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Hoogtemeting met sonar
Foto Siemens
Ivan Maesen
25
Sensoren
ultrasone sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Afstandsmeting met sonar
Foto Siemens
Ivan Maesen
26
Sensoren
ultrasone sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Controle op doorhangen
met sonar
Foto Siemens
Ivan Maesen
27
Sensoren
ultrasone sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Niveaumetingen
met sonar
Foto’s Siemens
Ivan Maesen
28
Sensoren – Werking van de ultrasone sensor
oscillator
gelijkrichtier
smitt-trigger
versterker
piëzo element (opwekken en verwerken geluidsgolven)
Ivan Maesen
29
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen volgens de vorm
Cilindrische sensoren
Balkvormige or rechthoekige sensoren
Ivan Maesen
30
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen vvolgens de vorm
Speciale vormen:
• vork of sleufsensoren,
• ringsensoren,
• …
Foto Turck
Ivan Maesen
31
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Materiaal van de behuizing (cilindrische sensoren)
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
32
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Maten van cilindrische sensoren
Schroefdraad: M 4, M6,5 M8, M12, M18, M30,
PG 36
Gladde uitvoering: Ø11, Ø20, Ø40
Maten van rechthoekige sensoren
Bouwvormen zie maatschetsen catalogie.
Foto Siemens
Ivan Maesen
33
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens aansluiting
• Sensoren met aansluitklemmen
• Aangegoten kabel zonder connector
• Aangegoten kabel met connector
• Sensoren met connnector
Ivan Maesen
34
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens de aansluiting
Aangegoten kabel
Sensoren met
aansluitklem
Ivan Maesen
35
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens aansluiting
Sensoren met connnector
Ivan Maesen
36
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens aansluiting
Sensoren met connector:
aansluitkabels
Ivan Maesen
37
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens aansluiting
Aansluitkabels en aansluitdozen voor sensoren
Foto Turck
Ivan Maesen
38
Sensoren – Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Foto Siemens
Ivan Maesen
39
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger afzonderlijk (directe scan, thru scan)
Groot detectiebereik (tientallen meters)
Geen doorschijnende materialen detecteren
Ivan Maesen
40
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger afzonderlijk (directe scan, thru scan)
Foto Siemens
Ivan Maesen
41
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger afzonderlijk – spiegeling
(specular)
Detecteren van spiegelende opbjecten
Ivan Maesen
42
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, met reflector
(Retroreflex - retroreflective)
Geen glimmende, spiegelende, doorzichtige voorwerpen
Detectieafstand : ca. 5 m
Ivan Maesen
43
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, met reflector
(Retroreflex - retroreflective)
Ivan Maesen
44
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, met reflector
(Retroreflex - retroreflective)
Foto Siemens
Ivan Maesen
45
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Foto’s Siemens
Ivan Maesen
46
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, met reflector
(Polarisatie - polarized)
Wel glimmende, spiegelende, doorzichtige voorwerpen
Detectieafstand : ca. 3 m
Ivan Maesen
47
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Gepolariseerd licht
Spiegelend voorwerp
Ivan Maesen
48
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, objectreflectie
(strooing – diffuse)
Voorwerpen met mat en ruw oppervlak kunnen gedetecteerd worden
Detectieafstand : enkele tientallen centimeters
Ivan Maesen
49
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, objectreflectie
(strooing – diffuse)
Foto Siemens
Ivan Maesen
50
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, objectreflectie focuspunt (convergent)
Preciesiedetectie, achtergrond geen invloed
Detectieafstand : enkele tientallen centimeters
Ivan Maesen
51
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger afzonderlijk, met glasvezels
Ivan Maesen
52
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, objectreflectie,
met glasvezels
Ivan Maesen
53
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Foto Siemens
Ivan Maesen
54
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Lichtgordijn
Multi beam safety senor
Ivan Maesen
55
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Nominale schakelafstand Sn
Afstand waarbij de sensor schakelt
• Genormalisseerd meetobject
• Nominale spanning
• Nominale temperatuur
Ivan Maesen
56
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Werkelijke schakelafstand
Rekening houden met:
• Werkelijke temperatuur
• Nabijheid andere sensoren
• Soort materiaal
• Afmetingen object
• Kleur (optische sensoren)
• …
Ivan Maesen
57
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Werkelijke schakelafstand
Correctiefactoren inductieve schakelaar
- staal
1
- CrNi
0,85
- Al
0,50
- Cu
0,45
- ….
Ivan Maesen
58
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Werkelijke schakelafstand
Correctiefactoren capacitieve schakelaar:
- Staal
1
- Al
0,95
- Cu
0,95
- H2O
0,64
- Plexiglas
0,20
-…
Ivan Maesen
59
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Schakelfrequentie
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.
Ivan Maesen
60
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Uitgangsbelasing
De stroom die de sensor kan schakelen,
uitgedrukt in mA.
Ivan Maesen
61
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Afgeschermde (shielded) en niet-afgeschermde
(unshielded) senoren
Ivan Maesen
62
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Niet-afgeschermde senoren
Kop niet afgeschermd, uit kunststof
Grotere detectieafstand
Inbouwen geeft problemen
Ivan Maesen
Foto Siemens
63
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Afgeschermde senoren
Volledig uit metaal (uitgezonderd detectievlak)
Kleinere detectieafstand
Ivan Maesen
64
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
65
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen inductieve sensoren
Ongevoelig voor trillingen
Geen contactdender
Geen onderhoud, geen slijtage
Kostprijs € 20 tot ca. € 50
Foto Siemens
Ivan Maesen
66
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen inductieve sensoren
Beperkingen
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.
Ivan Maesen
67
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
68
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
69
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen capacitieve sensoren
Beperkingen
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
Ivan Maesen
70
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
71
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen ultrasone sensoren
Beperkingen
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.
Ivan Maesen
72
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
73
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
74
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen optische sensoren
Beperkingen
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.
Ivan Maesen
75
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Rekening houden met:
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
76
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Draadkleur
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
77
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Driedraadse sensor PNP (capacitief)
Ivan Maesen
78
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Driedraadse sensor NPN (inductief)
Ivan Maesen
79
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Vierdraadse sensor PNP
Ivan Maesen
80
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Tweedraadse sensor DC (capacitief)
Ivan Maesen
81
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Tweedraadse NAMUR sensor DC (capacitief)
Ivan Maesen
82
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Tweedraadse sensor AC - NC (inductief)
Ivan Maesen
83
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Tweedraadse sensor AC - NO (inductief)
Ivan Maesen
84
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Vijfdraadse sensor AC (optisch)
Ivan Maesen
85
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Vijfdraadse sensor AC - NO (optisch)
Ivan Maesen
86
Sensoren – Testen van sensoren
Driedraadse sensoren
Als voorbeeld een sensor met PNP-uitgang
Het aansluitschema
Testen met V-meter – Je kunt uiteraard met de Vmeter ook over de belasting meten.
Ivan Maesen
87
Sensoren – Testen van sensoren
Tweedraadse
sensoren
Het aansluitschema
Testen met V-meter
Testen met A-meter
Ivan Maesen
88
Sensoren
Ivan Maesen
89
Slide 40
Installatiemethoden 6 ET
Foto Heidelberg
Ivan Maesen
1
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
2
Sensoren - Algemeen
Inductieve sensoren
Capacitieve sensoren
Optische sensoren
Magnetische sensoren
Ultrasone sensoren
Foto Turck
Ivan Maesen
3
Sensoren – Algemene werking
Ivan Maesen
4
Sensoren – Algemene werking
Ivan Maesen
5
Sensoren – Algemene werking
Ivan Maesen
6
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Foto Siemens
Ivan Maesen
7
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Detectie van blik
en deksel
Foto Siemens
Ivan Maesen
8
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Controle van afbreken van
boorkop
Foto Siemens
Ivan Maesen
9
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Positionering en controle
draaizin
Foto Siemens
Ivan Maesen
10
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Standdetectie van een
klep
Foto Siemens
Ivan Maesen
11
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
oscillator
gelijkrichtier
smitt-trigger
versterker
spoel
Ivan Maesen
12
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Warmteontwikkeling
Ivan Maesen
Amplitude
kleiner
13
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Foto Siemens
Ivan Maesen
14
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Detectie vulniveau in
silo
Foto Siemens
Ivan Maesen
15
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Detectie van vulling
van brik
Foto Siemens
Ivan Maesen
16
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Het sensorvlak vormt een condensator. De lucht is het
diëlektricum.
C
A
d
Ivan Maesen
17
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Een niet-metalen object in het detectieveld: de
diëlektrische constante van de middenstof verandert.
C verandert
Ivan Maesen
18
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
De capaciteit wordt bepaald door het diëlektricum en de
afstand d tussen te platen.
C
A
d
Ivan Maesen
19
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Bij een elektrische geleidend object verkleint de afstand
tussen de platen.
C verandert
Ivan Maesen
20
Sensoren – Werking van de optische sensor
Ivan Maesen
21
Sensoren – Werking van de optische sensor
impulsgenerator (modulator)
IR of laser-LED
lichtgevoelige transistor
synchronisatie, gelijkrichter (demodulator)
smitt-trigger
versterker
Ivan Maesen
22
Sensoren – Werking van de ultrasone sensor
Ivan Maesen
23
Sensoren
ultrasone sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Kwaliteitscontrole met
sonar
Foto Siemens
Ivan Maesen
24
Sensoren
ultrasone sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Hoogtemeting met sonar
Foto Siemens
Ivan Maesen
25
Sensoren
ultrasone sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Afstandsmeting met sonar
Foto Siemens
Ivan Maesen
26
Sensoren
ultrasone sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Controle op doorhangen
met sonar
Foto Siemens
Ivan Maesen
27
Sensoren
ultrasone sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Niveaumetingen
met sonar
Foto’s Siemens
Ivan Maesen
28
Sensoren – Werking van de ultrasone sensor
oscillator
gelijkrichtier
smitt-trigger
versterker
piëzo element (opwekken en verwerken geluidsgolven)
Ivan Maesen
29
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen volgens de vorm
Cilindrische sensoren
Balkvormige or rechthoekige sensoren
Ivan Maesen
30
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen vvolgens de vorm
Speciale vormen:
• vork of sleufsensoren,
• ringsensoren,
• …
Foto Turck
Ivan Maesen
31
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Materiaal van de behuizing (cilindrische sensoren)
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
32
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Maten van cilindrische sensoren
Schroefdraad: M 4, M6,5 M8, M12, M18, M30,
PG 36
Gladde uitvoering: Ø11, Ø20, Ø40
Maten van rechthoekige sensoren
Bouwvormen zie maatschetsen catalogie.
Foto Siemens
Ivan Maesen
33
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens aansluiting
• Sensoren met aansluitklemmen
• Aangegoten kabel zonder connector
• Aangegoten kabel met connector
• Sensoren met connnector
Ivan Maesen
34
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens de aansluiting
Aangegoten kabel
Sensoren met
aansluitklem
Ivan Maesen
35
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens aansluiting
Sensoren met connnector
Ivan Maesen
36
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens aansluiting
Sensoren met connector:
aansluitkabels
Ivan Maesen
37
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens aansluiting
Aansluitkabels en aansluitdozen voor sensoren
Foto Turck
Ivan Maesen
38
Sensoren – Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Foto Siemens
Ivan Maesen
39
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger afzonderlijk (directe scan, thru scan)
Groot detectiebereik (tientallen meters)
Geen doorschijnende materialen detecteren
Ivan Maesen
40
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger afzonderlijk (directe scan, thru scan)
Foto Siemens
Ivan Maesen
41
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger afzonderlijk – spiegeling
(specular)
Detecteren van spiegelende opbjecten
Ivan Maesen
42
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, met reflector
(Retroreflex - retroreflective)
Geen glimmende, spiegelende, doorzichtige voorwerpen
Detectieafstand : ca. 5 m
Ivan Maesen
43
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, met reflector
(Retroreflex - retroreflective)
Ivan Maesen
44
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, met reflector
(Retroreflex - retroreflective)
Foto Siemens
Ivan Maesen
45
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Foto’s Siemens
Ivan Maesen
46
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, met reflector
(Polarisatie - polarized)
Wel glimmende, spiegelende, doorzichtige voorwerpen
Detectieafstand : ca. 3 m
Ivan Maesen
47
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Gepolariseerd licht
Spiegelend voorwerp
Ivan Maesen
48
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, objectreflectie
(strooing – diffuse)
Voorwerpen met mat en ruw oppervlak kunnen gedetecteerd worden
Detectieafstand : enkele tientallen centimeters
Ivan Maesen
49
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, objectreflectie
(strooing – diffuse)
Foto Siemens
Ivan Maesen
50
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, objectreflectie focuspunt (convergent)
Preciesiedetectie, achtergrond geen invloed
Detectieafstand : enkele tientallen centimeters
Ivan Maesen
51
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger afzonderlijk, met glasvezels
Ivan Maesen
52
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, objectreflectie,
met glasvezels
Ivan Maesen
53
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Foto Siemens
Ivan Maesen
54
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Lichtgordijn
Multi beam safety senor
Ivan Maesen
55
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Nominale schakelafstand Sn
Afstand waarbij de sensor schakelt
• Genormalisseerd meetobject
• Nominale spanning
• Nominale temperatuur
Ivan Maesen
56
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Werkelijke schakelafstand
Rekening houden met:
• Werkelijke temperatuur
• Nabijheid andere sensoren
• Soort materiaal
• Afmetingen object
• Kleur (optische sensoren)
• …
Ivan Maesen
57
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Werkelijke schakelafstand
Correctiefactoren inductieve schakelaar
- staal
1
- CrNi
0,85
- Al
0,50
- Cu
0,45
- ….
Ivan Maesen
58
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Werkelijke schakelafstand
Correctiefactoren capacitieve schakelaar:
- Staal
1
- Al
0,95
- Cu
0,95
- H2O
0,64
- Plexiglas
0,20
-…
Ivan Maesen
59
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Schakelfrequentie
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.
Ivan Maesen
60
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Uitgangsbelasing
De stroom die de sensor kan schakelen,
uitgedrukt in mA.
Ivan Maesen
61
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Afgeschermde (shielded) en niet-afgeschermde
(unshielded) senoren
Ivan Maesen
62
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Niet-afgeschermde senoren
Kop niet afgeschermd, uit kunststof
Grotere detectieafstand
Inbouwen geeft problemen
Ivan Maesen
Foto Siemens
63
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Afgeschermde senoren
Volledig uit metaal (uitgezonderd detectievlak)
Kleinere detectieafstand
Ivan Maesen
64
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
65
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen inductieve sensoren
Ongevoelig voor trillingen
Geen contactdender
Geen onderhoud, geen slijtage
Kostprijs € 20 tot ca. € 50
Foto Siemens
Ivan Maesen
66
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen inductieve sensoren
Beperkingen
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.
Ivan Maesen
67
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
68
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
69
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen capacitieve sensoren
Beperkingen
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
Ivan Maesen
70
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
71
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen ultrasone sensoren
Beperkingen
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.
Ivan Maesen
72
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
73
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
74
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen optische sensoren
Beperkingen
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.
Ivan Maesen
75
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Rekening houden met:
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
76
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Draadkleur
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
77
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Driedraadse sensor PNP (capacitief)
Ivan Maesen
78
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Driedraadse sensor NPN (inductief)
Ivan Maesen
79
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Vierdraadse sensor PNP
Ivan Maesen
80
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Tweedraadse sensor DC (capacitief)
Ivan Maesen
81
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Tweedraadse NAMUR sensor DC (capacitief)
Ivan Maesen
82
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Tweedraadse sensor AC - NC (inductief)
Ivan Maesen
83
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Tweedraadse sensor AC - NO (inductief)
Ivan Maesen
84
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Vijfdraadse sensor AC (optisch)
Ivan Maesen
85
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Vijfdraadse sensor AC - NO (optisch)
Ivan Maesen
86
Sensoren – Testen van sensoren
Driedraadse sensoren
Als voorbeeld een sensor met PNP-uitgang
Het aansluitschema
Testen met V-meter – Je kunt uiteraard met de Vmeter ook over de belasting meten.
Ivan Maesen
87
Sensoren – Testen van sensoren
Tweedraadse
sensoren
Het aansluitschema
Testen met V-meter
Testen met A-meter
Ivan Maesen
88
Sensoren
Ivan Maesen
89
Slide 41
Installatiemethoden 6 ET
Foto Heidelberg
Ivan Maesen
1
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
2
Sensoren - Algemeen
Inductieve sensoren
Capacitieve sensoren
Optische sensoren
Magnetische sensoren
Ultrasone sensoren
Foto Turck
Ivan Maesen
3
Sensoren – Algemene werking
Ivan Maesen
4
Sensoren – Algemene werking
Ivan Maesen
5
Sensoren – Algemene werking
Ivan Maesen
6
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Foto Siemens
Ivan Maesen
7
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Detectie van blik
en deksel
Foto Siemens
Ivan Maesen
8
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Controle van afbreken van
boorkop
Foto Siemens
Ivan Maesen
9
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Positionering en controle
draaizin
Foto Siemens
Ivan Maesen
10
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Standdetectie van een
klep
Foto Siemens
Ivan Maesen
11
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
oscillator
gelijkrichtier
smitt-trigger
versterker
spoel
Ivan Maesen
12
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Warmteontwikkeling
Ivan Maesen
Amplitude
kleiner
13
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Foto Siemens
Ivan Maesen
14
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Detectie vulniveau in
silo
Foto Siemens
Ivan Maesen
15
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Detectie van vulling
van brik
Foto Siemens
Ivan Maesen
16
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Het sensorvlak vormt een condensator. De lucht is het
diëlektricum.
C
A
d
Ivan Maesen
17
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Een niet-metalen object in het detectieveld: de
diëlektrische constante van de middenstof verandert.
C verandert
Ivan Maesen
18
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
De capaciteit wordt bepaald door het diëlektricum en de
afstand d tussen te platen.
C
A
d
Ivan Maesen
19
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Bij een elektrische geleidend object verkleint de afstand
tussen de platen.
C verandert
Ivan Maesen
20
Sensoren – Werking van de optische sensor
Ivan Maesen
21
Sensoren – Werking van de optische sensor
impulsgenerator (modulator)
IR of laser-LED
lichtgevoelige transistor
synchronisatie, gelijkrichter (demodulator)
smitt-trigger
versterker
Ivan Maesen
22
Sensoren – Werking van de ultrasone sensor
Ivan Maesen
23
Sensoren
ultrasone sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Kwaliteitscontrole met
sonar
Foto Siemens
Ivan Maesen
24
Sensoren
ultrasone sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Hoogtemeting met sonar
Foto Siemens
Ivan Maesen
25
Sensoren
ultrasone sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Afstandsmeting met sonar
Foto Siemens
Ivan Maesen
26
Sensoren
ultrasone sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Controle op doorhangen
met sonar
Foto Siemens
Ivan Maesen
27
Sensoren
ultrasone sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Niveaumetingen
met sonar
Foto’s Siemens
Ivan Maesen
28
Sensoren – Werking van de ultrasone sensor
oscillator
gelijkrichtier
smitt-trigger
versterker
piëzo element (opwekken en verwerken geluidsgolven)
Ivan Maesen
29
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen volgens de vorm
Cilindrische sensoren
Balkvormige or rechthoekige sensoren
Ivan Maesen
30
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen vvolgens de vorm
Speciale vormen:
• vork of sleufsensoren,
• ringsensoren,
• …
Foto Turck
Ivan Maesen
31
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Materiaal van de behuizing (cilindrische sensoren)
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
32
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Maten van cilindrische sensoren
Schroefdraad: M 4, M6,5 M8, M12, M18, M30,
PG 36
Gladde uitvoering: Ø11, Ø20, Ø40
Maten van rechthoekige sensoren
Bouwvormen zie maatschetsen catalogie.
Foto Siemens
Ivan Maesen
33
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens aansluiting
• Sensoren met aansluitklemmen
• Aangegoten kabel zonder connector
• Aangegoten kabel met connector
• Sensoren met connnector
Ivan Maesen
34
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens de aansluiting
Aangegoten kabel
Sensoren met
aansluitklem
Ivan Maesen
35
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens aansluiting
Sensoren met connnector
Ivan Maesen
36
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens aansluiting
Sensoren met connector:
aansluitkabels
Ivan Maesen
37
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens aansluiting
Aansluitkabels en aansluitdozen voor sensoren
Foto Turck
Ivan Maesen
38
Sensoren – Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Foto Siemens
Ivan Maesen
39
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger afzonderlijk (directe scan, thru scan)
Groot detectiebereik (tientallen meters)
Geen doorschijnende materialen detecteren
Ivan Maesen
40
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger afzonderlijk (directe scan, thru scan)
Foto Siemens
Ivan Maesen
41
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger afzonderlijk – spiegeling
(specular)
Detecteren van spiegelende opbjecten
Ivan Maesen
42
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, met reflector
(Retroreflex - retroreflective)
Geen glimmende, spiegelende, doorzichtige voorwerpen
Detectieafstand : ca. 5 m
Ivan Maesen
43
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, met reflector
(Retroreflex - retroreflective)
Ivan Maesen
44
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, met reflector
(Retroreflex - retroreflective)
Foto Siemens
Ivan Maesen
45
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Foto’s Siemens
Ivan Maesen
46
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, met reflector
(Polarisatie - polarized)
Wel glimmende, spiegelende, doorzichtige voorwerpen
Detectieafstand : ca. 3 m
Ivan Maesen
47
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Gepolariseerd licht
Spiegelend voorwerp
Ivan Maesen
48
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, objectreflectie
(strooing – diffuse)
Voorwerpen met mat en ruw oppervlak kunnen gedetecteerd worden
Detectieafstand : enkele tientallen centimeters
Ivan Maesen
49
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, objectreflectie
(strooing – diffuse)
Foto Siemens
Ivan Maesen
50
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, objectreflectie focuspunt (convergent)
Preciesiedetectie, achtergrond geen invloed
Detectieafstand : enkele tientallen centimeters
Ivan Maesen
51
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger afzonderlijk, met glasvezels
Ivan Maesen
52
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, objectreflectie,
met glasvezels
Ivan Maesen
53
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Foto Siemens
Ivan Maesen
54
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Lichtgordijn
Multi beam safety senor
Ivan Maesen
55
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Nominale schakelafstand Sn
Afstand waarbij de sensor schakelt
• Genormalisseerd meetobject
• Nominale spanning
• Nominale temperatuur
Ivan Maesen
56
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Werkelijke schakelafstand
Rekening houden met:
• Werkelijke temperatuur
• Nabijheid andere sensoren
• Soort materiaal
• Afmetingen object
• Kleur (optische sensoren)
• …
Ivan Maesen
57
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Werkelijke schakelafstand
Correctiefactoren inductieve schakelaar
- staal
1
- CrNi
0,85
- Al
0,50
- Cu
0,45
- ….
Ivan Maesen
58
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Werkelijke schakelafstand
Correctiefactoren capacitieve schakelaar:
- Staal
1
- Al
0,95
- Cu
0,95
- H2O
0,64
- Plexiglas
0,20
-…
Ivan Maesen
59
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Schakelfrequentie
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.
Ivan Maesen
60
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Uitgangsbelasing
De stroom die de sensor kan schakelen,
uitgedrukt in mA.
Ivan Maesen
61
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Afgeschermde (shielded) en niet-afgeschermde
(unshielded) senoren
Ivan Maesen
62
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Niet-afgeschermde senoren
Kop niet afgeschermd, uit kunststof
Grotere detectieafstand
Inbouwen geeft problemen
Ivan Maesen
Foto Siemens
63
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Afgeschermde senoren
Volledig uit metaal (uitgezonderd detectievlak)
Kleinere detectieafstand
Ivan Maesen
64
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
65
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen inductieve sensoren
Ongevoelig voor trillingen
Geen contactdender
Geen onderhoud, geen slijtage
Kostprijs € 20 tot ca. € 50
Foto Siemens
Ivan Maesen
66
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen inductieve sensoren
Beperkingen
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.
Ivan Maesen
67
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
68
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
69
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen capacitieve sensoren
Beperkingen
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
Ivan Maesen
70
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
71
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen ultrasone sensoren
Beperkingen
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.
Ivan Maesen
72
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
73
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
74
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen optische sensoren
Beperkingen
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.
Ivan Maesen
75
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Rekening houden met:
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
76
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Draadkleur
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
77
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Driedraadse sensor PNP (capacitief)
Ivan Maesen
78
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Driedraadse sensor NPN (inductief)
Ivan Maesen
79
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Vierdraadse sensor PNP
Ivan Maesen
80
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Tweedraadse sensor DC (capacitief)
Ivan Maesen
81
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Tweedraadse NAMUR sensor DC (capacitief)
Ivan Maesen
82
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Tweedraadse sensor AC - NC (inductief)
Ivan Maesen
83
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Tweedraadse sensor AC - NO (inductief)
Ivan Maesen
84
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Vijfdraadse sensor AC (optisch)
Ivan Maesen
85
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Vijfdraadse sensor AC - NO (optisch)
Ivan Maesen
86
Sensoren – Testen van sensoren
Driedraadse sensoren
Als voorbeeld een sensor met PNP-uitgang
Het aansluitschema
Testen met V-meter – Je kunt uiteraard met de Vmeter ook over de belasting meten.
Ivan Maesen
87
Sensoren – Testen van sensoren
Tweedraadse
sensoren
Het aansluitschema
Testen met V-meter
Testen met A-meter
Ivan Maesen
88
Sensoren
Ivan Maesen
89
Slide 42
Installatiemethoden 6 ET
Foto Heidelberg
Ivan Maesen
1
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
2
Sensoren - Algemeen
Inductieve sensoren
Capacitieve sensoren
Optische sensoren
Magnetische sensoren
Ultrasone sensoren
Foto Turck
Ivan Maesen
3
Sensoren – Algemene werking
Ivan Maesen
4
Sensoren – Algemene werking
Ivan Maesen
5
Sensoren – Algemene werking
Ivan Maesen
6
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Foto Siemens
Ivan Maesen
7
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Detectie van blik
en deksel
Foto Siemens
Ivan Maesen
8
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Controle van afbreken van
boorkop
Foto Siemens
Ivan Maesen
9
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Positionering en controle
draaizin
Foto Siemens
Ivan Maesen
10
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Standdetectie van een
klep
Foto Siemens
Ivan Maesen
11
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
oscillator
gelijkrichtier
smitt-trigger
versterker
spoel
Ivan Maesen
12
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Warmteontwikkeling
Ivan Maesen
Amplitude
kleiner
13
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Foto Siemens
Ivan Maesen
14
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Detectie vulniveau in
silo
Foto Siemens
Ivan Maesen
15
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Detectie van vulling
van brik
Foto Siemens
Ivan Maesen
16
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Het sensorvlak vormt een condensator. De lucht is het
diëlektricum.
C
A
d
Ivan Maesen
17
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Een niet-metalen object in het detectieveld: de
diëlektrische constante van de middenstof verandert.
C verandert
Ivan Maesen
18
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
De capaciteit wordt bepaald door het diëlektricum en de
afstand d tussen te platen.
C
A
d
Ivan Maesen
19
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Bij een elektrische geleidend object verkleint de afstand
tussen de platen.
C verandert
Ivan Maesen
20
Sensoren – Werking van de optische sensor
Ivan Maesen
21
Sensoren – Werking van de optische sensor
impulsgenerator (modulator)
IR of laser-LED
lichtgevoelige transistor
synchronisatie, gelijkrichter (demodulator)
smitt-trigger
versterker
Ivan Maesen
22
Sensoren – Werking van de ultrasone sensor
Ivan Maesen
23
Sensoren
ultrasone sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Kwaliteitscontrole met
sonar
Foto Siemens
Ivan Maesen
24
Sensoren
ultrasone sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Hoogtemeting met sonar
Foto Siemens
Ivan Maesen
25
Sensoren
ultrasone sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Afstandsmeting met sonar
Foto Siemens
Ivan Maesen
26
Sensoren
ultrasone sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Controle op doorhangen
met sonar
Foto Siemens
Ivan Maesen
27
Sensoren
ultrasone sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Niveaumetingen
met sonar
Foto’s Siemens
Ivan Maesen
28
Sensoren – Werking van de ultrasone sensor
oscillator
gelijkrichtier
smitt-trigger
versterker
piëzo element (opwekken en verwerken geluidsgolven)
Ivan Maesen
29
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen volgens de vorm
Cilindrische sensoren
Balkvormige or rechthoekige sensoren
Ivan Maesen
30
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen vvolgens de vorm
Speciale vormen:
• vork of sleufsensoren,
• ringsensoren,
• …
Foto Turck
Ivan Maesen
31
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Materiaal van de behuizing (cilindrische sensoren)
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
32
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Maten van cilindrische sensoren
Schroefdraad: M 4, M6,5 M8, M12, M18, M30,
PG 36
Gladde uitvoering: Ø11, Ø20, Ø40
Maten van rechthoekige sensoren
Bouwvormen zie maatschetsen catalogie.
Foto Siemens
Ivan Maesen
33
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens aansluiting
• Sensoren met aansluitklemmen
• Aangegoten kabel zonder connector
• Aangegoten kabel met connector
• Sensoren met connnector
Ivan Maesen
34
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens de aansluiting
Aangegoten kabel
Sensoren met
aansluitklem
Ivan Maesen
35
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens aansluiting
Sensoren met connnector
Ivan Maesen
36
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens aansluiting
Sensoren met connector:
aansluitkabels
Ivan Maesen
37
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens aansluiting
Aansluitkabels en aansluitdozen voor sensoren
Foto Turck
Ivan Maesen
38
Sensoren – Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Foto Siemens
Ivan Maesen
39
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger afzonderlijk (directe scan, thru scan)
Groot detectiebereik (tientallen meters)
Geen doorschijnende materialen detecteren
Ivan Maesen
40
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger afzonderlijk (directe scan, thru scan)
Foto Siemens
Ivan Maesen
41
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger afzonderlijk – spiegeling
(specular)
Detecteren van spiegelende opbjecten
Ivan Maesen
42
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, met reflector
(Retroreflex - retroreflective)
Geen glimmende, spiegelende, doorzichtige voorwerpen
Detectieafstand : ca. 5 m
Ivan Maesen
43
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, met reflector
(Retroreflex - retroreflective)
Ivan Maesen
44
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, met reflector
(Retroreflex - retroreflective)
Foto Siemens
Ivan Maesen
45
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Foto’s Siemens
Ivan Maesen
46
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, met reflector
(Polarisatie - polarized)
Wel glimmende, spiegelende, doorzichtige voorwerpen
Detectieafstand : ca. 3 m
Ivan Maesen
47
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Gepolariseerd licht
Spiegelend voorwerp
Ivan Maesen
48
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, objectreflectie
(strooing – diffuse)
Voorwerpen met mat en ruw oppervlak kunnen gedetecteerd worden
Detectieafstand : enkele tientallen centimeters
Ivan Maesen
49
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, objectreflectie
(strooing – diffuse)
Foto Siemens
Ivan Maesen
50
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, objectreflectie focuspunt (convergent)
Preciesiedetectie, achtergrond geen invloed
Detectieafstand : enkele tientallen centimeters
Ivan Maesen
51
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger afzonderlijk, met glasvezels
Ivan Maesen
52
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, objectreflectie,
met glasvezels
Ivan Maesen
53
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Foto Siemens
Ivan Maesen
54
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Lichtgordijn
Multi beam safety senor
Ivan Maesen
55
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Nominale schakelafstand Sn
Afstand waarbij de sensor schakelt
• Genormalisseerd meetobject
• Nominale spanning
• Nominale temperatuur
Ivan Maesen
56
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Werkelijke schakelafstand
Rekening houden met:
• Werkelijke temperatuur
• Nabijheid andere sensoren
• Soort materiaal
• Afmetingen object
• Kleur (optische sensoren)
• …
Ivan Maesen
57
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Werkelijke schakelafstand
Correctiefactoren inductieve schakelaar
- staal
1
- CrNi
0,85
- Al
0,50
- Cu
0,45
- ….
Ivan Maesen
58
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Werkelijke schakelafstand
Correctiefactoren capacitieve schakelaar:
- Staal
1
- Al
0,95
- Cu
0,95
- H2O
0,64
- Plexiglas
0,20
-…
Ivan Maesen
59
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Schakelfrequentie
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.
Ivan Maesen
60
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Uitgangsbelasing
De stroom die de sensor kan schakelen,
uitgedrukt in mA.
Ivan Maesen
61
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Afgeschermde (shielded) en niet-afgeschermde
(unshielded) senoren
Ivan Maesen
62
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Niet-afgeschermde senoren
Kop niet afgeschermd, uit kunststof
Grotere detectieafstand
Inbouwen geeft problemen
Ivan Maesen
Foto Siemens
63
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Afgeschermde senoren
Volledig uit metaal (uitgezonderd detectievlak)
Kleinere detectieafstand
Ivan Maesen
64
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
65
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen inductieve sensoren
Ongevoelig voor trillingen
Geen contactdender
Geen onderhoud, geen slijtage
Kostprijs € 20 tot ca. € 50
Foto Siemens
Ivan Maesen
66
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen inductieve sensoren
Beperkingen
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.
Ivan Maesen
67
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
68
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
69
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen capacitieve sensoren
Beperkingen
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
Ivan Maesen
70
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
71
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen ultrasone sensoren
Beperkingen
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.
Ivan Maesen
72
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
73
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
74
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen optische sensoren
Beperkingen
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.
Ivan Maesen
75
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Rekening houden met:
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
76
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Draadkleur
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
77
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Driedraadse sensor PNP (capacitief)
Ivan Maesen
78
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Driedraadse sensor NPN (inductief)
Ivan Maesen
79
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Vierdraadse sensor PNP
Ivan Maesen
80
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Tweedraadse sensor DC (capacitief)
Ivan Maesen
81
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Tweedraadse NAMUR sensor DC (capacitief)
Ivan Maesen
82
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Tweedraadse sensor AC - NC (inductief)
Ivan Maesen
83
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Tweedraadse sensor AC - NO (inductief)
Ivan Maesen
84
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Vijfdraadse sensor AC (optisch)
Ivan Maesen
85
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Vijfdraadse sensor AC - NO (optisch)
Ivan Maesen
86
Sensoren – Testen van sensoren
Driedraadse sensoren
Als voorbeeld een sensor met PNP-uitgang
Het aansluitschema
Testen met V-meter – Je kunt uiteraard met de Vmeter ook over de belasting meten.
Ivan Maesen
87
Sensoren – Testen van sensoren
Tweedraadse
sensoren
Het aansluitschema
Testen met V-meter
Testen met A-meter
Ivan Maesen
88
Sensoren
Ivan Maesen
89
Slide 43
Installatiemethoden 6 ET
Foto Heidelberg
Ivan Maesen
1
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
2
Sensoren - Algemeen
Inductieve sensoren
Capacitieve sensoren
Optische sensoren
Magnetische sensoren
Ultrasone sensoren
Foto Turck
Ivan Maesen
3
Sensoren – Algemene werking
Ivan Maesen
4
Sensoren – Algemene werking
Ivan Maesen
5
Sensoren – Algemene werking
Ivan Maesen
6
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Foto Siemens
Ivan Maesen
7
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Detectie van blik
en deksel
Foto Siemens
Ivan Maesen
8
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Controle van afbreken van
boorkop
Foto Siemens
Ivan Maesen
9
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Positionering en controle
draaizin
Foto Siemens
Ivan Maesen
10
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Standdetectie van een
klep
Foto Siemens
Ivan Maesen
11
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
oscillator
gelijkrichtier
smitt-trigger
versterker
spoel
Ivan Maesen
12
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Warmteontwikkeling
Ivan Maesen
Amplitude
kleiner
13
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Foto Siemens
Ivan Maesen
14
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Detectie vulniveau in
silo
Foto Siemens
Ivan Maesen
15
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Detectie van vulling
van brik
Foto Siemens
Ivan Maesen
16
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Het sensorvlak vormt een condensator. De lucht is het
diëlektricum.
C
A
d
Ivan Maesen
17
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Een niet-metalen object in het detectieveld: de
diëlektrische constante van de middenstof verandert.
C verandert
Ivan Maesen
18
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
De capaciteit wordt bepaald door het diëlektricum en de
afstand d tussen te platen.
C
A
d
Ivan Maesen
19
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Bij een elektrische geleidend object verkleint de afstand
tussen de platen.
C verandert
Ivan Maesen
20
Sensoren – Werking van de optische sensor
Ivan Maesen
21
Sensoren – Werking van de optische sensor
impulsgenerator (modulator)
IR of laser-LED
lichtgevoelige transistor
synchronisatie, gelijkrichter (demodulator)
smitt-trigger
versterker
Ivan Maesen
22
Sensoren – Werking van de ultrasone sensor
Ivan Maesen
23
Sensoren
ultrasone sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Kwaliteitscontrole met
sonar
Foto Siemens
Ivan Maesen
24
Sensoren
ultrasone sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Hoogtemeting met sonar
Foto Siemens
Ivan Maesen
25
Sensoren
ultrasone sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Afstandsmeting met sonar
Foto Siemens
Ivan Maesen
26
Sensoren
ultrasone sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Controle op doorhangen
met sonar
Foto Siemens
Ivan Maesen
27
Sensoren
ultrasone sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Niveaumetingen
met sonar
Foto’s Siemens
Ivan Maesen
28
Sensoren – Werking van de ultrasone sensor
oscillator
gelijkrichtier
smitt-trigger
versterker
piëzo element (opwekken en verwerken geluidsgolven)
Ivan Maesen
29
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen volgens de vorm
Cilindrische sensoren
Balkvormige or rechthoekige sensoren
Ivan Maesen
30
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen vvolgens de vorm
Speciale vormen:
• vork of sleufsensoren,
• ringsensoren,
• …
Foto Turck
Ivan Maesen
31
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Materiaal van de behuizing (cilindrische sensoren)
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
32
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Maten van cilindrische sensoren
Schroefdraad: M 4, M6,5 M8, M12, M18, M30,
PG 36
Gladde uitvoering: Ø11, Ø20, Ø40
Maten van rechthoekige sensoren
Bouwvormen zie maatschetsen catalogie.
Foto Siemens
Ivan Maesen
33
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens aansluiting
• Sensoren met aansluitklemmen
• Aangegoten kabel zonder connector
• Aangegoten kabel met connector
• Sensoren met connnector
Ivan Maesen
34
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens de aansluiting
Aangegoten kabel
Sensoren met
aansluitklem
Ivan Maesen
35
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens aansluiting
Sensoren met connnector
Ivan Maesen
36
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens aansluiting
Sensoren met connector:
aansluitkabels
Ivan Maesen
37
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens aansluiting
Aansluitkabels en aansluitdozen voor sensoren
Foto Turck
Ivan Maesen
38
Sensoren – Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Foto Siemens
Ivan Maesen
39
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger afzonderlijk (directe scan, thru scan)
Groot detectiebereik (tientallen meters)
Geen doorschijnende materialen detecteren
Ivan Maesen
40
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger afzonderlijk (directe scan, thru scan)
Foto Siemens
Ivan Maesen
41
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger afzonderlijk – spiegeling
(specular)
Detecteren van spiegelende opbjecten
Ivan Maesen
42
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, met reflector
(Retroreflex - retroreflective)
Geen glimmende, spiegelende, doorzichtige voorwerpen
Detectieafstand : ca. 5 m
Ivan Maesen
43
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, met reflector
(Retroreflex - retroreflective)
Ivan Maesen
44
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, met reflector
(Retroreflex - retroreflective)
Foto Siemens
Ivan Maesen
45
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Foto’s Siemens
Ivan Maesen
46
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, met reflector
(Polarisatie - polarized)
Wel glimmende, spiegelende, doorzichtige voorwerpen
Detectieafstand : ca. 3 m
Ivan Maesen
47
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Gepolariseerd licht
Spiegelend voorwerp
Ivan Maesen
48
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, objectreflectie
(strooing – diffuse)
Voorwerpen met mat en ruw oppervlak kunnen gedetecteerd worden
Detectieafstand : enkele tientallen centimeters
Ivan Maesen
49
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, objectreflectie
(strooing – diffuse)
Foto Siemens
Ivan Maesen
50
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, objectreflectie focuspunt (convergent)
Preciesiedetectie, achtergrond geen invloed
Detectieafstand : enkele tientallen centimeters
Ivan Maesen
51
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger afzonderlijk, met glasvezels
Ivan Maesen
52
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, objectreflectie,
met glasvezels
Ivan Maesen
53
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Foto Siemens
Ivan Maesen
54
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Lichtgordijn
Multi beam safety senor
Ivan Maesen
55
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Nominale schakelafstand Sn
Afstand waarbij de sensor schakelt
• Genormalisseerd meetobject
• Nominale spanning
• Nominale temperatuur
Ivan Maesen
56
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Werkelijke schakelafstand
Rekening houden met:
• Werkelijke temperatuur
• Nabijheid andere sensoren
• Soort materiaal
• Afmetingen object
• Kleur (optische sensoren)
• …
Ivan Maesen
57
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Werkelijke schakelafstand
Correctiefactoren inductieve schakelaar
- staal
1
- CrNi
0,85
- Al
0,50
- Cu
0,45
- ….
Ivan Maesen
58
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Werkelijke schakelafstand
Correctiefactoren capacitieve schakelaar:
- Staal
1
- Al
0,95
- Cu
0,95
- H2O
0,64
- Plexiglas
0,20
-…
Ivan Maesen
59
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Schakelfrequentie
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.
Ivan Maesen
60
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Uitgangsbelasing
De stroom die de sensor kan schakelen,
uitgedrukt in mA.
Ivan Maesen
61
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Afgeschermde (shielded) en niet-afgeschermde
(unshielded) senoren
Ivan Maesen
62
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Niet-afgeschermde senoren
Kop niet afgeschermd, uit kunststof
Grotere detectieafstand
Inbouwen geeft problemen
Ivan Maesen
Foto Siemens
63
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Afgeschermde senoren
Volledig uit metaal (uitgezonderd detectievlak)
Kleinere detectieafstand
Ivan Maesen
64
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
65
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen inductieve sensoren
Ongevoelig voor trillingen
Geen contactdender
Geen onderhoud, geen slijtage
Kostprijs € 20 tot ca. € 50
Foto Siemens
Ivan Maesen
66
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen inductieve sensoren
Beperkingen
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.
Ivan Maesen
67
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
68
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
69
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen capacitieve sensoren
Beperkingen
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
Ivan Maesen
70
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
71
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen ultrasone sensoren
Beperkingen
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.
Ivan Maesen
72
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
73
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
74
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen optische sensoren
Beperkingen
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.
Ivan Maesen
75
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Rekening houden met:
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
76
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Draadkleur
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
77
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Driedraadse sensor PNP (capacitief)
Ivan Maesen
78
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Driedraadse sensor NPN (inductief)
Ivan Maesen
79
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Vierdraadse sensor PNP
Ivan Maesen
80
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Tweedraadse sensor DC (capacitief)
Ivan Maesen
81
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Tweedraadse NAMUR sensor DC (capacitief)
Ivan Maesen
82
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Tweedraadse sensor AC - NC (inductief)
Ivan Maesen
83
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Tweedraadse sensor AC - NO (inductief)
Ivan Maesen
84
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Vijfdraadse sensor AC (optisch)
Ivan Maesen
85
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Vijfdraadse sensor AC - NO (optisch)
Ivan Maesen
86
Sensoren – Testen van sensoren
Driedraadse sensoren
Als voorbeeld een sensor met PNP-uitgang
Het aansluitschema
Testen met V-meter – Je kunt uiteraard met de Vmeter ook over de belasting meten.
Ivan Maesen
87
Sensoren – Testen van sensoren
Tweedraadse
sensoren
Het aansluitschema
Testen met V-meter
Testen met A-meter
Ivan Maesen
88
Sensoren
Ivan Maesen
89
Slide 44
Installatiemethoden 6 ET
Foto Heidelberg
Ivan Maesen
1
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
2
Sensoren - Algemeen
Inductieve sensoren
Capacitieve sensoren
Optische sensoren
Magnetische sensoren
Ultrasone sensoren
Foto Turck
Ivan Maesen
3
Sensoren – Algemene werking
Ivan Maesen
4
Sensoren – Algemene werking
Ivan Maesen
5
Sensoren – Algemene werking
Ivan Maesen
6
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Foto Siemens
Ivan Maesen
7
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Detectie van blik
en deksel
Foto Siemens
Ivan Maesen
8
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Controle van afbreken van
boorkop
Foto Siemens
Ivan Maesen
9
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Positionering en controle
draaizin
Foto Siemens
Ivan Maesen
10
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Standdetectie van een
klep
Foto Siemens
Ivan Maesen
11
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
oscillator
gelijkrichtier
smitt-trigger
versterker
spoel
Ivan Maesen
12
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Warmteontwikkeling
Ivan Maesen
Amplitude
kleiner
13
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Foto Siemens
Ivan Maesen
14
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Detectie vulniveau in
silo
Foto Siemens
Ivan Maesen
15
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Detectie van vulling
van brik
Foto Siemens
Ivan Maesen
16
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Het sensorvlak vormt een condensator. De lucht is het
diëlektricum.
C
A
d
Ivan Maesen
17
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Een niet-metalen object in het detectieveld: de
diëlektrische constante van de middenstof verandert.
C verandert
Ivan Maesen
18
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
De capaciteit wordt bepaald door het diëlektricum en de
afstand d tussen te platen.
C
A
d
Ivan Maesen
19
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Bij een elektrische geleidend object verkleint de afstand
tussen de platen.
C verandert
Ivan Maesen
20
Sensoren – Werking van de optische sensor
Ivan Maesen
21
Sensoren – Werking van de optische sensor
impulsgenerator (modulator)
IR of laser-LED
lichtgevoelige transistor
synchronisatie, gelijkrichter (demodulator)
smitt-trigger
versterker
Ivan Maesen
22
Sensoren – Werking van de ultrasone sensor
Ivan Maesen
23
Sensoren
ultrasone sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Kwaliteitscontrole met
sonar
Foto Siemens
Ivan Maesen
24
Sensoren
ultrasone sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Hoogtemeting met sonar
Foto Siemens
Ivan Maesen
25
Sensoren
ultrasone sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Afstandsmeting met sonar
Foto Siemens
Ivan Maesen
26
Sensoren
ultrasone sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Controle op doorhangen
met sonar
Foto Siemens
Ivan Maesen
27
Sensoren
ultrasone sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Niveaumetingen
met sonar
Foto’s Siemens
Ivan Maesen
28
Sensoren – Werking van de ultrasone sensor
oscillator
gelijkrichtier
smitt-trigger
versterker
piëzo element (opwekken en verwerken geluidsgolven)
Ivan Maesen
29
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen volgens de vorm
Cilindrische sensoren
Balkvormige or rechthoekige sensoren
Ivan Maesen
30
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen vvolgens de vorm
Speciale vormen:
• vork of sleufsensoren,
• ringsensoren,
• …
Foto Turck
Ivan Maesen
31
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Materiaal van de behuizing (cilindrische sensoren)
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
32
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Maten van cilindrische sensoren
Schroefdraad: M 4, M6,5 M8, M12, M18, M30,
PG 36
Gladde uitvoering: Ø11, Ø20, Ø40
Maten van rechthoekige sensoren
Bouwvormen zie maatschetsen catalogie.
Foto Siemens
Ivan Maesen
33
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens aansluiting
• Sensoren met aansluitklemmen
• Aangegoten kabel zonder connector
• Aangegoten kabel met connector
• Sensoren met connnector
Ivan Maesen
34
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens de aansluiting
Aangegoten kabel
Sensoren met
aansluitklem
Ivan Maesen
35
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens aansluiting
Sensoren met connnector
Ivan Maesen
36
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens aansluiting
Sensoren met connector:
aansluitkabels
Ivan Maesen
37
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens aansluiting
Aansluitkabels en aansluitdozen voor sensoren
Foto Turck
Ivan Maesen
38
Sensoren – Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Foto Siemens
Ivan Maesen
39
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger afzonderlijk (directe scan, thru scan)
Groot detectiebereik (tientallen meters)
Geen doorschijnende materialen detecteren
Ivan Maesen
40
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger afzonderlijk (directe scan, thru scan)
Foto Siemens
Ivan Maesen
41
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger afzonderlijk – spiegeling
(specular)
Detecteren van spiegelende opbjecten
Ivan Maesen
42
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, met reflector
(Retroreflex - retroreflective)
Geen glimmende, spiegelende, doorzichtige voorwerpen
Detectieafstand : ca. 5 m
Ivan Maesen
43
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, met reflector
(Retroreflex - retroreflective)
Ivan Maesen
44
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, met reflector
(Retroreflex - retroreflective)
Foto Siemens
Ivan Maesen
45
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Foto’s Siemens
Ivan Maesen
46
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, met reflector
(Polarisatie - polarized)
Wel glimmende, spiegelende, doorzichtige voorwerpen
Detectieafstand : ca. 3 m
Ivan Maesen
47
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Gepolariseerd licht
Spiegelend voorwerp
Ivan Maesen
48
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, objectreflectie
(strooing – diffuse)
Voorwerpen met mat en ruw oppervlak kunnen gedetecteerd worden
Detectieafstand : enkele tientallen centimeters
Ivan Maesen
49
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, objectreflectie
(strooing – diffuse)
Foto Siemens
Ivan Maesen
50
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, objectreflectie focuspunt (convergent)
Preciesiedetectie, achtergrond geen invloed
Detectieafstand : enkele tientallen centimeters
Ivan Maesen
51
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger afzonderlijk, met glasvezels
Ivan Maesen
52
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, objectreflectie,
met glasvezels
Ivan Maesen
53
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Foto Siemens
Ivan Maesen
54
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Lichtgordijn
Multi beam safety senor
Ivan Maesen
55
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Nominale schakelafstand Sn
Afstand waarbij de sensor schakelt
• Genormalisseerd meetobject
• Nominale spanning
• Nominale temperatuur
Ivan Maesen
56
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Werkelijke schakelafstand
Rekening houden met:
• Werkelijke temperatuur
• Nabijheid andere sensoren
• Soort materiaal
• Afmetingen object
• Kleur (optische sensoren)
• …
Ivan Maesen
57
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Werkelijke schakelafstand
Correctiefactoren inductieve schakelaar
- staal
1
- CrNi
0,85
- Al
0,50
- Cu
0,45
- ….
Ivan Maesen
58
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Werkelijke schakelafstand
Correctiefactoren capacitieve schakelaar:
- Staal
1
- Al
0,95
- Cu
0,95
- H2O
0,64
- Plexiglas
0,20
-…
Ivan Maesen
59
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Schakelfrequentie
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.
Ivan Maesen
60
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Uitgangsbelasing
De stroom die de sensor kan schakelen,
uitgedrukt in mA.
Ivan Maesen
61
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Afgeschermde (shielded) en niet-afgeschermde
(unshielded) senoren
Ivan Maesen
62
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Niet-afgeschermde senoren
Kop niet afgeschermd, uit kunststof
Grotere detectieafstand
Inbouwen geeft problemen
Ivan Maesen
Foto Siemens
63
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Afgeschermde senoren
Volledig uit metaal (uitgezonderd detectievlak)
Kleinere detectieafstand
Ivan Maesen
64
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
65
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen inductieve sensoren
Ongevoelig voor trillingen
Geen contactdender
Geen onderhoud, geen slijtage
Kostprijs € 20 tot ca. € 50
Foto Siemens
Ivan Maesen
66
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen inductieve sensoren
Beperkingen
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.
Ivan Maesen
67
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
68
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
69
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen capacitieve sensoren
Beperkingen
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
Ivan Maesen
70
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
71
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen ultrasone sensoren
Beperkingen
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.
Ivan Maesen
72
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
73
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
74
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen optische sensoren
Beperkingen
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.
Ivan Maesen
75
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Rekening houden met:
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
76
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Draadkleur
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
77
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Driedraadse sensor PNP (capacitief)
Ivan Maesen
78
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Driedraadse sensor NPN (inductief)
Ivan Maesen
79
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Vierdraadse sensor PNP
Ivan Maesen
80
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Tweedraadse sensor DC (capacitief)
Ivan Maesen
81
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Tweedraadse NAMUR sensor DC (capacitief)
Ivan Maesen
82
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Tweedraadse sensor AC - NC (inductief)
Ivan Maesen
83
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Tweedraadse sensor AC - NO (inductief)
Ivan Maesen
84
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Vijfdraadse sensor AC (optisch)
Ivan Maesen
85
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Vijfdraadse sensor AC - NO (optisch)
Ivan Maesen
86
Sensoren – Testen van sensoren
Driedraadse sensoren
Als voorbeeld een sensor met PNP-uitgang
Het aansluitschema
Testen met V-meter – Je kunt uiteraard met de Vmeter ook over de belasting meten.
Ivan Maesen
87
Sensoren – Testen van sensoren
Tweedraadse
sensoren
Het aansluitschema
Testen met V-meter
Testen met A-meter
Ivan Maesen
88
Sensoren
Ivan Maesen
89
Slide 45
Installatiemethoden 6 ET
Foto Heidelberg
Ivan Maesen
1
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
2
Sensoren - Algemeen
Inductieve sensoren
Capacitieve sensoren
Optische sensoren
Magnetische sensoren
Ultrasone sensoren
Foto Turck
Ivan Maesen
3
Sensoren – Algemene werking
Ivan Maesen
4
Sensoren – Algemene werking
Ivan Maesen
5
Sensoren – Algemene werking
Ivan Maesen
6
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Foto Siemens
Ivan Maesen
7
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Detectie van blik
en deksel
Foto Siemens
Ivan Maesen
8
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Controle van afbreken van
boorkop
Foto Siemens
Ivan Maesen
9
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Positionering en controle
draaizin
Foto Siemens
Ivan Maesen
10
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Standdetectie van een
klep
Foto Siemens
Ivan Maesen
11
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
oscillator
gelijkrichtier
smitt-trigger
versterker
spoel
Ivan Maesen
12
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Warmteontwikkeling
Ivan Maesen
Amplitude
kleiner
13
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Foto Siemens
Ivan Maesen
14
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Detectie vulniveau in
silo
Foto Siemens
Ivan Maesen
15
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Detectie van vulling
van brik
Foto Siemens
Ivan Maesen
16
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Het sensorvlak vormt een condensator. De lucht is het
diëlektricum.
C
A
d
Ivan Maesen
17
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Een niet-metalen object in het detectieveld: de
diëlektrische constante van de middenstof verandert.
C verandert
Ivan Maesen
18
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
De capaciteit wordt bepaald door het diëlektricum en de
afstand d tussen te platen.
C
A
d
Ivan Maesen
19
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Bij een elektrische geleidend object verkleint de afstand
tussen de platen.
C verandert
Ivan Maesen
20
Sensoren – Werking van de optische sensor
Ivan Maesen
21
Sensoren – Werking van de optische sensor
impulsgenerator (modulator)
IR of laser-LED
lichtgevoelige transistor
synchronisatie, gelijkrichter (demodulator)
smitt-trigger
versterker
Ivan Maesen
22
Sensoren – Werking van de ultrasone sensor
Ivan Maesen
23
Sensoren
ultrasone sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Kwaliteitscontrole met
sonar
Foto Siemens
Ivan Maesen
24
Sensoren
ultrasone sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Hoogtemeting met sonar
Foto Siemens
Ivan Maesen
25
Sensoren
ultrasone sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Afstandsmeting met sonar
Foto Siemens
Ivan Maesen
26
Sensoren
ultrasone sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Controle op doorhangen
met sonar
Foto Siemens
Ivan Maesen
27
Sensoren
ultrasone sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Niveaumetingen
met sonar
Foto’s Siemens
Ivan Maesen
28
Sensoren – Werking van de ultrasone sensor
oscillator
gelijkrichtier
smitt-trigger
versterker
piëzo element (opwekken en verwerken geluidsgolven)
Ivan Maesen
29
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen volgens de vorm
Cilindrische sensoren
Balkvormige or rechthoekige sensoren
Ivan Maesen
30
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen vvolgens de vorm
Speciale vormen:
• vork of sleufsensoren,
• ringsensoren,
• …
Foto Turck
Ivan Maesen
31
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Materiaal van de behuizing (cilindrische sensoren)
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
32
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Maten van cilindrische sensoren
Schroefdraad: M 4, M6,5 M8, M12, M18, M30,
PG 36
Gladde uitvoering: Ø11, Ø20, Ø40
Maten van rechthoekige sensoren
Bouwvormen zie maatschetsen catalogie.
Foto Siemens
Ivan Maesen
33
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens aansluiting
• Sensoren met aansluitklemmen
• Aangegoten kabel zonder connector
• Aangegoten kabel met connector
• Sensoren met connnector
Ivan Maesen
34
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens de aansluiting
Aangegoten kabel
Sensoren met
aansluitklem
Ivan Maesen
35
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens aansluiting
Sensoren met connnector
Ivan Maesen
36
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens aansluiting
Sensoren met connector:
aansluitkabels
Ivan Maesen
37
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens aansluiting
Aansluitkabels en aansluitdozen voor sensoren
Foto Turck
Ivan Maesen
38
Sensoren – Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Foto Siemens
Ivan Maesen
39
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger afzonderlijk (directe scan, thru scan)
Groot detectiebereik (tientallen meters)
Geen doorschijnende materialen detecteren
Ivan Maesen
40
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger afzonderlijk (directe scan, thru scan)
Foto Siemens
Ivan Maesen
41
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger afzonderlijk – spiegeling
(specular)
Detecteren van spiegelende opbjecten
Ivan Maesen
42
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, met reflector
(Retroreflex - retroreflective)
Geen glimmende, spiegelende, doorzichtige voorwerpen
Detectieafstand : ca. 5 m
Ivan Maesen
43
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, met reflector
(Retroreflex - retroreflective)
Ivan Maesen
44
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, met reflector
(Retroreflex - retroreflective)
Foto Siemens
Ivan Maesen
45
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Foto’s Siemens
Ivan Maesen
46
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, met reflector
(Polarisatie - polarized)
Wel glimmende, spiegelende, doorzichtige voorwerpen
Detectieafstand : ca. 3 m
Ivan Maesen
47
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Gepolariseerd licht
Spiegelend voorwerp
Ivan Maesen
48
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, objectreflectie
(strooing – diffuse)
Voorwerpen met mat en ruw oppervlak kunnen gedetecteerd worden
Detectieafstand : enkele tientallen centimeters
Ivan Maesen
49
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, objectreflectie
(strooing – diffuse)
Foto Siemens
Ivan Maesen
50
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, objectreflectie focuspunt (convergent)
Preciesiedetectie, achtergrond geen invloed
Detectieafstand : enkele tientallen centimeters
Ivan Maesen
51
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger afzonderlijk, met glasvezels
Ivan Maesen
52
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, objectreflectie,
met glasvezels
Ivan Maesen
53
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Foto Siemens
Ivan Maesen
54
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Lichtgordijn
Multi beam safety senor
Ivan Maesen
55
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Nominale schakelafstand Sn
Afstand waarbij de sensor schakelt
• Genormalisseerd meetobject
• Nominale spanning
• Nominale temperatuur
Ivan Maesen
56
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Werkelijke schakelafstand
Rekening houden met:
• Werkelijke temperatuur
• Nabijheid andere sensoren
• Soort materiaal
• Afmetingen object
• Kleur (optische sensoren)
• …
Ivan Maesen
57
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Werkelijke schakelafstand
Correctiefactoren inductieve schakelaar
- staal
1
- CrNi
0,85
- Al
0,50
- Cu
0,45
- ….
Ivan Maesen
58
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Werkelijke schakelafstand
Correctiefactoren capacitieve schakelaar:
- Staal
1
- Al
0,95
- Cu
0,95
- H2O
0,64
- Plexiglas
0,20
-…
Ivan Maesen
59
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Schakelfrequentie
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.
Ivan Maesen
60
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Uitgangsbelasing
De stroom die de sensor kan schakelen,
uitgedrukt in mA.
Ivan Maesen
61
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Afgeschermde (shielded) en niet-afgeschermde
(unshielded) senoren
Ivan Maesen
62
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Niet-afgeschermde senoren
Kop niet afgeschermd, uit kunststof
Grotere detectieafstand
Inbouwen geeft problemen
Ivan Maesen
Foto Siemens
63
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Afgeschermde senoren
Volledig uit metaal (uitgezonderd detectievlak)
Kleinere detectieafstand
Ivan Maesen
64
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
65
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen inductieve sensoren
Ongevoelig voor trillingen
Geen contactdender
Geen onderhoud, geen slijtage
Kostprijs € 20 tot ca. € 50
Foto Siemens
Ivan Maesen
66
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen inductieve sensoren
Beperkingen
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.
Ivan Maesen
67
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
68
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
69
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen capacitieve sensoren
Beperkingen
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
Ivan Maesen
70
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
71
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen ultrasone sensoren
Beperkingen
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.
Ivan Maesen
72
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
73
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
74
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen optische sensoren
Beperkingen
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.
Ivan Maesen
75
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Rekening houden met:
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
76
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Draadkleur
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
77
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Driedraadse sensor PNP (capacitief)
Ivan Maesen
78
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Driedraadse sensor NPN (inductief)
Ivan Maesen
79
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Vierdraadse sensor PNP
Ivan Maesen
80
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Tweedraadse sensor DC (capacitief)
Ivan Maesen
81
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Tweedraadse NAMUR sensor DC (capacitief)
Ivan Maesen
82
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Tweedraadse sensor AC - NC (inductief)
Ivan Maesen
83
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Tweedraadse sensor AC - NO (inductief)
Ivan Maesen
84
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Vijfdraadse sensor AC (optisch)
Ivan Maesen
85
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Vijfdraadse sensor AC - NO (optisch)
Ivan Maesen
86
Sensoren – Testen van sensoren
Driedraadse sensoren
Als voorbeeld een sensor met PNP-uitgang
Het aansluitschema
Testen met V-meter – Je kunt uiteraard met de Vmeter ook over de belasting meten.
Ivan Maesen
87
Sensoren – Testen van sensoren
Tweedraadse
sensoren
Het aansluitschema
Testen met V-meter
Testen met A-meter
Ivan Maesen
88
Sensoren
Ivan Maesen
89
Slide 46
Installatiemethoden 6 ET
Foto Heidelberg
Ivan Maesen
1
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
2
Sensoren - Algemeen
Inductieve sensoren
Capacitieve sensoren
Optische sensoren
Magnetische sensoren
Ultrasone sensoren
Foto Turck
Ivan Maesen
3
Sensoren – Algemene werking
Ivan Maesen
4
Sensoren – Algemene werking
Ivan Maesen
5
Sensoren – Algemene werking
Ivan Maesen
6
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Foto Siemens
Ivan Maesen
7
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Detectie van blik
en deksel
Foto Siemens
Ivan Maesen
8
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Controle van afbreken van
boorkop
Foto Siemens
Ivan Maesen
9
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Positionering en controle
draaizin
Foto Siemens
Ivan Maesen
10
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Standdetectie van een
klep
Foto Siemens
Ivan Maesen
11
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
oscillator
gelijkrichtier
smitt-trigger
versterker
spoel
Ivan Maesen
12
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Warmteontwikkeling
Ivan Maesen
Amplitude
kleiner
13
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Foto Siemens
Ivan Maesen
14
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Detectie vulniveau in
silo
Foto Siemens
Ivan Maesen
15
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Detectie van vulling
van brik
Foto Siemens
Ivan Maesen
16
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Het sensorvlak vormt een condensator. De lucht is het
diëlektricum.
C
A
d
Ivan Maesen
17
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Een niet-metalen object in het detectieveld: de
diëlektrische constante van de middenstof verandert.
C verandert
Ivan Maesen
18
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
De capaciteit wordt bepaald door het diëlektricum en de
afstand d tussen te platen.
C
A
d
Ivan Maesen
19
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Bij een elektrische geleidend object verkleint de afstand
tussen de platen.
C verandert
Ivan Maesen
20
Sensoren – Werking van de optische sensor
Ivan Maesen
21
Sensoren – Werking van de optische sensor
impulsgenerator (modulator)
IR of laser-LED
lichtgevoelige transistor
synchronisatie, gelijkrichter (demodulator)
smitt-trigger
versterker
Ivan Maesen
22
Sensoren – Werking van de ultrasone sensor
Ivan Maesen
23
Sensoren
ultrasone sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Kwaliteitscontrole met
sonar
Foto Siemens
Ivan Maesen
24
Sensoren
ultrasone sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Hoogtemeting met sonar
Foto Siemens
Ivan Maesen
25
Sensoren
ultrasone sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Afstandsmeting met sonar
Foto Siemens
Ivan Maesen
26
Sensoren
ultrasone sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Controle op doorhangen
met sonar
Foto Siemens
Ivan Maesen
27
Sensoren
ultrasone sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Niveaumetingen
met sonar
Foto’s Siemens
Ivan Maesen
28
Sensoren – Werking van de ultrasone sensor
oscillator
gelijkrichtier
smitt-trigger
versterker
piëzo element (opwekken en verwerken geluidsgolven)
Ivan Maesen
29
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen volgens de vorm
Cilindrische sensoren
Balkvormige or rechthoekige sensoren
Ivan Maesen
30
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen vvolgens de vorm
Speciale vormen:
• vork of sleufsensoren,
• ringsensoren,
• …
Foto Turck
Ivan Maesen
31
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Materiaal van de behuizing (cilindrische sensoren)
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
32
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Maten van cilindrische sensoren
Schroefdraad: M 4, M6,5 M8, M12, M18, M30,
PG 36
Gladde uitvoering: Ø11, Ø20, Ø40
Maten van rechthoekige sensoren
Bouwvormen zie maatschetsen catalogie.
Foto Siemens
Ivan Maesen
33
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens aansluiting
• Sensoren met aansluitklemmen
• Aangegoten kabel zonder connector
• Aangegoten kabel met connector
• Sensoren met connnector
Ivan Maesen
34
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens de aansluiting
Aangegoten kabel
Sensoren met
aansluitklem
Ivan Maesen
35
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens aansluiting
Sensoren met connnector
Ivan Maesen
36
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens aansluiting
Sensoren met connector:
aansluitkabels
Ivan Maesen
37
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens aansluiting
Aansluitkabels en aansluitdozen voor sensoren
Foto Turck
Ivan Maesen
38
Sensoren – Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Foto Siemens
Ivan Maesen
39
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger afzonderlijk (directe scan, thru scan)
Groot detectiebereik (tientallen meters)
Geen doorschijnende materialen detecteren
Ivan Maesen
40
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger afzonderlijk (directe scan, thru scan)
Foto Siemens
Ivan Maesen
41
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger afzonderlijk – spiegeling
(specular)
Detecteren van spiegelende opbjecten
Ivan Maesen
42
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, met reflector
(Retroreflex - retroreflective)
Geen glimmende, spiegelende, doorzichtige voorwerpen
Detectieafstand : ca. 5 m
Ivan Maesen
43
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, met reflector
(Retroreflex - retroreflective)
Ivan Maesen
44
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, met reflector
(Retroreflex - retroreflective)
Foto Siemens
Ivan Maesen
45
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Foto’s Siemens
Ivan Maesen
46
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, met reflector
(Polarisatie - polarized)
Wel glimmende, spiegelende, doorzichtige voorwerpen
Detectieafstand : ca. 3 m
Ivan Maesen
47
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Gepolariseerd licht
Spiegelend voorwerp
Ivan Maesen
48
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, objectreflectie
(strooing – diffuse)
Voorwerpen met mat en ruw oppervlak kunnen gedetecteerd worden
Detectieafstand : enkele tientallen centimeters
Ivan Maesen
49
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, objectreflectie
(strooing – diffuse)
Foto Siemens
Ivan Maesen
50
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, objectreflectie focuspunt (convergent)
Preciesiedetectie, achtergrond geen invloed
Detectieafstand : enkele tientallen centimeters
Ivan Maesen
51
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger afzonderlijk, met glasvezels
Ivan Maesen
52
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, objectreflectie,
met glasvezels
Ivan Maesen
53
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Foto Siemens
Ivan Maesen
54
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Lichtgordijn
Multi beam safety senor
Ivan Maesen
55
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Nominale schakelafstand Sn
Afstand waarbij de sensor schakelt
• Genormalisseerd meetobject
• Nominale spanning
• Nominale temperatuur
Ivan Maesen
56
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Werkelijke schakelafstand
Rekening houden met:
• Werkelijke temperatuur
• Nabijheid andere sensoren
• Soort materiaal
• Afmetingen object
• Kleur (optische sensoren)
• …
Ivan Maesen
57
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Werkelijke schakelafstand
Correctiefactoren inductieve schakelaar
- staal
1
- CrNi
0,85
- Al
0,50
- Cu
0,45
- ….
Ivan Maesen
58
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Werkelijke schakelafstand
Correctiefactoren capacitieve schakelaar:
- Staal
1
- Al
0,95
- Cu
0,95
- H2O
0,64
- Plexiglas
0,20
-…
Ivan Maesen
59
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Schakelfrequentie
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.
Ivan Maesen
60
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Uitgangsbelasing
De stroom die de sensor kan schakelen,
uitgedrukt in mA.
Ivan Maesen
61
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Afgeschermde (shielded) en niet-afgeschermde
(unshielded) senoren
Ivan Maesen
62
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Niet-afgeschermde senoren
Kop niet afgeschermd, uit kunststof
Grotere detectieafstand
Inbouwen geeft problemen
Ivan Maesen
Foto Siemens
63
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Afgeschermde senoren
Volledig uit metaal (uitgezonderd detectievlak)
Kleinere detectieafstand
Ivan Maesen
64
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
65
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen inductieve sensoren
Ongevoelig voor trillingen
Geen contactdender
Geen onderhoud, geen slijtage
Kostprijs € 20 tot ca. € 50
Foto Siemens
Ivan Maesen
66
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen inductieve sensoren
Beperkingen
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.
Ivan Maesen
67
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
68
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
69
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen capacitieve sensoren
Beperkingen
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
Ivan Maesen
70
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
71
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen ultrasone sensoren
Beperkingen
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.
Ivan Maesen
72
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
73
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
74
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen optische sensoren
Beperkingen
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.
Ivan Maesen
75
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Rekening houden met:
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
76
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Draadkleur
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
77
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Driedraadse sensor PNP (capacitief)
Ivan Maesen
78
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Driedraadse sensor NPN (inductief)
Ivan Maesen
79
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Vierdraadse sensor PNP
Ivan Maesen
80
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Tweedraadse sensor DC (capacitief)
Ivan Maesen
81
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Tweedraadse NAMUR sensor DC (capacitief)
Ivan Maesen
82
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Tweedraadse sensor AC - NC (inductief)
Ivan Maesen
83
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Tweedraadse sensor AC - NO (inductief)
Ivan Maesen
84
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Vijfdraadse sensor AC (optisch)
Ivan Maesen
85
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Vijfdraadse sensor AC - NO (optisch)
Ivan Maesen
86
Sensoren – Testen van sensoren
Driedraadse sensoren
Als voorbeeld een sensor met PNP-uitgang
Het aansluitschema
Testen met V-meter – Je kunt uiteraard met de Vmeter ook over de belasting meten.
Ivan Maesen
87
Sensoren – Testen van sensoren
Tweedraadse
sensoren
Het aansluitschema
Testen met V-meter
Testen met A-meter
Ivan Maesen
88
Sensoren
Ivan Maesen
89
Slide 47
Installatiemethoden 6 ET
Foto Heidelberg
Ivan Maesen
1
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
2
Sensoren - Algemeen
Inductieve sensoren
Capacitieve sensoren
Optische sensoren
Magnetische sensoren
Ultrasone sensoren
Foto Turck
Ivan Maesen
3
Sensoren – Algemene werking
Ivan Maesen
4
Sensoren – Algemene werking
Ivan Maesen
5
Sensoren – Algemene werking
Ivan Maesen
6
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Foto Siemens
Ivan Maesen
7
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Detectie van blik
en deksel
Foto Siemens
Ivan Maesen
8
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Controle van afbreken van
boorkop
Foto Siemens
Ivan Maesen
9
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Positionering en controle
draaizin
Foto Siemens
Ivan Maesen
10
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Standdetectie van een
klep
Foto Siemens
Ivan Maesen
11
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
oscillator
gelijkrichtier
smitt-trigger
versterker
spoel
Ivan Maesen
12
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Warmteontwikkeling
Ivan Maesen
Amplitude
kleiner
13
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Foto Siemens
Ivan Maesen
14
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Detectie vulniveau in
silo
Foto Siemens
Ivan Maesen
15
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Detectie van vulling
van brik
Foto Siemens
Ivan Maesen
16
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Het sensorvlak vormt een condensator. De lucht is het
diëlektricum.
C
A
d
Ivan Maesen
17
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Een niet-metalen object in het detectieveld: de
diëlektrische constante van de middenstof verandert.
C verandert
Ivan Maesen
18
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
De capaciteit wordt bepaald door het diëlektricum en de
afstand d tussen te platen.
C
A
d
Ivan Maesen
19
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Bij een elektrische geleidend object verkleint de afstand
tussen de platen.
C verandert
Ivan Maesen
20
Sensoren – Werking van de optische sensor
Ivan Maesen
21
Sensoren – Werking van de optische sensor
impulsgenerator (modulator)
IR of laser-LED
lichtgevoelige transistor
synchronisatie, gelijkrichter (demodulator)
smitt-trigger
versterker
Ivan Maesen
22
Sensoren – Werking van de ultrasone sensor
Ivan Maesen
23
Sensoren
ultrasone sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Kwaliteitscontrole met
sonar
Foto Siemens
Ivan Maesen
24
Sensoren
ultrasone sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Hoogtemeting met sonar
Foto Siemens
Ivan Maesen
25
Sensoren
ultrasone sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Afstandsmeting met sonar
Foto Siemens
Ivan Maesen
26
Sensoren
ultrasone sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Controle op doorhangen
met sonar
Foto Siemens
Ivan Maesen
27
Sensoren
ultrasone sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Niveaumetingen
met sonar
Foto’s Siemens
Ivan Maesen
28
Sensoren – Werking van de ultrasone sensor
oscillator
gelijkrichtier
smitt-trigger
versterker
piëzo element (opwekken en verwerken geluidsgolven)
Ivan Maesen
29
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen volgens de vorm
Cilindrische sensoren
Balkvormige or rechthoekige sensoren
Ivan Maesen
30
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen vvolgens de vorm
Speciale vormen:
• vork of sleufsensoren,
• ringsensoren,
• …
Foto Turck
Ivan Maesen
31
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Materiaal van de behuizing (cilindrische sensoren)
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
32
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Maten van cilindrische sensoren
Schroefdraad: M 4, M6,5 M8, M12, M18, M30,
PG 36
Gladde uitvoering: Ø11, Ø20, Ø40
Maten van rechthoekige sensoren
Bouwvormen zie maatschetsen catalogie.
Foto Siemens
Ivan Maesen
33
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens aansluiting
• Sensoren met aansluitklemmen
• Aangegoten kabel zonder connector
• Aangegoten kabel met connector
• Sensoren met connnector
Ivan Maesen
34
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens de aansluiting
Aangegoten kabel
Sensoren met
aansluitklem
Ivan Maesen
35
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens aansluiting
Sensoren met connnector
Ivan Maesen
36
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens aansluiting
Sensoren met connector:
aansluitkabels
Ivan Maesen
37
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens aansluiting
Aansluitkabels en aansluitdozen voor sensoren
Foto Turck
Ivan Maesen
38
Sensoren – Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Foto Siemens
Ivan Maesen
39
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger afzonderlijk (directe scan, thru scan)
Groot detectiebereik (tientallen meters)
Geen doorschijnende materialen detecteren
Ivan Maesen
40
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger afzonderlijk (directe scan, thru scan)
Foto Siemens
Ivan Maesen
41
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger afzonderlijk – spiegeling
(specular)
Detecteren van spiegelende opbjecten
Ivan Maesen
42
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, met reflector
(Retroreflex - retroreflective)
Geen glimmende, spiegelende, doorzichtige voorwerpen
Detectieafstand : ca. 5 m
Ivan Maesen
43
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, met reflector
(Retroreflex - retroreflective)
Ivan Maesen
44
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, met reflector
(Retroreflex - retroreflective)
Foto Siemens
Ivan Maesen
45
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Foto’s Siemens
Ivan Maesen
46
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, met reflector
(Polarisatie - polarized)
Wel glimmende, spiegelende, doorzichtige voorwerpen
Detectieafstand : ca. 3 m
Ivan Maesen
47
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Gepolariseerd licht
Spiegelend voorwerp
Ivan Maesen
48
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, objectreflectie
(strooing – diffuse)
Voorwerpen met mat en ruw oppervlak kunnen gedetecteerd worden
Detectieafstand : enkele tientallen centimeters
Ivan Maesen
49
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, objectreflectie
(strooing – diffuse)
Foto Siemens
Ivan Maesen
50
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, objectreflectie focuspunt (convergent)
Preciesiedetectie, achtergrond geen invloed
Detectieafstand : enkele tientallen centimeters
Ivan Maesen
51
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger afzonderlijk, met glasvezels
Ivan Maesen
52
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, objectreflectie,
met glasvezels
Ivan Maesen
53
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Foto Siemens
Ivan Maesen
54
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Lichtgordijn
Multi beam safety senor
Ivan Maesen
55
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Nominale schakelafstand Sn
Afstand waarbij de sensor schakelt
• Genormalisseerd meetobject
• Nominale spanning
• Nominale temperatuur
Ivan Maesen
56
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Werkelijke schakelafstand
Rekening houden met:
• Werkelijke temperatuur
• Nabijheid andere sensoren
• Soort materiaal
• Afmetingen object
• Kleur (optische sensoren)
• …
Ivan Maesen
57
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Werkelijke schakelafstand
Correctiefactoren inductieve schakelaar
- staal
1
- CrNi
0,85
- Al
0,50
- Cu
0,45
- ….
Ivan Maesen
58
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Werkelijke schakelafstand
Correctiefactoren capacitieve schakelaar:
- Staal
1
- Al
0,95
- Cu
0,95
- H2O
0,64
- Plexiglas
0,20
-…
Ivan Maesen
59
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Schakelfrequentie
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.
Ivan Maesen
60
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Uitgangsbelasing
De stroom die de sensor kan schakelen,
uitgedrukt in mA.
Ivan Maesen
61
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Afgeschermde (shielded) en niet-afgeschermde
(unshielded) senoren
Ivan Maesen
62
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Niet-afgeschermde senoren
Kop niet afgeschermd, uit kunststof
Grotere detectieafstand
Inbouwen geeft problemen
Ivan Maesen
Foto Siemens
63
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Afgeschermde senoren
Volledig uit metaal (uitgezonderd detectievlak)
Kleinere detectieafstand
Ivan Maesen
64
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
65
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen inductieve sensoren
Ongevoelig voor trillingen
Geen contactdender
Geen onderhoud, geen slijtage
Kostprijs € 20 tot ca. € 50
Foto Siemens
Ivan Maesen
66
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen inductieve sensoren
Beperkingen
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.
Ivan Maesen
67
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
68
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
69
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen capacitieve sensoren
Beperkingen
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
Ivan Maesen
70
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
71
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen ultrasone sensoren
Beperkingen
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.
Ivan Maesen
72
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
73
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
74
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen optische sensoren
Beperkingen
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.
Ivan Maesen
75
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Rekening houden met:
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
76
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Draadkleur
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
77
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Driedraadse sensor PNP (capacitief)
Ivan Maesen
78
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Driedraadse sensor NPN (inductief)
Ivan Maesen
79
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Vierdraadse sensor PNP
Ivan Maesen
80
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Tweedraadse sensor DC (capacitief)
Ivan Maesen
81
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Tweedraadse NAMUR sensor DC (capacitief)
Ivan Maesen
82
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Tweedraadse sensor AC - NC (inductief)
Ivan Maesen
83
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Tweedraadse sensor AC - NO (inductief)
Ivan Maesen
84
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Vijfdraadse sensor AC (optisch)
Ivan Maesen
85
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Vijfdraadse sensor AC - NO (optisch)
Ivan Maesen
86
Sensoren – Testen van sensoren
Driedraadse sensoren
Als voorbeeld een sensor met PNP-uitgang
Het aansluitschema
Testen met V-meter – Je kunt uiteraard met de Vmeter ook over de belasting meten.
Ivan Maesen
87
Sensoren – Testen van sensoren
Tweedraadse
sensoren
Het aansluitschema
Testen met V-meter
Testen met A-meter
Ivan Maesen
88
Sensoren
Ivan Maesen
89
Slide 48
Installatiemethoden 6 ET
Foto Heidelberg
Ivan Maesen
1
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
2
Sensoren - Algemeen
Inductieve sensoren
Capacitieve sensoren
Optische sensoren
Magnetische sensoren
Ultrasone sensoren
Foto Turck
Ivan Maesen
3
Sensoren – Algemene werking
Ivan Maesen
4
Sensoren – Algemene werking
Ivan Maesen
5
Sensoren – Algemene werking
Ivan Maesen
6
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Foto Siemens
Ivan Maesen
7
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Detectie van blik
en deksel
Foto Siemens
Ivan Maesen
8
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Controle van afbreken van
boorkop
Foto Siemens
Ivan Maesen
9
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Positionering en controle
draaizin
Foto Siemens
Ivan Maesen
10
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Standdetectie van een
klep
Foto Siemens
Ivan Maesen
11
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
oscillator
gelijkrichtier
smitt-trigger
versterker
spoel
Ivan Maesen
12
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Warmteontwikkeling
Ivan Maesen
Amplitude
kleiner
13
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Foto Siemens
Ivan Maesen
14
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Detectie vulniveau in
silo
Foto Siemens
Ivan Maesen
15
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Detectie van vulling
van brik
Foto Siemens
Ivan Maesen
16
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Het sensorvlak vormt een condensator. De lucht is het
diëlektricum.
C
A
d
Ivan Maesen
17
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Een niet-metalen object in het detectieveld: de
diëlektrische constante van de middenstof verandert.
C verandert
Ivan Maesen
18
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
De capaciteit wordt bepaald door het diëlektricum en de
afstand d tussen te platen.
C
A
d
Ivan Maesen
19
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Bij een elektrische geleidend object verkleint de afstand
tussen de platen.
C verandert
Ivan Maesen
20
Sensoren – Werking van de optische sensor
Ivan Maesen
21
Sensoren – Werking van de optische sensor
impulsgenerator (modulator)
IR of laser-LED
lichtgevoelige transistor
synchronisatie, gelijkrichter (demodulator)
smitt-trigger
versterker
Ivan Maesen
22
Sensoren – Werking van de ultrasone sensor
Ivan Maesen
23
Sensoren
ultrasone sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Kwaliteitscontrole met
sonar
Foto Siemens
Ivan Maesen
24
Sensoren
ultrasone sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Hoogtemeting met sonar
Foto Siemens
Ivan Maesen
25
Sensoren
ultrasone sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Afstandsmeting met sonar
Foto Siemens
Ivan Maesen
26
Sensoren
ultrasone sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Controle op doorhangen
met sonar
Foto Siemens
Ivan Maesen
27
Sensoren
ultrasone sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Niveaumetingen
met sonar
Foto’s Siemens
Ivan Maesen
28
Sensoren – Werking van de ultrasone sensor
oscillator
gelijkrichtier
smitt-trigger
versterker
piëzo element (opwekken en verwerken geluidsgolven)
Ivan Maesen
29
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen volgens de vorm
Cilindrische sensoren
Balkvormige or rechthoekige sensoren
Ivan Maesen
30
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen vvolgens de vorm
Speciale vormen:
• vork of sleufsensoren,
• ringsensoren,
• …
Foto Turck
Ivan Maesen
31
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Materiaal van de behuizing (cilindrische sensoren)
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
32
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Maten van cilindrische sensoren
Schroefdraad: M 4, M6,5 M8, M12, M18, M30,
PG 36
Gladde uitvoering: Ø11, Ø20, Ø40
Maten van rechthoekige sensoren
Bouwvormen zie maatschetsen catalogie.
Foto Siemens
Ivan Maesen
33
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens aansluiting
• Sensoren met aansluitklemmen
• Aangegoten kabel zonder connector
• Aangegoten kabel met connector
• Sensoren met connnector
Ivan Maesen
34
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens de aansluiting
Aangegoten kabel
Sensoren met
aansluitklem
Ivan Maesen
35
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens aansluiting
Sensoren met connnector
Ivan Maesen
36
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens aansluiting
Sensoren met connector:
aansluitkabels
Ivan Maesen
37
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens aansluiting
Aansluitkabels en aansluitdozen voor sensoren
Foto Turck
Ivan Maesen
38
Sensoren – Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Foto Siemens
Ivan Maesen
39
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger afzonderlijk (directe scan, thru scan)
Groot detectiebereik (tientallen meters)
Geen doorschijnende materialen detecteren
Ivan Maesen
40
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger afzonderlijk (directe scan, thru scan)
Foto Siemens
Ivan Maesen
41
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger afzonderlijk – spiegeling
(specular)
Detecteren van spiegelende opbjecten
Ivan Maesen
42
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, met reflector
(Retroreflex - retroreflective)
Geen glimmende, spiegelende, doorzichtige voorwerpen
Detectieafstand : ca. 5 m
Ivan Maesen
43
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, met reflector
(Retroreflex - retroreflective)
Ivan Maesen
44
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, met reflector
(Retroreflex - retroreflective)
Foto Siemens
Ivan Maesen
45
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Foto’s Siemens
Ivan Maesen
46
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, met reflector
(Polarisatie - polarized)
Wel glimmende, spiegelende, doorzichtige voorwerpen
Detectieafstand : ca. 3 m
Ivan Maesen
47
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Gepolariseerd licht
Spiegelend voorwerp
Ivan Maesen
48
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, objectreflectie
(strooing – diffuse)
Voorwerpen met mat en ruw oppervlak kunnen gedetecteerd worden
Detectieafstand : enkele tientallen centimeters
Ivan Maesen
49
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, objectreflectie
(strooing – diffuse)
Foto Siemens
Ivan Maesen
50
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, objectreflectie focuspunt (convergent)
Preciesiedetectie, achtergrond geen invloed
Detectieafstand : enkele tientallen centimeters
Ivan Maesen
51
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger afzonderlijk, met glasvezels
Ivan Maesen
52
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, objectreflectie,
met glasvezels
Ivan Maesen
53
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Foto Siemens
Ivan Maesen
54
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Lichtgordijn
Multi beam safety senor
Ivan Maesen
55
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Nominale schakelafstand Sn
Afstand waarbij de sensor schakelt
• Genormalisseerd meetobject
• Nominale spanning
• Nominale temperatuur
Ivan Maesen
56
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Werkelijke schakelafstand
Rekening houden met:
• Werkelijke temperatuur
• Nabijheid andere sensoren
• Soort materiaal
• Afmetingen object
• Kleur (optische sensoren)
• …
Ivan Maesen
57
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Werkelijke schakelafstand
Correctiefactoren inductieve schakelaar
- staal
1
- CrNi
0,85
- Al
0,50
- Cu
0,45
- ….
Ivan Maesen
58
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Werkelijke schakelafstand
Correctiefactoren capacitieve schakelaar:
- Staal
1
- Al
0,95
- Cu
0,95
- H2O
0,64
- Plexiglas
0,20
-…
Ivan Maesen
59
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Schakelfrequentie
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.
Ivan Maesen
60
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Uitgangsbelasing
De stroom die de sensor kan schakelen,
uitgedrukt in mA.
Ivan Maesen
61
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Afgeschermde (shielded) en niet-afgeschermde
(unshielded) senoren
Ivan Maesen
62
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Niet-afgeschermde senoren
Kop niet afgeschermd, uit kunststof
Grotere detectieafstand
Inbouwen geeft problemen
Ivan Maesen
Foto Siemens
63
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Afgeschermde senoren
Volledig uit metaal (uitgezonderd detectievlak)
Kleinere detectieafstand
Ivan Maesen
64
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
65
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen inductieve sensoren
Ongevoelig voor trillingen
Geen contactdender
Geen onderhoud, geen slijtage
Kostprijs € 20 tot ca. € 50
Foto Siemens
Ivan Maesen
66
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen inductieve sensoren
Beperkingen
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.
Ivan Maesen
67
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
68
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
69
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen capacitieve sensoren
Beperkingen
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
Ivan Maesen
70
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
71
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen ultrasone sensoren
Beperkingen
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.
Ivan Maesen
72
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
73
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
74
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen optische sensoren
Beperkingen
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.
Ivan Maesen
75
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Rekening houden met:
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
76
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Draadkleur
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
77
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Driedraadse sensor PNP (capacitief)
Ivan Maesen
78
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Driedraadse sensor NPN (inductief)
Ivan Maesen
79
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Vierdraadse sensor PNP
Ivan Maesen
80
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Tweedraadse sensor DC (capacitief)
Ivan Maesen
81
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Tweedraadse NAMUR sensor DC (capacitief)
Ivan Maesen
82
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Tweedraadse sensor AC - NC (inductief)
Ivan Maesen
83
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Tweedraadse sensor AC - NO (inductief)
Ivan Maesen
84
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Vijfdraadse sensor AC (optisch)
Ivan Maesen
85
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Vijfdraadse sensor AC - NO (optisch)
Ivan Maesen
86
Sensoren – Testen van sensoren
Driedraadse sensoren
Als voorbeeld een sensor met PNP-uitgang
Het aansluitschema
Testen met V-meter – Je kunt uiteraard met de Vmeter ook over de belasting meten.
Ivan Maesen
87
Sensoren – Testen van sensoren
Tweedraadse
sensoren
Het aansluitschema
Testen met V-meter
Testen met A-meter
Ivan Maesen
88
Sensoren
Ivan Maesen
89
Slide 49
Installatiemethoden 6 ET
Foto Heidelberg
Ivan Maesen
1
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
2
Sensoren - Algemeen
Inductieve sensoren
Capacitieve sensoren
Optische sensoren
Magnetische sensoren
Ultrasone sensoren
Foto Turck
Ivan Maesen
3
Sensoren – Algemene werking
Ivan Maesen
4
Sensoren – Algemene werking
Ivan Maesen
5
Sensoren – Algemene werking
Ivan Maesen
6
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Foto Siemens
Ivan Maesen
7
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Detectie van blik
en deksel
Foto Siemens
Ivan Maesen
8
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Controle van afbreken van
boorkop
Foto Siemens
Ivan Maesen
9
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Positionering en controle
draaizin
Foto Siemens
Ivan Maesen
10
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Standdetectie van een
klep
Foto Siemens
Ivan Maesen
11
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
oscillator
gelijkrichtier
smitt-trigger
versterker
spoel
Ivan Maesen
12
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Warmteontwikkeling
Ivan Maesen
Amplitude
kleiner
13
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Foto Siemens
Ivan Maesen
14
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Detectie vulniveau in
silo
Foto Siemens
Ivan Maesen
15
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Detectie van vulling
van brik
Foto Siemens
Ivan Maesen
16
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Het sensorvlak vormt een condensator. De lucht is het
diëlektricum.
C
A
d
Ivan Maesen
17
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Een niet-metalen object in het detectieveld: de
diëlektrische constante van de middenstof verandert.
C verandert
Ivan Maesen
18
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
De capaciteit wordt bepaald door het diëlektricum en de
afstand d tussen te platen.
C
A
d
Ivan Maesen
19
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Bij een elektrische geleidend object verkleint de afstand
tussen de platen.
C verandert
Ivan Maesen
20
Sensoren – Werking van de optische sensor
Ivan Maesen
21
Sensoren – Werking van de optische sensor
impulsgenerator (modulator)
IR of laser-LED
lichtgevoelige transistor
synchronisatie, gelijkrichter (demodulator)
smitt-trigger
versterker
Ivan Maesen
22
Sensoren – Werking van de ultrasone sensor
Ivan Maesen
23
Sensoren
ultrasone sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Kwaliteitscontrole met
sonar
Foto Siemens
Ivan Maesen
24
Sensoren
ultrasone sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Hoogtemeting met sonar
Foto Siemens
Ivan Maesen
25
Sensoren
ultrasone sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Afstandsmeting met sonar
Foto Siemens
Ivan Maesen
26
Sensoren
ultrasone sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Controle op doorhangen
met sonar
Foto Siemens
Ivan Maesen
27
Sensoren
ultrasone sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Niveaumetingen
met sonar
Foto’s Siemens
Ivan Maesen
28
Sensoren – Werking van de ultrasone sensor
oscillator
gelijkrichtier
smitt-trigger
versterker
piëzo element (opwekken en verwerken geluidsgolven)
Ivan Maesen
29
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen volgens de vorm
Cilindrische sensoren
Balkvormige or rechthoekige sensoren
Ivan Maesen
30
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen vvolgens de vorm
Speciale vormen:
• vork of sleufsensoren,
• ringsensoren,
• …
Foto Turck
Ivan Maesen
31
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Materiaal van de behuizing (cilindrische sensoren)
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
32
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Maten van cilindrische sensoren
Schroefdraad: M 4, M6,5 M8, M12, M18, M30,
PG 36
Gladde uitvoering: Ø11, Ø20, Ø40
Maten van rechthoekige sensoren
Bouwvormen zie maatschetsen catalogie.
Foto Siemens
Ivan Maesen
33
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens aansluiting
• Sensoren met aansluitklemmen
• Aangegoten kabel zonder connector
• Aangegoten kabel met connector
• Sensoren met connnector
Ivan Maesen
34
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens de aansluiting
Aangegoten kabel
Sensoren met
aansluitklem
Ivan Maesen
35
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens aansluiting
Sensoren met connnector
Ivan Maesen
36
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens aansluiting
Sensoren met connector:
aansluitkabels
Ivan Maesen
37
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens aansluiting
Aansluitkabels en aansluitdozen voor sensoren
Foto Turck
Ivan Maesen
38
Sensoren – Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Foto Siemens
Ivan Maesen
39
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger afzonderlijk (directe scan, thru scan)
Groot detectiebereik (tientallen meters)
Geen doorschijnende materialen detecteren
Ivan Maesen
40
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger afzonderlijk (directe scan, thru scan)
Foto Siemens
Ivan Maesen
41
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger afzonderlijk – spiegeling
(specular)
Detecteren van spiegelende opbjecten
Ivan Maesen
42
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, met reflector
(Retroreflex - retroreflective)
Geen glimmende, spiegelende, doorzichtige voorwerpen
Detectieafstand : ca. 5 m
Ivan Maesen
43
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, met reflector
(Retroreflex - retroreflective)
Ivan Maesen
44
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, met reflector
(Retroreflex - retroreflective)
Foto Siemens
Ivan Maesen
45
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Foto’s Siemens
Ivan Maesen
46
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, met reflector
(Polarisatie - polarized)
Wel glimmende, spiegelende, doorzichtige voorwerpen
Detectieafstand : ca. 3 m
Ivan Maesen
47
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Gepolariseerd licht
Spiegelend voorwerp
Ivan Maesen
48
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, objectreflectie
(strooing – diffuse)
Voorwerpen met mat en ruw oppervlak kunnen gedetecteerd worden
Detectieafstand : enkele tientallen centimeters
Ivan Maesen
49
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, objectreflectie
(strooing – diffuse)
Foto Siemens
Ivan Maesen
50
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, objectreflectie focuspunt (convergent)
Preciesiedetectie, achtergrond geen invloed
Detectieafstand : enkele tientallen centimeters
Ivan Maesen
51
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger afzonderlijk, met glasvezels
Ivan Maesen
52
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, objectreflectie,
met glasvezels
Ivan Maesen
53
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Foto Siemens
Ivan Maesen
54
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Lichtgordijn
Multi beam safety senor
Ivan Maesen
55
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Nominale schakelafstand Sn
Afstand waarbij de sensor schakelt
• Genormalisseerd meetobject
• Nominale spanning
• Nominale temperatuur
Ivan Maesen
56
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Werkelijke schakelafstand
Rekening houden met:
• Werkelijke temperatuur
• Nabijheid andere sensoren
• Soort materiaal
• Afmetingen object
• Kleur (optische sensoren)
• …
Ivan Maesen
57
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Werkelijke schakelafstand
Correctiefactoren inductieve schakelaar
- staal
1
- CrNi
0,85
- Al
0,50
- Cu
0,45
- ….
Ivan Maesen
58
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Werkelijke schakelafstand
Correctiefactoren capacitieve schakelaar:
- Staal
1
- Al
0,95
- Cu
0,95
- H2O
0,64
- Plexiglas
0,20
-…
Ivan Maesen
59
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Schakelfrequentie
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.
Ivan Maesen
60
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Uitgangsbelasing
De stroom die de sensor kan schakelen,
uitgedrukt in mA.
Ivan Maesen
61
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Afgeschermde (shielded) en niet-afgeschermde
(unshielded) senoren
Ivan Maesen
62
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Niet-afgeschermde senoren
Kop niet afgeschermd, uit kunststof
Grotere detectieafstand
Inbouwen geeft problemen
Ivan Maesen
Foto Siemens
63
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Afgeschermde senoren
Volledig uit metaal (uitgezonderd detectievlak)
Kleinere detectieafstand
Ivan Maesen
64
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
65
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen inductieve sensoren
Ongevoelig voor trillingen
Geen contactdender
Geen onderhoud, geen slijtage
Kostprijs € 20 tot ca. € 50
Foto Siemens
Ivan Maesen
66
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen inductieve sensoren
Beperkingen
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.
Ivan Maesen
67
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
68
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
69
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen capacitieve sensoren
Beperkingen
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
Ivan Maesen
70
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
71
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen ultrasone sensoren
Beperkingen
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.
Ivan Maesen
72
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
73
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
74
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen optische sensoren
Beperkingen
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.
Ivan Maesen
75
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Rekening houden met:
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
76
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Draadkleur
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
77
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Driedraadse sensor PNP (capacitief)
Ivan Maesen
78
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Driedraadse sensor NPN (inductief)
Ivan Maesen
79
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Vierdraadse sensor PNP
Ivan Maesen
80
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Tweedraadse sensor DC (capacitief)
Ivan Maesen
81
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Tweedraadse NAMUR sensor DC (capacitief)
Ivan Maesen
82
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Tweedraadse sensor AC - NC (inductief)
Ivan Maesen
83
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Tweedraadse sensor AC - NO (inductief)
Ivan Maesen
84
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Vijfdraadse sensor AC (optisch)
Ivan Maesen
85
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Vijfdraadse sensor AC - NO (optisch)
Ivan Maesen
86
Sensoren – Testen van sensoren
Driedraadse sensoren
Als voorbeeld een sensor met PNP-uitgang
Het aansluitschema
Testen met V-meter – Je kunt uiteraard met de Vmeter ook over de belasting meten.
Ivan Maesen
87
Sensoren – Testen van sensoren
Tweedraadse
sensoren
Het aansluitschema
Testen met V-meter
Testen met A-meter
Ivan Maesen
88
Sensoren
Ivan Maesen
89
Slide 50
Installatiemethoden 6 ET
Foto Heidelberg
Ivan Maesen
1
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
2
Sensoren - Algemeen
Inductieve sensoren
Capacitieve sensoren
Optische sensoren
Magnetische sensoren
Ultrasone sensoren
Foto Turck
Ivan Maesen
3
Sensoren – Algemene werking
Ivan Maesen
4
Sensoren – Algemene werking
Ivan Maesen
5
Sensoren – Algemene werking
Ivan Maesen
6
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Foto Siemens
Ivan Maesen
7
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Detectie van blik
en deksel
Foto Siemens
Ivan Maesen
8
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Controle van afbreken van
boorkop
Foto Siemens
Ivan Maesen
9
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Positionering en controle
draaizin
Foto Siemens
Ivan Maesen
10
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Standdetectie van een
klep
Foto Siemens
Ivan Maesen
11
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
oscillator
gelijkrichtier
smitt-trigger
versterker
spoel
Ivan Maesen
12
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Warmteontwikkeling
Ivan Maesen
Amplitude
kleiner
13
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Foto Siemens
Ivan Maesen
14
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Detectie vulniveau in
silo
Foto Siemens
Ivan Maesen
15
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Detectie van vulling
van brik
Foto Siemens
Ivan Maesen
16
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Het sensorvlak vormt een condensator. De lucht is het
diëlektricum.
C
A
d
Ivan Maesen
17
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Een niet-metalen object in het detectieveld: de
diëlektrische constante van de middenstof verandert.
C verandert
Ivan Maesen
18
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
De capaciteit wordt bepaald door het diëlektricum en de
afstand d tussen te platen.
C
A
d
Ivan Maesen
19
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Bij een elektrische geleidend object verkleint de afstand
tussen de platen.
C verandert
Ivan Maesen
20
Sensoren – Werking van de optische sensor
Ivan Maesen
21
Sensoren – Werking van de optische sensor
impulsgenerator (modulator)
IR of laser-LED
lichtgevoelige transistor
synchronisatie, gelijkrichter (demodulator)
smitt-trigger
versterker
Ivan Maesen
22
Sensoren – Werking van de ultrasone sensor
Ivan Maesen
23
Sensoren
ultrasone sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Kwaliteitscontrole met
sonar
Foto Siemens
Ivan Maesen
24
Sensoren
ultrasone sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Hoogtemeting met sonar
Foto Siemens
Ivan Maesen
25
Sensoren
ultrasone sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Afstandsmeting met sonar
Foto Siemens
Ivan Maesen
26
Sensoren
ultrasone sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Controle op doorhangen
met sonar
Foto Siemens
Ivan Maesen
27
Sensoren
ultrasone sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Niveaumetingen
met sonar
Foto’s Siemens
Ivan Maesen
28
Sensoren – Werking van de ultrasone sensor
oscillator
gelijkrichtier
smitt-trigger
versterker
piëzo element (opwekken en verwerken geluidsgolven)
Ivan Maesen
29
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen volgens de vorm
Cilindrische sensoren
Balkvormige or rechthoekige sensoren
Ivan Maesen
30
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen vvolgens de vorm
Speciale vormen:
• vork of sleufsensoren,
• ringsensoren,
• …
Foto Turck
Ivan Maesen
31
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Materiaal van de behuizing (cilindrische sensoren)
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
32
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Maten van cilindrische sensoren
Schroefdraad: M 4, M6,5 M8, M12, M18, M30,
PG 36
Gladde uitvoering: Ø11, Ø20, Ø40
Maten van rechthoekige sensoren
Bouwvormen zie maatschetsen catalogie.
Foto Siemens
Ivan Maesen
33
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens aansluiting
• Sensoren met aansluitklemmen
• Aangegoten kabel zonder connector
• Aangegoten kabel met connector
• Sensoren met connnector
Ivan Maesen
34
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens de aansluiting
Aangegoten kabel
Sensoren met
aansluitklem
Ivan Maesen
35
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens aansluiting
Sensoren met connnector
Ivan Maesen
36
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens aansluiting
Sensoren met connector:
aansluitkabels
Ivan Maesen
37
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens aansluiting
Aansluitkabels en aansluitdozen voor sensoren
Foto Turck
Ivan Maesen
38
Sensoren – Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Foto Siemens
Ivan Maesen
39
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger afzonderlijk (directe scan, thru scan)
Groot detectiebereik (tientallen meters)
Geen doorschijnende materialen detecteren
Ivan Maesen
40
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger afzonderlijk (directe scan, thru scan)
Foto Siemens
Ivan Maesen
41
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger afzonderlijk – spiegeling
(specular)
Detecteren van spiegelende opbjecten
Ivan Maesen
42
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, met reflector
(Retroreflex - retroreflective)
Geen glimmende, spiegelende, doorzichtige voorwerpen
Detectieafstand : ca. 5 m
Ivan Maesen
43
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, met reflector
(Retroreflex - retroreflective)
Ivan Maesen
44
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, met reflector
(Retroreflex - retroreflective)
Foto Siemens
Ivan Maesen
45
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Foto’s Siemens
Ivan Maesen
46
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, met reflector
(Polarisatie - polarized)
Wel glimmende, spiegelende, doorzichtige voorwerpen
Detectieafstand : ca. 3 m
Ivan Maesen
47
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Gepolariseerd licht
Spiegelend voorwerp
Ivan Maesen
48
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, objectreflectie
(strooing – diffuse)
Voorwerpen met mat en ruw oppervlak kunnen gedetecteerd worden
Detectieafstand : enkele tientallen centimeters
Ivan Maesen
49
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, objectreflectie
(strooing – diffuse)
Foto Siemens
Ivan Maesen
50
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, objectreflectie focuspunt (convergent)
Preciesiedetectie, achtergrond geen invloed
Detectieafstand : enkele tientallen centimeters
Ivan Maesen
51
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger afzonderlijk, met glasvezels
Ivan Maesen
52
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, objectreflectie,
met glasvezels
Ivan Maesen
53
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Foto Siemens
Ivan Maesen
54
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Lichtgordijn
Multi beam safety senor
Ivan Maesen
55
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Nominale schakelafstand Sn
Afstand waarbij de sensor schakelt
• Genormalisseerd meetobject
• Nominale spanning
• Nominale temperatuur
Ivan Maesen
56
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Werkelijke schakelafstand
Rekening houden met:
• Werkelijke temperatuur
• Nabijheid andere sensoren
• Soort materiaal
• Afmetingen object
• Kleur (optische sensoren)
• …
Ivan Maesen
57
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Werkelijke schakelafstand
Correctiefactoren inductieve schakelaar
- staal
1
- CrNi
0,85
- Al
0,50
- Cu
0,45
- ….
Ivan Maesen
58
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Werkelijke schakelafstand
Correctiefactoren capacitieve schakelaar:
- Staal
1
- Al
0,95
- Cu
0,95
- H2O
0,64
- Plexiglas
0,20
-…
Ivan Maesen
59
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Schakelfrequentie
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.
Ivan Maesen
60
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Uitgangsbelasing
De stroom die de sensor kan schakelen,
uitgedrukt in mA.
Ivan Maesen
61
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Afgeschermde (shielded) en niet-afgeschermde
(unshielded) senoren
Ivan Maesen
62
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Niet-afgeschermde senoren
Kop niet afgeschermd, uit kunststof
Grotere detectieafstand
Inbouwen geeft problemen
Ivan Maesen
Foto Siemens
63
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Afgeschermde senoren
Volledig uit metaal (uitgezonderd detectievlak)
Kleinere detectieafstand
Ivan Maesen
64
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
65
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen inductieve sensoren
Ongevoelig voor trillingen
Geen contactdender
Geen onderhoud, geen slijtage
Kostprijs € 20 tot ca. € 50
Foto Siemens
Ivan Maesen
66
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen inductieve sensoren
Beperkingen
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.
Ivan Maesen
67
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
68
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
69
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen capacitieve sensoren
Beperkingen
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
Ivan Maesen
70
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
71
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen ultrasone sensoren
Beperkingen
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.
Ivan Maesen
72
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
73
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
74
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen optische sensoren
Beperkingen
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.
Ivan Maesen
75
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Rekening houden met:
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
76
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Draadkleur
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
77
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Driedraadse sensor PNP (capacitief)
Ivan Maesen
78
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Driedraadse sensor NPN (inductief)
Ivan Maesen
79
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Vierdraadse sensor PNP
Ivan Maesen
80
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Tweedraadse sensor DC (capacitief)
Ivan Maesen
81
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Tweedraadse NAMUR sensor DC (capacitief)
Ivan Maesen
82
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Tweedraadse sensor AC - NC (inductief)
Ivan Maesen
83
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Tweedraadse sensor AC - NO (inductief)
Ivan Maesen
84
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Vijfdraadse sensor AC (optisch)
Ivan Maesen
85
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Vijfdraadse sensor AC - NO (optisch)
Ivan Maesen
86
Sensoren – Testen van sensoren
Driedraadse sensoren
Als voorbeeld een sensor met PNP-uitgang
Het aansluitschema
Testen met V-meter – Je kunt uiteraard met de Vmeter ook over de belasting meten.
Ivan Maesen
87
Sensoren – Testen van sensoren
Tweedraadse
sensoren
Het aansluitschema
Testen met V-meter
Testen met A-meter
Ivan Maesen
88
Sensoren
Ivan Maesen
89
Slide 51
Installatiemethoden 6 ET
Foto Heidelberg
Ivan Maesen
1
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
2
Sensoren - Algemeen
Inductieve sensoren
Capacitieve sensoren
Optische sensoren
Magnetische sensoren
Ultrasone sensoren
Foto Turck
Ivan Maesen
3
Sensoren – Algemene werking
Ivan Maesen
4
Sensoren – Algemene werking
Ivan Maesen
5
Sensoren – Algemene werking
Ivan Maesen
6
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Foto Siemens
Ivan Maesen
7
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Detectie van blik
en deksel
Foto Siemens
Ivan Maesen
8
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Controle van afbreken van
boorkop
Foto Siemens
Ivan Maesen
9
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Positionering en controle
draaizin
Foto Siemens
Ivan Maesen
10
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Standdetectie van een
klep
Foto Siemens
Ivan Maesen
11
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
oscillator
gelijkrichtier
smitt-trigger
versterker
spoel
Ivan Maesen
12
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Warmteontwikkeling
Ivan Maesen
Amplitude
kleiner
13
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Foto Siemens
Ivan Maesen
14
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Detectie vulniveau in
silo
Foto Siemens
Ivan Maesen
15
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Detectie van vulling
van brik
Foto Siemens
Ivan Maesen
16
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Het sensorvlak vormt een condensator. De lucht is het
diëlektricum.
C
A
d
Ivan Maesen
17
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Een niet-metalen object in het detectieveld: de
diëlektrische constante van de middenstof verandert.
C verandert
Ivan Maesen
18
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
De capaciteit wordt bepaald door het diëlektricum en de
afstand d tussen te platen.
C
A
d
Ivan Maesen
19
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Bij een elektrische geleidend object verkleint de afstand
tussen de platen.
C verandert
Ivan Maesen
20
Sensoren – Werking van de optische sensor
Ivan Maesen
21
Sensoren – Werking van de optische sensor
impulsgenerator (modulator)
IR of laser-LED
lichtgevoelige transistor
synchronisatie, gelijkrichter (demodulator)
smitt-trigger
versterker
Ivan Maesen
22
Sensoren – Werking van de ultrasone sensor
Ivan Maesen
23
Sensoren
ultrasone sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Kwaliteitscontrole met
sonar
Foto Siemens
Ivan Maesen
24
Sensoren
ultrasone sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Hoogtemeting met sonar
Foto Siemens
Ivan Maesen
25
Sensoren
ultrasone sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Afstandsmeting met sonar
Foto Siemens
Ivan Maesen
26
Sensoren
ultrasone sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Controle op doorhangen
met sonar
Foto Siemens
Ivan Maesen
27
Sensoren
ultrasone sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Niveaumetingen
met sonar
Foto’s Siemens
Ivan Maesen
28
Sensoren – Werking van de ultrasone sensor
oscillator
gelijkrichtier
smitt-trigger
versterker
piëzo element (opwekken en verwerken geluidsgolven)
Ivan Maesen
29
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen volgens de vorm
Cilindrische sensoren
Balkvormige or rechthoekige sensoren
Ivan Maesen
30
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen vvolgens de vorm
Speciale vormen:
• vork of sleufsensoren,
• ringsensoren,
• …
Foto Turck
Ivan Maesen
31
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Materiaal van de behuizing (cilindrische sensoren)
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
32
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Maten van cilindrische sensoren
Schroefdraad: M 4, M6,5 M8, M12, M18, M30,
PG 36
Gladde uitvoering: Ø11, Ø20, Ø40
Maten van rechthoekige sensoren
Bouwvormen zie maatschetsen catalogie.
Foto Siemens
Ivan Maesen
33
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens aansluiting
• Sensoren met aansluitklemmen
• Aangegoten kabel zonder connector
• Aangegoten kabel met connector
• Sensoren met connnector
Ivan Maesen
34
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens de aansluiting
Aangegoten kabel
Sensoren met
aansluitklem
Ivan Maesen
35
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens aansluiting
Sensoren met connnector
Ivan Maesen
36
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens aansluiting
Sensoren met connector:
aansluitkabels
Ivan Maesen
37
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens aansluiting
Aansluitkabels en aansluitdozen voor sensoren
Foto Turck
Ivan Maesen
38
Sensoren – Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Foto Siemens
Ivan Maesen
39
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger afzonderlijk (directe scan, thru scan)
Groot detectiebereik (tientallen meters)
Geen doorschijnende materialen detecteren
Ivan Maesen
40
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger afzonderlijk (directe scan, thru scan)
Foto Siemens
Ivan Maesen
41
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger afzonderlijk – spiegeling
(specular)
Detecteren van spiegelende opbjecten
Ivan Maesen
42
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, met reflector
(Retroreflex - retroreflective)
Geen glimmende, spiegelende, doorzichtige voorwerpen
Detectieafstand : ca. 5 m
Ivan Maesen
43
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, met reflector
(Retroreflex - retroreflective)
Ivan Maesen
44
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, met reflector
(Retroreflex - retroreflective)
Foto Siemens
Ivan Maesen
45
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Foto’s Siemens
Ivan Maesen
46
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, met reflector
(Polarisatie - polarized)
Wel glimmende, spiegelende, doorzichtige voorwerpen
Detectieafstand : ca. 3 m
Ivan Maesen
47
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Gepolariseerd licht
Spiegelend voorwerp
Ivan Maesen
48
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, objectreflectie
(strooing – diffuse)
Voorwerpen met mat en ruw oppervlak kunnen gedetecteerd worden
Detectieafstand : enkele tientallen centimeters
Ivan Maesen
49
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, objectreflectie
(strooing – diffuse)
Foto Siemens
Ivan Maesen
50
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, objectreflectie focuspunt (convergent)
Preciesiedetectie, achtergrond geen invloed
Detectieafstand : enkele tientallen centimeters
Ivan Maesen
51
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger afzonderlijk, met glasvezels
Ivan Maesen
52
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, objectreflectie,
met glasvezels
Ivan Maesen
53
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Foto Siemens
Ivan Maesen
54
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Lichtgordijn
Multi beam safety senor
Ivan Maesen
55
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Nominale schakelafstand Sn
Afstand waarbij de sensor schakelt
• Genormalisseerd meetobject
• Nominale spanning
• Nominale temperatuur
Ivan Maesen
56
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Werkelijke schakelafstand
Rekening houden met:
• Werkelijke temperatuur
• Nabijheid andere sensoren
• Soort materiaal
• Afmetingen object
• Kleur (optische sensoren)
• …
Ivan Maesen
57
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Werkelijke schakelafstand
Correctiefactoren inductieve schakelaar
- staal
1
- CrNi
0,85
- Al
0,50
- Cu
0,45
- ….
Ivan Maesen
58
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Werkelijke schakelafstand
Correctiefactoren capacitieve schakelaar:
- Staal
1
- Al
0,95
- Cu
0,95
- H2O
0,64
- Plexiglas
0,20
-…
Ivan Maesen
59
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Schakelfrequentie
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.
Ivan Maesen
60
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Uitgangsbelasing
De stroom die de sensor kan schakelen,
uitgedrukt in mA.
Ivan Maesen
61
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Afgeschermde (shielded) en niet-afgeschermde
(unshielded) senoren
Ivan Maesen
62
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Niet-afgeschermde senoren
Kop niet afgeschermd, uit kunststof
Grotere detectieafstand
Inbouwen geeft problemen
Ivan Maesen
Foto Siemens
63
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Afgeschermde senoren
Volledig uit metaal (uitgezonderd detectievlak)
Kleinere detectieafstand
Ivan Maesen
64
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
65
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen inductieve sensoren
Ongevoelig voor trillingen
Geen contactdender
Geen onderhoud, geen slijtage
Kostprijs € 20 tot ca. € 50
Foto Siemens
Ivan Maesen
66
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen inductieve sensoren
Beperkingen
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.
Ivan Maesen
67
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
68
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
69
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen capacitieve sensoren
Beperkingen
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
Ivan Maesen
70
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
71
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen ultrasone sensoren
Beperkingen
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.
Ivan Maesen
72
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
73
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
74
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen optische sensoren
Beperkingen
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.
Ivan Maesen
75
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Rekening houden met:
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
76
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Draadkleur
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
77
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Driedraadse sensor PNP (capacitief)
Ivan Maesen
78
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Driedraadse sensor NPN (inductief)
Ivan Maesen
79
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Vierdraadse sensor PNP
Ivan Maesen
80
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Tweedraadse sensor DC (capacitief)
Ivan Maesen
81
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Tweedraadse NAMUR sensor DC (capacitief)
Ivan Maesen
82
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Tweedraadse sensor AC - NC (inductief)
Ivan Maesen
83
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Tweedraadse sensor AC - NO (inductief)
Ivan Maesen
84
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Vijfdraadse sensor AC (optisch)
Ivan Maesen
85
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Vijfdraadse sensor AC - NO (optisch)
Ivan Maesen
86
Sensoren – Testen van sensoren
Driedraadse sensoren
Als voorbeeld een sensor met PNP-uitgang
Het aansluitschema
Testen met V-meter – Je kunt uiteraard met de Vmeter ook over de belasting meten.
Ivan Maesen
87
Sensoren – Testen van sensoren
Tweedraadse
sensoren
Het aansluitschema
Testen met V-meter
Testen met A-meter
Ivan Maesen
88
Sensoren
Ivan Maesen
89
Slide 52
Installatiemethoden 6 ET
Foto Heidelberg
Ivan Maesen
1
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
2
Sensoren - Algemeen
Inductieve sensoren
Capacitieve sensoren
Optische sensoren
Magnetische sensoren
Ultrasone sensoren
Foto Turck
Ivan Maesen
3
Sensoren – Algemene werking
Ivan Maesen
4
Sensoren – Algemene werking
Ivan Maesen
5
Sensoren – Algemene werking
Ivan Maesen
6
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Foto Siemens
Ivan Maesen
7
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Detectie van blik
en deksel
Foto Siemens
Ivan Maesen
8
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Controle van afbreken van
boorkop
Foto Siemens
Ivan Maesen
9
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Positionering en controle
draaizin
Foto Siemens
Ivan Maesen
10
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Standdetectie van een
klep
Foto Siemens
Ivan Maesen
11
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
oscillator
gelijkrichtier
smitt-trigger
versterker
spoel
Ivan Maesen
12
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Warmteontwikkeling
Ivan Maesen
Amplitude
kleiner
13
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Foto Siemens
Ivan Maesen
14
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Detectie vulniveau in
silo
Foto Siemens
Ivan Maesen
15
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Detectie van vulling
van brik
Foto Siemens
Ivan Maesen
16
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Het sensorvlak vormt een condensator. De lucht is het
diëlektricum.
C
A
d
Ivan Maesen
17
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Een niet-metalen object in het detectieveld: de
diëlektrische constante van de middenstof verandert.
C verandert
Ivan Maesen
18
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
De capaciteit wordt bepaald door het diëlektricum en de
afstand d tussen te platen.
C
A
d
Ivan Maesen
19
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Bij een elektrische geleidend object verkleint de afstand
tussen de platen.
C verandert
Ivan Maesen
20
Sensoren – Werking van de optische sensor
Ivan Maesen
21
Sensoren – Werking van de optische sensor
impulsgenerator (modulator)
IR of laser-LED
lichtgevoelige transistor
synchronisatie, gelijkrichter (demodulator)
smitt-trigger
versterker
Ivan Maesen
22
Sensoren – Werking van de ultrasone sensor
Ivan Maesen
23
Sensoren
ultrasone sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Kwaliteitscontrole met
sonar
Foto Siemens
Ivan Maesen
24
Sensoren
ultrasone sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Hoogtemeting met sonar
Foto Siemens
Ivan Maesen
25
Sensoren
ultrasone sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Afstandsmeting met sonar
Foto Siemens
Ivan Maesen
26
Sensoren
ultrasone sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Controle op doorhangen
met sonar
Foto Siemens
Ivan Maesen
27
Sensoren
ultrasone sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Niveaumetingen
met sonar
Foto’s Siemens
Ivan Maesen
28
Sensoren – Werking van de ultrasone sensor
oscillator
gelijkrichtier
smitt-trigger
versterker
piëzo element (opwekken en verwerken geluidsgolven)
Ivan Maesen
29
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen volgens de vorm
Cilindrische sensoren
Balkvormige or rechthoekige sensoren
Ivan Maesen
30
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen vvolgens de vorm
Speciale vormen:
• vork of sleufsensoren,
• ringsensoren,
• …
Foto Turck
Ivan Maesen
31
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Materiaal van de behuizing (cilindrische sensoren)
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
32
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Maten van cilindrische sensoren
Schroefdraad: M 4, M6,5 M8, M12, M18, M30,
PG 36
Gladde uitvoering: Ø11, Ø20, Ø40
Maten van rechthoekige sensoren
Bouwvormen zie maatschetsen catalogie.
Foto Siemens
Ivan Maesen
33
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens aansluiting
• Sensoren met aansluitklemmen
• Aangegoten kabel zonder connector
• Aangegoten kabel met connector
• Sensoren met connnector
Ivan Maesen
34
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens de aansluiting
Aangegoten kabel
Sensoren met
aansluitklem
Ivan Maesen
35
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens aansluiting
Sensoren met connnector
Ivan Maesen
36
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens aansluiting
Sensoren met connector:
aansluitkabels
Ivan Maesen
37
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens aansluiting
Aansluitkabels en aansluitdozen voor sensoren
Foto Turck
Ivan Maesen
38
Sensoren – Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Foto Siemens
Ivan Maesen
39
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger afzonderlijk (directe scan, thru scan)
Groot detectiebereik (tientallen meters)
Geen doorschijnende materialen detecteren
Ivan Maesen
40
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger afzonderlijk (directe scan, thru scan)
Foto Siemens
Ivan Maesen
41
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger afzonderlijk – spiegeling
(specular)
Detecteren van spiegelende opbjecten
Ivan Maesen
42
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, met reflector
(Retroreflex - retroreflective)
Geen glimmende, spiegelende, doorzichtige voorwerpen
Detectieafstand : ca. 5 m
Ivan Maesen
43
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, met reflector
(Retroreflex - retroreflective)
Ivan Maesen
44
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, met reflector
(Retroreflex - retroreflective)
Foto Siemens
Ivan Maesen
45
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Foto’s Siemens
Ivan Maesen
46
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, met reflector
(Polarisatie - polarized)
Wel glimmende, spiegelende, doorzichtige voorwerpen
Detectieafstand : ca. 3 m
Ivan Maesen
47
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Gepolariseerd licht
Spiegelend voorwerp
Ivan Maesen
48
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, objectreflectie
(strooing – diffuse)
Voorwerpen met mat en ruw oppervlak kunnen gedetecteerd worden
Detectieafstand : enkele tientallen centimeters
Ivan Maesen
49
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, objectreflectie
(strooing – diffuse)
Foto Siemens
Ivan Maesen
50
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, objectreflectie focuspunt (convergent)
Preciesiedetectie, achtergrond geen invloed
Detectieafstand : enkele tientallen centimeters
Ivan Maesen
51
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger afzonderlijk, met glasvezels
Ivan Maesen
52
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, objectreflectie,
met glasvezels
Ivan Maesen
53
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Foto Siemens
Ivan Maesen
54
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Lichtgordijn
Multi beam safety senor
Ivan Maesen
55
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Nominale schakelafstand Sn
Afstand waarbij de sensor schakelt
• Genormalisseerd meetobject
• Nominale spanning
• Nominale temperatuur
Ivan Maesen
56
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Werkelijke schakelafstand
Rekening houden met:
• Werkelijke temperatuur
• Nabijheid andere sensoren
• Soort materiaal
• Afmetingen object
• Kleur (optische sensoren)
• …
Ivan Maesen
57
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Werkelijke schakelafstand
Correctiefactoren inductieve schakelaar
- staal
1
- CrNi
0,85
- Al
0,50
- Cu
0,45
- ….
Ivan Maesen
58
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Werkelijke schakelafstand
Correctiefactoren capacitieve schakelaar:
- Staal
1
- Al
0,95
- Cu
0,95
- H2O
0,64
- Plexiglas
0,20
-…
Ivan Maesen
59
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Schakelfrequentie
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.
Ivan Maesen
60
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Uitgangsbelasing
De stroom die de sensor kan schakelen,
uitgedrukt in mA.
Ivan Maesen
61
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Afgeschermde (shielded) en niet-afgeschermde
(unshielded) senoren
Ivan Maesen
62
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Niet-afgeschermde senoren
Kop niet afgeschermd, uit kunststof
Grotere detectieafstand
Inbouwen geeft problemen
Ivan Maesen
Foto Siemens
63
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Afgeschermde senoren
Volledig uit metaal (uitgezonderd detectievlak)
Kleinere detectieafstand
Ivan Maesen
64
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
65
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen inductieve sensoren
Ongevoelig voor trillingen
Geen contactdender
Geen onderhoud, geen slijtage
Kostprijs € 20 tot ca. € 50
Foto Siemens
Ivan Maesen
66
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen inductieve sensoren
Beperkingen
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.
Ivan Maesen
67
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
68
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
69
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen capacitieve sensoren
Beperkingen
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
Ivan Maesen
70
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
71
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen ultrasone sensoren
Beperkingen
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.
Ivan Maesen
72
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
73
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
74
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen optische sensoren
Beperkingen
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.
Ivan Maesen
75
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Rekening houden met:
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
76
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Draadkleur
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
77
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Driedraadse sensor PNP (capacitief)
Ivan Maesen
78
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Driedraadse sensor NPN (inductief)
Ivan Maesen
79
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Vierdraadse sensor PNP
Ivan Maesen
80
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Tweedraadse sensor DC (capacitief)
Ivan Maesen
81
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Tweedraadse NAMUR sensor DC (capacitief)
Ivan Maesen
82
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Tweedraadse sensor AC - NC (inductief)
Ivan Maesen
83
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Tweedraadse sensor AC - NO (inductief)
Ivan Maesen
84
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Vijfdraadse sensor AC (optisch)
Ivan Maesen
85
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Vijfdraadse sensor AC - NO (optisch)
Ivan Maesen
86
Sensoren – Testen van sensoren
Driedraadse sensoren
Als voorbeeld een sensor met PNP-uitgang
Het aansluitschema
Testen met V-meter – Je kunt uiteraard met de Vmeter ook over de belasting meten.
Ivan Maesen
87
Sensoren – Testen van sensoren
Tweedraadse
sensoren
Het aansluitschema
Testen met V-meter
Testen met A-meter
Ivan Maesen
88
Sensoren
Ivan Maesen
89
Slide 53
Installatiemethoden 6 ET
Foto Heidelberg
Ivan Maesen
1
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
2
Sensoren - Algemeen
Inductieve sensoren
Capacitieve sensoren
Optische sensoren
Magnetische sensoren
Ultrasone sensoren
Foto Turck
Ivan Maesen
3
Sensoren – Algemene werking
Ivan Maesen
4
Sensoren – Algemene werking
Ivan Maesen
5
Sensoren – Algemene werking
Ivan Maesen
6
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Foto Siemens
Ivan Maesen
7
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Detectie van blik
en deksel
Foto Siemens
Ivan Maesen
8
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Controle van afbreken van
boorkop
Foto Siemens
Ivan Maesen
9
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Positionering en controle
draaizin
Foto Siemens
Ivan Maesen
10
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Standdetectie van een
klep
Foto Siemens
Ivan Maesen
11
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
oscillator
gelijkrichtier
smitt-trigger
versterker
spoel
Ivan Maesen
12
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Warmteontwikkeling
Ivan Maesen
Amplitude
kleiner
13
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Foto Siemens
Ivan Maesen
14
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Detectie vulniveau in
silo
Foto Siemens
Ivan Maesen
15
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Detectie van vulling
van brik
Foto Siemens
Ivan Maesen
16
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Het sensorvlak vormt een condensator. De lucht is het
diëlektricum.
C
A
d
Ivan Maesen
17
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Een niet-metalen object in het detectieveld: de
diëlektrische constante van de middenstof verandert.
C verandert
Ivan Maesen
18
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
De capaciteit wordt bepaald door het diëlektricum en de
afstand d tussen te platen.
C
A
d
Ivan Maesen
19
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Bij een elektrische geleidend object verkleint de afstand
tussen de platen.
C verandert
Ivan Maesen
20
Sensoren – Werking van de optische sensor
Ivan Maesen
21
Sensoren – Werking van de optische sensor
impulsgenerator (modulator)
IR of laser-LED
lichtgevoelige transistor
synchronisatie, gelijkrichter (demodulator)
smitt-trigger
versterker
Ivan Maesen
22
Sensoren – Werking van de ultrasone sensor
Ivan Maesen
23
Sensoren
ultrasone sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Kwaliteitscontrole met
sonar
Foto Siemens
Ivan Maesen
24
Sensoren
ultrasone sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Hoogtemeting met sonar
Foto Siemens
Ivan Maesen
25
Sensoren
ultrasone sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Afstandsmeting met sonar
Foto Siemens
Ivan Maesen
26
Sensoren
ultrasone sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Controle op doorhangen
met sonar
Foto Siemens
Ivan Maesen
27
Sensoren
ultrasone sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Niveaumetingen
met sonar
Foto’s Siemens
Ivan Maesen
28
Sensoren – Werking van de ultrasone sensor
oscillator
gelijkrichtier
smitt-trigger
versterker
piëzo element (opwekken en verwerken geluidsgolven)
Ivan Maesen
29
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen volgens de vorm
Cilindrische sensoren
Balkvormige or rechthoekige sensoren
Ivan Maesen
30
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen vvolgens de vorm
Speciale vormen:
• vork of sleufsensoren,
• ringsensoren,
• …
Foto Turck
Ivan Maesen
31
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Materiaal van de behuizing (cilindrische sensoren)
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
32
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Maten van cilindrische sensoren
Schroefdraad: M 4, M6,5 M8, M12, M18, M30,
PG 36
Gladde uitvoering: Ø11, Ø20, Ø40
Maten van rechthoekige sensoren
Bouwvormen zie maatschetsen catalogie.
Foto Siemens
Ivan Maesen
33
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens aansluiting
• Sensoren met aansluitklemmen
• Aangegoten kabel zonder connector
• Aangegoten kabel met connector
• Sensoren met connnector
Ivan Maesen
34
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens de aansluiting
Aangegoten kabel
Sensoren met
aansluitklem
Ivan Maesen
35
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens aansluiting
Sensoren met connnector
Ivan Maesen
36
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens aansluiting
Sensoren met connector:
aansluitkabels
Ivan Maesen
37
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens aansluiting
Aansluitkabels en aansluitdozen voor sensoren
Foto Turck
Ivan Maesen
38
Sensoren – Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Foto Siemens
Ivan Maesen
39
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger afzonderlijk (directe scan, thru scan)
Groot detectiebereik (tientallen meters)
Geen doorschijnende materialen detecteren
Ivan Maesen
40
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger afzonderlijk (directe scan, thru scan)
Foto Siemens
Ivan Maesen
41
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger afzonderlijk – spiegeling
(specular)
Detecteren van spiegelende opbjecten
Ivan Maesen
42
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, met reflector
(Retroreflex - retroreflective)
Geen glimmende, spiegelende, doorzichtige voorwerpen
Detectieafstand : ca. 5 m
Ivan Maesen
43
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, met reflector
(Retroreflex - retroreflective)
Ivan Maesen
44
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, met reflector
(Retroreflex - retroreflective)
Foto Siemens
Ivan Maesen
45
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Foto’s Siemens
Ivan Maesen
46
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, met reflector
(Polarisatie - polarized)
Wel glimmende, spiegelende, doorzichtige voorwerpen
Detectieafstand : ca. 3 m
Ivan Maesen
47
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Gepolariseerd licht
Spiegelend voorwerp
Ivan Maesen
48
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, objectreflectie
(strooing – diffuse)
Voorwerpen met mat en ruw oppervlak kunnen gedetecteerd worden
Detectieafstand : enkele tientallen centimeters
Ivan Maesen
49
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, objectreflectie
(strooing – diffuse)
Foto Siemens
Ivan Maesen
50
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, objectreflectie focuspunt (convergent)
Preciesiedetectie, achtergrond geen invloed
Detectieafstand : enkele tientallen centimeters
Ivan Maesen
51
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger afzonderlijk, met glasvezels
Ivan Maesen
52
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, objectreflectie,
met glasvezels
Ivan Maesen
53
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Foto Siemens
Ivan Maesen
54
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Lichtgordijn
Multi beam safety senor
Ivan Maesen
55
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Nominale schakelafstand Sn
Afstand waarbij de sensor schakelt
• Genormalisseerd meetobject
• Nominale spanning
• Nominale temperatuur
Ivan Maesen
56
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Werkelijke schakelafstand
Rekening houden met:
• Werkelijke temperatuur
• Nabijheid andere sensoren
• Soort materiaal
• Afmetingen object
• Kleur (optische sensoren)
• …
Ivan Maesen
57
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Werkelijke schakelafstand
Correctiefactoren inductieve schakelaar
- staal
1
- CrNi
0,85
- Al
0,50
- Cu
0,45
- ….
Ivan Maesen
58
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Werkelijke schakelafstand
Correctiefactoren capacitieve schakelaar:
- Staal
1
- Al
0,95
- Cu
0,95
- H2O
0,64
- Plexiglas
0,20
-…
Ivan Maesen
59
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Schakelfrequentie
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.
Ivan Maesen
60
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Uitgangsbelasing
De stroom die de sensor kan schakelen,
uitgedrukt in mA.
Ivan Maesen
61
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Afgeschermde (shielded) en niet-afgeschermde
(unshielded) senoren
Ivan Maesen
62
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Niet-afgeschermde senoren
Kop niet afgeschermd, uit kunststof
Grotere detectieafstand
Inbouwen geeft problemen
Ivan Maesen
Foto Siemens
63
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Afgeschermde senoren
Volledig uit metaal (uitgezonderd detectievlak)
Kleinere detectieafstand
Ivan Maesen
64
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
65
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen inductieve sensoren
Ongevoelig voor trillingen
Geen contactdender
Geen onderhoud, geen slijtage
Kostprijs € 20 tot ca. € 50
Foto Siemens
Ivan Maesen
66
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen inductieve sensoren
Beperkingen
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.
Ivan Maesen
67
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
68
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
69
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen capacitieve sensoren
Beperkingen
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
Ivan Maesen
70
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
71
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen ultrasone sensoren
Beperkingen
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.
Ivan Maesen
72
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
73
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
74
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen optische sensoren
Beperkingen
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.
Ivan Maesen
75
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Rekening houden met:
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
76
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Draadkleur
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
77
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Driedraadse sensor PNP (capacitief)
Ivan Maesen
78
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Driedraadse sensor NPN (inductief)
Ivan Maesen
79
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Vierdraadse sensor PNP
Ivan Maesen
80
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Tweedraadse sensor DC (capacitief)
Ivan Maesen
81
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Tweedraadse NAMUR sensor DC (capacitief)
Ivan Maesen
82
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Tweedraadse sensor AC - NC (inductief)
Ivan Maesen
83
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Tweedraadse sensor AC - NO (inductief)
Ivan Maesen
84
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Vijfdraadse sensor AC (optisch)
Ivan Maesen
85
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Vijfdraadse sensor AC - NO (optisch)
Ivan Maesen
86
Sensoren – Testen van sensoren
Driedraadse sensoren
Als voorbeeld een sensor met PNP-uitgang
Het aansluitschema
Testen met V-meter – Je kunt uiteraard met de Vmeter ook over de belasting meten.
Ivan Maesen
87
Sensoren – Testen van sensoren
Tweedraadse
sensoren
Het aansluitschema
Testen met V-meter
Testen met A-meter
Ivan Maesen
88
Sensoren
Ivan Maesen
89
Slide 54
Installatiemethoden 6 ET
Foto Heidelberg
Ivan Maesen
1
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
2
Sensoren - Algemeen
Inductieve sensoren
Capacitieve sensoren
Optische sensoren
Magnetische sensoren
Ultrasone sensoren
Foto Turck
Ivan Maesen
3
Sensoren – Algemene werking
Ivan Maesen
4
Sensoren – Algemene werking
Ivan Maesen
5
Sensoren – Algemene werking
Ivan Maesen
6
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Foto Siemens
Ivan Maesen
7
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Detectie van blik
en deksel
Foto Siemens
Ivan Maesen
8
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Controle van afbreken van
boorkop
Foto Siemens
Ivan Maesen
9
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Positionering en controle
draaizin
Foto Siemens
Ivan Maesen
10
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Standdetectie van een
klep
Foto Siemens
Ivan Maesen
11
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
oscillator
gelijkrichtier
smitt-trigger
versterker
spoel
Ivan Maesen
12
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Warmteontwikkeling
Ivan Maesen
Amplitude
kleiner
13
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Foto Siemens
Ivan Maesen
14
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Detectie vulniveau in
silo
Foto Siemens
Ivan Maesen
15
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Detectie van vulling
van brik
Foto Siemens
Ivan Maesen
16
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Het sensorvlak vormt een condensator. De lucht is het
diëlektricum.
C
A
d
Ivan Maesen
17
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Een niet-metalen object in het detectieveld: de
diëlektrische constante van de middenstof verandert.
C verandert
Ivan Maesen
18
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
De capaciteit wordt bepaald door het diëlektricum en de
afstand d tussen te platen.
C
A
d
Ivan Maesen
19
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Bij een elektrische geleidend object verkleint de afstand
tussen de platen.
C verandert
Ivan Maesen
20
Sensoren – Werking van de optische sensor
Ivan Maesen
21
Sensoren – Werking van de optische sensor
impulsgenerator (modulator)
IR of laser-LED
lichtgevoelige transistor
synchronisatie, gelijkrichter (demodulator)
smitt-trigger
versterker
Ivan Maesen
22
Sensoren – Werking van de ultrasone sensor
Ivan Maesen
23
Sensoren
ultrasone sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Kwaliteitscontrole met
sonar
Foto Siemens
Ivan Maesen
24
Sensoren
ultrasone sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Hoogtemeting met sonar
Foto Siemens
Ivan Maesen
25
Sensoren
ultrasone sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Afstandsmeting met sonar
Foto Siemens
Ivan Maesen
26
Sensoren
ultrasone sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Controle op doorhangen
met sonar
Foto Siemens
Ivan Maesen
27
Sensoren
ultrasone sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Niveaumetingen
met sonar
Foto’s Siemens
Ivan Maesen
28
Sensoren – Werking van de ultrasone sensor
oscillator
gelijkrichtier
smitt-trigger
versterker
piëzo element (opwekken en verwerken geluidsgolven)
Ivan Maesen
29
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen volgens de vorm
Cilindrische sensoren
Balkvormige or rechthoekige sensoren
Ivan Maesen
30
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen vvolgens de vorm
Speciale vormen:
• vork of sleufsensoren,
• ringsensoren,
• …
Foto Turck
Ivan Maesen
31
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Materiaal van de behuizing (cilindrische sensoren)
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
32
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Maten van cilindrische sensoren
Schroefdraad: M 4, M6,5 M8, M12, M18, M30,
PG 36
Gladde uitvoering: Ø11, Ø20, Ø40
Maten van rechthoekige sensoren
Bouwvormen zie maatschetsen catalogie.
Foto Siemens
Ivan Maesen
33
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens aansluiting
• Sensoren met aansluitklemmen
• Aangegoten kabel zonder connector
• Aangegoten kabel met connector
• Sensoren met connnector
Ivan Maesen
34
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens de aansluiting
Aangegoten kabel
Sensoren met
aansluitklem
Ivan Maesen
35
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens aansluiting
Sensoren met connnector
Ivan Maesen
36
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens aansluiting
Sensoren met connector:
aansluitkabels
Ivan Maesen
37
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens aansluiting
Aansluitkabels en aansluitdozen voor sensoren
Foto Turck
Ivan Maesen
38
Sensoren – Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Foto Siemens
Ivan Maesen
39
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger afzonderlijk (directe scan, thru scan)
Groot detectiebereik (tientallen meters)
Geen doorschijnende materialen detecteren
Ivan Maesen
40
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger afzonderlijk (directe scan, thru scan)
Foto Siemens
Ivan Maesen
41
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger afzonderlijk – spiegeling
(specular)
Detecteren van spiegelende opbjecten
Ivan Maesen
42
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, met reflector
(Retroreflex - retroreflective)
Geen glimmende, spiegelende, doorzichtige voorwerpen
Detectieafstand : ca. 5 m
Ivan Maesen
43
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, met reflector
(Retroreflex - retroreflective)
Ivan Maesen
44
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, met reflector
(Retroreflex - retroreflective)
Foto Siemens
Ivan Maesen
45
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Foto’s Siemens
Ivan Maesen
46
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, met reflector
(Polarisatie - polarized)
Wel glimmende, spiegelende, doorzichtige voorwerpen
Detectieafstand : ca. 3 m
Ivan Maesen
47
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Gepolariseerd licht
Spiegelend voorwerp
Ivan Maesen
48
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, objectreflectie
(strooing – diffuse)
Voorwerpen met mat en ruw oppervlak kunnen gedetecteerd worden
Detectieafstand : enkele tientallen centimeters
Ivan Maesen
49
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, objectreflectie
(strooing – diffuse)
Foto Siemens
Ivan Maesen
50
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, objectreflectie focuspunt (convergent)
Preciesiedetectie, achtergrond geen invloed
Detectieafstand : enkele tientallen centimeters
Ivan Maesen
51
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger afzonderlijk, met glasvezels
Ivan Maesen
52
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, objectreflectie,
met glasvezels
Ivan Maesen
53
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Foto Siemens
Ivan Maesen
54
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Lichtgordijn
Multi beam safety senor
Ivan Maesen
55
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Nominale schakelafstand Sn
Afstand waarbij de sensor schakelt
• Genormalisseerd meetobject
• Nominale spanning
• Nominale temperatuur
Ivan Maesen
56
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Werkelijke schakelafstand
Rekening houden met:
• Werkelijke temperatuur
• Nabijheid andere sensoren
• Soort materiaal
• Afmetingen object
• Kleur (optische sensoren)
• …
Ivan Maesen
57
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Werkelijke schakelafstand
Correctiefactoren inductieve schakelaar
- staal
1
- CrNi
0,85
- Al
0,50
- Cu
0,45
- ….
Ivan Maesen
58
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Werkelijke schakelafstand
Correctiefactoren capacitieve schakelaar:
- Staal
1
- Al
0,95
- Cu
0,95
- H2O
0,64
- Plexiglas
0,20
-…
Ivan Maesen
59
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Schakelfrequentie
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.
Ivan Maesen
60
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Uitgangsbelasing
De stroom die de sensor kan schakelen,
uitgedrukt in mA.
Ivan Maesen
61
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Afgeschermde (shielded) en niet-afgeschermde
(unshielded) senoren
Ivan Maesen
62
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Niet-afgeschermde senoren
Kop niet afgeschermd, uit kunststof
Grotere detectieafstand
Inbouwen geeft problemen
Ivan Maesen
Foto Siemens
63
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Afgeschermde senoren
Volledig uit metaal (uitgezonderd detectievlak)
Kleinere detectieafstand
Ivan Maesen
64
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
65
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen inductieve sensoren
Ongevoelig voor trillingen
Geen contactdender
Geen onderhoud, geen slijtage
Kostprijs € 20 tot ca. € 50
Foto Siemens
Ivan Maesen
66
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen inductieve sensoren
Beperkingen
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.
Ivan Maesen
67
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
68
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
69
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen capacitieve sensoren
Beperkingen
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
Ivan Maesen
70
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
71
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen ultrasone sensoren
Beperkingen
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.
Ivan Maesen
72
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
73
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
74
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen optische sensoren
Beperkingen
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.
Ivan Maesen
75
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Rekening houden met:
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
76
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Draadkleur
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
77
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Driedraadse sensor PNP (capacitief)
Ivan Maesen
78
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Driedraadse sensor NPN (inductief)
Ivan Maesen
79
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Vierdraadse sensor PNP
Ivan Maesen
80
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Tweedraadse sensor DC (capacitief)
Ivan Maesen
81
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Tweedraadse NAMUR sensor DC (capacitief)
Ivan Maesen
82
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Tweedraadse sensor AC - NC (inductief)
Ivan Maesen
83
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Tweedraadse sensor AC - NO (inductief)
Ivan Maesen
84
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Vijfdraadse sensor AC (optisch)
Ivan Maesen
85
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Vijfdraadse sensor AC - NO (optisch)
Ivan Maesen
86
Sensoren – Testen van sensoren
Driedraadse sensoren
Als voorbeeld een sensor met PNP-uitgang
Het aansluitschema
Testen met V-meter – Je kunt uiteraard met de Vmeter ook over de belasting meten.
Ivan Maesen
87
Sensoren – Testen van sensoren
Tweedraadse
sensoren
Het aansluitschema
Testen met V-meter
Testen met A-meter
Ivan Maesen
88
Sensoren
Ivan Maesen
89
Slide 55
Installatiemethoden 6 ET
Foto Heidelberg
Ivan Maesen
1
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
2
Sensoren - Algemeen
Inductieve sensoren
Capacitieve sensoren
Optische sensoren
Magnetische sensoren
Ultrasone sensoren
Foto Turck
Ivan Maesen
3
Sensoren – Algemene werking
Ivan Maesen
4
Sensoren – Algemene werking
Ivan Maesen
5
Sensoren – Algemene werking
Ivan Maesen
6
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Foto Siemens
Ivan Maesen
7
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Detectie van blik
en deksel
Foto Siemens
Ivan Maesen
8
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Controle van afbreken van
boorkop
Foto Siemens
Ivan Maesen
9
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Positionering en controle
draaizin
Foto Siemens
Ivan Maesen
10
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Standdetectie van een
klep
Foto Siemens
Ivan Maesen
11
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
oscillator
gelijkrichtier
smitt-trigger
versterker
spoel
Ivan Maesen
12
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Warmteontwikkeling
Ivan Maesen
Amplitude
kleiner
13
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Foto Siemens
Ivan Maesen
14
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Detectie vulniveau in
silo
Foto Siemens
Ivan Maesen
15
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Detectie van vulling
van brik
Foto Siemens
Ivan Maesen
16
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Het sensorvlak vormt een condensator. De lucht is het
diëlektricum.
C
A
d
Ivan Maesen
17
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Een niet-metalen object in het detectieveld: de
diëlektrische constante van de middenstof verandert.
C verandert
Ivan Maesen
18
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
De capaciteit wordt bepaald door het diëlektricum en de
afstand d tussen te platen.
C
A
d
Ivan Maesen
19
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Bij een elektrische geleidend object verkleint de afstand
tussen de platen.
C verandert
Ivan Maesen
20
Sensoren – Werking van de optische sensor
Ivan Maesen
21
Sensoren – Werking van de optische sensor
impulsgenerator (modulator)
IR of laser-LED
lichtgevoelige transistor
synchronisatie, gelijkrichter (demodulator)
smitt-trigger
versterker
Ivan Maesen
22
Sensoren – Werking van de ultrasone sensor
Ivan Maesen
23
Sensoren
ultrasone sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Kwaliteitscontrole met
sonar
Foto Siemens
Ivan Maesen
24
Sensoren
ultrasone sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Hoogtemeting met sonar
Foto Siemens
Ivan Maesen
25
Sensoren
ultrasone sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Afstandsmeting met sonar
Foto Siemens
Ivan Maesen
26
Sensoren
ultrasone sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Controle op doorhangen
met sonar
Foto Siemens
Ivan Maesen
27
Sensoren
ultrasone sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Niveaumetingen
met sonar
Foto’s Siemens
Ivan Maesen
28
Sensoren – Werking van de ultrasone sensor
oscillator
gelijkrichtier
smitt-trigger
versterker
piëzo element (opwekken en verwerken geluidsgolven)
Ivan Maesen
29
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen volgens de vorm
Cilindrische sensoren
Balkvormige or rechthoekige sensoren
Ivan Maesen
30
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen vvolgens de vorm
Speciale vormen:
• vork of sleufsensoren,
• ringsensoren,
• …
Foto Turck
Ivan Maesen
31
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Materiaal van de behuizing (cilindrische sensoren)
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
32
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Maten van cilindrische sensoren
Schroefdraad: M 4, M6,5 M8, M12, M18, M30,
PG 36
Gladde uitvoering: Ø11, Ø20, Ø40
Maten van rechthoekige sensoren
Bouwvormen zie maatschetsen catalogie.
Foto Siemens
Ivan Maesen
33
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens aansluiting
• Sensoren met aansluitklemmen
• Aangegoten kabel zonder connector
• Aangegoten kabel met connector
• Sensoren met connnector
Ivan Maesen
34
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens de aansluiting
Aangegoten kabel
Sensoren met
aansluitklem
Ivan Maesen
35
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens aansluiting
Sensoren met connnector
Ivan Maesen
36
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens aansluiting
Sensoren met connector:
aansluitkabels
Ivan Maesen
37
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens aansluiting
Aansluitkabels en aansluitdozen voor sensoren
Foto Turck
Ivan Maesen
38
Sensoren – Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Foto Siemens
Ivan Maesen
39
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger afzonderlijk (directe scan, thru scan)
Groot detectiebereik (tientallen meters)
Geen doorschijnende materialen detecteren
Ivan Maesen
40
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger afzonderlijk (directe scan, thru scan)
Foto Siemens
Ivan Maesen
41
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger afzonderlijk – spiegeling
(specular)
Detecteren van spiegelende opbjecten
Ivan Maesen
42
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, met reflector
(Retroreflex - retroreflective)
Geen glimmende, spiegelende, doorzichtige voorwerpen
Detectieafstand : ca. 5 m
Ivan Maesen
43
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, met reflector
(Retroreflex - retroreflective)
Ivan Maesen
44
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, met reflector
(Retroreflex - retroreflective)
Foto Siemens
Ivan Maesen
45
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Foto’s Siemens
Ivan Maesen
46
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, met reflector
(Polarisatie - polarized)
Wel glimmende, spiegelende, doorzichtige voorwerpen
Detectieafstand : ca. 3 m
Ivan Maesen
47
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Gepolariseerd licht
Spiegelend voorwerp
Ivan Maesen
48
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, objectreflectie
(strooing – diffuse)
Voorwerpen met mat en ruw oppervlak kunnen gedetecteerd worden
Detectieafstand : enkele tientallen centimeters
Ivan Maesen
49
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, objectreflectie
(strooing – diffuse)
Foto Siemens
Ivan Maesen
50
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, objectreflectie focuspunt (convergent)
Preciesiedetectie, achtergrond geen invloed
Detectieafstand : enkele tientallen centimeters
Ivan Maesen
51
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger afzonderlijk, met glasvezels
Ivan Maesen
52
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, objectreflectie,
met glasvezels
Ivan Maesen
53
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Foto Siemens
Ivan Maesen
54
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Lichtgordijn
Multi beam safety senor
Ivan Maesen
55
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Nominale schakelafstand Sn
Afstand waarbij de sensor schakelt
• Genormalisseerd meetobject
• Nominale spanning
• Nominale temperatuur
Ivan Maesen
56
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Werkelijke schakelafstand
Rekening houden met:
• Werkelijke temperatuur
• Nabijheid andere sensoren
• Soort materiaal
• Afmetingen object
• Kleur (optische sensoren)
• …
Ivan Maesen
57
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Werkelijke schakelafstand
Correctiefactoren inductieve schakelaar
- staal
1
- CrNi
0,85
- Al
0,50
- Cu
0,45
- ….
Ivan Maesen
58
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Werkelijke schakelafstand
Correctiefactoren capacitieve schakelaar:
- Staal
1
- Al
0,95
- Cu
0,95
- H2O
0,64
- Plexiglas
0,20
-…
Ivan Maesen
59
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Schakelfrequentie
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.
Ivan Maesen
60
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Uitgangsbelasing
De stroom die de sensor kan schakelen,
uitgedrukt in mA.
Ivan Maesen
61
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Afgeschermde (shielded) en niet-afgeschermde
(unshielded) senoren
Ivan Maesen
62
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Niet-afgeschermde senoren
Kop niet afgeschermd, uit kunststof
Grotere detectieafstand
Inbouwen geeft problemen
Ivan Maesen
Foto Siemens
63
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Afgeschermde senoren
Volledig uit metaal (uitgezonderd detectievlak)
Kleinere detectieafstand
Ivan Maesen
64
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
65
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen inductieve sensoren
Ongevoelig voor trillingen
Geen contactdender
Geen onderhoud, geen slijtage
Kostprijs € 20 tot ca. € 50
Foto Siemens
Ivan Maesen
66
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen inductieve sensoren
Beperkingen
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.
Ivan Maesen
67
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
68
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
69
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen capacitieve sensoren
Beperkingen
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
Ivan Maesen
70
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
71
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen ultrasone sensoren
Beperkingen
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.
Ivan Maesen
72
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
73
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
74
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen optische sensoren
Beperkingen
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.
Ivan Maesen
75
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Rekening houden met:
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
76
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Draadkleur
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
77
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Driedraadse sensor PNP (capacitief)
Ivan Maesen
78
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Driedraadse sensor NPN (inductief)
Ivan Maesen
79
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Vierdraadse sensor PNP
Ivan Maesen
80
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Tweedraadse sensor DC (capacitief)
Ivan Maesen
81
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Tweedraadse NAMUR sensor DC (capacitief)
Ivan Maesen
82
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Tweedraadse sensor AC - NC (inductief)
Ivan Maesen
83
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Tweedraadse sensor AC - NO (inductief)
Ivan Maesen
84
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Vijfdraadse sensor AC (optisch)
Ivan Maesen
85
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Vijfdraadse sensor AC - NO (optisch)
Ivan Maesen
86
Sensoren – Testen van sensoren
Driedraadse sensoren
Als voorbeeld een sensor met PNP-uitgang
Het aansluitschema
Testen met V-meter – Je kunt uiteraard met de Vmeter ook over de belasting meten.
Ivan Maesen
87
Sensoren – Testen van sensoren
Tweedraadse
sensoren
Het aansluitschema
Testen met V-meter
Testen met A-meter
Ivan Maesen
88
Sensoren
Ivan Maesen
89
Slide 56
Installatiemethoden 6 ET
Foto Heidelberg
Ivan Maesen
1
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
2
Sensoren - Algemeen
Inductieve sensoren
Capacitieve sensoren
Optische sensoren
Magnetische sensoren
Ultrasone sensoren
Foto Turck
Ivan Maesen
3
Sensoren – Algemene werking
Ivan Maesen
4
Sensoren – Algemene werking
Ivan Maesen
5
Sensoren – Algemene werking
Ivan Maesen
6
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Foto Siemens
Ivan Maesen
7
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Detectie van blik
en deksel
Foto Siemens
Ivan Maesen
8
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Controle van afbreken van
boorkop
Foto Siemens
Ivan Maesen
9
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Positionering en controle
draaizin
Foto Siemens
Ivan Maesen
10
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Standdetectie van een
klep
Foto Siemens
Ivan Maesen
11
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
oscillator
gelijkrichtier
smitt-trigger
versterker
spoel
Ivan Maesen
12
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Warmteontwikkeling
Ivan Maesen
Amplitude
kleiner
13
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Foto Siemens
Ivan Maesen
14
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Detectie vulniveau in
silo
Foto Siemens
Ivan Maesen
15
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Detectie van vulling
van brik
Foto Siemens
Ivan Maesen
16
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Het sensorvlak vormt een condensator. De lucht is het
diëlektricum.
C
A
d
Ivan Maesen
17
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Een niet-metalen object in het detectieveld: de
diëlektrische constante van de middenstof verandert.
C verandert
Ivan Maesen
18
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
De capaciteit wordt bepaald door het diëlektricum en de
afstand d tussen te platen.
C
A
d
Ivan Maesen
19
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Bij een elektrische geleidend object verkleint de afstand
tussen de platen.
C verandert
Ivan Maesen
20
Sensoren – Werking van de optische sensor
Ivan Maesen
21
Sensoren – Werking van de optische sensor
impulsgenerator (modulator)
IR of laser-LED
lichtgevoelige transistor
synchronisatie, gelijkrichter (demodulator)
smitt-trigger
versterker
Ivan Maesen
22
Sensoren – Werking van de ultrasone sensor
Ivan Maesen
23
Sensoren
ultrasone sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Kwaliteitscontrole met
sonar
Foto Siemens
Ivan Maesen
24
Sensoren
ultrasone sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Hoogtemeting met sonar
Foto Siemens
Ivan Maesen
25
Sensoren
ultrasone sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Afstandsmeting met sonar
Foto Siemens
Ivan Maesen
26
Sensoren
ultrasone sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Controle op doorhangen
met sonar
Foto Siemens
Ivan Maesen
27
Sensoren
ultrasone sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Niveaumetingen
met sonar
Foto’s Siemens
Ivan Maesen
28
Sensoren – Werking van de ultrasone sensor
oscillator
gelijkrichtier
smitt-trigger
versterker
piëzo element (opwekken en verwerken geluidsgolven)
Ivan Maesen
29
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen volgens de vorm
Cilindrische sensoren
Balkvormige or rechthoekige sensoren
Ivan Maesen
30
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen vvolgens de vorm
Speciale vormen:
• vork of sleufsensoren,
• ringsensoren,
• …
Foto Turck
Ivan Maesen
31
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Materiaal van de behuizing (cilindrische sensoren)
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
32
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Maten van cilindrische sensoren
Schroefdraad: M 4, M6,5 M8, M12, M18, M30,
PG 36
Gladde uitvoering: Ø11, Ø20, Ø40
Maten van rechthoekige sensoren
Bouwvormen zie maatschetsen catalogie.
Foto Siemens
Ivan Maesen
33
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens aansluiting
• Sensoren met aansluitklemmen
• Aangegoten kabel zonder connector
• Aangegoten kabel met connector
• Sensoren met connnector
Ivan Maesen
34
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens de aansluiting
Aangegoten kabel
Sensoren met
aansluitklem
Ivan Maesen
35
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens aansluiting
Sensoren met connnector
Ivan Maesen
36
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens aansluiting
Sensoren met connector:
aansluitkabels
Ivan Maesen
37
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens aansluiting
Aansluitkabels en aansluitdozen voor sensoren
Foto Turck
Ivan Maesen
38
Sensoren – Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Foto Siemens
Ivan Maesen
39
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger afzonderlijk (directe scan, thru scan)
Groot detectiebereik (tientallen meters)
Geen doorschijnende materialen detecteren
Ivan Maesen
40
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger afzonderlijk (directe scan, thru scan)
Foto Siemens
Ivan Maesen
41
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger afzonderlijk – spiegeling
(specular)
Detecteren van spiegelende opbjecten
Ivan Maesen
42
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, met reflector
(Retroreflex - retroreflective)
Geen glimmende, spiegelende, doorzichtige voorwerpen
Detectieafstand : ca. 5 m
Ivan Maesen
43
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, met reflector
(Retroreflex - retroreflective)
Ivan Maesen
44
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, met reflector
(Retroreflex - retroreflective)
Foto Siemens
Ivan Maesen
45
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Foto’s Siemens
Ivan Maesen
46
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, met reflector
(Polarisatie - polarized)
Wel glimmende, spiegelende, doorzichtige voorwerpen
Detectieafstand : ca. 3 m
Ivan Maesen
47
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Gepolariseerd licht
Spiegelend voorwerp
Ivan Maesen
48
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, objectreflectie
(strooing – diffuse)
Voorwerpen met mat en ruw oppervlak kunnen gedetecteerd worden
Detectieafstand : enkele tientallen centimeters
Ivan Maesen
49
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, objectreflectie
(strooing – diffuse)
Foto Siemens
Ivan Maesen
50
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, objectreflectie focuspunt (convergent)
Preciesiedetectie, achtergrond geen invloed
Detectieafstand : enkele tientallen centimeters
Ivan Maesen
51
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger afzonderlijk, met glasvezels
Ivan Maesen
52
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, objectreflectie,
met glasvezels
Ivan Maesen
53
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Foto Siemens
Ivan Maesen
54
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Lichtgordijn
Multi beam safety senor
Ivan Maesen
55
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Nominale schakelafstand Sn
Afstand waarbij de sensor schakelt
• Genormalisseerd meetobject
• Nominale spanning
• Nominale temperatuur
Ivan Maesen
56
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Werkelijke schakelafstand
Rekening houden met:
• Werkelijke temperatuur
• Nabijheid andere sensoren
• Soort materiaal
• Afmetingen object
• Kleur (optische sensoren)
• …
Ivan Maesen
57
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Werkelijke schakelafstand
Correctiefactoren inductieve schakelaar
- staal
1
- CrNi
0,85
- Al
0,50
- Cu
0,45
- ….
Ivan Maesen
58
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Werkelijke schakelafstand
Correctiefactoren capacitieve schakelaar:
- Staal
1
- Al
0,95
- Cu
0,95
- H2O
0,64
- Plexiglas
0,20
-…
Ivan Maesen
59
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Schakelfrequentie
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.
Ivan Maesen
60
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Uitgangsbelasing
De stroom die de sensor kan schakelen,
uitgedrukt in mA.
Ivan Maesen
61
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Afgeschermde (shielded) en niet-afgeschermde
(unshielded) senoren
Ivan Maesen
62
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Niet-afgeschermde senoren
Kop niet afgeschermd, uit kunststof
Grotere detectieafstand
Inbouwen geeft problemen
Ivan Maesen
Foto Siemens
63
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Afgeschermde senoren
Volledig uit metaal (uitgezonderd detectievlak)
Kleinere detectieafstand
Ivan Maesen
64
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
65
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen inductieve sensoren
Ongevoelig voor trillingen
Geen contactdender
Geen onderhoud, geen slijtage
Kostprijs € 20 tot ca. € 50
Foto Siemens
Ivan Maesen
66
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen inductieve sensoren
Beperkingen
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.
Ivan Maesen
67
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
68
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
69
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen capacitieve sensoren
Beperkingen
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
Ivan Maesen
70
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
71
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen ultrasone sensoren
Beperkingen
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.
Ivan Maesen
72
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
73
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
74
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen optische sensoren
Beperkingen
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.
Ivan Maesen
75
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Rekening houden met:
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
76
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Draadkleur
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
77
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Driedraadse sensor PNP (capacitief)
Ivan Maesen
78
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Driedraadse sensor NPN (inductief)
Ivan Maesen
79
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Vierdraadse sensor PNP
Ivan Maesen
80
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Tweedraadse sensor DC (capacitief)
Ivan Maesen
81
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Tweedraadse NAMUR sensor DC (capacitief)
Ivan Maesen
82
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Tweedraadse sensor AC - NC (inductief)
Ivan Maesen
83
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Tweedraadse sensor AC - NO (inductief)
Ivan Maesen
84
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Vijfdraadse sensor AC (optisch)
Ivan Maesen
85
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Vijfdraadse sensor AC - NO (optisch)
Ivan Maesen
86
Sensoren – Testen van sensoren
Driedraadse sensoren
Als voorbeeld een sensor met PNP-uitgang
Het aansluitschema
Testen met V-meter – Je kunt uiteraard met de Vmeter ook over de belasting meten.
Ivan Maesen
87
Sensoren – Testen van sensoren
Tweedraadse
sensoren
Het aansluitschema
Testen met V-meter
Testen met A-meter
Ivan Maesen
88
Sensoren
Ivan Maesen
89
Slide 57
Installatiemethoden 6 ET
Foto Heidelberg
Ivan Maesen
1
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
2
Sensoren - Algemeen
Inductieve sensoren
Capacitieve sensoren
Optische sensoren
Magnetische sensoren
Ultrasone sensoren
Foto Turck
Ivan Maesen
3
Sensoren – Algemene werking
Ivan Maesen
4
Sensoren – Algemene werking
Ivan Maesen
5
Sensoren – Algemene werking
Ivan Maesen
6
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Foto Siemens
Ivan Maesen
7
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Detectie van blik
en deksel
Foto Siemens
Ivan Maesen
8
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Controle van afbreken van
boorkop
Foto Siemens
Ivan Maesen
9
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Positionering en controle
draaizin
Foto Siemens
Ivan Maesen
10
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Standdetectie van een
klep
Foto Siemens
Ivan Maesen
11
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
oscillator
gelijkrichtier
smitt-trigger
versterker
spoel
Ivan Maesen
12
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Warmteontwikkeling
Ivan Maesen
Amplitude
kleiner
13
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Foto Siemens
Ivan Maesen
14
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Detectie vulniveau in
silo
Foto Siemens
Ivan Maesen
15
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Detectie van vulling
van brik
Foto Siemens
Ivan Maesen
16
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Het sensorvlak vormt een condensator. De lucht is het
diëlektricum.
C
A
d
Ivan Maesen
17
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Een niet-metalen object in het detectieveld: de
diëlektrische constante van de middenstof verandert.
C verandert
Ivan Maesen
18
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
De capaciteit wordt bepaald door het diëlektricum en de
afstand d tussen te platen.
C
A
d
Ivan Maesen
19
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Bij een elektrische geleidend object verkleint de afstand
tussen de platen.
C verandert
Ivan Maesen
20
Sensoren – Werking van de optische sensor
Ivan Maesen
21
Sensoren – Werking van de optische sensor
impulsgenerator (modulator)
IR of laser-LED
lichtgevoelige transistor
synchronisatie, gelijkrichter (demodulator)
smitt-trigger
versterker
Ivan Maesen
22
Sensoren – Werking van de ultrasone sensor
Ivan Maesen
23
Sensoren
ultrasone sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Kwaliteitscontrole met
sonar
Foto Siemens
Ivan Maesen
24
Sensoren
ultrasone sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Hoogtemeting met sonar
Foto Siemens
Ivan Maesen
25
Sensoren
ultrasone sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Afstandsmeting met sonar
Foto Siemens
Ivan Maesen
26
Sensoren
ultrasone sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Controle op doorhangen
met sonar
Foto Siemens
Ivan Maesen
27
Sensoren
ultrasone sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Niveaumetingen
met sonar
Foto’s Siemens
Ivan Maesen
28
Sensoren – Werking van de ultrasone sensor
oscillator
gelijkrichtier
smitt-trigger
versterker
piëzo element (opwekken en verwerken geluidsgolven)
Ivan Maesen
29
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen volgens de vorm
Cilindrische sensoren
Balkvormige or rechthoekige sensoren
Ivan Maesen
30
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen vvolgens de vorm
Speciale vormen:
• vork of sleufsensoren,
• ringsensoren,
• …
Foto Turck
Ivan Maesen
31
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Materiaal van de behuizing (cilindrische sensoren)
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
32
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Maten van cilindrische sensoren
Schroefdraad: M 4, M6,5 M8, M12, M18, M30,
PG 36
Gladde uitvoering: Ø11, Ø20, Ø40
Maten van rechthoekige sensoren
Bouwvormen zie maatschetsen catalogie.
Foto Siemens
Ivan Maesen
33
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens aansluiting
• Sensoren met aansluitklemmen
• Aangegoten kabel zonder connector
• Aangegoten kabel met connector
• Sensoren met connnector
Ivan Maesen
34
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens de aansluiting
Aangegoten kabel
Sensoren met
aansluitklem
Ivan Maesen
35
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens aansluiting
Sensoren met connnector
Ivan Maesen
36
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens aansluiting
Sensoren met connector:
aansluitkabels
Ivan Maesen
37
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens aansluiting
Aansluitkabels en aansluitdozen voor sensoren
Foto Turck
Ivan Maesen
38
Sensoren – Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Foto Siemens
Ivan Maesen
39
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger afzonderlijk (directe scan, thru scan)
Groot detectiebereik (tientallen meters)
Geen doorschijnende materialen detecteren
Ivan Maesen
40
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger afzonderlijk (directe scan, thru scan)
Foto Siemens
Ivan Maesen
41
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger afzonderlijk – spiegeling
(specular)
Detecteren van spiegelende opbjecten
Ivan Maesen
42
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, met reflector
(Retroreflex - retroreflective)
Geen glimmende, spiegelende, doorzichtige voorwerpen
Detectieafstand : ca. 5 m
Ivan Maesen
43
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, met reflector
(Retroreflex - retroreflective)
Ivan Maesen
44
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, met reflector
(Retroreflex - retroreflective)
Foto Siemens
Ivan Maesen
45
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Foto’s Siemens
Ivan Maesen
46
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, met reflector
(Polarisatie - polarized)
Wel glimmende, spiegelende, doorzichtige voorwerpen
Detectieafstand : ca. 3 m
Ivan Maesen
47
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Gepolariseerd licht
Spiegelend voorwerp
Ivan Maesen
48
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, objectreflectie
(strooing – diffuse)
Voorwerpen met mat en ruw oppervlak kunnen gedetecteerd worden
Detectieafstand : enkele tientallen centimeters
Ivan Maesen
49
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, objectreflectie
(strooing – diffuse)
Foto Siemens
Ivan Maesen
50
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, objectreflectie focuspunt (convergent)
Preciesiedetectie, achtergrond geen invloed
Detectieafstand : enkele tientallen centimeters
Ivan Maesen
51
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger afzonderlijk, met glasvezels
Ivan Maesen
52
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, objectreflectie,
met glasvezels
Ivan Maesen
53
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Foto Siemens
Ivan Maesen
54
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Lichtgordijn
Multi beam safety senor
Ivan Maesen
55
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Nominale schakelafstand Sn
Afstand waarbij de sensor schakelt
• Genormalisseerd meetobject
• Nominale spanning
• Nominale temperatuur
Ivan Maesen
56
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Werkelijke schakelafstand
Rekening houden met:
• Werkelijke temperatuur
• Nabijheid andere sensoren
• Soort materiaal
• Afmetingen object
• Kleur (optische sensoren)
• …
Ivan Maesen
57
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Werkelijke schakelafstand
Correctiefactoren inductieve schakelaar
- staal
1
- CrNi
0,85
- Al
0,50
- Cu
0,45
- ….
Ivan Maesen
58
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Werkelijke schakelafstand
Correctiefactoren capacitieve schakelaar:
- Staal
1
- Al
0,95
- Cu
0,95
- H2O
0,64
- Plexiglas
0,20
-…
Ivan Maesen
59
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Schakelfrequentie
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.
Ivan Maesen
60
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Uitgangsbelasing
De stroom die de sensor kan schakelen,
uitgedrukt in mA.
Ivan Maesen
61
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Afgeschermde (shielded) en niet-afgeschermde
(unshielded) senoren
Ivan Maesen
62
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Niet-afgeschermde senoren
Kop niet afgeschermd, uit kunststof
Grotere detectieafstand
Inbouwen geeft problemen
Ivan Maesen
Foto Siemens
63
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Afgeschermde senoren
Volledig uit metaal (uitgezonderd detectievlak)
Kleinere detectieafstand
Ivan Maesen
64
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
65
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen inductieve sensoren
Ongevoelig voor trillingen
Geen contactdender
Geen onderhoud, geen slijtage
Kostprijs € 20 tot ca. € 50
Foto Siemens
Ivan Maesen
66
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen inductieve sensoren
Beperkingen
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.
Ivan Maesen
67
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
68
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
69
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen capacitieve sensoren
Beperkingen
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
Ivan Maesen
70
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
71
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen ultrasone sensoren
Beperkingen
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.
Ivan Maesen
72
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
73
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
74
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen optische sensoren
Beperkingen
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.
Ivan Maesen
75
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Rekening houden met:
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
76
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Draadkleur
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
77
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Driedraadse sensor PNP (capacitief)
Ivan Maesen
78
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Driedraadse sensor NPN (inductief)
Ivan Maesen
79
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Vierdraadse sensor PNP
Ivan Maesen
80
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Tweedraadse sensor DC (capacitief)
Ivan Maesen
81
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Tweedraadse NAMUR sensor DC (capacitief)
Ivan Maesen
82
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Tweedraadse sensor AC - NC (inductief)
Ivan Maesen
83
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Tweedraadse sensor AC - NO (inductief)
Ivan Maesen
84
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Vijfdraadse sensor AC (optisch)
Ivan Maesen
85
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Vijfdraadse sensor AC - NO (optisch)
Ivan Maesen
86
Sensoren – Testen van sensoren
Driedraadse sensoren
Als voorbeeld een sensor met PNP-uitgang
Het aansluitschema
Testen met V-meter – Je kunt uiteraard met de Vmeter ook over de belasting meten.
Ivan Maesen
87
Sensoren – Testen van sensoren
Tweedraadse
sensoren
Het aansluitschema
Testen met V-meter
Testen met A-meter
Ivan Maesen
88
Sensoren
Ivan Maesen
89
Slide 58
Installatiemethoden 6 ET
Foto Heidelberg
Ivan Maesen
1
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
2
Sensoren - Algemeen
Inductieve sensoren
Capacitieve sensoren
Optische sensoren
Magnetische sensoren
Ultrasone sensoren
Foto Turck
Ivan Maesen
3
Sensoren – Algemene werking
Ivan Maesen
4
Sensoren – Algemene werking
Ivan Maesen
5
Sensoren – Algemene werking
Ivan Maesen
6
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Foto Siemens
Ivan Maesen
7
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Detectie van blik
en deksel
Foto Siemens
Ivan Maesen
8
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Controle van afbreken van
boorkop
Foto Siemens
Ivan Maesen
9
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Positionering en controle
draaizin
Foto Siemens
Ivan Maesen
10
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Standdetectie van een
klep
Foto Siemens
Ivan Maesen
11
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
oscillator
gelijkrichtier
smitt-trigger
versterker
spoel
Ivan Maesen
12
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Warmteontwikkeling
Ivan Maesen
Amplitude
kleiner
13
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Foto Siemens
Ivan Maesen
14
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Detectie vulniveau in
silo
Foto Siemens
Ivan Maesen
15
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Detectie van vulling
van brik
Foto Siemens
Ivan Maesen
16
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Het sensorvlak vormt een condensator. De lucht is het
diëlektricum.
C
A
d
Ivan Maesen
17
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Een niet-metalen object in het detectieveld: de
diëlektrische constante van de middenstof verandert.
C verandert
Ivan Maesen
18
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
De capaciteit wordt bepaald door het diëlektricum en de
afstand d tussen te platen.
C
A
d
Ivan Maesen
19
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Bij een elektrische geleidend object verkleint de afstand
tussen de platen.
C verandert
Ivan Maesen
20
Sensoren – Werking van de optische sensor
Ivan Maesen
21
Sensoren – Werking van de optische sensor
impulsgenerator (modulator)
IR of laser-LED
lichtgevoelige transistor
synchronisatie, gelijkrichter (demodulator)
smitt-trigger
versterker
Ivan Maesen
22
Sensoren – Werking van de ultrasone sensor
Ivan Maesen
23
Sensoren
ultrasone sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Kwaliteitscontrole met
sonar
Foto Siemens
Ivan Maesen
24
Sensoren
ultrasone sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Hoogtemeting met sonar
Foto Siemens
Ivan Maesen
25
Sensoren
ultrasone sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Afstandsmeting met sonar
Foto Siemens
Ivan Maesen
26
Sensoren
ultrasone sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Controle op doorhangen
met sonar
Foto Siemens
Ivan Maesen
27
Sensoren
ultrasone sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Niveaumetingen
met sonar
Foto’s Siemens
Ivan Maesen
28
Sensoren – Werking van de ultrasone sensor
oscillator
gelijkrichtier
smitt-trigger
versterker
piëzo element (opwekken en verwerken geluidsgolven)
Ivan Maesen
29
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen volgens de vorm
Cilindrische sensoren
Balkvormige or rechthoekige sensoren
Ivan Maesen
30
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen vvolgens de vorm
Speciale vormen:
• vork of sleufsensoren,
• ringsensoren,
• …
Foto Turck
Ivan Maesen
31
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Materiaal van de behuizing (cilindrische sensoren)
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
32
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Maten van cilindrische sensoren
Schroefdraad: M 4, M6,5 M8, M12, M18, M30,
PG 36
Gladde uitvoering: Ø11, Ø20, Ø40
Maten van rechthoekige sensoren
Bouwvormen zie maatschetsen catalogie.
Foto Siemens
Ivan Maesen
33
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens aansluiting
• Sensoren met aansluitklemmen
• Aangegoten kabel zonder connector
• Aangegoten kabel met connector
• Sensoren met connnector
Ivan Maesen
34
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens de aansluiting
Aangegoten kabel
Sensoren met
aansluitklem
Ivan Maesen
35
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens aansluiting
Sensoren met connnector
Ivan Maesen
36
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens aansluiting
Sensoren met connector:
aansluitkabels
Ivan Maesen
37
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens aansluiting
Aansluitkabels en aansluitdozen voor sensoren
Foto Turck
Ivan Maesen
38
Sensoren – Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Foto Siemens
Ivan Maesen
39
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger afzonderlijk (directe scan, thru scan)
Groot detectiebereik (tientallen meters)
Geen doorschijnende materialen detecteren
Ivan Maesen
40
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger afzonderlijk (directe scan, thru scan)
Foto Siemens
Ivan Maesen
41
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger afzonderlijk – spiegeling
(specular)
Detecteren van spiegelende opbjecten
Ivan Maesen
42
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, met reflector
(Retroreflex - retroreflective)
Geen glimmende, spiegelende, doorzichtige voorwerpen
Detectieafstand : ca. 5 m
Ivan Maesen
43
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, met reflector
(Retroreflex - retroreflective)
Ivan Maesen
44
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, met reflector
(Retroreflex - retroreflective)
Foto Siemens
Ivan Maesen
45
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Foto’s Siemens
Ivan Maesen
46
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, met reflector
(Polarisatie - polarized)
Wel glimmende, spiegelende, doorzichtige voorwerpen
Detectieafstand : ca. 3 m
Ivan Maesen
47
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Gepolariseerd licht
Spiegelend voorwerp
Ivan Maesen
48
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, objectreflectie
(strooing – diffuse)
Voorwerpen met mat en ruw oppervlak kunnen gedetecteerd worden
Detectieafstand : enkele tientallen centimeters
Ivan Maesen
49
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, objectreflectie
(strooing – diffuse)
Foto Siemens
Ivan Maesen
50
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, objectreflectie focuspunt (convergent)
Preciesiedetectie, achtergrond geen invloed
Detectieafstand : enkele tientallen centimeters
Ivan Maesen
51
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger afzonderlijk, met glasvezels
Ivan Maesen
52
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, objectreflectie,
met glasvezels
Ivan Maesen
53
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Foto Siemens
Ivan Maesen
54
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Lichtgordijn
Multi beam safety senor
Ivan Maesen
55
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Nominale schakelafstand Sn
Afstand waarbij de sensor schakelt
• Genormalisseerd meetobject
• Nominale spanning
• Nominale temperatuur
Ivan Maesen
56
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Werkelijke schakelafstand
Rekening houden met:
• Werkelijke temperatuur
• Nabijheid andere sensoren
• Soort materiaal
• Afmetingen object
• Kleur (optische sensoren)
• …
Ivan Maesen
57
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Werkelijke schakelafstand
Correctiefactoren inductieve schakelaar
- staal
1
- CrNi
0,85
- Al
0,50
- Cu
0,45
- ….
Ivan Maesen
58
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Werkelijke schakelafstand
Correctiefactoren capacitieve schakelaar:
- Staal
1
- Al
0,95
- Cu
0,95
- H2O
0,64
- Plexiglas
0,20
-…
Ivan Maesen
59
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Schakelfrequentie
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.
Ivan Maesen
60
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Uitgangsbelasing
De stroom die de sensor kan schakelen,
uitgedrukt in mA.
Ivan Maesen
61
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Afgeschermde (shielded) en niet-afgeschermde
(unshielded) senoren
Ivan Maesen
62
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Niet-afgeschermde senoren
Kop niet afgeschermd, uit kunststof
Grotere detectieafstand
Inbouwen geeft problemen
Ivan Maesen
Foto Siemens
63
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Afgeschermde senoren
Volledig uit metaal (uitgezonderd detectievlak)
Kleinere detectieafstand
Ivan Maesen
64
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
65
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen inductieve sensoren
Ongevoelig voor trillingen
Geen contactdender
Geen onderhoud, geen slijtage
Kostprijs € 20 tot ca. € 50
Foto Siemens
Ivan Maesen
66
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen inductieve sensoren
Beperkingen
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.
Ivan Maesen
67
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
68
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
69
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen capacitieve sensoren
Beperkingen
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
Ivan Maesen
70
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
71
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen ultrasone sensoren
Beperkingen
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.
Ivan Maesen
72
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
73
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
74
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen optische sensoren
Beperkingen
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.
Ivan Maesen
75
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Rekening houden met:
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
76
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Draadkleur
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
77
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Driedraadse sensor PNP (capacitief)
Ivan Maesen
78
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Driedraadse sensor NPN (inductief)
Ivan Maesen
79
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Vierdraadse sensor PNP
Ivan Maesen
80
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Tweedraadse sensor DC (capacitief)
Ivan Maesen
81
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Tweedraadse NAMUR sensor DC (capacitief)
Ivan Maesen
82
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Tweedraadse sensor AC - NC (inductief)
Ivan Maesen
83
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Tweedraadse sensor AC - NO (inductief)
Ivan Maesen
84
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Vijfdraadse sensor AC (optisch)
Ivan Maesen
85
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Vijfdraadse sensor AC - NO (optisch)
Ivan Maesen
86
Sensoren – Testen van sensoren
Driedraadse sensoren
Als voorbeeld een sensor met PNP-uitgang
Het aansluitschema
Testen met V-meter – Je kunt uiteraard met de Vmeter ook over de belasting meten.
Ivan Maesen
87
Sensoren – Testen van sensoren
Tweedraadse
sensoren
Het aansluitschema
Testen met V-meter
Testen met A-meter
Ivan Maesen
88
Sensoren
Ivan Maesen
89
Slide 59
Installatiemethoden 6 ET
Foto Heidelberg
Ivan Maesen
1
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
2
Sensoren - Algemeen
Inductieve sensoren
Capacitieve sensoren
Optische sensoren
Magnetische sensoren
Ultrasone sensoren
Foto Turck
Ivan Maesen
3
Sensoren – Algemene werking
Ivan Maesen
4
Sensoren – Algemene werking
Ivan Maesen
5
Sensoren – Algemene werking
Ivan Maesen
6
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Foto Siemens
Ivan Maesen
7
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Detectie van blik
en deksel
Foto Siemens
Ivan Maesen
8
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Controle van afbreken van
boorkop
Foto Siemens
Ivan Maesen
9
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Positionering en controle
draaizin
Foto Siemens
Ivan Maesen
10
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Standdetectie van een
klep
Foto Siemens
Ivan Maesen
11
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
oscillator
gelijkrichtier
smitt-trigger
versterker
spoel
Ivan Maesen
12
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Warmteontwikkeling
Ivan Maesen
Amplitude
kleiner
13
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Foto Siemens
Ivan Maesen
14
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Detectie vulniveau in
silo
Foto Siemens
Ivan Maesen
15
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Detectie van vulling
van brik
Foto Siemens
Ivan Maesen
16
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Het sensorvlak vormt een condensator. De lucht is het
diëlektricum.
C
A
d
Ivan Maesen
17
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Een niet-metalen object in het detectieveld: de
diëlektrische constante van de middenstof verandert.
C verandert
Ivan Maesen
18
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
De capaciteit wordt bepaald door het diëlektricum en de
afstand d tussen te platen.
C
A
d
Ivan Maesen
19
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Bij een elektrische geleidend object verkleint de afstand
tussen de platen.
C verandert
Ivan Maesen
20
Sensoren – Werking van de optische sensor
Ivan Maesen
21
Sensoren – Werking van de optische sensor
impulsgenerator (modulator)
IR of laser-LED
lichtgevoelige transistor
synchronisatie, gelijkrichter (demodulator)
smitt-trigger
versterker
Ivan Maesen
22
Sensoren – Werking van de ultrasone sensor
Ivan Maesen
23
Sensoren
ultrasone sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Kwaliteitscontrole met
sonar
Foto Siemens
Ivan Maesen
24
Sensoren
ultrasone sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Hoogtemeting met sonar
Foto Siemens
Ivan Maesen
25
Sensoren
ultrasone sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Afstandsmeting met sonar
Foto Siemens
Ivan Maesen
26
Sensoren
ultrasone sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Controle op doorhangen
met sonar
Foto Siemens
Ivan Maesen
27
Sensoren
ultrasone sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Niveaumetingen
met sonar
Foto’s Siemens
Ivan Maesen
28
Sensoren – Werking van de ultrasone sensor
oscillator
gelijkrichtier
smitt-trigger
versterker
piëzo element (opwekken en verwerken geluidsgolven)
Ivan Maesen
29
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen volgens de vorm
Cilindrische sensoren
Balkvormige or rechthoekige sensoren
Ivan Maesen
30
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen vvolgens de vorm
Speciale vormen:
• vork of sleufsensoren,
• ringsensoren,
• …
Foto Turck
Ivan Maesen
31
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Materiaal van de behuizing (cilindrische sensoren)
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
32
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Maten van cilindrische sensoren
Schroefdraad: M 4, M6,5 M8, M12, M18, M30,
PG 36
Gladde uitvoering: Ø11, Ø20, Ø40
Maten van rechthoekige sensoren
Bouwvormen zie maatschetsen catalogie.
Foto Siemens
Ivan Maesen
33
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens aansluiting
• Sensoren met aansluitklemmen
• Aangegoten kabel zonder connector
• Aangegoten kabel met connector
• Sensoren met connnector
Ivan Maesen
34
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens de aansluiting
Aangegoten kabel
Sensoren met
aansluitklem
Ivan Maesen
35
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens aansluiting
Sensoren met connnector
Ivan Maesen
36
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens aansluiting
Sensoren met connector:
aansluitkabels
Ivan Maesen
37
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens aansluiting
Aansluitkabels en aansluitdozen voor sensoren
Foto Turck
Ivan Maesen
38
Sensoren – Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Foto Siemens
Ivan Maesen
39
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger afzonderlijk (directe scan, thru scan)
Groot detectiebereik (tientallen meters)
Geen doorschijnende materialen detecteren
Ivan Maesen
40
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger afzonderlijk (directe scan, thru scan)
Foto Siemens
Ivan Maesen
41
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger afzonderlijk – spiegeling
(specular)
Detecteren van spiegelende opbjecten
Ivan Maesen
42
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, met reflector
(Retroreflex - retroreflective)
Geen glimmende, spiegelende, doorzichtige voorwerpen
Detectieafstand : ca. 5 m
Ivan Maesen
43
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, met reflector
(Retroreflex - retroreflective)
Ivan Maesen
44
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, met reflector
(Retroreflex - retroreflective)
Foto Siemens
Ivan Maesen
45
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Foto’s Siemens
Ivan Maesen
46
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, met reflector
(Polarisatie - polarized)
Wel glimmende, spiegelende, doorzichtige voorwerpen
Detectieafstand : ca. 3 m
Ivan Maesen
47
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Gepolariseerd licht
Spiegelend voorwerp
Ivan Maesen
48
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, objectreflectie
(strooing – diffuse)
Voorwerpen met mat en ruw oppervlak kunnen gedetecteerd worden
Detectieafstand : enkele tientallen centimeters
Ivan Maesen
49
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, objectreflectie
(strooing – diffuse)
Foto Siemens
Ivan Maesen
50
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, objectreflectie focuspunt (convergent)
Preciesiedetectie, achtergrond geen invloed
Detectieafstand : enkele tientallen centimeters
Ivan Maesen
51
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger afzonderlijk, met glasvezels
Ivan Maesen
52
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, objectreflectie,
met glasvezels
Ivan Maesen
53
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Foto Siemens
Ivan Maesen
54
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Lichtgordijn
Multi beam safety senor
Ivan Maesen
55
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Nominale schakelafstand Sn
Afstand waarbij de sensor schakelt
• Genormalisseerd meetobject
• Nominale spanning
• Nominale temperatuur
Ivan Maesen
56
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Werkelijke schakelafstand
Rekening houden met:
• Werkelijke temperatuur
• Nabijheid andere sensoren
• Soort materiaal
• Afmetingen object
• Kleur (optische sensoren)
• …
Ivan Maesen
57
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Werkelijke schakelafstand
Correctiefactoren inductieve schakelaar
- staal
1
- CrNi
0,85
- Al
0,50
- Cu
0,45
- ….
Ivan Maesen
58
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Werkelijke schakelafstand
Correctiefactoren capacitieve schakelaar:
- Staal
1
- Al
0,95
- Cu
0,95
- H2O
0,64
- Plexiglas
0,20
-…
Ivan Maesen
59
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Schakelfrequentie
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.
Ivan Maesen
60
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Uitgangsbelasing
De stroom die de sensor kan schakelen,
uitgedrukt in mA.
Ivan Maesen
61
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Afgeschermde (shielded) en niet-afgeschermde
(unshielded) senoren
Ivan Maesen
62
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Niet-afgeschermde senoren
Kop niet afgeschermd, uit kunststof
Grotere detectieafstand
Inbouwen geeft problemen
Ivan Maesen
Foto Siemens
63
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Afgeschermde senoren
Volledig uit metaal (uitgezonderd detectievlak)
Kleinere detectieafstand
Ivan Maesen
64
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
65
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen inductieve sensoren
Ongevoelig voor trillingen
Geen contactdender
Geen onderhoud, geen slijtage
Kostprijs € 20 tot ca. € 50
Foto Siemens
Ivan Maesen
66
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen inductieve sensoren
Beperkingen
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.
Ivan Maesen
67
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
68
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
69
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen capacitieve sensoren
Beperkingen
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
Ivan Maesen
70
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
71
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen ultrasone sensoren
Beperkingen
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.
Ivan Maesen
72
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
73
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
74
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen optische sensoren
Beperkingen
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.
Ivan Maesen
75
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Rekening houden met:
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
76
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Draadkleur
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
77
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Driedraadse sensor PNP (capacitief)
Ivan Maesen
78
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Driedraadse sensor NPN (inductief)
Ivan Maesen
79
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Vierdraadse sensor PNP
Ivan Maesen
80
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Tweedraadse sensor DC (capacitief)
Ivan Maesen
81
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Tweedraadse NAMUR sensor DC (capacitief)
Ivan Maesen
82
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Tweedraadse sensor AC - NC (inductief)
Ivan Maesen
83
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Tweedraadse sensor AC - NO (inductief)
Ivan Maesen
84
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Vijfdraadse sensor AC (optisch)
Ivan Maesen
85
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Vijfdraadse sensor AC - NO (optisch)
Ivan Maesen
86
Sensoren – Testen van sensoren
Driedraadse sensoren
Als voorbeeld een sensor met PNP-uitgang
Het aansluitschema
Testen met V-meter – Je kunt uiteraard met de Vmeter ook over de belasting meten.
Ivan Maesen
87
Sensoren – Testen van sensoren
Tweedraadse
sensoren
Het aansluitschema
Testen met V-meter
Testen met A-meter
Ivan Maesen
88
Sensoren
Ivan Maesen
89
Slide 60
Installatiemethoden 6 ET
Foto Heidelberg
Ivan Maesen
1
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
2
Sensoren - Algemeen
Inductieve sensoren
Capacitieve sensoren
Optische sensoren
Magnetische sensoren
Ultrasone sensoren
Foto Turck
Ivan Maesen
3
Sensoren – Algemene werking
Ivan Maesen
4
Sensoren – Algemene werking
Ivan Maesen
5
Sensoren – Algemene werking
Ivan Maesen
6
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Foto Siemens
Ivan Maesen
7
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Detectie van blik
en deksel
Foto Siemens
Ivan Maesen
8
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Controle van afbreken van
boorkop
Foto Siemens
Ivan Maesen
9
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Positionering en controle
draaizin
Foto Siemens
Ivan Maesen
10
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Standdetectie van een
klep
Foto Siemens
Ivan Maesen
11
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
oscillator
gelijkrichtier
smitt-trigger
versterker
spoel
Ivan Maesen
12
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Warmteontwikkeling
Ivan Maesen
Amplitude
kleiner
13
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Foto Siemens
Ivan Maesen
14
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Detectie vulniveau in
silo
Foto Siemens
Ivan Maesen
15
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Detectie van vulling
van brik
Foto Siemens
Ivan Maesen
16
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Het sensorvlak vormt een condensator. De lucht is het
diëlektricum.
C
A
d
Ivan Maesen
17
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Een niet-metalen object in het detectieveld: de
diëlektrische constante van de middenstof verandert.
C verandert
Ivan Maesen
18
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
De capaciteit wordt bepaald door het diëlektricum en de
afstand d tussen te platen.
C
A
d
Ivan Maesen
19
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Bij een elektrische geleidend object verkleint de afstand
tussen de platen.
C verandert
Ivan Maesen
20
Sensoren – Werking van de optische sensor
Ivan Maesen
21
Sensoren – Werking van de optische sensor
impulsgenerator (modulator)
IR of laser-LED
lichtgevoelige transistor
synchronisatie, gelijkrichter (demodulator)
smitt-trigger
versterker
Ivan Maesen
22
Sensoren – Werking van de ultrasone sensor
Ivan Maesen
23
Sensoren
ultrasone sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Kwaliteitscontrole met
sonar
Foto Siemens
Ivan Maesen
24
Sensoren
ultrasone sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Hoogtemeting met sonar
Foto Siemens
Ivan Maesen
25
Sensoren
ultrasone sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Afstandsmeting met sonar
Foto Siemens
Ivan Maesen
26
Sensoren
ultrasone sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Controle op doorhangen
met sonar
Foto Siemens
Ivan Maesen
27
Sensoren
ultrasone sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Niveaumetingen
met sonar
Foto’s Siemens
Ivan Maesen
28
Sensoren – Werking van de ultrasone sensor
oscillator
gelijkrichtier
smitt-trigger
versterker
piëzo element (opwekken en verwerken geluidsgolven)
Ivan Maesen
29
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen volgens de vorm
Cilindrische sensoren
Balkvormige or rechthoekige sensoren
Ivan Maesen
30
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen vvolgens de vorm
Speciale vormen:
• vork of sleufsensoren,
• ringsensoren,
• …
Foto Turck
Ivan Maesen
31
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Materiaal van de behuizing (cilindrische sensoren)
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
32
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Maten van cilindrische sensoren
Schroefdraad: M 4, M6,5 M8, M12, M18, M30,
PG 36
Gladde uitvoering: Ø11, Ø20, Ø40
Maten van rechthoekige sensoren
Bouwvormen zie maatschetsen catalogie.
Foto Siemens
Ivan Maesen
33
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens aansluiting
• Sensoren met aansluitklemmen
• Aangegoten kabel zonder connector
• Aangegoten kabel met connector
• Sensoren met connnector
Ivan Maesen
34
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens de aansluiting
Aangegoten kabel
Sensoren met
aansluitklem
Ivan Maesen
35
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens aansluiting
Sensoren met connnector
Ivan Maesen
36
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens aansluiting
Sensoren met connector:
aansluitkabels
Ivan Maesen
37
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens aansluiting
Aansluitkabels en aansluitdozen voor sensoren
Foto Turck
Ivan Maesen
38
Sensoren – Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Foto Siemens
Ivan Maesen
39
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger afzonderlijk (directe scan, thru scan)
Groot detectiebereik (tientallen meters)
Geen doorschijnende materialen detecteren
Ivan Maesen
40
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger afzonderlijk (directe scan, thru scan)
Foto Siemens
Ivan Maesen
41
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger afzonderlijk – spiegeling
(specular)
Detecteren van spiegelende opbjecten
Ivan Maesen
42
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, met reflector
(Retroreflex - retroreflective)
Geen glimmende, spiegelende, doorzichtige voorwerpen
Detectieafstand : ca. 5 m
Ivan Maesen
43
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, met reflector
(Retroreflex - retroreflective)
Ivan Maesen
44
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, met reflector
(Retroreflex - retroreflective)
Foto Siemens
Ivan Maesen
45
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Foto’s Siemens
Ivan Maesen
46
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, met reflector
(Polarisatie - polarized)
Wel glimmende, spiegelende, doorzichtige voorwerpen
Detectieafstand : ca. 3 m
Ivan Maesen
47
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Gepolariseerd licht
Spiegelend voorwerp
Ivan Maesen
48
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, objectreflectie
(strooing – diffuse)
Voorwerpen met mat en ruw oppervlak kunnen gedetecteerd worden
Detectieafstand : enkele tientallen centimeters
Ivan Maesen
49
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, objectreflectie
(strooing – diffuse)
Foto Siemens
Ivan Maesen
50
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, objectreflectie focuspunt (convergent)
Preciesiedetectie, achtergrond geen invloed
Detectieafstand : enkele tientallen centimeters
Ivan Maesen
51
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger afzonderlijk, met glasvezels
Ivan Maesen
52
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, objectreflectie,
met glasvezels
Ivan Maesen
53
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Foto Siemens
Ivan Maesen
54
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Lichtgordijn
Multi beam safety senor
Ivan Maesen
55
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Nominale schakelafstand Sn
Afstand waarbij de sensor schakelt
• Genormalisseerd meetobject
• Nominale spanning
• Nominale temperatuur
Ivan Maesen
56
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Werkelijke schakelafstand
Rekening houden met:
• Werkelijke temperatuur
• Nabijheid andere sensoren
• Soort materiaal
• Afmetingen object
• Kleur (optische sensoren)
• …
Ivan Maesen
57
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Werkelijke schakelafstand
Correctiefactoren inductieve schakelaar
- staal
1
- CrNi
0,85
- Al
0,50
- Cu
0,45
- ….
Ivan Maesen
58
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Werkelijke schakelafstand
Correctiefactoren capacitieve schakelaar:
- Staal
1
- Al
0,95
- Cu
0,95
- H2O
0,64
- Plexiglas
0,20
-…
Ivan Maesen
59
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Schakelfrequentie
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.
Ivan Maesen
60
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Uitgangsbelasing
De stroom die de sensor kan schakelen,
uitgedrukt in mA.
Ivan Maesen
61
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Afgeschermde (shielded) en niet-afgeschermde
(unshielded) senoren
Ivan Maesen
62
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Niet-afgeschermde senoren
Kop niet afgeschermd, uit kunststof
Grotere detectieafstand
Inbouwen geeft problemen
Ivan Maesen
Foto Siemens
63
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Afgeschermde senoren
Volledig uit metaal (uitgezonderd detectievlak)
Kleinere detectieafstand
Ivan Maesen
64
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
65
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen inductieve sensoren
Ongevoelig voor trillingen
Geen contactdender
Geen onderhoud, geen slijtage
Kostprijs € 20 tot ca. € 50
Foto Siemens
Ivan Maesen
66
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen inductieve sensoren
Beperkingen
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.
Ivan Maesen
67
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
68
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
69
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen capacitieve sensoren
Beperkingen
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
Ivan Maesen
70
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
71
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen ultrasone sensoren
Beperkingen
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.
Ivan Maesen
72
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
73
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
74
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen optische sensoren
Beperkingen
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.
Ivan Maesen
75
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Rekening houden met:
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
76
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Draadkleur
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
77
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Driedraadse sensor PNP (capacitief)
Ivan Maesen
78
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Driedraadse sensor NPN (inductief)
Ivan Maesen
79
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Vierdraadse sensor PNP
Ivan Maesen
80
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Tweedraadse sensor DC (capacitief)
Ivan Maesen
81
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Tweedraadse NAMUR sensor DC (capacitief)
Ivan Maesen
82
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Tweedraadse sensor AC - NC (inductief)
Ivan Maesen
83
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Tweedraadse sensor AC - NO (inductief)
Ivan Maesen
84
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Vijfdraadse sensor AC (optisch)
Ivan Maesen
85
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Vijfdraadse sensor AC - NO (optisch)
Ivan Maesen
86
Sensoren – Testen van sensoren
Driedraadse sensoren
Als voorbeeld een sensor met PNP-uitgang
Het aansluitschema
Testen met V-meter – Je kunt uiteraard met de Vmeter ook over de belasting meten.
Ivan Maesen
87
Sensoren – Testen van sensoren
Tweedraadse
sensoren
Het aansluitschema
Testen met V-meter
Testen met A-meter
Ivan Maesen
88
Sensoren
Ivan Maesen
89
Slide 61
Installatiemethoden 6 ET
Foto Heidelberg
Ivan Maesen
1
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
2
Sensoren - Algemeen
Inductieve sensoren
Capacitieve sensoren
Optische sensoren
Magnetische sensoren
Ultrasone sensoren
Foto Turck
Ivan Maesen
3
Sensoren – Algemene werking
Ivan Maesen
4
Sensoren – Algemene werking
Ivan Maesen
5
Sensoren – Algemene werking
Ivan Maesen
6
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Foto Siemens
Ivan Maesen
7
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Detectie van blik
en deksel
Foto Siemens
Ivan Maesen
8
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Controle van afbreken van
boorkop
Foto Siemens
Ivan Maesen
9
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Positionering en controle
draaizin
Foto Siemens
Ivan Maesen
10
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Standdetectie van een
klep
Foto Siemens
Ivan Maesen
11
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
oscillator
gelijkrichtier
smitt-trigger
versterker
spoel
Ivan Maesen
12
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Warmteontwikkeling
Ivan Maesen
Amplitude
kleiner
13
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Foto Siemens
Ivan Maesen
14
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Detectie vulniveau in
silo
Foto Siemens
Ivan Maesen
15
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Detectie van vulling
van brik
Foto Siemens
Ivan Maesen
16
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Het sensorvlak vormt een condensator. De lucht is het
diëlektricum.
C
A
d
Ivan Maesen
17
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Een niet-metalen object in het detectieveld: de
diëlektrische constante van de middenstof verandert.
C verandert
Ivan Maesen
18
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
De capaciteit wordt bepaald door het diëlektricum en de
afstand d tussen te platen.
C
A
d
Ivan Maesen
19
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Bij een elektrische geleidend object verkleint de afstand
tussen de platen.
C verandert
Ivan Maesen
20
Sensoren – Werking van de optische sensor
Ivan Maesen
21
Sensoren – Werking van de optische sensor
impulsgenerator (modulator)
IR of laser-LED
lichtgevoelige transistor
synchronisatie, gelijkrichter (demodulator)
smitt-trigger
versterker
Ivan Maesen
22
Sensoren – Werking van de ultrasone sensor
Ivan Maesen
23
Sensoren
ultrasone sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Kwaliteitscontrole met
sonar
Foto Siemens
Ivan Maesen
24
Sensoren
ultrasone sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Hoogtemeting met sonar
Foto Siemens
Ivan Maesen
25
Sensoren
ultrasone sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Afstandsmeting met sonar
Foto Siemens
Ivan Maesen
26
Sensoren
ultrasone sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Controle op doorhangen
met sonar
Foto Siemens
Ivan Maesen
27
Sensoren
ultrasone sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Niveaumetingen
met sonar
Foto’s Siemens
Ivan Maesen
28
Sensoren – Werking van de ultrasone sensor
oscillator
gelijkrichtier
smitt-trigger
versterker
piëzo element (opwekken en verwerken geluidsgolven)
Ivan Maesen
29
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen volgens de vorm
Cilindrische sensoren
Balkvormige or rechthoekige sensoren
Ivan Maesen
30
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen vvolgens de vorm
Speciale vormen:
• vork of sleufsensoren,
• ringsensoren,
• …
Foto Turck
Ivan Maesen
31
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Materiaal van de behuizing (cilindrische sensoren)
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
32
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Maten van cilindrische sensoren
Schroefdraad: M 4, M6,5 M8, M12, M18, M30,
PG 36
Gladde uitvoering: Ø11, Ø20, Ø40
Maten van rechthoekige sensoren
Bouwvormen zie maatschetsen catalogie.
Foto Siemens
Ivan Maesen
33
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens aansluiting
• Sensoren met aansluitklemmen
• Aangegoten kabel zonder connector
• Aangegoten kabel met connector
• Sensoren met connnector
Ivan Maesen
34
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens de aansluiting
Aangegoten kabel
Sensoren met
aansluitklem
Ivan Maesen
35
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens aansluiting
Sensoren met connnector
Ivan Maesen
36
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens aansluiting
Sensoren met connector:
aansluitkabels
Ivan Maesen
37
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens aansluiting
Aansluitkabels en aansluitdozen voor sensoren
Foto Turck
Ivan Maesen
38
Sensoren – Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Foto Siemens
Ivan Maesen
39
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger afzonderlijk (directe scan, thru scan)
Groot detectiebereik (tientallen meters)
Geen doorschijnende materialen detecteren
Ivan Maesen
40
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger afzonderlijk (directe scan, thru scan)
Foto Siemens
Ivan Maesen
41
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger afzonderlijk – spiegeling
(specular)
Detecteren van spiegelende opbjecten
Ivan Maesen
42
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, met reflector
(Retroreflex - retroreflective)
Geen glimmende, spiegelende, doorzichtige voorwerpen
Detectieafstand : ca. 5 m
Ivan Maesen
43
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, met reflector
(Retroreflex - retroreflective)
Ivan Maesen
44
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, met reflector
(Retroreflex - retroreflective)
Foto Siemens
Ivan Maesen
45
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Foto’s Siemens
Ivan Maesen
46
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, met reflector
(Polarisatie - polarized)
Wel glimmende, spiegelende, doorzichtige voorwerpen
Detectieafstand : ca. 3 m
Ivan Maesen
47
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Gepolariseerd licht
Spiegelend voorwerp
Ivan Maesen
48
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, objectreflectie
(strooing – diffuse)
Voorwerpen met mat en ruw oppervlak kunnen gedetecteerd worden
Detectieafstand : enkele tientallen centimeters
Ivan Maesen
49
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, objectreflectie
(strooing – diffuse)
Foto Siemens
Ivan Maesen
50
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, objectreflectie focuspunt (convergent)
Preciesiedetectie, achtergrond geen invloed
Detectieafstand : enkele tientallen centimeters
Ivan Maesen
51
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger afzonderlijk, met glasvezels
Ivan Maesen
52
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, objectreflectie,
met glasvezels
Ivan Maesen
53
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Foto Siemens
Ivan Maesen
54
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Lichtgordijn
Multi beam safety senor
Ivan Maesen
55
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Nominale schakelafstand Sn
Afstand waarbij de sensor schakelt
• Genormalisseerd meetobject
• Nominale spanning
• Nominale temperatuur
Ivan Maesen
56
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Werkelijke schakelafstand
Rekening houden met:
• Werkelijke temperatuur
• Nabijheid andere sensoren
• Soort materiaal
• Afmetingen object
• Kleur (optische sensoren)
• …
Ivan Maesen
57
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Werkelijke schakelafstand
Correctiefactoren inductieve schakelaar
- staal
1
- CrNi
0,85
- Al
0,50
- Cu
0,45
- ….
Ivan Maesen
58
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Werkelijke schakelafstand
Correctiefactoren capacitieve schakelaar:
- Staal
1
- Al
0,95
- Cu
0,95
- H2O
0,64
- Plexiglas
0,20
-…
Ivan Maesen
59
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Schakelfrequentie
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.
Ivan Maesen
60
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Uitgangsbelasing
De stroom die de sensor kan schakelen,
uitgedrukt in mA.
Ivan Maesen
61
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Afgeschermde (shielded) en niet-afgeschermde
(unshielded) senoren
Ivan Maesen
62
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Niet-afgeschermde senoren
Kop niet afgeschermd, uit kunststof
Grotere detectieafstand
Inbouwen geeft problemen
Ivan Maesen
Foto Siemens
63
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Afgeschermde senoren
Volledig uit metaal (uitgezonderd detectievlak)
Kleinere detectieafstand
Ivan Maesen
64
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
65
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen inductieve sensoren
Ongevoelig voor trillingen
Geen contactdender
Geen onderhoud, geen slijtage
Kostprijs € 20 tot ca. € 50
Foto Siemens
Ivan Maesen
66
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen inductieve sensoren
Beperkingen
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.
Ivan Maesen
67
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
68
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
69
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen capacitieve sensoren
Beperkingen
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
Ivan Maesen
70
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
71
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen ultrasone sensoren
Beperkingen
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.
Ivan Maesen
72
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
73
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
74
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen optische sensoren
Beperkingen
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.
Ivan Maesen
75
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Rekening houden met:
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
76
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Draadkleur
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
77
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Driedraadse sensor PNP (capacitief)
Ivan Maesen
78
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Driedraadse sensor NPN (inductief)
Ivan Maesen
79
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Vierdraadse sensor PNP
Ivan Maesen
80
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Tweedraadse sensor DC (capacitief)
Ivan Maesen
81
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Tweedraadse NAMUR sensor DC (capacitief)
Ivan Maesen
82
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Tweedraadse sensor AC - NC (inductief)
Ivan Maesen
83
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Tweedraadse sensor AC - NO (inductief)
Ivan Maesen
84
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Vijfdraadse sensor AC (optisch)
Ivan Maesen
85
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Vijfdraadse sensor AC - NO (optisch)
Ivan Maesen
86
Sensoren – Testen van sensoren
Driedraadse sensoren
Als voorbeeld een sensor met PNP-uitgang
Het aansluitschema
Testen met V-meter – Je kunt uiteraard met de Vmeter ook over de belasting meten.
Ivan Maesen
87
Sensoren – Testen van sensoren
Tweedraadse
sensoren
Het aansluitschema
Testen met V-meter
Testen met A-meter
Ivan Maesen
88
Sensoren
Ivan Maesen
89
Slide 62
Installatiemethoden 6 ET
Foto Heidelberg
Ivan Maesen
1
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
2
Sensoren - Algemeen
Inductieve sensoren
Capacitieve sensoren
Optische sensoren
Magnetische sensoren
Ultrasone sensoren
Foto Turck
Ivan Maesen
3
Sensoren – Algemene werking
Ivan Maesen
4
Sensoren – Algemene werking
Ivan Maesen
5
Sensoren – Algemene werking
Ivan Maesen
6
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Foto Siemens
Ivan Maesen
7
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Detectie van blik
en deksel
Foto Siemens
Ivan Maesen
8
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Controle van afbreken van
boorkop
Foto Siemens
Ivan Maesen
9
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Positionering en controle
draaizin
Foto Siemens
Ivan Maesen
10
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Standdetectie van een
klep
Foto Siemens
Ivan Maesen
11
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
oscillator
gelijkrichtier
smitt-trigger
versterker
spoel
Ivan Maesen
12
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Warmteontwikkeling
Ivan Maesen
Amplitude
kleiner
13
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Foto Siemens
Ivan Maesen
14
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Detectie vulniveau in
silo
Foto Siemens
Ivan Maesen
15
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Detectie van vulling
van brik
Foto Siemens
Ivan Maesen
16
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Het sensorvlak vormt een condensator. De lucht is het
diëlektricum.
C
A
d
Ivan Maesen
17
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Een niet-metalen object in het detectieveld: de
diëlektrische constante van de middenstof verandert.
C verandert
Ivan Maesen
18
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
De capaciteit wordt bepaald door het diëlektricum en de
afstand d tussen te platen.
C
A
d
Ivan Maesen
19
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Bij een elektrische geleidend object verkleint de afstand
tussen de platen.
C verandert
Ivan Maesen
20
Sensoren – Werking van de optische sensor
Ivan Maesen
21
Sensoren – Werking van de optische sensor
impulsgenerator (modulator)
IR of laser-LED
lichtgevoelige transistor
synchronisatie, gelijkrichter (demodulator)
smitt-trigger
versterker
Ivan Maesen
22
Sensoren – Werking van de ultrasone sensor
Ivan Maesen
23
Sensoren
ultrasone sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Kwaliteitscontrole met
sonar
Foto Siemens
Ivan Maesen
24
Sensoren
ultrasone sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Hoogtemeting met sonar
Foto Siemens
Ivan Maesen
25
Sensoren
ultrasone sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Afstandsmeting met sonar
Foto Siemens
Ivan Maesen
26
Sensoren
ultrasone sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Controle op doorhangen
met sonar
Foto Siemens
Ivan Maesen
27
Sensoren
ultrasone sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Niveaumetingen
met sonar
Foto’s Siemens
Ivan Maesen
28
Sensoren – Werking van de ultrasone sensor
oscillator
gelijkrichtier
smitt-trigger
versterker
piëzo element (opwekken en verwerken geluidsgolven)
Ivan Maesen
29
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen volgens de vorm
Cilindrische sensoren
Balkvormige or rechthoekige sensoren
Ivan Maesen
30
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen vvolgens de vorm
Speciale vormen:
• vork of sleufsensoren,
• ringsensoren,
• …
Foto Turck
Ivan Maesen
31
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Materiaal van de behuizing (cilindrische sensoren)
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
32
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Maten van cilindrische sensoren
Schroefdraad: M 4, M6,5 M8, M12, M18, M30,
PG 36
Gladde uitvoering: Ø11, Ø20, Ø40
Maten van rechthoekige sensoren
Bouwvormen zie maatschetsen catalogie.
Foto Siemens
Ivan Maesen
33
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens aansluiting
• Sensoren met aansluitklemmen
• Aangegoten kabel zonder connector
• Aangegoten kabel met connector
• Sensoren met connnector
Ivan Maesen
34
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens de aansluiting
Aangegoten kabel
Sensoren met
aansluitklem
Ivan Maesen
35
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens aansluiting
Sensoren met connnector
Ivan Maesen
36
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens aansluiting
Sensoren met connector:
aansluitkabels
Ivan Maesen
37
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens aansluiting
Aansluitkabels en aansluitdozen voor sensoren
Foto Turck
Ivan Maesen
38
Sensoren – Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Foto Siemens
Ivan Maesen
39
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger afzonderlijk (directe scan, thru scan)
Groot detectiebereik (tientallen meters)
Geen doorschijnende materialen detecteren
Ivan Maesen
40
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger afzonderlijk (directe scan, thru scan)
Foto Siemens
Ivan Maesen
41
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger afzonderlijk – spiegeling
(specular)
Detecteren van spiegelende opbjecten
Ivan Maesen
42
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, met reflector
(Retroreflex - retroreflective)
Geen glimmende, spiegelende, doorzichtige voorwerpen
Detectieafstand : ca. 5 m
Ivan Maesen
43
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, met reflector
(Retroreflex - retroreflective)
Ivan Maesen
44
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, met reflector
(Retroreflex - retroreflective)
Foto Siemens
Ivan Maesen
45
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Foto’s Siemens
Ivan Maesen
46
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, met reflector
(Polarisatie - polarized)
Wel glimmende, spiegelende, doorzichtige voorwerpen
Detectieafstand : ca. 3 m
Ivan Maesen
47
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Gepolariseerd licht
Spiegelend voorwerp
Ivan Maesen
48
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, objectreflectie
(strooing – diffuse)
Voorwerpen met mat en ruw oppervlak kunnen gedetecteerd worden
Detectieafstand : enkele tientallen centimeters
Ivan Maesen
49
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, objectreflectie
(strooing – diffuse)
Foto Siemens
Ivan Maesen
50
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, objectreflectie focuspunt (convergent)
Preciesiedetectie, achtergrond geen invloed
Detectieafstand : enkele tientallen centimeters
Ivan Maesen
51
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger afzonderlijk, met glasvezels
Ivan Maesen
52
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, objectreflectie,
met glasvezels
Ivan Maesen
53
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Foto Siemens
Ivan Maesen
54
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Lichtgordijn
Multi beam safety senor
Ivan Maesen
55
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Nominale schakelafstand Sn
Afstand waarbij de sensor schakelt
• Genormalisseerd meetobject
• Nominale spanning
• Nominale temperatuur
Ivan Maesen
56
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Werkelijke schakelafstand
Rekening houden met:
• Werkelijke temperatuur
• Nabijheid andere sensoren
• Soort materiaal
• Afmetingen object
• Kleur (optische sensoren)
• …
Ivan Maesen
57
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Werkelijke schakelafstand
Correctiefactoren inductieve schakelaar
- staal
1
- CrNi
0,85
- Al
0,50
- Cu
0,45
- ….
Ivan Maesen
58
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Werkelijke schakelafstand
Correctiefactoren capacitieve schakelaar:
- Staal
1
- Al
0,95
- Cu
0,95
- H2O
0,64
- Plexiglas
0,20
-…
Ivan Maesen
59
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Schakelfrequentie
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.
Ivan Maesen
60
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Uitgangsbelasing
De stroom die de sensor kan schakelen,
uitgedrukt in mA.
Ivan Maesen
61
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Afgeschermde (shielded) en niet-afgeschermde
(unshielded) senoren
Ivan Maesen
62
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Niet-afgeschermde senoren
Kop niet afgeschermd, uit kunststof
Grotere detectieafstand
Inbouwen geeft problemen
Ivan Maesen
Foto Siemens
63
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Afgeschermde senoren
Volledig uit metaal (uitgezonderd detectievlak)
Kleinere detectieafstand
Ivan Maesen
64
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
65
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen inductieve sensoren
Ongevoelig voor trillingen
Geen contactdender
Geen onderhoud, geen slijtage
Kostprijs € 20 tot ca. € 50
Foto Siemens
Ivan Maesen
66
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen inductieve sensoren
Beperkingen
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.
Ivan Maesen
67
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
68
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
69
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen capacitieve sensoren
Beperkingen
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
Ivan Maesen
70
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
71
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen ultrasone sensoren
Beperkingen
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.
Ivan Maesen
72
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
73
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
74
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen optische sensoren
Beperkingen
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.
Ivan Maesen
75
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Rekening houden met:
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
76
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Draadkleur
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
77
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Driedraadse sensor PNP (capacitief)
Ivan Maesen
78
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Driedraadse sensor NPN (inductief)
Ivan Maesen
79
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Vierdraadse sensor PNP
Ivan Maesen
80
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Tweedraadse sensor DC (capacitief)
Ivan Maesen
81
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Tweedraadse NAMUR sensor DC (capacitief)
Ivan Maesen
82
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Tweedraadse sensor AC - NC (inductief)
Ivan Maesen
83
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Tweedraadse sensor AC - NO (inductief)
Ivan Maesen
84
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Vijfdraadse sensor AC (optisch)
Ivan Maesen
85
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Vijfdraadse sensor AC - NO (optisch)
Ivan Maesen
86
Sensoren – Testen van sensoren
Driedraadse sensoren
Als voorbeeld een sensor met PNP-uitgang
Het aansluitschema
Testen met V-meter – Je kunt uiteraard met de Vmeter ook over de belasting meten.
Ivan Maesen
87
Sensoren – Testen van sensoren
Tweedraadse
sensoren
Het aansluitschema
Testen met V-meter
Testen met A-meter
Ivan Maesen
88
Sensoren
Ivan Maesen
89
Slide 63
Installatiemethoden 6 ET
Foto Heidelberg
Ivan Maesen
1
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
2
Sensoren - Algemeen
Inductieve sensoren
Capacitieve sensoren
Optische sensoren
Magnetische sensoren
Ultrasone sensoren
Foto Turck
Ivan Maesen
3
Sensoren – Algemene werking
Ivan Maesen
4
Sensoren – Algemene werking
Ivan Maesen
5
Sensoren – Algemene werking
Ivan Maesen
6
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Foto Siemens
Ivan Maesen
7
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Detectie van blik
en deksel
Foto Siemens
Ivan Maesen
8
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Controle van afbreken van
boorkop
Foto Siemens
Ivan Maesen
9
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Positionering en controle
draaizin
Foto Siemens
Ivan Maesen
10
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Standdetectie van een
klep
Foto Siemens
Ivan Maesen
11
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
oscillator
gelijkrichtier
smitt-trigger
versterker
spoel
Ivan Maesen
12
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Warmteontwikkeling
Ivan Maesen
Amplitude
kleiner
13
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Foto Siemens
Ivan Maesen
14
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Detectie vulniveau in
silo
Foto Siemens
Ivan Maesen
15
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Detectie van vulling
van brik
Foto Siemens
Ivan Maesen
16
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Het sensorvlak vormt een condensator. De lucht is het
diëlektricum.
C
A
d
Ivan Maesen
17
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Een niet-metalen object in het detectieveld: de
diëlektrische constante van de middenstof verandert.
C verandert
Ivan Maesen
18
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
De capaciteit wordt bepaald door het diëlektricum en de
afstand d tussen te platen.
C
A
d
Ivan Maesen
19
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Bij een elektrische geleidend object verkleint de afstand
tussen de platen.
C verandert
Ivan Maesen
20
Sensoren – Werking van de optische sensor
Ivan Maesen
21
Sensoren – Werking van de optische sensor
impulsgenerator (modulator)
IR of laser-LED
lichtgevoelige transistor
synchronisatie, gelijkrichter (demodulator)
smitt-trigger
versterker
Ivan Maesen
22
Sensoren – Werking van de ultrasone sensor
Ivan Maesen
23
Sensoren
ultrasone sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Kwaliteitscontrole met
sonar
Foto Siemens
Ivan Maesen
24
Sensoren
ultrasone sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Hoogtemeting met sonar
Foto Siemens
Ivan Maesen
25
Sensoren
ultrasone sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Afstandsmeting met sonar
Foto Siemens
Ivan Maesen
26
Sensoren
ultrasone sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Controle op doorhangen
met sonar
Foto Siemens
Ivan Maesen
27
Sensoren
ultrasone sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Niveaumetingen
met sonar
Foto’s Siemens
Ivan Maesen
28
Sensoren – Werking van de ultrasone sensor
oscillator
gelijkrichtier
smitt-trigger
versterker
piëzo element (opwekken en verwerken geluidsgolven)
Ivan Maesen
29
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen volgens de vorm
Cilindrische sensoren
Balkvormige or rechthoekige sensoren
Ivan Maesen
30
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen vvolgens de vorm
Speciale vormen:
• vork of sleufsensoren,
• ringsensoren,
• …
Foto Turck
Ivan Maesen
31
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Materiaal van de behuizing (cilindrische sensoren)
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
32
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Maten van cilindrische sensoren
Schroefdraad: M 4, M6,5 M8, M12, M18, M30,
PG 36
Gladde uitvoering: Ø11, Ø20, Ø40
Maten van rechthoekige sensoren
Bouwvormen zie maatschetsen catalogie.
Foto Siemens
Ivan Maesen
33
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens aansluiting
• Sensoren met aansluitklemmen
• Aangegoten kabel zonder connector
• Aangegoten kabel met connector
• Sensoren met connnector
Ivan Maesen
34
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens de aansluiting
Aangegoten kabel
Sensoren met
aansluitklem
Ivan Maesen
35
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens aansluiting
Sensoren met connnector
Ivan Maesen
36
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens aansluiting
Sensoren met connector:
aansluitkabels
Ivan Maesen
37
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens aansluiting
Aansluitkabels en aansluitdozen voor sensoren
Foto Turck
Ivan Maesen
38
Sensoren – Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Foto Siemens
Ivan Maesen
39
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger afzonderlijk (directe scan, thru scan)
Groot detectiebereik (tientallen meters)
Geen doorschijnende materialen detecteren
Ivan Maesen
40
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger afzonderlijk (directe scan, thru scan)
Foto Siemens
Ivan Maesen
41
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger afzonderlijk – spiegeling
(specular)
Detecteren van spiegelende opbjecten
Ivan Maesen
42
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, met reflector
(Retroreflex - retroreflective)
Geen glimmende, spiegelende, doorzichtige voorwerpen
Detectieafstand : ca. 5 m
Ivan Maesen
43
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, met reflector
(Retroreflex - retroreflective)
Ivan Maesen
44
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, met reflector
(Retroreflex - retroreflective)
Foto Siemens
Ivan Maesen
45
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Foto’s Siemens
Ivan Maesen
46
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, met reflector
(Polarisatie - polarized)
Wel glimmende, spiegelende, doorzichtige voorwerpen
Detectieafstand : ca. 3 m
Ivan Maesen
47
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Gepolariseerd licht
Spiegelend voorwerp
Ivan Maesen
48
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, objectreflectie
(strooing – diffuse)
Voorwerpen met mat en ruw oppervlak kunnen gedetecteerd worden
Detectieafstand : enkele tientallen centimeters
Ivan Maesen
49
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, objectreflectie
(strooing – diffuse)
Foto Siemens
Ivan Maesen
50
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, objectreflectie focuspunt (convergent)
Preciesiedetectie, achtergrond geen invloed
Detectieafstand : enkele tientallen centimeters
Ivan Maesen
51
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger afzonderlijk, met glasvezels
Ivan Maesen
52
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, objectreflectie,
met glasvezels
Ivan Maesen
53
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Foto Siemens
Ivan Maesen
54
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Lichtgordijn
Multi beam safety senor
Ivan Maesen
55
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Nominale schakelafstand Sn
Afstand waarbij de sensor schakelt
• Genormalisseerd meetobject
• Nominale spanning
• Nominale temperatuur
Ivan Maesen
56
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Werkelijke schakelafstand
Rekening houden met:
• Werkelijke temperatuur
• Nabijheid andere sensoren
• Soort materiaal
• Afmetingen object
• Kleur (optische sensoren)
• …
Ivan Maesen
57
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Werkelijke schakelafstand
Correctiefactoren inductieve schakelaar
- staal
1
- CrNi
0,85
- Al
0,50
- Cu
0,45
- ….
Ivan Maesen
58
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Werkelijke schakelafstand
Correctiefactoren capacitieve schakelaar:
- Staal
1
- Al
0,95
- Cu
0,95
- H2O
0,64
- Plexiglas
0,20
-…
Ivan Maesen
59
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Schakelfrequentie
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.
Ivan Maesen
60
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Uitgangsbelasing
De stroom die de sensor kan schakelen,
uitgedrukt in mA.
Ivan Maesen
61
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Afgeschermde (shielded) en niet-afgeschermde
(unshielded) senoren
Ivan Maesen
62
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Niet-afgeschermde senoren
Kop niet afgeschermd, uit kunststof
Grotere detectieafstand
Inbouwen geeft problemen
Ivan Maesen
Foto Siemens
63
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Afgeschermde senoren
Volledig uit metaal (uitgezonderd detectievlak)
Kleinere detectieafstand
Ivan Maesen
64
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
65
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen inductieve sensoren
Ongevoelig voor trillingen
Geen contactdender
Geen onderhoud, geen slijtage
Kostprijs € 20 tot ca. € 50
Foto Siemens
Ivan Maesen
66
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen inductieve sensoren
Beperkingen
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.
Ivan Maesen
67
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
68
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
69
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen capacitieve sensoren
Beperkingen
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
Ivan Maesen
70
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
71
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen ultrasone sensoren
Beperkingen
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.
Ivan Maesen
72
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
73
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
74
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen optische sensoren
Beperkingen
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.
Ivan Maesen
75
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Rekening houden met:
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
76
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Draadkleur
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
77
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Driedraadse sensor PNP (capacitief)
Ivan Maesen
78
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Driedraadse sensor NPN (inductief)
Ivan Maesen
79
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Vierdraadse sensor PNP
Ivan Maesen
80
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Tweedraadse sensor DC (capacitief)
Ivan Maesen
81
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Tweedraadse NAMUR sensor DC (capacitief)
Ivan Maesen
82
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Tweedraadse sensor AC - NC (inductief)
Ivan Maesen
83
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Tweedraadse sensor AC - NO (inductief)
Ivan Maesen
84
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Vijfdraadse sensor AC (optisch)
Ivan Maesen
85
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Vijfdraadse sensor AC - NO (optisch)
Ivan Maesen
86
Sensoren – Testen van sensoren
Driedraadse sensoren
Als voorbeeld een sensor met PNP-uitgang
Het aansluitschema
Testen met V-meter – Je kunt uiteraard met de Vmeter ook over de belasting meten.
Ivan Maesen
87
Sensoren – Testen van sensoren
Tweedraadse
sensoren
Het aansluitschema
Testen met V-meter
Testen met A-meter
Ivan Maesen
88
Sensoren
Ivan Maesen
89
Slide 64
Installatiemethoden 6 ET
Foto Heidelberg
Ivan Maesen
1
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
2
Sensoren - Algemeen
Inductieve sensoren
Capacitieve sensoren
Optische sensoren
Magnetische sensoren
Ultrasone sensoren
Foto Turck
Ivan Maesen
3
Sensoren – Algemene werking
Ivan Maesen
4
Sensoren – Algemene werking
Ivan Maesen
5
Sensoren – Algemene werking
Ivan Maesen
6
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Foto Siemens
Ivan Maesen
7
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Detectie van blik
en deksel
Foto Siemens
Ivan Maesen
8
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Controle van afbreken van
boorkop
Foto Siemens
Ivan Maesen
9
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Positionering en controle
draaizin
Foto Siemens
Ivan Maesen
10
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Standdetectie van een
klep
Foto Siemens
Ivan Maesen
11
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
oscillator
gelijkrichtier
smitt-trigger
versterker
spoel
Ivan Maesen
12
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Warmteontwikkeling
Ivan Maesen
Amplitude
kleiner
13
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Foto Siemens
Ivan Maesen
14
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Detectie vulniveau in
silo
Foto Siemens
Ivan Maesen
15
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Detectie van vulling
van brik
Foto Siemens
Ivan Maesen
16
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Het sensorvlak vormt een condensator. De lucht is het
diëlektricum.
C
A
d
Ivan Maesen
17
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Een niet-metalen object in het detectieveld: de
diëlektrische constante van de middenstof verandert.
C verandert
Ivan Maesen
18
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
De capaciteit wordt bepaald door het diëlektricum en de
afstand d tussen te platen.
C
A
d
Ivan Maesen
19
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Bij een elektrische geleidend object verkleint de afstand
tussen de platen.
C verandert
Ivan Maesen
20
Sensoren – Werking van de optische sensor
Ivan Maesen
21
Sensoren – Werking van de optische sensor
impulsgenerator (modulator)
IR of laser-LED
lichtgevoelige transistor
synchronisatie, gelijkrichter (demodulator)
smitt-trigger
versterker
Ivan Maesen
22
Sensoren – Werking van de ultrasone sensor
Ivan Maesen
23
Sensoren
ultrasone sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Kwaliteitscontrole met
sonar
Foto Siemens
Ivan Maesen
24
Sensoren
ultrasone sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Hoogtemeting met sonar
Foto Siemens
Ivan Maesen
25
Sensoren
ultrasone sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Afstandsmeting met sonar
Foto Siemens
Ivan Maesen
26
Sensoren
ultrasone sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Controle op doorhangen
met sonar
Foto Siemens
Ivan Maesen
27
Sensoren
ultrasone sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Niveaumetingen
met sonar
Foto’s Siemens
Ivan Maesen
28
Sensoren – Werking van de ultrasone sensor
oscillator
gelijkrichtier
smitt-trigger
versterker
piëzo element (opwekken en verwerken geluidsgolven)
Ivan Maesen
29
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen volgens de vorm
Cilindrische sensoren
Balkvormige or rechthoekige sensoren
Ivan Maesen
30
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen vvolgens de vorm
Speciale vormen:
• vork of sleufsensoren,
• ringsensoren,
• …
Foto Turck
Ivan Maesen
31
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Materiaal van de behuizing (cilindrische sensoren)
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
32
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Maten van cilindrische sensoren
Schroefdraad: M 4, M6,5 M8, M12, M18, M30,
PG 36
Gladde uitvoering: Ø11, Ø20, Ø40
Maten van rechthoekige sensoren
Bouwvormen zie maatschetsen catalogie.
Foto Siemens
Ivan Maesen
33
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens aansluiting
• Sensoren met aansluitklemmen
• Aangegoten kabel zonder connector
• Aangegoten kabel met connector
• Sensoren met connnector
Ivan Maesen
34
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens de aansluiting
Aangegoten kabel
Sensoren met
aansluitklem
Ivan Maesen
35
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens aansluiting
Sensoren met connnector
Ivan Maesen
36
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens aansluiting
Sensoren met connector:
aansluitkabels
Ivan Maesen
37
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens aansluiting
Aansluitkabels en aansluitdozen voor sensoren
Foto Turck
Ivan Maesen
38
Sensoren – Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Foto Siemens
Ivan Maesen
39
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger afzonderlijk (directe scan, thru scan)
Groot detectiebereik (tientallen meters)
Geen doorschijnende materialen detecteren
Ivan Maesen
40
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger afzonderlijk (directe scan, thru scan)
Foto Siemens
Ivan Maesen
41
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger afzonderlijk – spiegeling
(specular)
Detecteren van spiegelende opbjecten
Ivan Maesen
42
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, met reflector
(Retroreflex - retroreflective)
Geen glimmende, spiegelende, doorzichtige voorwerpen
Detectieafstand : ca. 5 m
Ivan Maesen
43
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, met reflector
(Retroreflex - retroreflective)
Ivan Maesen
44
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, met reflector
(Retroreflex - retroreflective)
Foto Siemens
Ivan Maesen
45
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Foto’s Siemens
Ivan Maesen
46
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, met reflector
(Polarisatie - polarized)
Wel glimmende, spiegelende, doorzichtige voorwerpen
Detectieafstand : ca. 3 m
Ivan Maesen
47
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Gepolariseerd licht
Spiegelend voorwerp
Ivan Maesen
48
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, objectreflectie
(strooing – diffuse)
Voorwerpen met mat en ruw oppervlak kunnen gedetecteerd worden
Detectieafstand : enkele tientallen centimeters
Ivan Maesen
49
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, objectreflectie
(strooing – diffuse)
Foto Siemens
Ivan Maesen
50
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, objectreflectie focuspunt (convergent)
Preciesiedetectie, achtergrond geen invloed
Detectieafstand : enkele tientallen centimeters
Ivan Maesen
51
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger afzonderlijk, met glasvezels
Ivan Maesen
52
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, objectreflectie,
met glasvezels
Ivan Maesen
53
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Foto Siemens
Ivan Maesen
54
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Lichtgordijn
Multi beam safety senor
Ivan Maesen
55
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Nominale schakelafstand Sn
Afstand waarbij de sensor schakelt
• Genormalisseerd meetobject
• Nominale spanning
• Nominale temperatuur
Ivan Maesen
56
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Werkelijke schakelafstand
Rekening houden met:
• Werkelijke temperatuur
• Nabijheid andere sensoren
• Soort materiaal
• Afmetingen object
• Kleur (optische sensoren)
• …
Ivan Maesen
57
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Werkelijke schakelafstand
Correctiefactoren inductieve schakelaar
- staal
1
- CrNi
0,85
- Al
0,50
- Cu
0,45
- ….
Ivan Maesen
58
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Werkelijke schakelafstand
Correctiefactoren capacitieve schakelaar:
- Staal
1
- Al
0,95
- Cu
0,95
- H2O
0,64
- Plexiglas
0,20
-…
Ivan Maesen
59
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Schakelfrequentie
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.
Ivan Maesen
60
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Uitgangsbelasing
De stroom die de sensor kan schakelen,
uitgedrukt in mA.
Ivan Maesen
61
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Afgeschermde (shielded) en niet-afgeschermde
(unshielded) senoren
Ivan Maesen
62
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Niet-afgeschermde senoren
Kop niet afgeschermd, uit kunststof
Grotere detectieafstand
Inbouwen geeft problemen
Ivan Maesen
Foto Siemens
63
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Afgeschermde senoren
Volledig uit metaal (uitgezonderd detectievlak)
Kleinere detectieafstand
Ivan Maesen
64
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
65
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen inductieve sensoren
Ongevoelig voor trillingen
Geen contactdender
Geen onderhoud, geen slijtage
Kostprijs € 20 tot ca. € 50
Foto Siemens
Ivan Maesen
66
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen inductieve sensoren
Beperkingen
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.
Ivan Maesen
67
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
68
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
69
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen capacitieve sensoren
Beperkingen
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
Ivan Maesen
70
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
71
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen ultrasone sensoren
Beperkingen
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.
Ivan Maesen
72
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
73
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
74
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen optische sensoren
Beperkingen
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.
Ivan Maesen
75
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Rekening houden met:
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
76
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Draadkleur
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
77
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Driedraadse sensor PNP (capacitief)
Ivan Maesen
78
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Driedraadse sensor NPN (inductief)
Ivan Maesen
79
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Vierdraadse sensor PNP
Ivan Maesen
80
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Tweedraadse sensor DC (capacitief)
Ivan Maesen
81
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Tweedraadse NAMUR sensor DC (capacitief)
Ivan Maesen
82
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Tweedraadse sensor AC - NC (inductief)
Ivan Maesen
83
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Tweedraadse sensor AC - NO (inductief)
Ivan Maesen
84
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Vijfdraadse sensor AC (optisch)
Ivan Maesen
85
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Vijfdraadse sensor AC - NO (optisch)
Ivan Maesen
86
Sensoren – Testen van sensoren
Driedraadse sensoren
Als voorbeeld een sensor met PNP-uitgang
Het aansluitschema
Testen met V-meter – Je kunt uiteraard met de Vmeter ook over de belasting meten.
Ivan Maesen
87
Sensoren – Testen van sensoren
Tweedraadse
sensoren
Het aansluitschema
Testen met V-meter
Testen met A-meter
Ivan Maesen
88
Sensoren
Ivan Maesen
89
Slide 65
Installatiemethoden 6 ET
Foto Heidelberg
Ivan Maesen
1
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
2
Sensoren - Algemeen
Inductieve sensoren
Capacitieve sensoren
Optische sensoren
Magnetische sensoren
Ultrasone sensoren
Foto Turck
Ivan Maesen
3
Sensoren – Algemene werking
Ivan Maesen
4
Sensoren – Algemene werking
Ivan Maesen
5
Sensoren – Algemene werking
Ivan Maesen
6
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Foto Siemens
Ivan Maesen
7
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Detectie van blik
en deksel
Foto Siemens
Ivan Maesen
8
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Controle van afbreken van
boorkop
Foto Siemens
Ivan Maesen
9
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Positionering en controle
draaizin
Foto Siemens
Ivan Maesen
10
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Standdetectie van een
klep
Foto Siemens
Ivan Maesen
11
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
oscillator
gelijkrichtier
smitt-trigger
versterker
spoel
Ivan Maesen
12
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Warmteontwikkeling
Ivan Maesen
Amplitude
kleiner
13
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Foto Siemens
Ivan Maesen
14
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Detectie vulniveau in
silo
Foto Siemens
Ivan Maesen
15
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Detectie van vulling
van brik
Foto Siemens
Ivan Maesen
16
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Het sensorvlak vormt een condensator. De lucht is het
diëlektricum.
C
A
d
Ivan Maesen
17
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Een niet-metalen object in het detectieveld: de
diëlektrische constante van de middenstof verandert.
C verandert
Ivan Maesen
18
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
De capaciteit wordt bepaald door het diëlektricum en de
afstand d tussen te platen.
C
A
d
Ivan Maesen
19
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Bij een elektrische geleidend object verkleint de afstand
tussen de platen.
C verandert
Ivan Maesen
20
Sensoren – Werking van de optische sensor
Ivan Maesen
21
Sensoren – Werking van de optische sensor
impulsgenerator (modulator)
IR of laser-LED
lichtgevoelige transistor
synchronisatie, gelijkrichter (demodulator)
smitt-trigger
versterker
Ivan Maesen
22
Sensoren – Werking van de ultrasone sensor
Ivan Maesen
23
Sensoren
ultrasone sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Kwaliteitscontrole met
sonar
Foto Siemens
Ivan Maesen
24
Sensoren
ultrasone sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Hoogtemeting met sonar
Foto Siemens
Ivan Maesen
25
Sensoren
ultrasone sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Afstandsmeting met sonar
Foto Siemens
Ivan Maesen
26
Sensoren
ultrasone sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Controle op doorhangen
met sonar
Foto Siemens
Ivan Maesen
27
Sensoren
ultrasone sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Niveaumetingen
met sonar
Foto’s Siemens
Ivan Maesen
28
Sensoren – Werking van de ultrasone sensor
oscillator
gelijkrichtier
smitt-trigger
versterker
piëzo element (opwekken en verwerken geluidsgolven)
Ivan Maesen
29
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen volgens de vorm
Cilindrische sensoren
Balkvormige or rechthoekige sensoren
Ivan Maesen
30
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen vvolgens de vorm
Speciale vormen:
• vork of sleufsensoren,
• ringsensoren,
• …
Foto Turck
Ivan Maesen
31
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Materiaal van de behuizing (cilindrische sensoren)
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
32
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Maten van cilindrische sensoren
Schroefdraad: M 4, M6,5 M8, M12, M18, M30,
PG 36
Gladde uitvoering: Ø11, Ø20, Ø40
Maten van rechthoekige sensoren
Bouwvormen zie maatschetsen catalogie.
Foto Siemens
Ivan Maesen
33
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens aansluiting
• Sensoren met aansluitklemmen
• Aangegoten kabel zonder connector
• Aangegoten kabel met connector
• Sensoren met connnector
Ivan Maesen
34
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens de aansluiting
Aangegoten kabel
Sensoren met
aansluitklem
Ivan Maesen
35
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens aansluiting
Sensoren met connnector
Ivan Maesen
36
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens aansluiting
Sensoren met connector:
aansluitkabels
Ivan Maesen
37
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens aansluiting
Aansluitkabels en aansluitdozen voor sensoren
Foto Turck
Ivan Maesen
38
Sensoren – Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Foto Siemens
Ivan Maesen
39
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger afzonderlijk (directe scan, thru scan)
Groot detectiebereik (tientallen meters)
Geen doorschijnende materialen detecteren
Ivan Maesen
40
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger afzonderlijk (directe scan, thru scan)
Foto Siemens
Ivan Maesen
41
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger afzonderlijk – spiegeling
(specular)
Detecteren van spiegelende opbjecten
Ivan Maesen
42
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, met reflector
(Retroreflex - retroreflective)
Geen glimmende, spiegelende, doorzichtige voorwerpen
Detectieafstand : ca. 5 m
Ivan Maesen
43
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, met reflector
(Retroreflex - retroreflective)
Ivan Maesen
44
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, met reflector
(Retroreflex - retroreflective)
Foto Siemens
Ivan Maesen
45
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Foto’s Siemens
Ivan Maesen
46
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, met reflector
(Polarisatie - polarized)
Wel glimmende, spiegelende, doorzichtige voorwerpen
Detectieafstand : ca. 3 m
Ivan Maesen
47
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Gepolariseerd licht
Spiegelend voorwerp
Ivan Maesen
48
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, objectreflectie
(strooing – diffuse)
Voorwerpen met mat en ruw oppervlak kunnen gedetecteerd worden
Detectieafstand : enkele tientallen centimeters
Ivan Maesen
49
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, objectreflectie
(strooing – diffuse)
Foto Siemens
Ivan Maesen
50
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, objectreflectie focuspunt (convergent)
Preciesiedetectie, achtergrond geen invloed
Detectieafstand : enkele tientallen centimeters
Ivan Maesen
51
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger afzonderlijk, met glasvezels
Ivan Maesen
52
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, objectreflectie,
met glasvezels
Ivan Maesen
53
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Foto Siemens
Ivan Maesen
54
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Lichtgordijn
Multi beam safety senor
Ivan Maesen
55
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Nominale schakelafstand Sn
Afstand waarbij de sensor schakelt
• Genormalisseerd meetobject
• Nominale spanning
• Nominale temperatuur
Ivan Maesen
56
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Werkelijke schakelafstand
Rekening houden met:
• Werkelijke temperatuur
• Nabijheid andere sensoren
• Soort materiaal
• Afmetingen object
• Kleur (optische sensoren)
• …
Ivan Maesen
57
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Werkelijke schakelafstand
Correctiefactoren inductieve schakelaar
- staal
1
- CrNi
0,85
- Al
0,50
- Cu
0,45
- ….
Ivan Maesen
58
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Werkelijke schakelafstand
Correctiefactoren capacitieve schakelaar:
- Staal
1
- Al
0,95
- Cu
0,95
- H2O
0,64
- Plexiglas
0,20
-…
Ivan Maesen
59
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Schakelfrequentie
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.
Ivan Maesen
60
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Uitgangsbelasing
De stroom die de sensor kan schakelen,
uitgedrukt in mA.
Ivan Maesen
61
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Afgeschermde (shielded) en niet-afgeschermde
(unshielded) senoren
Ivan Maesen
62
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Niet-afgeschermde senoren
Kop niet afgeschermd, uit kunststof
Grotere detectieafstand
Inbouwen geeft problemen
Ivan Maesen
Foto Siemens
63
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Afgeschermde senoren
Volledig uit metaal (uitgezonderd detectievlak)
Kleinere detectieafstand
Ivan Maesen
64
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
65
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen inductieve sensoren
Ongevoelig voor trillingen
Geen contactdender
Geen onderhoud, geen slijtage
Kostprijs € 20 tot ca. € 50
Foto Siemens
Ivan Maesen
66
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen inductieve sensoren
Beperkingen
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.
Ivan Maesen
67
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
68
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
69
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen capacitieve sensoren
Beperkingen
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
Ivan Maesen
70
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
71
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen ultrasone sensoren
Beperkingen
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.
Ivan Maesen
72
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
73
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
74
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen optische sensoren
Beperkingen
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.
Ivan Maesen
75
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Rekening houden met:
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
76
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Draadkleur
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
77
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Driedraadse sensor PNP (capacitief)
Ivan Maesen
78
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Driedraadse sensor NPN (inductief)
Ivan Maesen
79
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Vierdraadse sensor PNP
Ivan Maesen
80
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Tweedraadse sensor DC (capacitief)
Ivan Maesen
81
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Tweedraadse NAMUR sensor DC (capacitief)
Ivan Maesen
82
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Tweedraadse sensor AC - NC (inductief)
Ivan Maesen
83
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Tweedraadse sensor AC - NO (inductief)
Ivan Maesen
84
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Vijfdraadse sensor AC (optisch)
Ivan Maesen
85
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Vijfdraadse sensor AC - NO (optisch)
Ivan Maesen
86
Sensoren – Testen van sensoren
Driedraadse sensoren
Als voorbeeld een sensor met PNP-uitgang
Het aansluitschema
Testen met V-meter – Je kunt uiteraard met de Vmeter ook over de belasting meten.
Ivan Maesen
87
Sensoren – Testen van sensoren
Tweedraadse
sensoren
Het aansluitschema
Testen met V-meter
Testen met A-meter
Ivan Maesen
88
Sensoren
Ivan Maesen
89
Slide 66
Installatiemethoden 6 ET
Foto Heidelberg
Ivan Maesen
1
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
2
Sensoren - Algemeen
Inductieve sensoren
Capacitieve sensoren
Optische sensoren
Magnetische sensoren
Ultrasone sensoren
Foto Turck
Ivan Maesen
3
Sensoren – Algemene werking
Ivan Maesen
4
Sensoren – Algemene werking
Ivan Maesen
5
Sensoren – Algemene werking
Ivan Maesen
6
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Foto Siemens
Ivan Maesen
7
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Detectie van blik
en deksel
Foto Siemens
Ivan Maesen
8
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Controle van afbreken van
boorkop
Foto Siemens
Ivan Maesen
9
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Positionering en controle
draaizin
Foto Siemens
Ivan Maesen
10
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Standdetectie van een
klep
Foto Siemens
Ivan Maesen
11
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
oscillator
gelijkrichtier
smitt-trigger
versterker
spoel
Ivan Maesen
12
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Warmteontwikkeling
Ivan Maesen
Amplitude
kleiner
13
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Foto Siemens
Ivan Maesen
14
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Detectie vulniveau in
silo
Foto Siemens
Ivan Maesen
15
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Detectie van vulling
van brik
Foto Siemens
Ivan Maesen
16
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Het sensorvlak vormt een condensator. De lucht is het
diëlektricum.
C
A
d
Ivan Maesen
17
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Een niet-metalen object in het detectieveld: de
diëlektrische constante van de middenstof verandert.
C verandert
Ivan Maesen
18
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
De capaciteit wordt bepaald door het diëlektricum en de
afstand d tussen te platen.
C
A
d
Ivan Maesen
19
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Bij een elektrische geleidend object verkleint de afstand
tussen de platen.
C verandert
Ivan Maesen
20
Sensoren – Werking van de optische sensor
Ivan Maesen
21
Sensoren – Werking van de optische sensor
impulsgenerator (modulator)
IR of laser-LED
lichtgevoelige transistor
synchronisatie, gelijkrichter (demodulator)
smitt-trigger
versterker
Ivan Maesen
22
Sensoren – Werking van de ultrasone sensor
Ivan Maesen
23
Sensoren
ultrasone sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Kwaliteitscontrole met
sonar
Foto Siemens
Ivan Maesen
24
Sensoren
ultrasone sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Hoogtemeting met sonar
Foto Siemens
Ivan Maesen
25
Sensoren
ultrasone sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Afstandsmeting met sonar
Foto Siemens
Ivan Maesen
26
Sensoren
ultrasone sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Controle op doorhangen
met sonar
Foto Siemens
Ivan Maesen
27
Sensoren
ultrasone sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Niveaumetingen
met sonar
Foto’s Siemens
Ivan Maesen
28
Sensoren – Werking van de ultrasone sensor
oscillator
gelijkrichtier
smitt-trigger
versterker
piëzo element (opwekken en verwerken geluidsgolven)
Ivan Maesen
29
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen volgens de vorm
Cilindrische sensoren
Balkvormige or rechthoekige sensoren
Ivan Maesen
30
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen vvolgens de vorm
Speciale vormen:
• vork of sleufsensoren,
• ringsensoren,
• …
Foto Turck
Ivan Maesen
31
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Materiaal van de behuizing (cilindrische sensoren)
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
32
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Maten van cilindrische sensoren
Schroefdraad: M 4, M6,5 M8, M12, M18, M30,
PG 36
Gladde uitvoering: Ø11, Ø20, Ø40
Maten van rechthoekige sensoren
Bouwvormen zie maatschetsen catalogie.
Foto Siemens
Ivan Maesen
33
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens aansluiting
• Sensoren met aansluitklemmen
• Aangegoten kabel zonder connector
• Aangegoten kabel met connector
• Sensoren met connnector
Ivan Maesen
34
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens de aansluiting
Aangegoten kabel
Sensoren met
aansluitklem
Ivan Maesen
35
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens aansluiting
Sensoren met connnector
Ivan Maesen
36
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens aansluiting
Sensoren met connector:
aansluitkabels
Ivan Maesen
37
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens aansluiting
Aansluitkabels en aansluitdozen voor sensoren
Foto Turck
Ivan Maesen
38
Sensoren – Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Foto Siemens
Ivan Maesen
39
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger afzonderlijk (directe scan, thru scan)
Groot detectiebereik (tientallen meters)
Geen doorschijnende materialen detecteren
Ivan Maesen
40
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger afzonderlijk (directe scan, thru scan)
Foto Siemens
Ivan Maesen
41
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger afzonderlijk – spiegeling
(specular)
Detecteren van spiegelende opbjecten
Ivan Maesen
42
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, met reflector
(Retroreflex - retroreflective)
Geen glimmende, spiegelende, doorzichtige voorwerpen
Detectieafstand : ca. 5 m
Ivan Maesen
43
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, met reflector
(Retroreflex - retroreflective)
Ivan Maesen
44
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, met reflector
(Retroreflex - retroreflective)
Foto Siemens
Ivan Maesen
45
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Foto’s Siemens
Ivan Maesen
46
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, met reflector
(Polarisatie - polarized)
Wel glimmende, spiegelende, doorzichtige voorwerpen
Detectieafstand : ca. 3 m
Ivan Maesen
47
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Gepolariseerd licht
Spiegelend voorwerp
Ivan Maesen
48
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, objectreflectie
(strooing – diffuse)
Voorwerpen met mat en ruw oppervlak kunnen gedetecteerd worden
Detectieafstand : enkele tientallen centimeters
Ivan Maesen
49
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, objectreflectie
(strooing – diffuse)
Foto Siemens
Ivan Maesen
50
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, objectreflectie focuspunt (convergent)
Preciesiedetectie, achtergrond geen invloed
Detectieafstand : enkele tientallen centimeters
Ivan Maesen
51
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger afzonderlijk, met glasvezels
Ivan Maesen
52
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, objectreflectie,
met glasvezels
Ivan Maesen
53
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Foto Siemens
Ivan Maesen
54
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Lichtgordijn
Multi beam safety senor
Ivan Maesen
55
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Nominale schakelafstand Sn
Afstand waarbij de sensor schakelt
• Genormalisseerd meetobject
• Nominale spanning
• Nominale temperatuur
Ivan Maesen
56
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Werkelijke schakelafstand
Rekening houden met:
• Werkelijke temperatuur
• Nabijheid andere sensoren
• Soort materiaal
• Afmetingen object
• Kleur (optische sensoren)
• …
Ivan Maesen
57
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Werkelijke schakelafstand
Correctiefactoren inductieve schakelaar
- staal
1
- CrNi
0,85
- Al
0,50
- Cu
0,45
- ….
Ivan Maesen
58
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Werkelijke schakelafstand
Correctiefactoren capacitieve schakelaar:
- Staal
1
- Al
0,95
- Cu
0,95
- H2O
0,64
- Plexiglas
0,20
-…
Ivan Maesen
59
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Schakelfrequentie
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.
Ivan Maesen
60
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Uitgangsbelasing
De stroom die de sensor kan schakelen,
uitgedrukt in mA.
Ivan Maesen
61
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Afgeschermde (shielded) en niet-afgeschermde
(unshielded) senoren
Ivan Maesen
62
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Niet-afgeschermde senoren
Kop niet afgeschermd, uit kunststof
Grotere detectieafstand
Inbouwen geeft problemen
Ivan Maesen
Foto Siemens
63
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Afgeschermde senoren
Volledig uit metaal (uitgezonderd detectievlak)
Kleinere detectieafstand
Ivan Maesen
64
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
65
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen inductieve sensoren
Ongevoelig voor trillingen
Geen contactdender
Geen onderhoud, geen slijtage
Kostprijs € 20 tot ca. € 50
Foto Siemens
Ivan Maesen
66
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen inductieve sensoren
Beperkingen
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.
Ivan Maesen
67
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
68
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
69
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen capacitieve sensoren
Beperkingen
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
Ivan Maesen
70
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
71
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen ultrasone sensoren
Beperkingen
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.
Ivan Maesen
72
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
73
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
74
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen optische sensoren
Beperkingen
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.
Ivan Maesen
75
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Rekening houden met:
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
76
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Draadkleur
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
77
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Driedraadse sensor PNP (capacitief)
Ivan Maesen
78
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Driedraadse sensor NPN (inductief)
Ivan Maesen
79
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Vierdraadse sensor PNP
Ivan Maesen
80
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Tweedraadse sensor DC (capacitief)
Ivan Maesen
81
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Tweedraadse NAMUR sensor DC (capacitief)
Ivan Maesen
82
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Tweedraadse sensor AC - NC (inductief)
Ivan Maesen
83
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Tweedraadse sensor AC - NO (inductief)
Ivan Maesen
84
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Vijfdraadse sensor AC (optisch)
Ivan Maesen
85
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Vijfdraadse sensor AC - NO (optisch)
Ivan Maesen
86
Sensoren – Testen van sensoren
Driedraadse sensoren
Als voorbeeld een sensor met PNP-uitgang
Het aansluitschema
Testen met V-meter – Je kunt uiteraard met de Vmeter ook over de belasting meten.
Ivan Maesen
87
Sensoren – Testen van sensoren
Tweedraadse
sensoren
Het aansluitschema
Testen met V-meter
Testen met A-meter
Ivan Maesen
88
Sensoren
Ivan Maesen
89
Slide 67
Installatiemethoden 6 ET
Foto Heidelberg
Ivan Maesen
1
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
2
Sensoren - Algemeen
Inductieve sensoren
Capacitieve sensoren
Optische sensoren
Magnetische sensoren
Ultrasone sensoren
Foto Turck
Ivan Maesen
3
Sensoren – Algemene werking
Ivan Maesen
4
Sensoren – Algemene werking
Ivan Maesen
5
Sensoren – Algemene werking
Ivan Maesen
6
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Foto Siemens
Ivan Maesen
7
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Detectie van blik
en deksel
Foto Siemens
Ivan Maesen
8
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Controle van afbreken van
boorkop
Foto Siemens
Ivan Maesen
9
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Positionering en controle
draaizin
Foto Siemens
Ivan Maesen
10
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Standdetectie van een
klep
Foto Siemens
Ivan Maesen
11
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
oscillator
gelijkrichtier
smitt-trigger
versterker
spoel
Ivan Maesen
12
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Warmteontwikkeling
Ivan Maesen
Amplitude
kleiner
13
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Foto Siemens
Ivan Maesen
14
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Detectie vulniveau in
silo
Foto Siemens
Ivan Maesen
15
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Detectie van vulling
van brik
Foto Siemens
Ivan Maesen
16
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Het sensorvlak vormt een condensator. De lucht is het
diëlektricum.
C
A
d
Ivan Maesen
17
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Een niet-metalen object in het detectieveld: de
diëlektrische constante van de middenstof verandert.
C verandert
Ivan Maesen
18
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
De capaciteit wordt bepaald door het diëlektricum en de
afstand d tussen te platen.
C
A
d
Ivan Maesen
19
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Bij een elektrische geleidend object verkleint de afstand
tussen de platen.
C verandert
Ivan Maesen
20
Sensoren – Werking van de optische sensor
Ivan Maesen
21
Sensoren – Werking van de optische sensor
impulsgenerator (modulator)
IR of laser-LED
lichtgevoelige transistor
synchronisatie, gelijkrichter (demodulator)
smitt-trigger
versterker
Ivan Maesen
22
Sensoren – Werking van de ultrasone sensor
Ivan Maesen
23
Sensoren
ultrasone sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Kwaliteitscontrole met
sonar
Foto Siemens
Ivan Maesen
24
Sensoren
ultrasone sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Hoogtemeting met sonar
Foto Siemens
Ivan Maesen
25
Sensoren
ultrasone sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Afstandsmeting met sonar
Foto Siemens
Ivan Maesen
26
Sensoren
ultrasone sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Controle op doorhangen
met sonar
Foto Siemens
Ivan Maesen
27
Sensoren
ultrasone sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Niveaumetingen
met sonar
Foto’s Siemens
Ivan Maesen
28
Sensoren – Werking van de ultrasone sensor
oscillator
gelijkrichtier
smitt-trigger
versterker
piëzo element (opwekken en verwerken geluidsgolven)
Ivan Maesen
29
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen volgens de vorm
Cilindrische sensoren
Balkvormige or rechthoekige sensoren
Ivan Maesen
30
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen vvolgens de vorm
Speciale vormen:
• vork of sleufsensoren,
• ringsensoren,
• …
Foto Turck
Ivan Maesen
31
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Materiaal van de behuizing (cilindrische sensoren)
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
32
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Maten van cilindrische sensoren
Schroefdraad: M 4, M6,5 M8, M12, M18, M30,
PG 36
Gladde uitvoering: Ø11, Ø20, Ø40
Maten van rechthoekige sensoren
Bouwvormen zie maatschetsen catalogie.
Foto Siemens
Ivan Maesen
33
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens aansluiting
• Sensoren met aansluitklemmen
• Aangegoten kabel zonder connector
• Aangegoten kabel met connector
• Sensoren met connnector
Ivan Maesen
34
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens de aansluiting
Aangegoten kabel
Sensoren met
aansluitklem
Ivan Maesen
35
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens aansluiting
Sensoren met connnector
Ivan Maesen
36
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens aansluiting
Sensoren met connector:
aansluitkabels
Ivan Maesen
37
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens aansluiting
Aansluitkabels en aansluitdozen voor sensoren
Foto Turck
Ivan Maesen
38
Sensoren – Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Foto Siemens
Ivan Maesen
39
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger afzonderlijk (directe scan, thru scan)
Groot detectiebereik (tientallen meters)
Geen doorschijnende materialen detecteren
Ivan Maesen
40
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger afzonderlijk (directe scan, thru scan)
Foto Siemens
Ivan Maesen
41
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger afzonderlijk – spiegeling
(specular)
Detecteren van spiegelende opbjecten
Ivan Maesen
42
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, met reflector
(Retroreflex - retroreflective)
Geen glimmende, spiegelende, doorzichtige voorwerpen
Detectieafstand : ca. 5 m
Ivan Maesen
43
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, met reflector
(Retroreflex - retroreflective)
Ivan Maesen
44
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, met reflector
(Retroreflex - retroreflective)
Foto Siemens
Ivan Maesen
45
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Foto’s Siemens
Ivan Maesen
46
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, met reflector
(Polarisatie - polarized)
Wel glimmende, spiegelende, doorzichtige voorwerpen
Detectieafstand : ca. 3 m
Ivan Maesen
47
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Gepolariseerd licht
Spiegelend voorwerp
Ivan Maesen
48
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, objectreflectie
(strooing – diffuse)
Voorwerpen met mat en ruw oppervlak kunnen gedetecteerd worden
Detectieafstand : enkele tientallen centimeters
Ivan Maesen
49
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, objectreflectie
(strooing – diffuse)
Foto Siemens
Ivan Maesen
50
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, objectreflectie focuspunt (convergent)
Preciesiedetectie, achtergrond geen invloed
Detectieafstand : enkele tientallen centimeters
Ivan Maesen
51
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger afzonderlijk, met glasvezels
Ivan Maesen
52
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, objectreflectie,
met glasvezels
Ivan Maesen
53
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Foto Siemens
Ivan Maesen
54
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Lichtgordijn
Multi beam safety senor
Ivan Maesen
55
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Nominale schakelafstand Sn
Afstand waarbij de sensor schakelt
• Genormalisseerd meetobject
• Nominale spanning
• Nominale temperatuur
Ivan Maesen
56
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Werkelijke schakelafstand
Rekening houden met:
• Werkelijke temperatuur
• Nabijheid andere sensoren
• Soort materiaal
• Afmetingen object
• Kleur (optische sensoren)
• …
Ivan Maesen
57
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Werkelijke schakelafstand
Correctiefactoren inductieve schakelaar
- staal
1
- CrNi
0,85
- Al
0,50
- Cu
0,45
- ….
Ivan Maesen
58
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Werkelijke schakelafstand
Correctiefactoren capacitieve schakelaar:
- Staal
1
- Al
0,95
- Cu
0,95
- H2O
0,64
- Plexiglas
0,20
-…
Ivan Maesen
59
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Schakelfrequentie
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.
Ivan Maesen
60
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Uitgangsbelasing
De stroom die de sensor kan schakelen,
uitgedrukt in mA.
Ivan Maesen
61
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Afgeschermde (shielded) en niet-afgeschermde
(unshielded) senoren
Ivan Maesen
62
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Niet-afgeschermde senoren
Kop niet afgeschermd, uit kunststof
Grotere detectieafstand
Inbouwen geeft problemen
Ivan Maesen
Foto Siemens
63
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Afgeschermde senoren
Volledig uit metaal (uitgezonderd detectievlak)
Kleinere detectieafstand
Ivan Maesen
64
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
65
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen inductieve sensoren
Ongevoelig voor trillingen
Geen contactdender
Geen onderhoud, geen slijtage
Kostprijs € 20 tot ca. € 50
Foto Siemens
Ivan Maesen
66
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen inductieve sensoren
Beperkingen
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.
Ivan Maesen
67
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
68
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
69
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen capacitieve sensoren
Beperkingen
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
Ivan Maesen
70
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
71
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen ultrasone sensoren
Beperkingen
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.
Ivan Maesen
72
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
73
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
74
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen optische sensoren
Beperkingen
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.
Ivan Maesen
75
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Rekening houden met:
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
76
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Draadkleur
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
77
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Driedraadse sensor PNP (capacitief)
Ivan Maesen
78
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Driedraadse sensor NPN (inductief)
Ivan Maesen
79
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Vierdraadse sensor PNP
Ivan Maesen
80
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Tweedraadse sensor DC (capacitief)
Ivan Maesen
81
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Tweedraadse NAMUR sensor DC (capacitief)
Ivan Maesen
82
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Tweedraadse sensor AC - NC (inductief)
Ivan Maesen
83
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Tweedraadse sensor AC - NO (inductief)
Ivan Maesen
84
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Vijfdraadse sensor AC (optisch)
Ivan Maesen
85
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Vijfdraadse sensor AC - NO (optisch)
Ivan Maesen
86
Sensoren – Testen van sensoren
Driedraadse sensoren
Als voorbeeld een sensor met PNP-uitgang
Het aansluitschema
Testen met V-meter – Je kunt uiteraard met de Vmeter ook over de belasting meten.
Ivan Maesen
87
Sensoren – Testen van sensoren
Tweedraadse
sensoren
Het aansluitschema
Testen met V-meter
Testen met A-meter
Ivan Maesen
88
Sensoren
Ivan Maesen
89
Slide 68
Installatiemethoden 6 ET
Foto Heidelberg
Ivan Maesen
1
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
2
Sensoren - Algemeen
Inductieve sensoren
Capacitieve sensoren
Optische sensoren
Magnetische sensoren
Ultrasone sensoren
Foto Turck
Ivan Maesen
3
Sensoren – Algemene werking
Ivan Maesen
4
Sensoren – Algemene werking
Ivan Maesen
5
Sensoren – Algemene werking
Ivan Maesen
6
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Foto Siemens
Ivan Maesen
7
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Detectie van blik
en deksel
Foto Siemens
Ivan Maesen
8
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Controle van afbreken van
boorkop
Foto Siemens
Ivan Maesen
9
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Positionering en controle
draaizin
Foto Siemens
Ivan Maesen
10
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Standdetectie van een
klep
Foto Siemens
Ivan Maesen
11
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
oscillator
gelijkrichtier
smitt-trigger
versterker
spoel
Ivan Maesen
12
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Warmteontwikkeling
Ivan Maesen
Amplitude
kleiner
13
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Foto Siemens
Ivan Maesen
14
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Detectie vulniveau in
silo
Foto Siemens
Ivan Maesen
15
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Detectie van vulling
van brik
Foto Siemens
Ivan Maesen
16
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Het sensorvlak vormt een condensator. De lucht is het
diëlektricum.
C
A
d
Ivan Maesen
17
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Een niet-metalen object in het detectieveld: de
diëlektrische constante van de middenstof verandert.
C verandert
Ivan Maesen
18
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
De capaciteit wordt bepaald door het diëlektricum en de
afstand d tussen te platen.
C
A
d
Ivan Maesen
19
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Bij een elektrische geleidend object verkleint de afstand
tussen de platen.
C verandert
Ivan Maesen
20
Sensoren – Werking van de optische sensor
Ivan Maesen
21
Sensoren – Werking van de optische sensor
impulsgenerator (modulator)
IR of laser-LED
lichtgevoelige transistor
synchronisatie, gelijkrichter (demodulator)
smitt-trigger
versterker
Ivan Maesen
22
Sensoren – Werking van de ultrasone sensor
Ivan Maesen
23
Sensoren
ultrasone sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Kwaliteitscontrole met
sonar
Foto Siemens
Ivan Maesen
24
Sensoren
ultrasone sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Hoogtemeting met sonar
Foto Siemens
Ivan Maesen
25
Sensoren
ultrasone sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Afstandsmeting met sonar
Foto Siemens
Ivan Maesen
26
Sensoren
ultrasone sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Controle op doorhangen
met sonar
Foto Siemens
Ivan Maesen
27
Sensoren
ultrasone sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Niveaumetingen
met sonar
Foto’s Siemens
Ivan Maesen
28
Sensoren – Werking van de ultrasone sensor
oscillator
gelijkrichtier
smitt-trigger
versterker
piëzo element (opwekken en verwerken geluidsgolven)
Ivan Maesen
29
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen volgens de vorm
Cilindrische sensoren
Balkvormige or rechthoekige sensoren
Ivan Maesen
30
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen vvolgens de vorm
Speciale vormen:
• vork of sleufsensoren,
• ringsensoren,
• …
Foto Turck
Ivan Maesen
31
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Materiaal van de behuizing (cilindrische sensoren)
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
32
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Maten van cilindrische sensoren
Schroefdraad: M 4, M6,5 M8, M12, M18, M30,
PG 36
Gladde uitvoering: Ø11, Ø20, Ø40
Maten van rechthoekige sensoren
Bouwvormen zie maatschetsen catalogie.
Foto Siemens
Ivan Maesen
33
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens aansluiting
• Sensoren met aansluitklemmen
• Aangegoten kabel zonder connector
• Aangegoten kabel met connector
• Sensoren met connnector
Ivan Maesen
34
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens de aansluiting
Aangegoten kabel
Sensoren met
aansluitklem
Ivan Maesen
35
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens aansluiting
Sensoren met connnector
Ivan Maesen
36
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens aansluiting
Sensoren met connector:
aansluitkabels
Ivan Maesen
37
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens aansluiting
Aansluitkabels en aansluitdozen voor sensoren
Foto Turck
Ivan Maesen
38
Sensoren – Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Foto Siemens
Ivan Maesen
39
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger afzonderlijk (directe scan, thru scan)
Groot detectiebereik (tientallen meters)
Geen doorschijnende materialen detecteren
Ivan Maesen
40
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger afzonderlijk (directe scan, thru scan)
Foto Siemens
Ivan Maesen
41
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger afzonderlijk – spiegeling
(specular)
Detecteren van spiegelende opbjecten
Ivan Maesen
42
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, met reflector
(Retroreflex - retroreflective)
Geen glimmende, spiegelende, doorzichtige voorwerpen
Detectieafstand : ca. 5 m
Ivan Maesen
43
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, met reflector
(Retroreflex - retroreflective)
Ivan Maesen
44
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, met reflector
(Retroreflex - retroreflective)
Foto Siemens
Ivan Maesen
45
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Foto’s Siemens
Ivan Maesen
46
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, met reflector
(Polarisatie - polarized)
Wel glimmende, spiegelende, doorzichtige voorwerpen
Detectieafstand : ca. 3 m
Ivan Maesen
47
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Gepolariseerd licht
Spiegelend voorwerp
Ivan Maesen
48
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, objectreflectie
(strooing – diffuse)
Voorwerpen met mat en ruw oppervlak kunnen gedetecteerd worden
Detectieafstand : enkele tientallen centimeters
Ivan Maesen
49
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, objectreflectie
(strooing – diffuse)
Foto Siemens
Ivan Maesen
50
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, objectreflectie focuspunt (convergent)
Preciesiedetectie, achtergrond geen invloed
Detectieafstand : enkele tientallen centimeters
Ivan Maesen
51
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger afzonderlijk, met glasvezels
Ivan Maesen
52
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, objectreflectie,
met glasvezels
Ivan Maesen
53
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Foto Siemens
Ivan Maesen
54
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Lichtgordijn
Multi beam safety senor
Ivan Maesen
55
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Nominale schakelafstand Sn
Afstand waarbij de sensor schakelt
• Genormalisseerd meetobject
• Nominale spanning
• Nominale temperatuur
Ivan Maesen
56
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Werkelijke schakelafstand
Rekening houden met:
• Werkelijke temperatuur
• Nabijheid andere sensoren
• Soort materiaal
• Afmetingen object
• Kleur (optische sensoren)
• …
Ivan Maesen
57
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Werkelijke schakelafstand
Correctiefactoren inductieve schakelaar
- staal
1
- CrNi
0,85
- Al
0,50
- Cu
0,45
- ….
Ivan Maesen
58
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Werkelijke schakelafstand
Correctiefactoren capacitieve schakelaar:
- Staal
1
- Al
0,95
- Cu
0,95
- H2O
0,64
- Plexiglas
0,20
-…
Ivan Maesen
59
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Schakelfrequentie
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.
Ivan Maesen
60
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Uitgangsbelasing
De stroom die de sensor kan schakelen,
uitgedrukt in mA.
Ivan Maesen
61
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Afgeschermde (shielded) en niet-afgeschermde
(unshielded) senoren
Ivan Maesen
62
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Niet-afgeschermde senoren
Kop niet afgeschermd, uit kunststof
Grotere detectieafstand
Inbouwen geeft problemen
Ivan Maesen
Foto Siemens
63
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Afgeschermde senoren
Volledig uit metaal (uitgezonderd detectievlak)
Kleinere detectieafstand
Ivan Maesen
64
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
65
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen inductieve sensoren
Ongevoelig voor trillingen
Geen contactdender
Geen onderhoud, geen slijtage
Kostprijs € 20 tot ca. € 50
Foto Siemens
Ivan Maesen
66
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen inductieve sensoren
Beperkingen
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.
Ivan Maesen
67
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
68
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
69
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen capacitieve sensoren
Beperkingen
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
Ivan Maesen
70
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
71
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen ultrasone sensoren
Beperkingen
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.
Ivan Maesen
72
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
73
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
74
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen optische sensoren
Beperkingen
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.
Ivan Maesen
75
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Rekening houden met:
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
76
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Draadkleur
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
77
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Driedraadse sensor PNP (capacitief)
Ivan Maesen
78
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Driedraadse sensor NPN (inductief)
Ivan Maesen
79
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Vierdraadse sensor PNP
Ivan Maesen
80
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Tweedraadse sensor DC (capacitief)
Ivan Maesen
81
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Tweedraadse NAMUR sensor DC (capacitief)
Ivan Maesen
82
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Tweedraadse sensor AC - NC (inductief)
Ivan Maesen
83
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Tweedraadse sensor AC - NO (inductief)
Ivan Maesen
84
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Vijfdraadse sensor AC (optisch)
Ivan Maesen
85
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Vijfdraadse sensor AC - NO (optisch)
Ivan Maesen
86
Sensoren – Testen van sensoren
Driedraadse sensoren
Als voorbeeld een sensor met PNP-uitgang
Het aansluitschema
Testen met V-meter – Je kunt uiteraard met de Vmeter ook over de belasting meten.
Ivan Maesen
87
Sensoren – Testen van sensoren
Tweedraadse
sensoren
Het aansluitschema
Testen met V-meter
Testen met A-meter
Ivan Maesen
88
Sensoren
Ivan Maesen
89
Slide 69
Installatiemethoden 6 ET
Foto Heidelberg
Ivan Maesen
1
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
2
Sensoren - Algemeen
Inductieve sensoren
Capacitieve sensoren
Optische sensoren
Magnetische sensoren
Ultrasone sensoren
Foto Turck
Ivan Maesen
3
Sensoren – Algemene werking
Ivan Maesen
4
Sensoren – Algemene werking
Ivan Maesen
5
Sensoren – Algemene werking
Ivan Maesen
6
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Foto Siemens
Ivan Maesen
7
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Detectie van blik
en deksel
Foto Siemens
Ivan Maesen
8
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Controle van afbreken van
boorkop
Foto Siemens
Ivan Maesen
9
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Positionering en controle
draaizin
Foto Siemens
Ivan Maesen
10
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Standdetectie van een
klep
Foto Siemens
Ivan Maesen
11
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
oscillator
gelijkrichtier
smitt-trigger
versterker
spoel
Ivan Maesen
12
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Warmteontwikkeling
Ivan Maesen
Amplitude
kleiner
13
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Foto Siemens
Ivan Maesen
14
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Detectie vulniveau in
silo
Foto Siemens
Ivan Maesen
15
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Detectie van vulling
van brik
Foto Siemens
Ivan Maesen
16
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Het sensorvlak vormt een condensator. De lucht is het
diëlektricum.
C
A
d
Ivan Maesen
17
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Een niet-metalen object in het detectieveld: de
diëlektrische constante van de middenstof verandert.
C verandert
Ivan Maesen
18
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
De capaciteit wordt bepaald door het diëlektricum en de
afstand d tussen te platen.
C
A
d
Ivan Maesen
19
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Bij een elektrische geleidend object verkleint de afstand
tussen de platen.
C verandert
Ivan Maesen
20
Sensoren – Werking van de optische sensor
Ivan Maesen
21
Sensoren – Werking van de optische sensor
impulsgenerator (modulator)
IR of laser-LED
lichtgevoelige transistor
synchronisatie, gelijkrichter (demodulator)
smitt-trigger
versterker
Ivan Maesen
22
Sensoren – Werking van de ultrasone sensor
Ivan Maesen
23
Sensoren
ultrasone sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Kwaliteitscontrole met
sonar
Foto Siemens
Ivan Maesen
24
Sensoren
ultrasone sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Hoogtemeting met sonar
Foto Siemens
Ivan Maesen
25
Sensoren
ultrasone sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Afstandsmeting met sonar
Foto Siemens
Ivan Maesen
26
Sensoren
ultrasone sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Controle op doorhangen
met sonar
Foto Siemens
Ivan Maesen
27
Sensoren
ultrasone sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Niveaumetingen
met sonar
Foto’s Siemens
Ivan Maesen
28
Sensoren – Werking van de ultrasone sensor
oscillator
gelijkrichtier
smitt-trigger
versterker
piëzo element (opwekken en verwerken geluidsgolven)
Ivan Maesen
29
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen volgens de vorm
Cilindrische sensoren
Balkvormige or rechthoekige sensoren
Ivan Maesen
30
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen vvolgens de vorm
Speciale vormen:
• vork of sleufsensoren,
• ringsensoren,
• …
Foto Turck
Ivan Maesen
31
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Materiaal van de behuizing (cilindrische sensoren)
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
32
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Maten van cilindrische sensoren
Schroefdraad: M 4, M6,5 M8, M12, M18, M30,
PG 36
Gladde uitvoering: Ø11, Ø20, Ø40
Maten van rechthoekige sensoren
Bouwvormen zie maatschetsen catalogie.
Foto Siemens
Ivan Maesen
33
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens aansluiting
• Sensoren met aansluitklemmen
• Aangegoten kabel zonder connector
• Aangegoten kabel met connector
• Sensoren met connnector
Ivan Maesen
34
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens de aansluiting
Aangegoten kabel
Sensoren met
aansluitklem
Ivan Maesen
35
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens aansluiting
Sensoren met connnector
Ivan Maesen
36
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens aansluiting
Sensoren met connector:
aansluitkabels
Ivan Maesen
37
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens aansluiting
Aansluitkabels en aansluitdozen voor sensoren
Foto Turck
Ivan Maesen
38
Sensoren – Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Foto Siemens
Ivan Maesen
39
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger afzonderlijk (directe scan, thru scan)
Groot detectiebereik (tientallen meters)
Geen doorschijnende materialen detecteren
Ivan Maesen
40
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger afzonderlijk (directe scan, thru scan)
Foto Siemens
Ivan Maesen
41
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger afzonderlijk – spiegeling
(specular)
Detecteren van spiegelende opbjecten
Ivan Maesen
42
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, met reflector
(Retroreflex - retroreflective)
Geen glimmende, spiegelende, doorzichtige voorwerpen
Detectieafstand : ca. 5 m
Ivan Maesen
43
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, met reflector
(Retroreflex - retroreflective)
Ivan Maesen
44
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, met reflector
(Retroreflex - retroreflective)
Foto Siemens
Ivan Maesen
45
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Foto’s Siemens
Ivan Maesen
46
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, met reflector
(Polarisatie - polarized)
Wel glimmende, spiegelende, doorzichtige voorwerpen
Detectieafstand : ca. 3 m
Ivan Maesen
47
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Gepolariseerd licht
Spiegelend voorwerp
Ivan Maesen
48
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, objectreflectie
(strooing – diffuse)
Voorwerpen met mat en ruw oppervlak kunnen gedetecteerd worden
Detectieafstand : enkele tientallen centimeters
Ivan Maesen
49
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, objectreflectie
(strooing – diffuse)
Foto Siemens
Ivan Maesen
50
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, objectreflectie focuspunt (convergent)
Preciesiedetectie, achtergrond geen invloed
Detectieafstand : enkele tientallen centimeters
Ivan Maesen
51
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger afzonderlijk, met glasvezels
Ivan Maesen
52
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, objectreflectie,
met glasvezels
Ivan Maesen
53
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Foto Siemens
Ivan Maesen
54
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Lichtgordijn
Multi beam safety senor
Ivan Maesen
55
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Nominale schakelafstand Sn
Afstand waarbij de sensor schakelt
• Genormalisseerd meetobject
• Nominale spanning
• Nominale temperatuur
Ivan Maesen
56
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Werkelijke schakelafstand
Rekening houden met:
• Werkelijke temperatuur
• Nabijheid andere sensoren
• Soort materiaal
• Afmetingen object
• Kleur (optische sensoren)
• …
Ivan Maesen
57
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Werkelijke schakelafstand
Correctiefactoren inductieve schakelaar
- staal
1
- CrNi
0,85
- Al
0,50
- Cu
0,45
- ….
Ivan Maesen
58
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Werkelijke schakelafstand
Correctiefactoren capacitieve schakelaar:
- Staal
1
- Al
0,95
- Cu
0,95
- H2O
0,64
- Plexiglas
0,20
-…
Ivan Maesen
59
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Schakelfrequentie
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.
Ivan Maesen
60
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Uitgangsbelasing
De stroom die de sensor kan schakelen,
uitgedrukt in mA.
Ivan Maesen
61
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Afgeschermde (shielded) en niet-afgeschermde
(unshielded) senoren
Ivan Maesen
62
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Niet-afgeschermde senoren
Kop niet afgeschermd, uit kunststof
Grotere detectieafstand
Inbouwen geeft problemen
Ivan Maesen
Foto Siemens
63
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Afgeschermde senoren
Volledig uit metaal (uitgezonderd detectievlak)
Kleinere detectieafstand
Ivan Maesen
64
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
65
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen inductieve sensoren
Ongevoelig voor trillingen
Geen contactdender
Geen onderhoud, geen slijtage
Kostprijs € 20 tot ca. € 50
Foto Siemens
Ivan Maesen
66
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen inductieve sensoren
Beperkingen
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.
Ivan Maesen
67
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
68
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
69
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen capacitieve sensoren
Beperkingen
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
Ivan Maesen
70
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
71
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen ultrasone sensoren
Beperkingen
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.
Ivan Maesen
72
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
73
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
74
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen optische sensoren
Beperkingen
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.
Ivan Maesen
75
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Rekening houden met:
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
76
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Draadkleur
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
77
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Driedraadse sensor PNP (capacitief)
Ivan Maesen
78
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Driedraadse sensor NPN (inductief)
Ivan Maesen
79
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Vierdraadse sensor PNP
Ivan Maesen
80
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Tweedraadse sensor DC (capacitief)
Ivan Maesen
81
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Tweedraadse NAMUR sensor DC (capacitief)
Ivan Maesen
82
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Tweedraadse sensor AC - NC (inductief)
Ivan Maesen
83
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Tweedraadse sensor AC - NO (inductief)
Ivan Maesen
84
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Vijfdraadse sensor AC (optisch)
Ivan Maesen
85
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Vijfdraadse sensor AC - NO (optisch)
Ivan Maesen
86
Sensoren – Testen van sensoren
Driedraadse sensoren
Als voorbeeld een sensor met PNP-uitgang
Het aansluitschema
Testen met V-meter – Je kunt uiteraard met de Vmeter ook over de belasting meten.
Ivan Maesen
87
Sensoren – Testen van sensoren
Tweedraadse
sensoren
Het aansluitschema
Testen met V-meter
Testen met A-meter
Ivan Maesen
88
Sensoren
Ivan Maesen
89
Slide 70
Installatiemethoden 6 ET
Foto Heidelberg
Ivan Maesen
1
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
2
Sensoren - Algemeen
Inductieve sensoren
Capacitieve sensoren
Optische sensoren
Magnetische sensoren
Ultrasone sensoren
Foto Turck
Ivan Maesen
3
Sensoren – Algemene werking
Ivan Maesen
4
Sensoren – Algemene werking
Ivan Maesen
5
Sensoren – Algemene werking
Ivan Maesen
6
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Foto Siemens
Ivan Maesen
7
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Detectie van blik
en deksel
Foto Siemens
Ivan Maesen
8
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Controle van afbreken van
boorkop
Foto Siemens
Ivan Maesen
9
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Positionering en controle
draaizin
Foto Siemens
Ivan Maesen
10
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Standdetectie van een
klep
Foto Siemens
Ivan Maesen
11
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
oscillator
gelijkrichtier
smitt-trigger
versterker
spoel
Ivan Maesen
12
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Warmteontwikkeling
Ivan Maesen
Amplitude
kleiner
13
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Foto Siemens
Ivan Maesen
14
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Detectie vulniveau in
silo
Foto Siemens
Ivan Maesen
15
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Detectie van vulling
van brik
Foto Siemens
Ivan Maesen
16
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Het sensorvlak vormt een condensator. De lucht is het
diëlektricum.
C
A
d
Ivan Maesen
17
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Een niet-metalen object in het detectieveld: de
diëlektrische constante van de middenstof verandert.
C verandert
Ivan Maesen
18
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
De capaciteit wordt bepaald door het diëlektricum en de
afstand d tussen te platen.
C
A
d
Ivan Maesen
19
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Bij een elektrische geleidend object verkleint de afstand
tussen de platen.
C verandert
Ivan Maesen
20
Sensoren – Werking van de optische sensor
Ivan Maesen
21
Sensoren – Werking van de optische sensor
impulsgenerator (modulator)
IR of laser-LED
lichtgevoelige transistor
synchronisatie, gelijkrichter (demodulator)
smitt-trigger
versterker
Ivan Maesen
22
Sensoren – Werking van de ultrasone sensor
Ivan Maesen
23
Sensoren
ultrasone sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Kwaliteitscontrole met
sonar
Foto Siemens
Ivan Maesen
24
Sensoren
ultrasone sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Hoogtemeting met sonar
Foto Siemens
Ivan Maesen
25
Sensoren
ultrasone sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Afstandsmeting met sonar
Foto Siemens
Ivan Maesen
26
Sensoren
ultrasone sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Controle op doorhangen
met sonar
Foto Siemens
Ivan Maesen
27
Sensoren
ultrasone sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Niveaumetingen
met sonar
Foto’s Siemens
Ivan Maesen
28
Sensoren – Werking van de ultrasone sensor
oscillator
gelijkrichtier
smitt-trigger
versterker
piëzo element (opwekken en verwerken geluidsgolven)
Ivan Maesen
29
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen volgens de vorm
Cilindrische sensoren
Balkvormige or rechthoekige sensoren
Ivan Maesen
30
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen vvolgens de vorm
Speciale vormen:
• vork of sleufsensoren,
• ringsensoren,
• …
Foto Turck
Ivan Maesen
31
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Materiaal van de behuizing (cilindrische sensoren)
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
32
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Maten van cilindrische sensoren
Schroefdraad: M 4, M6,5 M8, M12, M18, M30,
PG 36
Gladde uitvoering: Ø11, Ø20, Ø40
Maten van rechthoekige sensoren
Bouwvormen zie maatschetsen catalogie.
Foto Siemens
Ivan Maesen
33
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens aansluiting
• Sensoren met aansluitklemmen
• Aangegoten kabel zonder connector
• Aangegoten kabel met connector
• Sensoren met connnector
Ivan Maesen
34
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens de aansluiting
Aangegoten kabel
Sensoren met
aansluitklem
Ivan Maesen
35
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens aansluiting
Sensoren met connnector
Ivan Maesen
36
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens aansluiting
Sensoren met connector:
aansluitkabels
Ivan Maesen
37
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens aansluiting
Aansluitkabels en aansluitdozen voor sensoren
Foto Turck
Ivan Maesen
38
Sensoren – Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Foto Siemens
Ivan Maesen
39
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger afzonderlijk (directe scan, thru scan)
Groot detectiebereik (tientallen meters)
Geen doorschijnende materialen detecteren
Ivan Maesen
40
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger afzonderlijk (directe scan, thru scan)
Foto Siemens
Ivan Maesen
41
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger afzonderlijk – spiegeling
(specular)
Detecteren van spiegelende opbjecten
Ivan Maesen
42
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, met reflector
(Retroreflex - retroreflective)
Geen glimmende, spiegelende, doorzichtige voorwerpen
Detectieafstand : ca. 5 m
Ivan Maesen
43
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, met reflector
(Retroreflex - retroreflective)
Ivan Maesen
44
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, met reflector
(Retroreflex - retroreflective)
Foto Siemens
Ivan Maesen
45
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Foto’s Siemens
Ivan Maesen
46
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, met reflector
(Polarisatie - polarized)
Wel glimmende, spiegelende, doorzichtige voorwerpen
Detectieafstand : ca. 3 m
Ivan Maesen
47
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Gepolariseerd licht
Spiegelend voorwerp
Ivan Maesen
48
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, objectreflectie
(strooing – diffuse)
Voorwerpen met mat en ruw oppervlak kunnen gedetecteerd worden
Detectieafstand : enkele tientallen centimeters
Ivan Maesen
49
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, objectreflectie
(strooing – diffuse)
Foto Siemens
Ivan Maesen
50
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, objectreflectie focuspunt (convergent)
Preciesiedetectie, achtergrond geen invloed
Detectieafstand : enkele tientallen centimeters
Ivan Maesen
51
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger afzonderlijk, met glasvezels
Ivan Maesen
52
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, objectreflectie,
met glasvezels
Ivan Maesen
53
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Foto Siemens
Ivan Maesen
54
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Lichtgordijn
Multi beam safety senor
Ivan Maesen
55
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Nominale schakelafstand Sn
Afstand waarbij de sensor schakelt
• Genormalisseerd meetobject
• Nominale spanning
• Nominale temperatuur
Ivan Maesen
56
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Werkelijke schakelafstand
Rekening houden met:
• Werkelijke temperatuur
• Nabijheid andere sensoren
• Soort materiaal
• Afmetingen object
• Kleur (optische sensoren)
• …
Ivan Maesen
57
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Werkelijke schakelafstand
Correctiefactoren inductieve schakelaar
- staal
1
- CrNi
0,85
- Al
0,50
- Cu
0,45
- ….
Ivan Maesen
58
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Werkelijke schakelafstand
Correctiefactoren capacitieve schakelaar:
- Staal
1
- Al
0,95
- Cu
0,95
- H2O
0,64
- Plexiglas
0,20
-…
Ivan Maesen
59
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Schakelfrequentie
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.
Ivan Maesen
60
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Uitgangsbelasing
De stroom die de sensor kan schakelen,
uitgedrukt in mA.
Ivan Maesen
61
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Afgeschermde (shielded) en niet-afgeschermde
(unshielded) senoren
Ivan Maesen
62
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Niet-afgeschermde senoren
Kop niet afgeschermd, uit kunststof
Grotere detectieafstand
Inbouwen geeft problemen
Ivan Maesen
Foto Siemens
63
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Afgeschermde senoren
Volledig uit metaal (uitgezonderd detectievlak)
Kleinere detectieafstand
Ivan Maesen
64
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
65
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen inductieve sensoren
Ongevoelig voor trillingen
Geen contactdender
Geen onderhoud, geen slijtage
Kostprijs € 20 tot ca. € 50
Foto Siemens
Ivan Maesen
66
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen inductieve sensoren
Beperkingen
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.
Ivan Maesen
67
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
68
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
69
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen capacitieve sensoren
Beperkingen
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
Ivan Maesen
70
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
71
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen ultrasone sensoren
Beperkingen
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.
Ivan Maesen
72
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
73
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
74
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen optische sensoren
Beperkingen
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.
Ivan Maesen
75
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Rekening houden met:
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
76
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Draadkleur
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
77
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Driedraadse sensor PNP (capacitief)
Ivan Maesen
78
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Driedraadse sensor NPN (inductief)
Ivan Maesen
79
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Vierdraadse sensor PNP
Ivan Maesen
80
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Tweedraadse sensor DC (capacitief)
Ivan Maesen
81
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Tweedraadse NAMUR sensor DC (capacitief)
Ivan Maesen
82
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Tweedraadse sensor AC - NC (inductief)
Ivan Maesen
83
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Tweedraadse sensor AC - NO (inductief)
Ivan Maesen
84
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Vijfdraadse sensor AC (optisch)
Ivan Maesen
85
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Vijfdraadse sensor AC - NO (optisch)
Ivan Maesen
86
Sensoren – Testen van sensoren
Driedraadse sensoren
Als voorbeeld een sensor met PNP-uitgang
Het aansluitschema
Testen met V-meter – Je kunt uiteraard met de Vmeter ook over de belasting meten.
Ivan Maesen
87
Sensoren – Testen van sensoren
Tweedraadse
sensoren
Het aansluitschema
Testen met V-meter
Testen met A-meter
Ivan Maesen
88
Sensoren
Ivan Maesen
89
Slide 71
Installatiemethoden 6 ET
Foto Heidelberg
Ivan Maesen
1
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
2
Sensoren - Algemeen
Inductieve sensoren
Capacitieve sensoren
Optische sensoren
Magnetische sensoren
Ultrasone sensoren
Foto Turck
Ivan Maesen
3
Sensoren – Algemene werking
Ivan Maesen
4
Sensoren – Algemene werking
Ivan Maesen
5
Sensoren – Algemene werking
Ivan Maesen
6
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Foto Siemens
Ivan Maesen
7
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Detectie van blik
en deksel
Foto Siemens
Ivan Maesen
8
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Controle van afbreken van
boorkop
Foto Siemens
Ivan Maesen
9
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Positionering en controle
draaizin
Foto Siemens
Ivan Maesen
10
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Standdetectie van een
klep
Foto Siemens
Ivan Maesen
11
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
oscillator
gelijkrichtier
smitt-trigger
versterker
spoel
Ivan Maesen
12
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Warmteontwikkeling
Ivan Maesen
Amplitude
kleiner
13
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Foto Siemens
Ivan Maesen
14
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Detectie vulniveau in
silo
Foto Siemens
Ivan Maesen
15
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Detectie van vulling
van brik
Foto Siemens
Ivan Maesen
16
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Het sensorvlak vormt een condensator. De lucht is het
diëlektricum.
C
A
d
Ivan Maesen
17
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Een niet-metalen object in het detectieveld: de
diëlektrische constante van de middenstof verandert.
C verandert
Ivan Maesen
18
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
De capaciteit wordt bepaald door het diëlektricum en de
afstand d tussen te platen.
C
A
d
Ivan Maesen
19
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Bij een elektrische geleidend object verkleint de afstand
tussen de platen.
C verandert
Ivan Maesen
20
Sensoren – Werking van de optische sensor
Ivan Maesen
21
Sensoren – Werking van de optische sensor
impulsgenerator (modulator)
IR of laser-LED
lichtgevoelige transistor
synchronisatie, gelijkrichter (demodulator)
smitt-trigger
versterker
Ivan Maesen
22
Sensoren – Werking van de ultrasone sensor
Ivan Maesen
23
Sensoren
ultrasone sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Kwaliteitscontrole met
sonar
Foto Siemens
Ivan Maesen
24
Sensoren
ultrasone sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Hoogtemeting met sonar
Foto Siemens
Ivan Maesen
25
Sensoren
ultrasone sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Afstandsmeting met sonar
Foto Siemens
Ivan Maesen
26
Sensoren
ultrasone sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Controle op doorhangen
met sonar
Foto Siemens
Ivan Maesen
27
Sensoren
ultrasone sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Niveaumetingen
met sonar
Foto’s Siemens
Ivan Maesen
28
Sensoren – Werking van de ultrasone sensor
oscillator
gelijkrichtier
smitt-trigger
versterker
piëzo element (opwekken en verwerken geluidsgolven)
Ivan Maesen
29
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen volgens de vorm
Cilindrische sensoren
Balkvormige or rechthoekige sensoren
Ivan Maesen
30
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen vvolgens de vorm
Speciale vormen:
• vork of sleufsensoren,
• ringsensoren,
• …
Foto Turck
Ivan Maesen
31
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Materiaal van de behuizing (cilindrische sensoren)
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
32
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Maten van cilindrische sensoren
Schroefdraad: M 4, M6,5 M8, M12, M18, M30,
PG 36
Gladde uitvoering: Ø11, Ø20, Ø40
Maten van rechthoekige sensoren
Bouwvormen zie maatschetsen catalogie.
Foto Siemens
Ivan Maesen
33
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens aansluiting
• Sensoren met aansluitklemmen
• Aangegoten kabel zonder connector
• Aangegoten kabel met connector
• Sensoren met connnector
Ivan Maesen
34
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens de aansluiting
Aangegoten kabel
Sensoren met
aansluitklem
Ivan Maesen
35
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens aansluiting
Sensoren met connnector
Ivan Maesen
36
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens aansluiting
Sensoren met connector:
aansluitkabels
Ivan Maesen
37
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens aansluiting
Aansluitkabels en aansluitdozen voor sensoren
Foto Turck
Ivan Maesen
38
Sensoren – Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Foto Siemens
Ivan Maesen
39
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger afzonderlijk (directe scan, thru scan)
Groot detectiebereik (tientallen meters)
Geen doorschijnende materialen detecteren
Ivan Maesen
40
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger afzonderlijk (directe scan, thru scan)
Foto Siemens
Ivan Maesen
41
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger afzonderlijk – spiegeling
(specular)
Detecteren van spiegelende opbjecten
Ivan Maesen
42
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, met reflector
(Retroreflex - retroreflective)
Geen glimmende, spiegelende, doorzichtige voorwerpen
Detectieafstand : ca. 5 m
Ivan Maesen
43
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, met reflector
(Retroreflex - retroreflective)
Ivan Maesen
44
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, met reflector
(Retroreflex - retroreflective)
Foto Siemens
Ivan Maesen
45
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Foto’s Siemens
Ivan Maesen
46
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, met reflector
(Polarisatie - polarized)
Wel glimmende, spiegelende, doorzichtige voorwerpen
Detectieafstand : ca. 3 m
Ivan Maesen
47
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Gepolariseerd licht
Spiegelend voorwerp
Ivan Maesen
48
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, objectreflectie
(strooing – diffuse)
Voorwerpen met mat en ruw oppervlak kunnen gedetecteerd worden
Detectieafstand : enkele tientallen centimeters
Ivan Maesen
49
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, objectreflectie
(strooing – diffuse)
Foto Siemens
Ivan Maesen
50
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, objectreflectie focuspunt (convergent)
Preciesiedetectie, achtergrond geen invloed
Detectieafstand : enkele tientallen centimeters
Ivan Maesen
51
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger afzonderlijk, met glasvezels
Ivan Maesen
52
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, objectreflectie,
met glasvezels
Ivan Maesen
53
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Foto Siemens
Ivan Maesen
54
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Lichtgordijn
Multi beam safety senor
Ivan Maesen
55
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Nominale schakelafstand Sn
Afstand waarbij de sensor schakelt
• Genormalisseerd meetobject
• Nominale spanning
• Nominale temperatuur
Ivan Maesen
56
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Werkelijke schakelafstand
Rekening houden met:
• Werkelijke temperatuur
• Nabijheid andere sensoren
• Soort materiaal
• Afmetingen object
• Kleur (optische sensoren)
• …
Ivan Maesen
57
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Werkelijke schakelafstand
Correctiefactoren inductieve schakelaar
- staal
1
- CrNi
0,85
- Al
0,50
- Cu
0,45
- ….
Ivan Maesen
58
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Werkelijke schakelafstand
Correctiefactoren capacitieve schakelaar:
- Staal
1
- Al
0,95
- Cu
0,95
- H2O
0,64
- Plexiglas
0,20
-…
Ivan Maesen
59
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Schakelfrequentie
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.
Ivan Maesen
60
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Uitgangsbelasing
De stroom die de sensor kan schakelen,
uitgedrukt in mA.
Ivan Maesen
61
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Afgeschermde (shielded) en niet-afgeschermde
(unshielded) senoren
Ivan Maesen
62
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Niet-afgeschermde senoren
Kop niet afgeschermd, uit kunststof
Grotere detectieafstand
Inbouwen geeft problemen
Ivan Maesen
Foto Siemens
63
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Afgeschermde senoren
Volledig uit metaal (uitgezonderd detectievlak)
Kleinere detectieafstand
Ivan Maesen
64
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
65
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen inductieve sensoren
Ongevoelig voor trillingen
Geen contactdender
Geen onderhoud, geen slijtage
Kostprijs € 20 tot ca. € 50
Foto Siemens
Ivan Maesen
66
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen inductieve sensoren
Beperkingen
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.
Ivan Maesen
67
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
68
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
69
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen capacitieve sensoren
Beperkingen
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
Ivan Maesen
70
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
71
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen ultrasone sensoren
Beperkingen
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.
Ivan Maesen
72
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
73
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
74
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen optische sensoren
Beperkingen
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.
Ivan Maesen
75
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Rekening houden met:
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
76
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Draadkleur
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
77
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Driedraadse sensor PNP (capacitief)
Ivan Maesen
78
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Driedraadse sensor NPN (inductief)
Ivan Maesen
79
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Vierdraadse sensor PNP
Ivan Maesen
80
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Tweedraadse sensor DC (capacitief)
Ivan Maesen
81
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Tweedraadse NAMUR sensor DC (capacitief)
Ivan Maesen
82
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Tweedraadse sensor AC - NC (inductief)
Ivan Maesen
83
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Tweedraadse sensor AC - NO (inductief)
Ivan Maesen
84
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Vijfdraadse sensor AC (optisch)
Ivan Maesen
85
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Vijfdraadse sensor AC - NO (optisch)
Ivan Maesen
86
Sensoren – Testen van sensoren
Driedraadse sensoren
Als voorbeeld een sensor met PNP-uitgang
Het aansluitschema
Testen met V-meter – Je kunt uiteraard met de Vmeter ook over de belasting meten.
Ivan Maesen
87
Sensoren – Testen van sensoren
Tweedraadse
sensoren
Het aansluitschema
Testen met V-meter
Testen met A-meter
Ivan Maesen
88
Sensoren
Ivan Maesen
89
Slide 72
Installatiemethoden 6 ET
Foto Heidelberg
Ivan Maesen
1
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
2
Sensoren - Algemeen
Inductieve sensoren
Capacitieve sensoren
Optische sensoren
Magnetische sensoren
Ultrasone sensoren
Foto Turck
Ivan Maesen
3
Sensoren – Algemene werking
Ivan Maesen
4
Sensoren – Algemene werking
Ivan Maesen
5
Sensoren – Algemene werking
Ivan Maesen
6
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Foto Siemens
Ivan Maesen
7
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Detectie van blik
en deksel
Foto Siemens
Ivan Maesen
8
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Controle van afbreken van
boorkop
Foto Siemens
Ivan Maesen
9
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Positionering en controle
draaizin
Foto Siemens
Ivan Maesen
10
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Standdetectie van een
klep
Foto Siemens
Ivan Maesen
11
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
oscillator
gelijkrichtier
smitt-trigger
versterker
spoel
Ivan Maesen
12
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Warmteontwikkeling
Ivan Maesen
Amplitude
kleiner
13
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Foto Siemens
Ivan Maesen
14
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Detectie vulniveau in
silo
Foto Siemens
Ivan Maesen
15
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Detectie van vulling
van brik
Foto Siemens
Ivan Maesen
16
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Het sensorvlak vormt een condensator. De lucht is het
diëlektricum.
C
A
d
Ivan Maesen
17
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Een niet-metalen object in het detectieveld: de
diëlektrische constante van de middenstof verandert.
C verandert
Ivan Maesen
18
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
De capaciteit wordt bepaald door het diëlektricum en de
afstand d tussen te platen.
C
A
d
Ivan Maesen
19
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Bij een elektrische geleidend object verkleint de afstand
tussen de platen.
C verandert
Ivan Maesen
20
Sensoren – Werking van de optische sensor
Ivan Maesen
21
Sensoren – Werking van de optische sensor
impulsgenerator (modulator)
IR of laser-LED
lichtgevoelige transistor
synchronisatie, gelijkrichter (demodulator)
smitt-trigger
versterker
Ivan Maesen
22
Sensoren – Werking van de ultrasone sensor
Ivan Maesen
23
Sensoren
ultrasone sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Kwaliteitscontrole met
sonar
Foto Siemens
Ivan Maesen
24
Sensoren
ultrasone sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Hoogtemeting met sonar
Foto Siemens
Ivan Maesen
25
Sensoren
ultrasone sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Afstandsmeting met sonar
Foto Siemens
Ivan Maesen
26
Sensoren
ultrasone sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Controle op doorhangen
met sonar
Foto Siemens
Ivan Maesen
27
Sensoren
ultrasone sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Niveaumetingen
met sonar
Foto’s Siemens
Ivan Maesen
28
Sensoren – Werking van de ultrasone sensor
oscillator
gelijkrichtier
smitt-trigger
versterker
piëzo element (opwekken en verwerken geluidsgolven)
Ivan Maesen
29
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen volgens de vorm
Cilindrische sensoren
Balkvormige or rechthoekige sensoren
Ivan Maesen
30
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen vvolgens de vorm
Speciale vormen:
• vork of sleufsensoren,
• ringsensoren,
• …
Foto Turck
Ivan Maesen
31
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Materiaal van de behuizing (cilindrische sensoren)
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
32
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Maten van cilindrische sensoren
Schroefdraad: M 4, M6,5 M8, M12, M18, M30,
PG 36
Gladde uitvoering: Ø11, Ø20, Ø40
Maten van rechthoekige sensoren
Bouwvormen zie maatschetsen catalogie.
Foto Siemens
Ivan Maesen
33
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens aansluiting
• Sensoren met aansluitklemmen
• Aangegoten kabel zonder connector
• Aangegoten kabel met connector
• Sensoren met connnector
Ivan Maesen
34
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens de aansluiting
Aangegoten kabel
Sensoren met
aansluitklem
Ivan Maesen
35
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens aansluiting
Sensoren met connnector
Ivan Maesen
36
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens aansluiting
Sensoren met connector:
aansluitkabels
Ivan Maesen
37
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens aansluiting
Aansluitkabels en aansluitdozen voor sensoren
Foto Turck
Ivan Maesen
38
Sensoren – Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Foto Siemens
Ivan Maesen
39
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger afzonderlijk (directe scan, thru scan)
Groot detectiebereik (tientallen meters)
Geen doorschijnende materialen detecteren
Ivan Maesen
40
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger afzonderlijk (directe scan, thru scan)
Foto Siemens
Ivan Maesen
41
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger afzonderlijk – spiegeling
(specular)
Detecteren van spiegelende opbjecten
Ivan Maesen
42
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, met reflector
(Retroreflex - retroreflective)
Geen glimmende, spiegelende, doorzichtige voorwerpen
Detectieafstand : ca. 5 m
Ivan Maesen
43
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, met reflector
(Retroreflex - retroreflective)
Ivan Maesen
44
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, met reflector
(Retroreflex - retroreflective)
Foto Siemens
Ivan Maesen
45
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Foto’s Siemens
Ivan Maesen
46
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, met reflector
(Polarisatie - polarized)
Wel glimmende, spiegelende, doorzichtige voorwerpen
Detectieafstand : ca. 3 m
Ivan Maesen
47
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Gepolariseerd licht
Spiegelend voorwerp
Ivan Maesen
48
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, objectreflectie
(strooing – diffuse)
Voorwerpen met mat en ruw oppervlak kunnen gedetecteerd worden
Detectieafstand : enkele tientallen centimeters
Ivan Maesen
49
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, objectreflectie
(strooing – diffuse)
Foto Siemens
Ivan Maesen
50
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, objectreflectie focuspunt (convergent)
Preciesiedetectie, achtergrond geen invloed
Detectieafstand : enkele tientallen centimeters
Ivan Maesen
51
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger afzonderlijk, met glasvezels
Ivan Maesen
52
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, objectreflectie,
met glasvezels
Ivan Maesen
53
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Foto Siemens
Ivan Maesen
54
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Lichtgordijn
Multi beam safety senor
Ivan Maesen
55
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Nominale schakelafstand Sn
Afstand waarbij de sensor schakelt
• Genormalisseerd meetobject
• Nominale spanning
• Nominale temperatuur
Ivan Maesen
56
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Werkelijke schakelafstand
Rekening houden met:
• Werkelijke temperatuur
• Nabijheid andere sensoren
• Soort materiaal
• Afmetingen object
• Kleur (optische sensoren)
• …
Ivan Maesen
57
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Werkelijke schakelafstand
Correctiefactoren inductieve schakelaar
- staal
1
- CrNi
0,85
- Al
0,50
- Cu
0,45
- ….
Ivan Maesen
58
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Werkelijke schakelafstand
Correctiefactoren capacitieve schakelaar:
- Staal
1
- Al
0,95
- Cu
0,95
- H2O
0,64
- Plexiglas
0,20
-…
Ivan Maesen
59
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Schakelfrequentie
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.
Ivan Maesen
60
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Uitgangsbelasing
De stroom die de sensor kan schakelen,
uitgedrukt in mA.
Ivan Maesen
61
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Afgeschermde (shielded) en niet-afgeschermde
(unshielded) senoren
Ivan Maesen
62
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Niet-afgeschermde senoren
Kop niet afgeschermd, uit kunststof
Grotere detectieafstand
Inbouwen geeft problemen
Ivan Maesen
Foto Siemens
63
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Afgeschermde senoren
Volledig uit metaal (uitgezonderd detectievlak)
Kleinere detectieafstand
Ivan Maesen
64
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
65
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen inductieve sensoren
Ongevoelig voor trillingen
Geen contactdender
Geen onderhoud, geen slijtage
Kostprijs € 20 tot ca. € 50
Foto Siemens
Ivan Maesen
66
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen inductieve sensoren
Beperkingen
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.
Ivan Maesen
67
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
68
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
69
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen capacitieve sensoren
Beperkingen
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
Ivan Maesen
70
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
71
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen ultrasone sensoren
Beperkingen
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.
Ivan Maesen
72
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
73
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
74
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen optische sensoren
Beperkingen
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.
Ivan Maesen
75
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Rekening houden met:
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
76
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Draadkleur
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
77
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Driedraadse sensor PNP (capacitief)
Ivan Maesen
78
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Driedraadse sensor NPN (inductief)
Ivan Maesen
79
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Vierdraadse sensor PNP
Ivan Maesen
80
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Tweedraadse sensor DC (capacitief)
Ivan Maesen
81
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Tweedraadse NAMUR sensor DC (capacitief)
Ivan Maesen
82
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Tweedraadse sensor AC - NC (inductief)
Ivan Maesen
83
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Tweedraadse sensor AC - NO (inductief)
Ivan Maesen
84
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Vijfdraadse sensor AC (optisch)
Ivan Maesen
85
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Vijfdraadse sensor AC - NO (optisch)
Ivan Maesen
86
Sensoren – Testen van sensoren
Driedraadse sensoren
Als voorbeeld een sensor met PNP-uitgang
Het aansluitschema
Testen met V-meter – Je kunt uiteraard met de Vmeter ook over de belasting meten.
Ivan Maesen
87
Sensoren – Testen van sensoren
Tweedraadse
sensoren
Het aansluitschema
Testen met V-meter
Testen met A-meter
Ivan Maesen
88
Sensoren
Ivan Maesen
89
Slide 73
Installatiemethoden 6 ET
Foto Heidelberg
Ivan Maesen
1
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
2
Sensoren - Algemeen
Inductieve sensoren
Capacitieve sensoren
Optische sensoren
Magnetische sensoren
Ultrasone sensoren
Foto Turck
Ivan Maesen
3
Sensoren – Algemene werking
Ivan Maesen
4
Sensoren – Algemene werking
Ivan Maesen
5
Sensoren – Algemene werking
Ivan Maesen
6
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Foto Siemens
Ivan Maesen
7
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Detectie van blik
en deksel
Foto Siemens
Ivan Maesen
8
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Controle van afbreken van
boorkop
Foto Siemens
Ivan Maesen
9
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Positionering en controle
draaizin
Foto Siemens
Ivan Maesen
10
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Standdetectie van een
klep
Foto Siemens
Ivan Maesen
11
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
oscillator
gelijkrichtier
smitt-trigger
versterker
spoel
Ivan Maesen
12
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Warmteontwikkeling
Ivan Maesen
Amplitude
kleiner
13
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Foto Siemens
Ivan Maesen
14
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Detectie vulniveau in
silo
Foto Siemens
Ivan Maesen
15
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Detectie van vulling
van brik
Foto Siemens
Ivan Maesen
16
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Het sensorvlak vormt een condensator. De lucht is het
diëlektricum.
C
A
d
Ivan Maesen
17
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Een niet-metalen object in het detectieveld: de
diëlektrische constante van de middenstof verandert.
C verandert
Ivan Maesen
18
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
De capaciteit wordt bepaald door het diëlektricum en de
afstand d tussen te platen.
C
A
d
Ivan Maesen
19
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Bij een elektrische geleidend object verkleint de afstand
tussen de platen.
C verandert
Ivan Maesen
20
Sensoren – Werking van de optische sensor
Ivan Maesen
21
Sensoren – Werking van de optische sensor
impulsgenerator (modulator)
IR of laser-LED
lichtgevoelige transistor
synchronisatie, gelijkrichter (demodulator)
smitt-trigger
versterker
Ivan Maesen
22
Sensoren – Werking van de ultrasone sensor
Ivan Maesen
23
Sensoren
ultrasone sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Kwaliteitscontrole met
sonar
Foto Siemens
Ivan Maesen
24
Sensoren
ultrasone sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Hoogtemeting met sonar
Foto Siemens
Ivan Maesen
25
Sensoren
ultrasone sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Afstandsmeting met sonar
Foto Siemens
Ivan Maesen
26
Sensoren
ultrasone sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Controle op doorhangen
met sonar
Foto Siemens
Ivan Maesen
27
Sensoren
ultrasone sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Niveaumetingen
met sonar
Foto’s Siemens
Ivan Maesen
28
Sensoren – Werking van de ultrasone sensor
oscillator
gelijkrichtier
smitt-trigger
versterker
piëzo element (opwekken en verwerken geluidsgolven)
Ivan Maesen
29
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen volgens de vorm
Cilindrische sensoren
Balkvormige or rechthoekige sensoren
Ivan Maesen
30
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen vvolgens de vorm
Speciale vormen:
• vork of sleufsensoren,
• ringsensoren,
• …
Foto Turck
Ivan Maesen
31
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Materiaal van de behuizing (cilindrische sensoren)
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
32
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Maten van cilindrische sensoren
Schroefdraad: M 4, M6,5 M8, M12, M18, M30,
PG 36
Gladde uitvoering: Ø11, Ø20, Ø40
Maten van rechthoekige sensoren
Bouwvormen zie maatschetsen catalogie.
Foto Siemens
Ivan Maesen
33
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens aansluiting
• Sensoren met aansluitklemmen
• Aangegoten kabel zonder connector
• Aangegoten kabel met connector
• Sensoren met connnector
Ivan Maesen
34
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens de aansluiting
Aangegoten kabel
Sensoren met
aansluitklem
Ivan Maesen
35
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens aansluiting
Sensoren met connnector
Ivan Maesen
36
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens aansluiting
Sensoren met connector:
aansluitkabels
Ivan Maesen
37
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens aansluiting
Aansluitkabels en aansluitdozen voor sensoren
Foto Turck
Ivan Maesen
38
Sensoren – Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Foto Siemens
Ivan Maesen
39
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger afzonderlijk (directe scan, thru scan)
Groot detectiebereik (tientallen meters)
Geen doorschijnende materialen detecteren
Ivan Maesen
40
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger afzonderlijk (directe scan, thru scan)
Foto Siemens
Ivan Maesen
41
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger afzonderlijk – spiegeling
(specular)
Detecteren van spiegelende opbjecten
Ivan Maesen
42
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, met reflector
(Retroreflex - retroreflective)
Geen glimmende, spiegelende, doorzichtige voorwerpen
Detectieafstand : ca. 5 m
Ivan Maesen
43
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, met reflector
(Retroreflex - retroreflective)
Ivan Maesen
44
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, met reflector
(Retroreflex - retroreflective)
Foto Siemens
Ivan Maesen
45
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Foto’s Siemens
Ivan Maesen
46
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, met reflector
(Polarisatie - polarized)
Wel glimmende, spiegelende, doorzichtige voorwerpen
Detectieafstand : ca. 3 m
Ivan Maesen
47
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Gepolariseerd licht
Spiegelend voorwerp
Ivan Maesen
48
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, objectreflectie
(strooing – diffuse)
Voorwerpen met mat en ruw oppervlak kunnen gedetecteerd worden
Detectieafstand : enkele tientallen centimeters
Ivan Maesen
49
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, objectreflectie
(strooing – diffuse)
Foto Siemens
Ivan Maesen
50
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, objectreflectie focuspunt (convergent)
Preciesiedetectie, achtergrond geen invloed
Detectieafstand : enkele tientallen centimeters
Ivan Maesen
51
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger afzonderlijk, met glasvezels
Ivan Maesen
52
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, objectreflectie,
met glasvezels
Ivan Maesen
53
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Foto Siemens
Ivan Maesen
54
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Lichtgordijn
Multi beam safety senor
Ivan Maesen
55
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Nominale schakelafstand Sn
Afstand waarbij de sensor schakelt
• Genormalisseerd meetobject
• Nominale spanning
• Nominale temperatuur
Ivan Maesen
56
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Werkelijke schakelafstand
Rekening houden met:
• Werkelijke temperatuur
• Nabijheid andere sensoren
• Soort materiaal
• Afmetingen object
• Kleur (optische sensoren)
• …
Ivan Maesen
57
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Werkelijke schakelafstand
Correctiefactoren inductieve schakelaar
- staal
1
- CrNi
0,85
- Al
0,50
- Cu
0,45
- ….
Ivan Maesen
58
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Werkelijke schakelafstand
Correctiefactoren capacitieve schakelaar:
- Staal
1
- Al
0,95
- Cu
0,95
- H2O
0,64
- Plexiglas
0,20
-…
Ivan Maesen
59
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Schakelfrequentie
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.
Ivan Maesen
60
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Uitgangsbelasing
De stroom die de sensor kan schakelen,
uitgedrukt in mA.
Ivan Maesen
61
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Afgeschermde (shielded) en niet-afgeschermde
(unshielded) senoren
Ivan Maesen
62
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Niet-afgeschermde senoren
Kop niet afgeschermd, uit kunststof
Grotere detectieafstand
Inbouwen geeft problemen
Ivan Maesen
Foto Siemens
63
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Afgeschermde senoren
Volledig uit metaal (uitgezonderd detectievlak)
Kleinere detectieafstand
Ivan Maesen
64
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
65
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen inductieve sensoren
Ongevoelig voor trillingen
Geen contactdender
Geen onderhoud, geen slijtage
Kostprijs € 20 tot ca. € 50
Foto Siemens
Ivan Maesen
66
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen inductieve sensoren
Beperkingen
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.
Ivan Maesen
67
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
68
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
69
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen capacitieve sensoren
Beperkingen
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
Ivan Maesen
70
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
71
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen ultrasone sensoren
Beperkingen
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.
Ivan Maesen
72
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
73
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
74
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen optische sensoren
Beperkingen
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.
Ivan Maesen
75
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Rekening houden met:
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
76
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Draadkleur
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
77
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Driedraadse sensor PNP (capacitief)
Ivan Maesen
78
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Driedraadse sensor NPN (inductief)
Ivan Maesen
79
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Vierdraadse sensor PNP
Ivan Maesen
80
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Tweedraadse sensor DC (capacitief)
Ivan Maesen
81
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Tweedraadse NAMUR sensor DC (capacitief)
Ivan Maesen
82
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Tweedraadse sensor AC - NC (inductief)
Ivan Maesen
83
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Tweedraadse sensor AC - NO (inductief)
Ivan Maesen
84
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Vijfdraadse sensor AC (optisch)
Ivan Maesen
85
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Vijfdraadse sensor AC - NO (optisch)
Ivan Maesen
86
Sensoren – Testen van sensoren
Driedraadse sensoren
Als voorbeeld een sensor met PNP-uitgang
Het aansluitschema
Testen met V-meter – Je kunt uiteraard met de Vmeter ook over de belasting meten.
Ivan Maesen
87
Sensoren – Testen van sensoren
Tweedraadse
sensoren
Het aansluitschema
Testen met V-meter
Testen met A-meter
Ivan Maesen
88
Sensoren
Ivan Maesen
89
Slide 74
Installatiemethoden 6 ET
Foto Heidelberg
Ivan Maesen
1
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
2
Sensoren - Algemeen
Inductieve sensoren
Capacitieve sensoren
Optische sensoren
Magnetische sensoren
Ultrasone sensoren
Foto Turck
Ivan Maesen
3
Sensoren – Algemene werking
Ivan Maesen
4
Sensoren – Algemene werking
Ivan Maesen
5
Sensoren – Algemene werking
Ivan Maesen
6
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Foto Siemens
Ivan Maesen
7
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Detectie van blik
en deksel
Foto Siemens
Ivan Maesen
8
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Controle van afbreken van
boorkop
Foto Siemens
Ivan Maesen
9
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Positionering en controle
draaizin
Foto Siemens
Ivan Maesen
10
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Standdetectie van een
klep
Foto Siemens
Ivan Maesen
11
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
oscillator
gelijkrichtier
smitt-trigger
versterker
spoel
Ivan Maesen
12
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Warmteontwikkeling
Ivan Maesen
Amplitude
kleiner
13
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Foto Siemens
Ivan Maesen
14
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Detectie vulniveau in
silo
Foto Siemens
Ivan Maesen
15
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Detectie van vulling
van brik
Foto Siemens
Ivan Maesen
16
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Het sensorvlak vormt een condensator. De lucht is het
diëlektricum.
C
A
d
Ivan Maesen
17
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Een niet-metalen object in het detectieveld: de
diëlektrische constante van de middenstof verandert.
C verandert
Ivan Maesen
18
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
De capaciteit wordt bepaald door het diëlektricum en de
afstand d tussen te platen.
C
A
d
Ivan Maesen
19
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Bij een elektrische geleidend object verkleint de afstand
tussen de platen.
C verandert
Ivan Maesen
20
Sensoren – Werking van de optische sensor
Ivan Maesen
21
Sensoren – Werking van de optische sensor
impulsgenerator (modulator)
IR of laser-LED
lichtgevoelige transistor
synchronisatie, gelijkrichter (demodulator)
smitt-trigger
versterker
Ivan Maesen
22
Sensoren – Werking van de ultrasone sensor
Ivan Maesen
23
Sensoren
ultrasone sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Kwaliteitscontrole met
sonar
Foto Siemens
Ivan Maesen
24
Sensoren
ultrasone sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Hoogtemeting met sonar
Foto Siemens
Ivan Maesen
25
Sensoren
ultrasone sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Afstandsmeting met sonar
Foto Siemens
Ivan Maesen
26
Sensoren
ultrasone sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Controle op doorhangen
met sonar
Foto Siemens
Ivan Maesen
27
Sensoren
ultrasone sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Niveaumetingen
met sonar
Foto’s Siemens
Ivan Maesen
28
Sensoren – Werking van de ultrasone sensor
oscillator
gelijkrichtier
smitt-trigger
versterker
piëzo element (opwekken en verwerken geluidsgolven)
Ivan Maesen
29
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen volgens de vorm
Cilindrische sensoren
Balkvormige or rechthoekige sensoren
Ivan Maesen
30
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen vvolgens de vorm
Speciale vormen:
• vork of sleufsensoren,
• ringsensoren,
• …
Foto Turck
Ivan Maesen
31
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Materiaal van de behuizing (cilindrische sensoren)
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
32
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Maten van cilindrische sensoren
Schroefdraad: M 4, M6,5 M8, M12, M18, M30,
PG 36
Gladde uitvoering: Ø11, Ø20, Ø40
Maten van rechthoekige sensoren
Bouwvormen zie maatschetsen catalogie.
Foto Siemens
Ivan Maesen
33
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens aansluiting
• Sensoren met aansluitklemmen
• Aangegoten kabel zonder connector
• Aangegoten kabel met connector
• Sensoren met connnector
Ivan Maesen
34
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens de aansluiting
Aangegoten kabel
Sensoren met
aansluitklem
Ivan Maesen
35
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens aansluiting
Sensoren met connnector
Ivan Maesen
36
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens aansluiting
Sensoren met connector:
aansluitkabels
Ivan Maesen
37
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens aansluiting
Aansluitkabels en aansluitdozen voor sensoren
Foto Turck
Ivan Maesen
38
Sensoren – Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Foto Siemens
Ivan Maesen
39
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger afzonderlijk (directe scan, thru scan)
Groot detectiebereik (tientallen meters)
Geen doorschijnende materialen detecteren
Ivan Maesen
40
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger afzonderlijk (directe scan, thru scan)
Foto Siemens
Ivan Maesen
41
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger afzonderlijk – spiegeling
(specular)
Detecteren van spiegelende opbjecten
Ivan Maesen
42
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, met reflector
(Retroreflex - retroreflective)
Geen glimmende, spiegelende, doorzichtige voorwerpen
Detectieafstand : ca. 5 m
Ivan Maesen
43
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, met reflector
(Retroreflex - retroreflective)
Ivan Maesen
44
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, met reflector
(Retroreflex - retroreflective)
Foto Siemens
Ivan Maesen
45
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Foto’s Siemens
Ivan Maesen
46
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, met reflector
(Polarisatie - polarized)
Wel glimmende, spiegelende, doorzichtige voorwerpen
Detectieafstand : ca. 3 m
Ivan Maesen
47
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Gepolariseerd licht
Spiegelend voorwerp
Ivan Maesen
48
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, objectreflectie
(strooing – diffuse)
Voorwerpen met mat en ruw oppervlak kunnen gedetecteerd worden
Detectieafstand : enkele tientallen centimeters
Ivan Maesen
49
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, objectreflectie
(strooing – diffuse)
Foto Siemens
Ivan Maesen
50
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, objectreflectie focuspunt (convergent)
Preciesiedetectie, achtergrond geen invloed
Detectieafstand : enkele tientallen centimeters
Ivan Maesen
51
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger afzonderlijk, met glasvezels
Ivan Maesen
52
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, objectreflectie,
met glasvezels
Ivan Maesen
53
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Foto Siemens
Ivan Maesen
54
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Lichtgordijn
Multi beam safety senor
Ivan Maesen
55
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Nominale schakelafstand Sn
Afstand waarbij de sensor schakelt
• Genormalisseerd meetobject
• Nominale spanning
• Nominale temperatuur
Ivan Maesen
56
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Werkelijke schakelafstand
Rekening houden met:
• Werkelijke temperatuur
• Nabijheid andere sensoren
• Soort materiaal
• Afmetingen object
• Kleur (optische sensoren)
• …
Ivan Maesen
57
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Werkelijke schakelafstand
Correctiefactoren inductieve schakelaar
- staal
1
- CrNi
0,85
- Al
0,50
- Cu
0,45
- ….
Ivan Maesen
58
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Werkelijke schakelafstand
Correctiefactoren capacitieve schakelaar:
- Staal
1
- Al
0,95
- Cu
0,95
- H2O
0,64
- Plexiglas
0,20
-…
Ivan Maesen
59
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Schakelfrequentie
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.
Ivan Maesen
60
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Uitgangsbelasing
De stroom die de sensor kan schakelen,
uitgedrukt in mA.
Ivan Maesen
61
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Afgeschermde (shielded) en niet-afgeschermde
(unshielded) senoren
Ivan Maesen
62
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Niet-afgeschermde senoren
Kop niet afgeschermd, uit kunststof
Grotere detectieafstand
Inbouwen geeft problemen
Ivan Maesen
Foto Siemens
63
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Afgeschermde senoren
Volledig uit metaal (uitgezonderd detectievlak)
Kleinere detectieafstand
Ivan Maesen
64
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
65
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen inductieve sensoren
Ongevoelig voor trillingen
Geen contactdender
Geen onderhoud, geen slijtage
Kostprijs € 20 tot ca. € 50
Foto Siemens
Ivan Maesen
66
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen inductieve sensoren
Beperkingen
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.
Ivan Maesen
67
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
68
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
69
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen capacitieve sensoren
Beperkingen
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
Ivan Maesen
70
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
71
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen ultrasone sensoren
Beperkingen
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.
Ivan Maesen
72
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
73
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
74
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen optische sensoren
Beperkingen
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.
Ivan Maesen
75
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Rekening houden met:
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
76
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Draadkleur
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
77
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Driedraadse sensor PNP (capacitief)
Ivan Maesen
78
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Driedraadse sensor NPN (inductief)
Ivan Maesen
79
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Vierdraadse sensor PNP
Ivan Maesen
80
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Tweedraadse sensor DC (capacitief)
Ivan Maesen
81
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Tweedraadse NAMUR sensor DC (capacitief)
Ivan Maesen
82
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Tweedraadse sensor AC - NC (inductief)
Ivan Maesen
83
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Tweedraadse sensor AC - NO (inductief)
Ivan Maesen
84
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Vijfdraadse sensor AC (optisch)
Ivan Maesen
85
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Vijfdraadse sensor AC - NO (optisch)
Ivan Maesen
86
Sensoren – Testen van sensoren
Driedraadse sensoren
Als voorbeeld een sensor met PNP-uitgang
Het aansluitschema
Testen met V-meter – Je kunt uiteraard met de Vmeter ook over de belasting meten.
Ivan Maesen
87
Sensoren – Testen van sensoren
Tweedraadse
sensoren
Het aansluitschema
Testen met V-meter
Testen met A-meter
Ivan Maesen
88
Sensoren
Ivan Maesen
89
Slide 75
Installatiemethoden 6 ET
Foto Heidelberg
Ivan Maesen
1
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
2
Sensoren - Algemeen
Inductieve sensoren
Capacitieve sensoren
Optische sensoren
Magnetische sensoren
Ultrasone sensoren
Foto Turck
Ivan Maesen
3
Sensoren – Algemene werking
Ivan Maesen
4
Sensoren – Algemene werking
Ivan Maesen
5
Sensoren – Algemene werking
Ivan Maesen
6
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Foto Siemens
Ivan Maesen
7
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Detectie van blik
en deksel
Foto Siemens
Ivan Maesen
8
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Controle van afbreken van
boorkop
Foto Siemens
Ivan Maesen
9
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Positionering en controle
draaizin
Foto Siemens
Ivan Maesen
10
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Standdetectie van een
klep
Foto Siemens
Ivan Maesen
11
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
oscillator
gelijkrichtier
smitt-trigger
versterker
spoel
Ivan Maesen
12
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Warmteontwikkeling
Ivan Maesen
Amplitude
kleiner
13
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Foto Siemens
Ivan Maesen
14
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Detectie vulniveau in
silo
Foto Siemens
Ivan Maesen
15
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Detectie van vulling
van brik
Foto Siemens
Ivan Maesen
16
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Het sensorvlak vormt een condensator. De lucht is het
diëlektricum.
C
A
d
Ivan Maesen
17
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Een niet-metalen object in het detectieveld: de
diëlektrische constante van de middenstof verandert.
C verandert
Ivan Maesen
18
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
De capaciteit wordt bepaald door het diëlektricum en de
afstand d tussen te platen.
C
A
d
Ivan Maesen
19
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Bij een elektrische geleidend object verkleint de afstand
tussen de platen.
C verandert
Ivan Maesen
20
Sensoren – Werking van de optische sensor
Ivan Maesen
21
Sensoren – Werking van de optische sensor
impulsgenerator (modulator)
IR of laser-LED
lichtgevoelige transistor
synchronisatie, gelijkrichter (demodulator)
smitt-trigger
versterker
Ivan Maesen
22
Sensoren – Werking van de ultrasone sensor
Ivan Maesen
23
Sensoren
ultrasone sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Kwaliteitscontrole met
sonar
Foto Siemens
Ivan Maesen
24
Sensoren
ultrasone sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Hoogtemeting met sonar
Foto Siemens
Ivan Maesen
25
Sensoren
ultrasone sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Afstandsmeting met sonar
Foto Siemens
Ivan Maesen
26
Sensoren
ultrasone sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Controle op doorhangen
met sonar
Foto Siemens
Ivan Maesen
27
Sensoren
ultrasone sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Niveaumetingen
met sonar
Foto’s Siemens
Ivan Maesen
28
Sensoren – Werking van de ultrasone sensor
oscillator
gelijkrichtier
smitt-trigger
versterker
piëzo element (opwekken en verwerken geluidsgolven)
Ivan Maesen
29
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen volgens de vorm
Cilindrische sensoren
Balkvormige or rechthoekige sensoren
Ivan Maesen
30
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen vvolgens de vorm
Speciale vormen:
• vork of sleufsensoren,
• ringsensoren,
• …
Foto Turck
Ivan Maesen
31
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Materiaal van de behuizing (cilindrische sensoren)
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
32
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Maten van cilindrische sensoren
Schroefdraad: M 4, M6,5 M8, M12, M18, M30,
PG 36
Gladde uitvoering: Ø11, Ø20, Ø40
Maten van rechthoekige sensoren
Bouwvormen zie maatschetsen catalogie.
Foto Siemens
Ivan Maesen
33
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens aansluiting
• Sensoren met aansluitklemmen
• Aangegoten kabel zonder connector
• Aangegoten kabel met connector
• Sensoren met connnector
Ivan Maesen
34
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens de aansluiting
Aangegoten kabel
Sensoren met
aansluitklem
Ivan Maesen
35
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens aansluiting
Sensoren met connnector
Ivan Maesen
36
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens aansluiting
Sensoren met connector:
aansluitkabels
Ivan Maesen
37
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens aansluiting
Aansluitkabels en aansluitdozen voor sensoren
Foto Turck
Ivan Maesen
38
Sensoren – Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Foto Siemens
Ivan Maesen
39
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger afzonderlijk (directe scan, thru scan)
Groot detectiebereik (tientallen meters)
Geen doorschijnende materialen detecteren
Ivan Maesen
40
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger afzonderlijk (directe scan, thru scan)
Foto Siemens
Ivan Maesen
41
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger afzonderlijk – spiegeling
(specular)
Detecteren van spiegelende opbjecten
Ivan Maesen
42
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, met reflector
(Retroreflex - retroreflective)
Geen glimmende, spiegelende, doorzichtige voorwerpen
Detectieafstand : ca. 5 m
Ivan Maesen
43
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, met reflector
(Retroreflex - retroreflective)
Ivan Maesen
44
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, met reflector
(Retroreflex - retroreflective)
Foto Siemens
Ivan Maesen
45
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Foto’s Siemens
Ivan Maesen
46
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, met reflector
(Polarisatie - polarized)
Wel glimmende, spiegelende, doorzichtige voorwerpen
Detectieafstand : ca. 3 m
Ivan Maesen
47
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Gepolariseerd licht
Spiegelend voorwerp
Ivan Maesen
48
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, objectreflectie
(strooing – diffuse)
Voorwerpen met mat en ruw oppervlak kunnen gedetecteerd worden
Detectieafstand : enkele tientallen centimeters
Ivan Maesen
49
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, objectreflectie
(strooing – diffuse)
Foto Siemens
Ivan Maesen
50
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, objectreflectie focuspunt (convergent)
Preciesiedetectie, achtergrond geen invloed
Detectieafstand : enkele tientallen centimeters
Ivan Maesen
51
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger afzonderlijk, met glasvezels
Ivan Maesen
52
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, objectreflectie,
met glasvezels
Ivan Maesen
53
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Foto Siemens
Ivan Maesen
54
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Lichtgordijn
Multi beam safety senor
Ivan Maesen
55
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Nominale schakelafstand Sn
Afstand waarbij de sensor schakelt
• Genormalisseerd meetobject
• Nominale spanning
• Nominale temperatuur
Ivan Maesen
56
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Werkelijke schakelafstand
Rekening houden met:
• Werkelijke temperatuur
• Nabijheid andere sensoren
• Soort materiaal
• Afmetingen object
• Kleur (optische sensoren)
• …
Ivan Maesen
57
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Werkelijke schakelafstand
Correctiefactoren inductieve schakelaar
- staal
1
- CrNi
0,85
- Al
0,50
- Cu
0,45
- ….
Ivan Maesen
58
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Werkelijke schakelafstand
Correctiefactoren capacitieve schakelaar:
- Staal
1
- Al
0,95
- Cu
0,95
- H2O
0,64
- Plexiglas
0,20
-…
Ivan Maesen
59
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Schakelfrequentie
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.
Ivan Maesen
60
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Uitgangsbelasing
De stroom die de sensor kan schakelen,
uitgedrukt in mA.
Ivan Maesen
61
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Afgeschermde (shielded) en niet-afgeschermde
(unshielded) senoren
Ivan Maesen
62
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Niet-afgeschermde senoren
Kop niet afgeschermd, uit kunststof
Grotere detectieafstand
Inbouwen geeft problemen
Ivan Maesen
Foto Siemens
63
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Afgeschermde senoren
Volledig uit metaal (uitgezonderd detectievlak)
Kleinere detectieafstand
Ivan Maesen
64
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
65
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen inductieve sensoren
Ongevoelig voor trillingen
Geen contactdender
Geen onderhoud, geen slijtage
Kostprijs € 20 tot ca. € 50
Foto Siemens
Ivan Maesen
66
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen inductieve sensoren
Beperkingen
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.
Ivan Maesen
67
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
68
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
69
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen capacitieve sensoren
Beperkingen
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
Ivan Maesen
70
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
71
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen ultrasone sensoren
Beperkingen
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.
Ivan Maesen
72
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
73
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
74
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen optische sensoren
Beperkingen
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.
Ivan Maesen
75
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Rekening houden met:
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
76
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Draadkleur
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
77
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Driedraadse sensor PNP (capacitief)
Ivan Maesen
78
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Driedraadse sensor NPN (inductief)
Ivan Maesen
79
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Vierdraadse sensor PNP
Ivan Maesen
80
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Tweedraadse sensor DC (capacitief)
Ivan Maesen
81
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Tweedraadse NAMUR sensor DC (capacitief)
Ivan Maesen
82
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Tweedraadse sensor AC - NC (inductief)
Ivan Maesen
83
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Tweedraadse sensor AC - NO (inductief)
Ivan Maesen
84
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Vijfdraadse sensor AC (optisch)
Ivan Maesen
85
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Vijfdraadse sensor AC - NO (optisch)
Ivan Maesen
86
Sensoren – Testen van sensoren
Driedraadse sensoren
Als voorbeeld een sensor met PNP-uitgang
Het aansluitschema
Testen met V-meter – Je kunt uiteraard met de Vmeter ook over de belasting meten.
Ivan Maesen
87
Sensoren – Testen van sensoren
Tweedraadse
sensoren
Het aansluitschema
Testen met V-meter
Testen met A-meter
Ivan Maesen
88
Sensoren
Ivan Maesen
89
Slide 76
Installatiemethoden 6 ET
Foto Heidelberg
Ivan Maesen
1
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
2
Sensoren - Algemeen
Inductieve sensoren
Capacitieve sensoren
Optische sensoren
Magnetische sensoren
Ultrasone sensoren
Foto Turck
Ivan Maesen
3
Sensoren – Algemene werking
Ivan Maesen
4
Sensoren – Algemene werking
Ivan Maesen
5
Sensoren – Algemene werking
Ivan Maesen
6
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Foto Siemens
Ivan Maesen
7
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Detectie van blik
en deksel
Foto Siemens
Ivan Maesen
8
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Controle van afbreken van
boorkop
Foto Siemens
Ivan Maesen
9
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Positionering en controle
draaizin
Foto Siemens
Ivan Maesen
10
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Standdetectie van een
klep
Foto Siemens
Ivan Maesen
11
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
oscillator
gelijkrichtier
smitt-trigger
versterker
spoel
Ivan Maesen
12
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Warmteontwikkeling
Ivan Maesen
Amplitude
kleiner
13
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Foto Siemens
Ivan Maesen
14
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Detectie vulniveau in
silo
Foto Siemens
Ivan Maesen
15
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Detectie van vulling
van brik
Foto Siemens
Ivan Maesen
16
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Het sensorvlak vormt een condensator. De lucht is het
diëlektricum.
C
A
d
Ivan Maesen
17
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Een niet-metalen object in het detectieveld: de
diëlektrische constante van de middenstof verandert.
C verandert
Ivan Maesen
18
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
De capaciteit wordt bepaald door het diëlektricum en de
afstand d tussen te platen.
C
A
d
Ivan Maesen
19
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Bij een elektrische geleidend object verkleint de afstand
tussen de platen.
C verandert
Ivan Maesen
20
Sensoren – Werking van de optische sensor
Ivan Maesen
21
Sensoren – Werking van de optische sensor
impulsgenerator (modulator)
IR of laser-LED
lichtgevoelige transistor
synchronisatie, gelijkrichter (demodulator)
smitt-trigger
versterker
Ivan Maesen
22
Sensoren – Werking van de ultrasone sensor
Ivan Maesen
23
Sensoren
ultrasone sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Kwaliteitscontrole met
sonar
Foto Siemens
Ivan Maesen
24
Sensoren
ultrasone sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Hoogtemeting met sonar
Foto Siemens
Ivan Maesen
25
Sensoren
ultrasone sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Afstandsmeting met sonar
Foto Siemens
Ivan Maesen
26
Sensoren
ultrasone sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Controle op doorhangen
met sonar
Foto Siemens
Ivan Maesen
27
Sensoren
ultrasone sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Niveaumetingen
met sonar
Foto’s Siemens
Ivan Maesen
28
Sensoren – Werking van de ultrasone sensor
oscillator
gelijkrichtier
smitt-trigger
versterker
piëzo element (opwekken en verwerken geluidsgolven)
Ivan Maesen
29
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen volgens de vorm
Cilindrische sensoren
Balkvormige or rechthoekige sensoren
Ivan Maesen
30
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen vvolgens de vorm
Speciale vormen:
• vork of sleufsensoren,
• ringsensoren,
• …
Foto Turck
Ivan Maesen
31
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Materiaal van de behuizing (cilindrische sensoren)
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
32
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Maten van cilindrische sensoren
Schroefdraad: M 4, M6,5 M8, M12, M18, M30,
PG 36
Gladde uitvoering: Ø11, Ø20, Ø40
Maten van rechthoekige sensoren
Bouwvormen zie maatschetsen catalogie.
Foto Siemens
Ivan Maesen
33
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens aansluiting
• Sensoren met aansluitklemmen
• Aangegoten kabel zonder connector
• Aangegoten kabel met connector
• Sensoren met connnector
Ivan Maesen
34
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens de aansluiting
Aangegoten kabel
Sensoren met
aansluitklem
Ivan Maesen
35
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens aansluiting
Sensoren met connnector
Ivan Maesen
36
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens aansluiting
Sensoren met connector:
aansluitkabels
Ivan Maesen
37
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens aansluiting
Aansluitkabels en aansluitdozen voor sensoren
Foto Turck
Ivan Maesen
38
Sensoren – Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Foto Siemens
Ivan Maesen
39
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger afzonderlijk (directe scan, thru scan)
Groot detectiebereik (tientallen meters)
Geen doorschijnende materialen detecteren
Ivan Maesen
40
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger afzonderlijk (directe scan, thru scan)
Foto Siemens
Ivan Maesen
41
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger afzonderlijk – spiegeling
(specular)
Detecteren van spiegelende opbjecten
Ivan Maesen
42
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, met reflector
(Retroreflex - retroreflective)
Geen glimmende, spiegelende, doorzichtige voorwerpen
Detectieafstand : ca. 5 m
Ivan Maesen
43
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, met reflector
(Retroreflex - retroreflective)
Ivan Maesen
44
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, met reflector
(Retroreflex - retroreflective)
Foto Siemens
Ivan Maesen
45
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Foto’s Siemens
Ivan Maesen
46
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, met reflector
(Polarisatie - polarized)
Wel glimmende, spiegelende, doorzichtige voorwerpen
Detectieafstand : ca. 3 m
Ivan Maesen
47
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Gepolariseerd licht
Spiegelend voorwerp
Ivan Maesen
48
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, objectreflectie
(strooing – diffuse)
Voorwerpen met mat en ruw oppervlak kunnen gedetecteerd worden
Detectieafstand : enkele tientallen centimeters
Ivan Maesen
49
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, objectreflectie
(strooing – diffuse)
Foto Siemens
Ivan Maesen
50
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, objectreflectie focuspunt (convergent)
Preciesiedetectie, achtergrond geen invloed
Detectieafstand : enkele tientallen centimeters
Ivan Maesen
51
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger afzonderlijk, met glasvezels
Ivan Maesen
52
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, objectreflectie,
met glasvezels
Ivan Maesen
53
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Foto Siemens
Ivan Maesen
54
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Lichtgordijn
Multi beam safety senor
Ivan Maesen
55
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Nominale schakelafstand Sn
Afstand waarbij de sensor schakelt
• Genormalisseerd meetobject
• Nominale spanning
• Nominale temperatuur
Ivan Maesen
56
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Werkelijke schakelafstand
Rekening houden met:
• Werkelijke temperatuur
• Nabijheid andere sensoren
• Soort materiaal
• Afmetingen object
• Kleur (optische sensoren)
• …
Ivan Maesen
57
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Werkelijke schakelafstand
Correctiefactoren inductieve schakelaar
- staal
1
- CrNi
0,85
- Al
0,50
- Cu
0,45
- ….
Ivan Maesen
58
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Werkelijke schakelafstand
Correctiefactoren capacitieve schakelaar:
- Staal
1
- Al
0,95
- Cu
0,95
- H2O
0,64
- Plexiglas
0,20
-…
Ivan Maesen
59
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Schakelfrequentie
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.
Ivan Maesen
60
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Uitgangsbelasing
De stroom die de sensor kan schakelen,
uitgedrukt in mA.
Ivan Maesen
61
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Afgeschermde (shielded) en niet-afgeschermde
(unshielded) senoren
Ivan Maesen
62
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Niet-afgeschermde senoren
Kop niet afgeschermd, uit kunststof
Grotere detectieafstand
Inbouwen geeft problemen
Ivan Maesen
Foto Siemens
63
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Afgeschermde senoren
Volledig uit metaal (uitgezonderd detectievlak)
Kleinere detectieafstand
Ivan Maesen
64
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
65
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen inductieve sensoren
Ongevoelig voor trillingen
Geen contactdender
Geen onderhoud, geen slijtage
Kostprijs € 20 tot ca. € 50
Foto Siemens
Ivan Maesen
66
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen inductieve sensoren
Beperkingen
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.
Ivan Maesen
67
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
68
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
69
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen capacitieve sensoren
Beperkingen
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
Ivan Maesen
70
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
71
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen ultrasone sensoren
Beperkingen
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.
Ivan Maesen
72
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
73
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
74
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen optische sensoren
Beperkingen
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.
Ivan Maesen
75
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Rekening houden met:
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
76
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Draadkleur
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
77
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Driedraadse sensor PNP (capacitief)
Ivan Maesen
78
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Driedraadse sensor NPN (inductief)
Ivan Maesen
79
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Vierdraadse sensor PNP
Ivan Maesen
80
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Tweedraadse sensor DC (capacitief)
Ivan Maesen
81
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Tweedraadse NAMUR sensor DC (capacitief)
Ivan Maesen
82
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Tweedraadse sensor AC - NC (inductief)
Ivan Maesen
83
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Tweedraadse sensor AC - NO (inductief)
Ivan Maesen
84
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Vijfdraadse sensor AC (optisch)
Ivan Maesen
85
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Vijfdraadse sensor AC - NO (optisch)
Ivan Maesen
86
Sensoren – Testen van sensoren
Driedraadse sensoren
Als voorbeeld een sensor met PNP-uitgang
Het aansluitschema
Testen met V-meter – Je kunt uiteraard met de Vmeter ook over de belasting meten.
Ivan Maesen
87
Sensoren – Testen van sensoren
Tweedraadse
sensoren
Het aansluitschema
Testen met V-meter
Testen met A-meter
Ivan Maesen
88
Sensoren
Ivan Maesen
89
Slide 77
Installatiemethoden 6 ET
Foto Heidelberg
Ivan Maesen
1
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
2
Sensoren - Algemeen
Inductieve sensoren
Capacitieve sensoren
Optische sensoren
Magnetische sensoren
Ultrasone sensoren
Foto Turck
Ivan Maesen
3
Sensoren – Algemene werking
Ivan Maesen
4
Sensoren – Algemene werking
Ivan Maesen
5
Sensoren – Algemene werking
Ivan Maesen
6
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Foto Siemens
Ivan Maesen
7
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Detectie van blik
en deksel
Foto Siemens
Ivan Maesen
8
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Controle van afbreken van
boorkop
Foto Siemens
Ivan Maesen
9
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Positionering en controle
draaizin
Foto Siemens
Ivan Maesen
10
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Standdetectie van een
klep
Foto Siemens
Ivan Maesen
11
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
oscillator
gelijkrichtier
smitt-trigger
versterker
spoel
Ivan Maesen
12
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Warmteontwikkeling
Ivan Maesen
Amplitude
kleiner
13
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Foto Siemens
Ivan Maesen
14
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Detectie vulniveau in
silo
Foto Siemens
Ivan Maesen
15
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Detectie van vulling
van brik
Foto Siemens
Ivan Maesen
16
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Het sensorvlak vormt een condensator. De lucht is het
diëlektricum.
C
A
d
Ivan Maesen
17
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Een niet-metalen object in het detectieveld: de
diëlektrische constante van de middenstof verandert.
C verandert
Ivan Maesen
18
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
De capaciteit wordt bepaald door het diëlektricum en de
afstand d tussen te platen.
C
A
d
Ivan Maesen
19
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Bij een elektrische geleidend object verkleint de afstand
tussen de platen.
C verandert
Ivan Maesen
20
Sensoren – Werking van de optische sensor
Ivan Maesen
21
Sensoren – Werking van de optische sensor
impulsgenerator (modulator)
IR of laser-LED
lichtgevoelige transistor
synchronisatie, gelijkrichter (demodulator)
smitt-trigger
versterker
Ivan Maesen
22
Sensoren – Werking van de ultrasone sensor
Ivan Maesen
23
Sensoren
ultrasone sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Kwaliteitscontrole met
sonar
Foto Siemens
Ivan Maesen
24
Sensoren
ultrasone sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Hoogtemeting met sonar
Foto Siemens
Ivan Maesen
25
Sensoren
ultrasone sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Afstandsmeting met sonar
Foto Siemens
Ivan Maesen
26
Sensoren
ultrasone sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Controle op doorhangen
met sonar
Foto Siemens
Ivan Maesen
27
Sensoren
ultrasone sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Niveaumetingen
met sonar
Foto’s Siemens
Ivan Maesen
28
Sensoren – Werking van de ultrasone sensor
oscillator
gelijkrichtier
smitt-trigger
versterker
piëzo element (opwekken en verwerken geluidsgolven)
Ivan Maesen
29
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen volgens de vorm
Cilindrische sensoren
Balkvormige or rechthoekige sensoren
Ivan Maesen
30
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen vvolgens de vorm
Speciale vormen:
• vork of sleufsensoren,
• ringsensoren,
• …
Foto Turck
Ivan Maesen
31
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Materiaal van de behuizing (cilindrische sensoren)
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
32
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Maten van cilindrische sensoren
Schroefdraad: M 4, M6,5 M8, M12, M18, M30,
PG 36
Gladde uitvoering: Ø11, Ø20, Ø40
Maten van rechthoekige sensoren
Bouwvormen zie maatschetsen catalogie.
Foto Siemens
Ivan Maesen
33
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens aansluiting
• Sensoren met aansluitklemmen
• Aangegoten kabel zonder connector
• Aangegoten kabel met connector
• Sensoren met connnector
Ivan Maesen
34
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens de aansluiting
Aangegoten kabel
Sensoren met
aansluitklem
Ivan Maesen
35
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens aansluiting
Sensoren met connnector
Ivan Maesen
36
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens aansluiting
Sensoren met connector:
aansluitkabels
Ivan Maesen
37
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens aansluiting
Aansluitkabels en aansluitdozen voor sensoren
Foto Turck
Ivan Maesen
38
Sensoren – Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Foto Siemens
Ivan Maesen
39
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger afzonderlijk (directe scan, thru scan)
Groot detectiebereik (tientallen meters)
Geen doorschijnende materialen detecteren
Ivan Maesen
40
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger afzonderlijk (directe scan, thru scan)
Foto Siemens
Ivan Maesen
41
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger afzonderlijk – spiegeling
(specular)
Detecteren van spiegelende opbjecten
Ivan Maesen
42
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, met reflector
(Retroreflex - retroreflective)
Geen glimmende, spiegelende, doorzichtige voorwerpen
Detectieafstand : ca. 5 m
Ivan Maesen
43
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, met reflector
(Retroreflex - retroreflective)
Ivan Maesen
44
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, met reflector
(Retroreflex - retroreflective)
Foto Siemens
Ivan Maesen
45
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Foto’s Siemens
Ivan Maesen
46
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, met reflector
(Polarisatie - polarized)
Wel glimmende, spiegelende, doorzichtige voorwerpen
Detectieafstand : ca. 3 m
Ivan Maesen
47
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Gepolariseerd licht
Spiegelend voorwerp
Ivan Maesen
48
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, objectreflectie
(strooing – diffuse)
Voorwerpen met mat en ruw oppervlak kunnen gedetecteerd worden
Detectieafstand : enkele tientallen centimeters
Ivan Maesen
49
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, objectreflectie
(strooing – diffuse)
Foto Siemens
Ivan Maesen
50
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, objectreflectie focuspunt (convergent)
Preciesiedetectie, achtergrond geen invloed
Detectieafstand : enkele tientallen centimeters
Ivan Maesen
51
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger afzonderlijk, met glasvezels
Ivan Maesen
52
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, objectreflectie,
met glasvezels
Ivan Maesen
53
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Foto Siemens
Ivan Maesen
54
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Lichtgordijn
Multi beam safety senor
Ivan Maesen
55
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Nominale schakelafstand Sn
Afstand waarbij de sensor schakelt
• Genormalisseerd meetobject
• Nominale spanning
• Nominale temperatuur
Ivan Maesen
56
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Werkelijke schakelafstand
Rekening houden met:
• Werkelijke temperatuur
• Nabijheid andere sensoren
• Soort materiaal
• Afmetingen object
• Kleur (optische sensoren)
• …
Ivan Maesen
57
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Werkelijke schakelafstand
Correctiefactoren inductieve schakelaar
- staal
1
- CrNi
0,85
- Al
0,50
- Cu
0,45
- ….
Ivan Maesen
58
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Werkelijke schakelafstand
Correctiefactoren capacitieve schakelaar:
- Staal
1
- Al
0,95
- Cu
0,95
- H2O
0,64
- Plexiglas
0,20
-…
Ivan Maesen
59
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Schakelfrequentie
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.
Ivan Maesen
60
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Uitgangsbelasing
De stroom die de sensor kan schakelen,
uitgedrukt in mA.
Ivan Maesen
61
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Afgeschermde (shielded) en niet-afgeschermde
(unshielded) senoren
Ivan Maesen
62
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Niet-afgeschermde senoren
Kop niet afgeschermd, uit kunststof
Grotere detectieafstand
Inbouwen geeft problemen
Ivan Maesen
Foto Siemens
63
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Afgeschermde senoren
Volledig uit metaal (uitgezonderd detectievlak)
Kleinere detectieafstand
Ivan Maesen
64
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
65
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen inductieve sensoren
Ongevoelig voor trillingen
Geen contactdender
Geen onderhoud, geen slijtage
Kostprijs € 20 tot ca. € 50
Foto Siemens
Ivan Maesen
66
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen inductieve sensoren
Beperkingen
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.
Ivan Maesen
67
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
68
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
69
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen capacitieve sensoren
Beperkingen
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
Ivan Maesen
70
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
71
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen ultrasone sensoren
Beperkingen
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.
Ivan Maesen
72
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
73
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
74
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen optische sensoren
Beperkingen
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.
Ivan Maesen
75
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Rekening houden met:
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
76
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Draadkleur
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
77
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Driedraadse sensor PNP (capacitief)
Ivan Maesen
78
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Driedraadse sensor NPN (inductief)
Ivan Maesen
79
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Vierdraadse sensor PNP
Ivan Maesen
80
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Tweedraadse sensor DC (capacitief)
Ivan Maesen
81
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Tweedraadse NAMUR sensor DC (capacitief)
Ivan Maesen
82
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Tweedraadse sensor AC - NC (inductief)
Ivan Maesen
83
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Tweedraadse sensor AC - NO (inductief)
Ivan Maesen
84
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Vijfdraadse sensor AC (optisch)
Ivan Maesen
85
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Vijfdraadse sensor AC - NO (optisch)
Ivan Maesen
86
Sensoren – Testen van sensoren
Driedraadse sensoren
Als voorbeeld een sensor met PNP-uitgang
Het aansluitschema
Testen met V-meter – Je kunt uiteraard met de Vmeter ook over de belasting meten.
Ivan Maesen
87
Sensoren – Testen van sensoren
Tweedraadse
sensoren
Het aansluitschema
Testen met V-meter
Testen met A-meter
Ivan Maesen
88
Sensoren
Ivan Maesen
89
Slide 78
Installatiemethoden 6 ET
Foto Heidelberg
Ivan Maesen
1
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
2
Sensoren - Algemeen
Inductieve sensoren
Capacitieve sensoren
Optische sensoren
Magnetische sensoren
Ultrasone sensoren
Foto Turck
Ivan Maesen
3
Sensoren – Algemene werking
Ivan Maesen
4
Sensoren – Algemene werking
Ivan Maesen
5
Sensoren – Algemene werking
Ivan Maesen
6
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Foto Siemens
Ivan Maesen
7
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Detectie van blik
en deksel
Foto Siemens
Ivan Maesen
8
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Controle van afbreken van
boorkop
Foto Siemens
Ivan Maesen
9
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Positionering en controle
draaizin
Foto Siemens
Ivan Maesen
10
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Standdetectie van een
klep
Foto Siemens
Ivan Maesen
11
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
oscillator
gelijkrichtier
smitt-trigger
versterker
spoel
Ivan Maesen
12
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Warmteontwikkeling
Ivan Maesen
Amplitude
kleiner
13
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Foto Siemens
Ivan Maesen
14
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Detectie vulniveau in
silo
Foto Siemens
Ivan Maesen
15
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Detectie van vulling
van brik
Foto Siemens
Ivan Maesen
16
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Het sensorvlak vormt een condensator. De lucht is het
diëlektricum.
C
A
d
Ivan Maesen
17
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Een niet-metalen object in het detectieveld: de
diëlektrische constante van de middenstof verandert.
C verandert
Ivan Maesen
18
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
De capaciteit wordt bepaald door het diëlektricum en de
afstand d tussen te platen.
C
A
d
Ivan Maesen
19
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Bij een elektrische geleidend object verkleint de afstand
tussen de platen.
C verandert
Ivan Maesen
20
Sensoren – Werking van de optische sensor
Ivan Maesen
21
Sensoren – Werking van de optische sensor
impulsgenerator (modulator)
IR of laser-LED
lichtgevoelige transistor
synchronisatie, gelijkrichter (demodulator)
smitt-trigger
versterker
Ivan Maesen
22
Sensoren – Werking van de ultrasone sensor
Ivan Maesen
23
Sensoren
ultrasone sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Kwaliteitscontrole met
sonar
Foto Siemens
Ivan Maesen
24
Sensoren
ultrasone sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Hoogtemeting met sonar
Foto Siemens
Ivan Maesen
25
Sensoren
ultrasone sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Afstandsmeting met sonar
Foto Siemens
Ivan Maesen
26
Sensoren
ultrasone sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Controle op doorhangen
met sonar
Foto Siemens
Ivan Maesen
27
Sensoren
ultrasone sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Niveaumetingen
met sonar
Foto’s Siemens
Ivan Maesen
28
Sensoren – Werking van de ultrasone sensor
oscillator
gelijkrichtier
smitt-trigger
versterker
piëzo element (opwekken en verwerken geluidsgolven)
Ivan Maesen
29
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen volgens de vorm
Cilindrische sensoren
Balkvormige or rechthoekige sensoren
Ivan Maesen
30
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen vvolgens de vorm
Speciale vormen:
• vork of sleufsensoren,
• ringsensoren,
• …
Foto Turck
Ivan Maesen
31
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Materiaal van de behuizing (cilindrische sensoren)
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
32
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Maten van cilindrische sensoren
Schroefdraad: M 4, M6,5 M8, M12, M18, M30,
PG 36
Gladde uitvoering: Ø11, Ø20, Ø40
Maten van rechthoekige sensoren
Bouwvormen zie maatschetsen catalogie.
Foto Siemens
Ivan Maesen
33
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens aansluiting
• Sensoren met aansluitklemmen
• Aangegoten kabel zonder connector
• Aangegoten kabel met connector
• Sensoren met connnector
Ivan Maesen
34
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens de aansluiting
Aangegoten kabel
Sensoren met
aansluitklem
Ivan Maesen
35
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens aansluiting
Sensoren met connnector
Ivan Maesen
36
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens aansluiting
Sensoren met connector:
aansluitkabels
Ivan Maesen
37
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens aansluiting
Aansluitkabels en aansluitdozen voor sensoren
Foto Turck
Ivan Maesen
38
Sensoren – Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Foto Siemens
Ivan Maesen
39
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger afzonderlijk (directe scan, thru scan)
Groot detectiebereik (tientallen meters)
Geen doorschijnende materialen detecteren
Ivan Maesen
40
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger afzonderlijk (directe scan, thru scan)
Foto Siemens
Ivan Maesen
41
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger afzonderlijk – spiegeling
(specular)
Detecteren van spiegelende opbjecten
Ivan Maesen
42
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, met reflector
(Retroreflex - retroreflective)
Geen glimmende, spiegelende, doorzichtige voorwerpen
Detectieafstand : ca. 5 m
Ivan Maesen
43
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, met reflector
(Retroreflex - retroreflective)
Ivan Maesen
44
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, met reflector
(Retroreflex - retroreflective)
Foto Siemens
Ivan Maesen
45
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Foto’s Siemens
Ivan Maesen
46
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, met reflector
(Polarisatie - polarized)
Wel glimmende, spiegelende, doorzichtige voorwerpen
Detectieafstand : ca. 3 m
Ivan Maesen
47
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Gepolariseerd licht
Spiegelend voorwerp
Ivan Maesen
48
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, objectreflectie
(strooing – diffuse)
Voorwerpen met mat en ruw oppervlak kunnen gedetecteerd worden
Detectieafstand : enkele tientallen centimeters
Ivan Maesen
49
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, objectreflectie
(strooing – diffuse)
Foto Siemens
Ivan Maesen
50
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, objectreflectie focuspunt (convergent)
Preciesiedetectie, achtergrond geen invloed
Detectieafstand : enkele tientallen centimeters
Ivan Maesen
51
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger afzonderlijk, met glasvezels
Ivan Maesen
52
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, objectreflectie,
met glasvezels
Ivan Maesen
53
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Foto Siemens
Ivan Maesen
54
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Lichtgordijn
Multi beam safety senor
Ivan Maesen
55
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Nominale schakelafstand Sn
Afstand waarbij de sensor schakelt
• Genormalisseerd meetobject
• Nominale spanning
• Nominale temperatuur
Ivan Maesen
56
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Werkelijke schakelafstand
Rekening houden met:
• Werkelijke temperatuur
• Nabijheid andere sensoren
• Soort materiaal
• Afmetingen object
• Kleur (optische sensoren)
• …
Ivan Maesen
57
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Werkelijke schakelafstand
Correctiefactoren inductieve schakelaar
- staal
1
- CrNi
0,85
- Al
0,50
- Cu
0,45
- ….
Ivan Maesen
58
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Werkelijke schakelafstand
Correctiefactoren capacitieve schakelaar:
- Staal
1
- Al
0,95
- Cu
0,95
- H2O
0,64
- Plexiglas
0,20
-…
Ivan Maesen
59
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Schakelfrequentie
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.
Ivan Maesen
60
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Uitgangsbelasing
De stroom die de sensor kan schakelen,
uitgedrukt in mA.
Ivan Maesen
61
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Afgeschermde (shielded) en niet-afgeschermde
(unshielded) senoren
Ivan Maesen
62
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Niet-afgeschermde senoren
Kop niet afgeschermd, uit kunststof
Grotere detectieafstand
Inbouwen geeft problemen
Ivan Maesen
Foto Siemens
63
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Afgeschermde senoren
Volledig uit metaal (uitgezonderd detectievlak)
Kleinere detectieafstand
Ivan Maesen
64
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
65
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen inductieve sensoren
Ongevoelig voor trillingen
Geen contactdender
Geen onderhoud, geen slijtage
Kostprijs € 20 tot ca. € 50
Foto Siemens
Ivan Maesen
66
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen inductieve sensoren
Beperkingen
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.
Ivan Maesen
67
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
68
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
69
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen capacitieve sensoren
Beperkingen
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
Ivan Maesen
70
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
71
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen ultrasone sensoren
Beperkingen
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.
Ivan Maesen
72
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
73
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
74
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen optische sensoren
Beperkingen
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.
Ivan Maesen
75
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Rekening houden met:
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
76
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Draadkleur
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
77
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Driedraadse sensor PNP (capacitief)
Ivan Maesen
78
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Driedraadse sensor NPN (inductief)
Ivan Maesen
79
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Vierdraadse sensor PNP
Ivan Maesen
80
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Tweedraadse sensor DC (capacitief)
Ivan Maesen
81
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Tweedraadse NAMUR sensor DC (capacitief)
Ivan Maesen
82
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Tweedraadse sensor AC - NC (inductief)
Ivan Maesen
83
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Tweedraadse sensor AC - NO (inductief)
Ivan Maesen
84
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Vijfdraadse sensor AC (optisch)
Ivan Maesen
85
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Vijfdraadse sensor AC - NO (optisch)
Ivan Maesen
86
Sensoren – Testen van sensoren
Driedraadse sensoren
Als voorbeeld een sensor met PNP-uitgang
Het aansluitschema
Testen met V-meter – Je kunt uiteraard met de Vmeter ook over de belasting meten.
Ivan Maesen
87
Sensoren – Testen van sensoren
Tweedraadse
sensoren
Het aansluitschema
Testen met V-meter
Testen met A-meter
Ivan Maesen
88
Sensoren
Ivan Maesen
89
Slide 79
Installatiemethoden 6 ET
Foto Heidelberg
Ivan Maesen
1
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
2
Sensoren - Algemeen
Inductieve sensoren
Capacitieve sensoren
Optische sensoren
Magnetische sensoren
Ultrasone sensoren
Foto Turck
Ivan Maesen
3
Sensoren – Algemene werking
Ivan Maesen
4
Sensoren – Algemene werking
Ivan Maesen
5
Sensoren – Algemene werking
Ivan Maesen
6
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Foto Siemens
Ivan Maesen
7
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Detectie van blik
en deksel
Foto Siemens
Ivan Maesen
8
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Controle van afbreken van
boorkop
Foto Siemens
Ivan Maesen
9
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Positionering en controle
draaizin
Foto Siemens
Ivan Maesen
10
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Standdetectie van een
klep
Foto Siemens
Ivan Maesen
11
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
oscillator
gelijkrichtier
smitt-trigger
versterker
spoel
Ivan Maesen
12
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Warmteontwikkeling
Ivan Maesen
Amplitude
kleiner
13
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Foto Siemens
Ivan Maesen
14
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Detectie vulniveau in
silo
Foto Siemens
Ivan Maesen
15
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Detectie van vulling
van brik
Foto Siemens
Ivan Maesen
16
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Het sensorvlak vormt een condensator. De lucht is het
diëlektricum.
C
A
d
Ivan Maesen
17
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Een niet-metalen object in het detectieveld: de
diëlektrische constante van de middenstof verandert.
C verandert
Ivan Maesen
18
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
De capaciteit wordt bepaald door het diëlektricum en de
afstand d tussen te platen.
C
A
d
Ivan Maesen
19
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Bij een elektrische geleidend object verkleint de afstand
tussen de platen.
C verandert
Ivan Maesen
20
Sensoren – Werking van de optische sensor
Ivan Maesen
21
Sensoren – Werking van de optische sensor
impulsgenerator (modulator)
IR of laser-LED
lichtgevoelige transistor
synchronisatie, gelijkrichter (demodulator)
smitt-trigger
versterker
Ivan Maesen
22
Sensoren – Werking van de ultrasone sensor
Ivan Maesen
23
Sensoren
ultrasone sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Kwaliteitscontrole met
sonar
Foto Siemens
Ivan Maesen
24
Sensoren
ultrasone sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Hoogtemeting met sonar
Foto Siemens
Ivan Maesen
25
Sensoren
ultrasone sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Afstandsmeting met sonar
Foto Siemens
Ivan Maesen
26
Sensoren
ultrasone sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Controle op doorhangen
met sonar
Foto Siemens
Ivan Maesen
27
Sensoren
ultrasone sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Niveaumetingen
met sonar
Foto’s Siemens
Ivan Maesen
28
Sensoren – Werking van de ultrasone sensor
oscillator
gelijkrichtier
smitt-trigger
versterker
piëzo element (opwekken en verwerken geluidsgolven)
Ivan Maesen
29
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen volgens de vorm
Cilindrische sensoren
Balkvormige or rechthoekige sensoren
Ivan Maesen
30
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen vvolgens de vorm
Speciale vormen:
• vork of sleufsensoren,
• ringsensoren,
• …
Foto Turck
Ivan Maesen
31
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Materiaal van de behuizing (cilindrische sensoren)
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
32
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Maten van cilindrische sensoren
Schroefdraad: M 4, M6,5 M8, M12, M18, M30,
PG 36
Gladde uitvoering: Ø11, Ø20, Ø40
Maten van rechthoekige sensoren
Bouwvormen zie maatschetsen catalogie.
Foto Siemens
Ivan Maesen
33
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens aansluiting
• Sensoren met aansluitklemmen
• Aangegoten kabel zonder connector
• Aangegoten kabel met connector
• Sensoren met connnector
Ivan Maesen
34
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens de aansluiting
Aangegoten kabel
Sensoren met
aansluitklem
Ivan Maesen
35
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens aansluiting
Sensoren met connnector
Ivan Maesen
36
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens aansluiting
Sensoren met connector:
aansluitkabels
Ivan Maesen
37
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens aansluiting
Aansluitkabels en aansluitdozen voor sensoren
Foto Turck
Ivan Maesen
38
Sensoren – Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Foto Siemens
Ivan Maesen
39
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger afzonderlijk (directe scan, thru scan)
Groot detectiebereik (tientallen meters)
Geen doorschijnende materialen detecteren
Ivan Maesen
40
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger afzonderlijk (directe scan, thru scan)
Foto Siemens
Ivan Maesen
41
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger afzonderlijk – spiegeling
(specular)
Detecteren van spiegelende opbjecten
Ivan Maesen
42
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, met reflector
(Retroreflex - retroreflective)
Geen glimmende, spiegelende, doorzichtige voorwerpen
Detectieafstand : ca. 5 m
Ivan Maesen
43
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, met reflector
(Retroreflex - retroreflective)
Ivan Maesen
44
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, met reflector
(Retroreflex - retroreflective)
Foto Siemens
Ivan Maesen
45
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Foto’s Siemens
Ivan Maesen
46
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, met reflector
(Polarisatie - polarized)
Wel glimmende, spiegelende, doorzichtige voorwerpen
Detectieafstand : ca. 3 m
Ivan Maesen
47
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Gepolariseerd licht
Spiegelend voorwerp
Ivan Maesen
48
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, objectreflectie
(strooing – diffuse)
Voorwerpen met mat en ruw oppervlak kunnen gedetecteerd worden
Detectieafstand : enkele tientallen centimeters
Ivan Maesen
49
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, objectreflectie
(strooing – diffuse)
Foto Siemens
Ivan Maesen
50
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, objectreflectie focuspunt (convergent)
Preciesiedetectie, achtergrond geen invloed
Detectieafstand : enkele tientallen centimeters
Ivan Maesen
51
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger afzonderlijk, met glasvezels
Ivan Maesen
52
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, objectreflectie,
met glasvezels
Ivan Maesen
53
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Foto Siemens
Ivan Maesen
54
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Lichtgordijn
Multi beam safety senor
Ivan Maesen
55
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Nominale schakelafstand Sn
Afstand waarbij de sensor schakelt
• Genormalisseerd meetobject
• Nominale spanning
• Nominale temperatuur
Ivan Maesen
56
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Werkelijke schakelafstand
Rekening houden met:
• Werkelijke temperatuur
• Nabijheid andere sensoren
• Soort materiaal
• Afmetingen object
• Kleur (optische sensoren)
• …
Ivan Maesen
57
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Werkelijke schakelafstand
Correctiefactoren inductieve schakelaar
- staal
1
- CrNi
0,85
- Al
0,50
- Cu
0,45
- ….
Ivan Maesen
58
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Werkelijke schakelafstand
Correctiefactoren capacitieve schakelaar:
- Staal
1
- Al
0,95
- Cu
0,95
- H2O
0,64
- Plexiglas
0,20
-…
Ivan Maesen
59
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Schakelfrequentie
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.
Ivan Maesen
60
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Uitgangsbelasing
De stroom die de sensor kan schakelen,
uitgedrukt in mA.
Ivan Maesen
61
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Afgeschermde (shielded) en niet-afgeschermde
(unshielded) senoren
Ivan Maesen
62
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Niet-afgeschermde senoren
Kop niet afgeschermd, uit kunststof
Grotere detectieafstand
Inbouwen geeft problemen
Ivan Maesen
Foto Siemens
63
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Afgeschermde senoren
Volledig uit metaal (uitgezonderd detectievlak)
Kleinere detectieafstand
Ivan Maesen
64
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
65
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen inductieve sensoren
Ongevoelig voor trillingen
Geen contactdender
Geen onderhoud, geen slijtage
Kostprijs € 20 tot ca. € 50
Foto Siemens
Ivan Maesen
66
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen inductieve sensoren
Beperkingen
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.
Ivan Maesen
67
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
68
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
69
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen capacitieve sensoren
Beperkingen
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
Ivan Maesen
70
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
71
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen ultrasone sensoren
Beperkingen
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.
Ivan Maesen
72
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
73
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
74
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen optische sensoren
Beperkingen
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.
Ivan Maesen
75
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Rekening houden met:
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
76
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Draadkleur
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
77
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Driedraadse sensor PNP (capacitief)
Ivan Maesen
78
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Driedraadse sensor NPN (inductief)
Ivan Maesen
79
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Vierdraadse sensor PNP
Ivan Maesen
80
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Tweedraadse sensor DC (capacitief)
Ivan Maesen
81
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Tweedraadse NAMUR sensor DC (capacitief)
Ivan Maesen
82
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Tweedraadse sensor AC - NC (inductief)
Ivan Maesen
83
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Tweedraadse sensor AC - NO (inductief)
Ivan Maesen
84
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Vijfdraadse sensor AC (optisch)
Ivan Maesen
85
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Vijfdraadse sensor AC - NO (optisch)
Ivan Maesen
86
Sensoren – Testen van sensoren
Driedraadse sensoren
Als voorbeeld een sensor met PNP-uitgang
Het aansluitschema
Testen met V-meter – Je kunt uiteraard met de Vmeter ook over de belasting meten.
Ivan Maesen
87
Sensoren – Testen van sensoren
Tweedraadse
sensoren
Het aansluitschema
Testen met V-meter
Testen met A-meter
Ivan Maesen
88
Sensoren
Ivan Maesen
89
Slide 80
Installatiemethoden 6 ET
Foto Heidelberg
Ivan Maesen
1
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
2
Sensoren - Algemeen
Inductieve sensoren
Capacitieve sensoren
Optische sensoren
Magnetische sensoren
Ultrasone sensoren
Foto Turck
Ivan Maesen
3
Sensoren – Algemene werking
Ivan Maesen
4
Sensoren – Algemene werking
Ivan Maesen
5
Sensoren – Algemene werking
Ivan Maesen
6
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Foto Siemens
Ivan Maesen
7
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Detectie van blik
en deksel
Foto Siemens
Ivan Maesen
8
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Controle van afbreken van
boorkop
Foto Siemens
Ivan Maesen
9
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Positionering en controle
draaizin
Foto Siemens
Ivan Maesen
10
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Standdetectie van een
klep
Foto Siemens
Ivan Maesen
11
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
oscillator
gelijkrichtier
smitt-trigger
versterker
spoel
Ivan Maesen
12
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Warmteontwikkeling
Ivan Maesen
Amplitude
kleiner
13
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Foto Siemens
Ivan Maesen
14
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Detectie vulniveau in
silo
Foto Siemens
Ivan Maesen
15
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Detectie van vulling
van brik
Foto Siemens
Ivan Maesen
16
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Het sensorvlak vormt een condensator. De lucht is het
diëlektricum.
C
A
d
Ivan Maesen
17
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Een niet-metalen object in het detectieveld: de
diëlektrische constante van de middenstof verandert.
C verandert
Ivan Maesen
18
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
De capaciteit wordt bepaald door het diëlektricum en de
afstand d tussen te platen.
C
A
d
Ivan Maesen
19
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Bij een elektrische geleidend object verkleint de afstand
tussen de platen.
C verandert
Ivan Maesen
20
Sensoren – Werking van de optische sensor
Ivan Maesen
21
Sensoren – Werking van de optische sensor
impulsgenerator (modulator)
IR of laser-LED
lichtgevoelige transistor
synchronisatie, gelijkrichter (demodulator)
smitt-trigger
versterker
Ivan Maesen
22
Sensoren – Werking van de ultrasone sensor
Ivan Maesen
23
Sensoren
ultrasone sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Kwaliteitscontrole met
sonar
Foto Siemens
Ivan Maesen
24
Sensoren
ultrasone sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Hoogtemeting met sonar
Foto Siemens
Ivan Maesen
25
Sensoren
ultrasone sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Afstandsmeting met sonar
Foto Siemens
Ivan Maesen
26
Sensoren
ultrasone sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Controle op doorhangen
met sonar
Foto Siemens
Ivan Maesen
27
Sensoren
ultrasone sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Niveaumetingen
met sonar
Foto’s Siemens
Ivan Maesen
28
Sensoren – Werking van de ultrasone sensor
oscillator
gelijkrichtier
smitt-trigger
versterker
piëzo element (opwekken en verwerken geluidsgolven)
Ivan Maesen
29
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen volgens de vorm
Cilindrische sensoren
Balkvormige or rechthoekige sensoren
Ivan Maesen
30
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen vvolgens de vorm
Speciale vormen:
• vork of sleufsensoren,
• ringsensoren,
• …
Foto Turck
Ivan Maesen
31
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Materiaal van de behuizing (cilindrische sensoren)
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
32
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Maten van cilindrische sensoren
Schroefdraad: M 4, M6,5 M8, M12, M18, M30,
PG 36
Gladde uitvoering: Ø11, Ø20, Ø40
Maten van rechthoekige sensoren
Bouwvormen zie maatschetsen catalogie.
Foto Siemens
Ivan Maesen
33
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens aansluiting
• Sensoren met aansluitklemmen
• Aangegoten kabel zonder connector
• Aangegoten kabel met connector
• Sensoren met connnector
Ivan Maesen
34
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens de aansluiting
Aangegoten kabel
Sensoren met
aansluitklem
Ivan Maesen
35
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens aansluiting
Sensoren met connnector
Ivan Maesen
36
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens aansluiting
Sensoren met connector:
aansluitkabels
Ivan Maesen
37
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens aansluiting
Aansluitkabels en aansluitdozen voor sensoren
Foto Turck
Ivan Maesen
38
Sensoren – Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Foto Siemens
Ivan Maesen
39
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger afzonderlijk (directe scan, thru scan)
Groot detectiebereik (tientallen meters)
Geen doorschijnende materialen detecteren
Ivan Maesen
40
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger afzonderlijk (directe scan, thru scan)
Foto Siemens
Ivan Maesen
41
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger afzonderlijk – spiegeling
(specular)
Detecteren van spiegelende opbjecten
Ivan Maesen
42
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, met reflector
(Retroreflex - retroreflective)
Geen glimmende, spiegelende, doorzichtige voorwerpen
Detectieafstand : ca. 5 m
Ivan Maesen
43
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, met reflector
(Retroreflex - retroreflective)
Ivan Maesen
44
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, met reflector
(Retroreflex - retroreflective)
Foto Siemens
Ivan Maesen
45
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Foto’s Siemens
Ivan Maesen
46
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, met reflector
(Polarisatie - polarized)
Wel glimmende, spiegelende, doorzichtige voorwerpen
Detectieafstand : ca. 3 m
Ivan Maesen
47
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Gepolariseerd licht
Spiegelend voorwerp
Ivan Maesen
48
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, objectreflectie
(strooing – diffuse)
Voorwerpen met mat en ruw oppervlak kunnen gedetecteerd worden
Detectieafstand : enkele tientallen centimeters
Ivan Maesen
49
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, objectreflectie
(strooing – diffuse)
Foto Siemens
Ivan Maesen
50
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, objectreflectie focuspunt (convergent)
Preciesiedetectie, achtergrond geen invloed
Detectieafstand : enkele tientallen centimeters
Ivan Maesen
51
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger afzonderlijk, met glasvezels
Ivan Maesen
52
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, objectreflectie,
met glasvezels
Ivan Maesen
53
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Foto Siemens
Ivan Maesen
54
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Lichtgordijn
Multi beam safety senor
Ivan Maesen
55
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Nominale schakelafstand Sn
Afstand waarbij de sensor schakelt
• Genormalisseerd meetobject
• Nominale spanning
• Nominale temperatuur
Ivan Maesen
56
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Werkelijke schakelafstand
Rekening houden met:
• Werkelijke temperatuur
• Nabijheid andere sensoren
• Soort materiaal
• Afmetingen object
• Kleur (optische sensoren)
• …
Ivan Maesen
57
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Werkelijke schakelafstand
Correctiefactoren inductieve schakelaar
- staal
1
- CrNi
0,85
- Al
0,50
- Cu
0,45
- ….
Ivan Maesen
58
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Werkelijke schakelafstand
Correctiefactoren capacitieve schakelaar:
- Staal
1
- Al
0,95
- Cu
0,95
- H2O
0,64
- Plexiglas
0,20
-…
Ivan Maesen
59
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Schakelfrequentie
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.
Ivan Maesen
60
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Uitgangsbelasing
De stroom die de sensor kan schakelen,
uitgedrukt in mA.
Ivan Maesen
61
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Afgeschermde (shielded) en niet-afgeschermde
(unshielded) senoren
Ivan Maesen
62
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Niet-afgeschermde senoren
Kop niet afgeschermd, uit kunststof
Grotere detectieafstand
Inbouwen geeft problemen
Ivan Maesen
Foto Siemens
63
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Afgeschermde senoren
Volledig uit metaal (uitgezonderd detectievlak)
Kleinere detectieafstand
Ivan Maesen
64
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
65
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen inductieve sensoren
Ongevoelig voor trillingen
Geen contactdender
Geen onderhoud, geen slijtage
Kostprijs € 20 tot ca. € 50
Foto Siemens
Ivan Maesen
66
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen inductieve sensoren
Beperkingen
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.
Ivan Maesen
67
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
68
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
69
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen capacitieve sensoren
Beperkingen
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
Ivan Maesen
70
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
71
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen ultrasone sensoren
Beperkingen
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.
Ivan Maesen
72
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
73
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
74
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen optische sensoren
Beperkingen
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.
Ivan Maesen
75
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Rekening houden met:
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
76
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Draadkleur
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
77
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Driedraadse sensor PNP (capacitief)
Ivan Maesen
78
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Driedraadse sensor NPN (inductief)
Ivan Maesen
79
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Vierdraadse sensor PNP
Ivan Maesen
80
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Tweedraadse sensor DC (capacitief)
Ivan Maesen
81
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Tweedraadse NAMUR sensor DC (capacitief)
Ivan Maesen
82
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Tweedraadse sensor AC - NC (inductief)
Ivan Maesen
83
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Tweedraadse sensor AC - NO (inductief)
Ivan Maesen
84
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Vijfdraadse sensor AC (optisch)
Ivan Maesen
85
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Vijfdraadse sensor AC - NO (optisch)
Ivan Maesen
86
Sensoren – Testen van sensoren
Driedraadse sensoren
Als voorbeeld een sensor met PNP-uitgang
Het aansluitschema
Testen met V-meter – Je kunt uiteraard met de Vmeter ook over de belasting meten.
Ivan Maesen
87
Sensoren – Testen van sensoren
Tweedraadse
sensoren
Het aansluitschema
Testen met V-meter
Testen met A-meter
Ivan Maesen
88
Sensoren
Ivan Maesen
89
Slide 81
Installatiemethoden 6 ET
Foto Heidelberg
Ivan Maesen
1
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
2
Sensoren - Algemeen
Inductieve sensoren
Capacitieve sensoren
Optische sensoren
Magnetische sensoren
Ultrasone sensoren
Foto Turck
Ivan Maesen
3
Sensoren – Algemene werking
Ivan Maesen
4
Sensoren – Algemene werking
Ivan Maesen
5
Sensoren – Algemene werking
Ivan Maesen
6
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Foto Siemens
Ivan Maesen
7
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Detectie van blik
en deksel
Foto Siemens
Ivan Maesen
8
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Controle van afbreken van
boorkop
Foto Siemens
Ivan Maesen
9
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Positionering en controle
draaizin
Foto Siemens
Ivan Maesen
10
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Standdetectie van een
klep
Foto Siemens
Ivan Maesen
11
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
oscillator
gelijkrichtier
smitt-trigger
versterker
spoel
Ivan Maesen
12
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Warmteontwikkeling
Ivan Maesen
Amplitude
kleiner
13
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Foto Siemens
Ivan Maesen
14
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Detectie vulniveau in
silo
Foto Siemens
Ivan Maesen
15
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Detectie van vulling
van brik
Foto Siemens
Ivan Maesen
16
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Het sensorvlak vormt een condensator. De lucht is het
diëlektricum.
C
A
d
Ivan Maesen
17
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Een niet-metalen object in het detectieveld: de
diëlektrische constante van de middenstof verandert.
C verandert
Ivan Maesen
18
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
De capaciteit wordt bepaald door het diëlektricum en de
afstand d tussen te platen.
C
A
d
Ivan Maesen
19
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Bij een elektrische geleidend object verkleint de afstand
tussen de platen.
C verandert
Ivan Maesen
20
Sensoren – Werking van de optische sensor
Ivan Maesen
21
Sensoren – Werking van de optische sensor
impulsgenerator (modulator)
IR of laser-LED
lichtgevoelige transistor
synchronisatie, gelijkrichter (demodulator)
smitt-trigger
versterker
Ivan Maesen
22
Sensoren – Werking van de ultrasone sensor
Ivan Maesen
23
Sensoren
ultrasone sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Kwaliteitscontrole met
sonar
Foto Siemens
Ivan Maesen
24
Sensoren
ultrasone sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Hoogtemeting met sonar
Foto Siemens
Ivan Maesen
25
Sensoren
ultrasone sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Afstandsmeting met sonar
Foto Siemens
Ivan Maesen
26
Sensoren
ultrasone sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Controle op doorhangen
met sonar
Foto Siemens
Ivan Maesen
27
Sensoren
ultrasone sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Niveaumetingen
met sonar
Foto’s Siemens
Ivan Maesen
28
Sensoren – Werking van de ultrasone sensor
oscillator
gelijkrichtier
smitt-trigger
versterker
piëzo element (opwekken en verwerken geluidsgolven)
Ivan Maesen
29
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen volgens de vorm
Cilindrische sensoren
Balkvormige or rechthoekige sensoren
Ivan Maesen
30
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen vvolgens de vorm
Speciale vormen:
• vork of sleufsensoren,
• ringsensoren,
• …
Foto Turck
Ivan Maesen
31
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Materiaal van de behuizing (cilindrische sensoren)
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
32
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Maten van cilindrische sensoren
Schroefdraad: M 4, M6,5 M8, M12, M18, M30,
PG 36
Gladde uitvoering: Ø11, Ø20, Ø40
Maten van rechthoekige sensoren
Bouwvormen zie maatschetsen catalogie.
Foto Siemens
Ivan Maesen
33
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens aansluiting
• Sensoren met aansluitklemmen
• Aangegoten kabel zonder connector
• Aangegoten kabel met connector
• Sensoren met connnector
Ivan Maesen
34
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens de aansluiting
Aangegoten kabel
Sensoren met
aansluitklem
Ivan Maesen
35
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens aansluiting
Sensoren met connnector
Ivan Maesen
36
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens aansluiting
Sensoren met connector:
aansluitkabels
Ivan Maesen
37
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens aansluiting
Aansluitkabels en aansluitdozen voor sensoren
Foto Turck
Ivan Maesen
38
Sensoren – Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Foto Siemens
Ivan Maesen
39
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger afzonderlijk (directe scan, thru scan)
Groot detectiebereik (tientallen meters)
Geen doorschijnende materialen detecteren
Ivan Maesen
40
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger afzonderlijk (directe scan, thru scan)
Foto Siemens
Ivan Maesen
41
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger afzonderlijk – spiegeling
(specular)
Detecteren van spiegelende opbjecten
Ivan Maesen
42
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, met reflector
(Retroreflex - retroreflective)
Geen glimmende, spiegelende, doorzichtige voorwerpen
Detectieafstand : ca. 5 m
Ivan Maesen
43
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, met reflector
(Retroreflex - retroreflective)
Ivan Maesen
44
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, met reflector
(Retroreflex - retroreflective)
Foto Siemens
Ivan Maesen
45
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Foto’s Siemens
Ivan Maesen
46
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, met reflector
(Polarisatie - polarized)
Wel glimmende, spiegelende, doorzichtige voorwerpen
Detectieafstand : ca. 3 m
Ivan Maesen
47
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Gepolariseerd licht
Spiegelend voorwerp
Ivan Maesen
48
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, objectreflectie
(strooing – diffuse)
Voorwerpen met mat en ruw oppervlak kunnen gedetecteerd worden
Detectieafstand : enkele tientallen centimeters
Ivan Maesen
49
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, objectreflectie
(strooing – diffuse)
Foto Siemens
Ivan Maesen
50
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, objectreflectie focuspunt (convergent)
Preciesiedetectie, achtergrond geen invloed
Detectieafstand : enkele tientallen centimeters
Ivan Maesen
51
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger afzonderlijk, met glasvezels
Ivan Maesen
52
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, objectreflectie,
met glasvezels
Ivan Maesen
53
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Foto Siemens
Ivan Maesen
54
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Lichtgordijn
Multi beam safety senor
Ivan Maesen
55
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Nominale schakelafstand Sn
Afstand waarbij de sensor schakelt
• Genormalisseerd meetobject
• Nominale spanning
• Nominale temperatuur
Ivan Maesen
56
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Werkelijke schakelafstand
Rekening houden met:
• Werkelijke temperatuur
• Nabijheid andere sensoren
• Soort materiaal
• Afmetingen object
• Kleur (optische sensoren)
• …
Ivan Maesen
57
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Werkelijke schakelafstand
Correctiefactoren inductieve schakelaar
- staal
1
- CrNi
0,85
- Al
0,50
- Cu
0,45
- ….
Ivan Maesen
58
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Werkelijke schakelafstand
Correctiefactoren capacitieve schakelaar:
- Staal
1
- Al
0,95
- Cu
0,95
- H2O
0,64
- Plexiglas
0,20
-…
Ivan Maesen
59
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Schakelfrequentie
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.
Ivan Maesen
60
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Uitgangsbelasing
De stroom die de sensor kan schakelen,
uitgedrukt in mA.
Ivan Maesen
61
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Afgeschermde (shielded) en niet-afgeschermde
(unshielded) senoren
Ivan Maesen
62
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Niet-afgeschermde senoren
Kop niet afgeschermd, uit kunststof
Grotere detectieafstand
Inbouwen geeft problemen
Ivan Maesen
Foto Siemens
63
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Afgeschermde senoren
Volledig uit metaal (uitgezonderd detectievlak)
Kleinere detectieafstand
Ivan Maesen
64
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
65
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen inductieve sensoren
Ongevoelig voor trillingen
Geen contactdender
Geen onderhoud, geen slijtage
Kostprijs € 20 tot ca. € 50
Foto Siemens
Ivan Maesen
66
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen inductieve sensoren
Beperkingen
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.
Ivan Maesen
67
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
68
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
69
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen capacitieve sensoren
Beperkingen
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
Ivan Maesen
70
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
71
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen ultrasone sensoren
Beperkingen
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.
Ivan Maesen
72
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
73
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
74
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen optische sensoren
Beperkingen
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.
Ivan Maesen
75
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Rekening houden met:
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
76
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Draadkleur
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
77
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Driedraadse sensor PNP (capacitief)
Ivan Maesen
78
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Driedraadse sensor NPN (inductief)
Ivan Maesen
79
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Vierdraadse sensor PNP
Ivan Maesen
80
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Tweedraadse sensor DC (capacitief)
Ivan Maesen
81
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Tweedraadse NAMUR sensor DC (capacitief)
Ivan Maesen
82
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Tweedraadse sensor AC - NC (inductief)
Ivan Maesen
83
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Tweedraadse sensor AC - NO (inductief)
Ivan Maesen
84
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Vijfdraadse sensor AC (optisch)
Ivan Maesen
85
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Vijfdraadse sensor AC - NO (optisch)
Ivan Maesen
86
Sensoren – Testen van sensoren
Driedraadse sensoren
Als voorbeeld een sensor met PNP-uitgang
Het aansluitschema
Testen met V-meter – Je kunt uiteraard met de Vmeter ook over de belasting meten.
Ivan Maesen
87
Sensoren – Testen van sensoren
Tweedraadse
sensoren
Het aansluitschema
Testen met V-meter
Testen met A-meter
Ivan Maesen
88
Sensoren
Ivan Maesen
89
Slide 82
Installatiemethoden 6 ET
Foto Heidelberg
Ivan Maesen
1
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
2
Sensoren - Algemeen
Inductieve sensoren
Capacitieve sensoren
Optische sensoren
Magnetische sensoren
Ultrasone sensoren
Foto Turck
Ivan Maesen
3
Sensoren – Algemene werking
Ivan Maesen
4
Sensoren – Algemene werking
Ivan Maesen
5
Sensoren – Algemene werking
Ivan Maesen
6
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Foto Siemens
Ivan Maesen
7
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Detectie van blik
en deksel
Foto Siemens
Ivan Maesen
8
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Controle van afbreken van
boorkop
Foto Siemens
Ivan Maesen
9
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Positionering en controle
draaizin
Foto Siemens
Ivan Maesen
10
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Standdetectie van een
klep
Foto Siemens
Ivan Maesen
11
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
oscillator
gelijkrichtier
smitt-trigger
versterker
spoel
Ivan Maesen
12
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Warmteontwikkeling
Ivan Maesen
Amplitude
kleiner
13
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Foto Siemens
Ivan Maesen
14
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Detectie vulniveau in
silo
Foto Siemens
Ivan Maesen
15
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Detectie van vulling
van brik
Foto Siemens
Ivan Maesen
16
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Het sensorvlak vormt een condensator. De lucht is het
diëlektricum.
C
A
d
Ivan Maesen
17
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Een niet-metalen object in het detectieveld: de
diëlektrische constante van de middenstof verandert.
C verandert
Ivan Maesen
18
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
De capaciteit wordt bepaald door het diëlektricum en de
afstand d tussen te platen.
C
A
d
Ivan Maesen
19
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Bij een elektrische geleidend object verkleint de afstand
tussen de platen.
C verandert
Ivan Maesen
20
Sensoren – Werking van de optische sensor
Ivan Maesen
21
Sensoren – Werking van de optische sensor
impulsgenerator (modulator)
IR of laser-LED
lichtgevoelige transistor
synchronisatie, gelijkrichter (demodulator)
smitt-trigger
versterker
Ivan Maesen
22
Sensoren – Werking van de ultrasone sensor
Ivan Maesen
23
Sensoren
ultrasone sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Kwaliteitscontrole met
sonar
Foto Siemens
Ivan Maesen
24
Sensoren
ultrasone sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Hoogtemeting met sonar
Foto Siemens
Ivan Maesen
25
Sensoren
ultrasone sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Afstandsmeting met sonar
Foto Siemens
Ivan Maesen
26
Sensoren
ultrasone sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Controle op doorhangen
met sonar
Foto Siemens
Ivan Maesen
27
Sensoren
ultrasone sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Niveaumetingen
met sonar
Foto’s Siemens
Ivan Maesen
28
Sensoren – Werking van de ultrasone sensor
oscillator
gelijkrichtier
smitt-trigger
versterker
piëzo element (opwekken en verwerken geluidsgolven)
Ivan Maesen
29
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen volgens de vorm
Cilindrische sensoren
Balkvormige or rechthoekige sensoren
Ivan Maesen
30
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen vvolgens de vorm
Speciale vormen:
• vork of sleufsensoren,
• ringsensoren,
• …
Foto Turck
Ivan Maesen
31
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Materiaal van de behuizing (cilindrische sensoren)
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
32
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Maten van cilindrische sensoren
Schroefdraad: M 4, M6,5 M8, M12, M18, M30,
PG 36
Gladde uitvoering: Ø11, Ø20, Ø40
Maten van rechthoekige sensoren
Bouwvormen zie maatschetsen catalogie.
Foto Siemens
Ivan Maesen
33
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens aansluiting
• Sensoren met aansluitklemmen
• Aangegoten kabel zonder connector
• Aangegoten kabel met connector
• Sensoren met connnector
Ivan Maesen
34
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens de aansluiting
Aangegoten kabel
Sensoren met
aansluitklem
Ivan Maesen
35
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens aansluiting
Sensoren met connnector
Ivan Maesen
36
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens aansluiting
Sensoren met connector:
aansluitkabels
Ivan Maesen
37
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens aansluiting
Aansluitkabels en aansluitdozen voor sensoren
Foto Turck
Ivan Maesen
38
Sensoren – Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Foto Siemens
Ivan Maesen
39
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger afzonderlijk (directe scan, thru scan)
Groot detectiebereik (tientallen meters)
Geen doorschijnende materialen detecteren
Ivan Maesen
40
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger afzonderlijk (directe scan, thru scan)
Foto Siemens
Ivan Maesen
41
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger afzonderlijk – spiegeling
(specular)
Detecteren van spiegelende opbjecten
Ivan Maesen
42
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, met reflector
(Retroreflex - retroreflective)
Geen glimmende, spiegelende, doorzichtige voorwerpen
Detectieafstand : ca. 5 m
Ivan Maesen
43
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, met reflector
(Retroreflex - retroreflective)
Ivan Maesen
44
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, met reflector
(Retroreflex - retroreflective)
Foto Siemens
Ivan Maesen
45
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Foto’s Siemens
Ivan Maesen
46
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, met reflector
(Polarisatie - polarized)
Wel glimmende, spiegelende, doorzichtige voorwerpen
Detectieafstand : ca. 3 m
Ivan Maesen
47
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Gepolariseerd licht
Spiegelend voorwerp
Ivan Maesen
48
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, objectreflectie
(strooing – diffuse)
Voorwerpen met mat en ruw oppervlak kunnen gedetecteerd worden
Detectieafstand : enkele tientallen centimeters
Ivan Maesen
49
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, objectreflectie
(strooing – diffuse)
Foto Siemens
Ivan Maesen
50
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, objectreflectie focuspunt (convergent)
Preciesiedetectie, achtergrond geen invloed
Detectieafstand : enkele tientallen centimeters
Ivan Maesen
51
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger afzonderlijk, met glasvezels
Ivan Maesen
52
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, objectreflectie,
met glasvezels
Ivan Maesen
53
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Foto Siemens
Ivan Maesen
54
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Lichtgordijn
Multi beam safety senor
Ivan Maesen
55
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Nominale schakelafstand Sn
Afstand waarbij de sensor schakelt
• Genormalisseerd meetobject
• Nominale spanning
• Nominale temperatuur
Ivan Maesen
56
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Werkelijke schakelafstand
Rekening houden met:
• Werkelijke temperatuur
• Nabijheid andere sensoren
• Soort materiaal
• Afmetingen object
• Kleur (optische sensoren)
• …
Ivan Maesen
57
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Werkelijke schakelafstand
Correctiefactoren inductieve schakelaar
- staal
1
- CrNi
0,85
- Al
0,50
- Cu
0,45
- ….
Ivan Maesen
58
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Werkelijke schakelafstand
Correctiefactoren capacitieve schakelaar:
- Staal
1
- Al
0,95
- Cu
0,95
- H2O
0,64
- Plexiglas
0,20
-…
Ivan Maesen
59
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Schakelfrequentie
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.
Ivan Maesen
60
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Uitgangsbelasing
De stroom die de sensor kan schakelen,
uitgedrukt in mA.
Ivan Maesen
61
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Afgeschermde (shielded) en niet-afgeschermde
(unshielded) senoren
Ivan Maesen
62
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Niet-afgeschermde senoren
Kop niet afgeschermd, uit kunststof
Grotere detectieafstand
Inbouwen geeft problemen
Ivan Maesen
Foto Siemens
63
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Afgeschermde senoren
Volledig uit metaal (uitgezonderd detectievlak)
Kleinere detectieafstand
Ivan Maesen
64
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
65
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen inductieve sensoren
Ongevoelig voor trillingen
Geen contactdender
Geen onderhoud, geen slijtage
Kostprijs € 20 tot ca. € 50
Foto Siemens
Ivan Maesen
66
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen inductieve sensoren
Beperkingen
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.
Ivan Maesen
67
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
68
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
69
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen capacitieve sensoren
Beperkingen
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
Ivan Maesen
70
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
71
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen ultrasone sensoren
Beperkingen
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.
Ivan Maesen
72
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
73
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
74
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen optische sensoren
Beperkingen
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.
Ivan Maesen
75
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Rekening houden met:
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
76
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Draadkleur
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
77
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Driedraadse sensor PNP (capacitief)
Ivan Maesen
78
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Driedraadse sensor NPN (inductief)
Ivan Maesen
79
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Vierdraadse sensor PNP
Ivan Maesen
80
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Tweedraadse sensor DC (capacitief)
Ivan Maesen
81
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Tweedraadse NAMUR sensor DC (capacitief)
Ivan Maesen
82
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Tweedraadse sensor AC - NC (inductief)
Ivan Maesen
83
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Tweedraadse sensor AC - NO (inductief)
Ivan Maesen
84
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Vijfdraadse sensor AC (optisch)
Ivan Maesen
85
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Vijfdraadse sensor AC - NO (optisch)
Ivan Maesen
86
Sensoren – Testen van sensoren
Driedraadse sensoren
Als voorbeeld een sensor met PNP-uitgang
Het aansluitschema
Testen met V-meter – Je kunt uiteraard met de Vmeter ook over de belasting meten.
Ivan Maesen
87
Sensoren – Testen van sensoren
Tweedraadse
sensoren
Het aansluitschema
Testen met V-meter
Testen met A-meter
Ivan Maesen
88
Sensoren
Ivan Maesen
89
Slide 83
Installatiemethoden 6 ET
Foto Heidelberg
Ivan Maesen
1
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
2
Sensoren - Algemeen
Inductieve sensoren
Capacitieve sensoren
Optische sensoren
Magnetische sensoren
Ultrasone sensoren
Foto Turck
Ivan Maesen
3
Sensoren – Algemene werking
Ivan Maesen
4
Sensoren – Algemene werking
Ivan Maesen
5
Sensoren – Algemene werking
Ivan Maesen
6
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Foto Siemens
Ivan Maesen
7
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Detectie van blik
en deksel
Foto Siemens
Ivan Maesen
8
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Controle van afbreken van
boorkop
Foto Siemens
Ivan Maesen
9
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Positionering en controle
draaizin
Foto Siemens
Ivan Maesen
10
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Standdetectie van een
klep
Foto Siemens
Ivan Maesen
11
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
oscillator
gelijkrichtier
smitt-trigger
versterker
spoel
Ivan Maesen
12
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Warmteontwikkeling
Ivan Maesen
Amplitude
kleiner
13
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Foto Siemens
Ivan Maesen
14
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Detectie vulniveau in
silo
Foto Siemens
Ivan Maesen
15
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Detectie van vulling
van brik
Foto Siemens
Ivan Maesen
16
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Het sensorvlak vormt een condensator. De lucht is het
diëlektricum.
C
A
d
Ivan Maesen
17
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Een niet-metalen object in het detectieveld: de
diëlektrische constante van de middenstof verandert.
C verandert
Ivan Maesen
18
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
De capaciteit wordt bepaald door het diëlektricum en de
afstand d tussen te platen.
C
A
d
Ivan Maesen
19
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Bij een elektrische geleidend object verkleint de afstand
tussen de platen.
C verandert
Ivan Maesen
20
Sensoren – Werking van de optische sensor
Ivan Maesen
21
Sensoren – Werking van de optische sensor
impulsgenerator (modulator)
IR of laser-LED
lichtgevoelige transistor
synchronisatie, gelijkrichter (demodulator)
smitt-trigger
versterker
Ivan Maesen
22
Sensoren – Werking van de ultrasone sensor
Ivan Maesen
23
Sensoren
ultrasone sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Kwaliteitscontrole met
sonar
Foto Siemens
Ivan Maesen
24
Sensoren
ultrasone sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Hoogtemeting met sonar
Foto Siemens
Ivan Maesen
25
Sensoren
ultrasone sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Afstandsmeting met sonar
Foto Siemens
Ivan Maesen
26
Sensoren
ultrasone sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Controle op doorhangen
met sonar
Foto Siemens
Ivan Maesen
27
Sensoren
ultrasone sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Niveaumetingen
met sonar
Foto’s Siemens
Ivan Maesen
28
Sensoren – Werking van de ultrasone sensor
oscillator
gelijkrichtier
smitt-trigger
versterker
piëzo element (opwekken en verwerken geluidsgolven)
Ivan Maesen
29
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen volgens de vorm
Cilindrische sensoren
Balkvormige or rechthoekige sensoren
Ivan Maesen
30
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen vvolgens de vorm
Speciale vormen:
• vork of sleufsensoren,
• ringsensoren,
• …
Foto Turck
Ivan Maesen
31
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Materiaal van de behuizing (cilindrische sensoren)
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
32
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Maten van cilindrische sensoren
Schroefdraad: M 4, M6,5 M8, M12, M18, M30,
PG 36
Gladde uitvoering: Ø11, Ø20, Ø40
Maten van rechthoekige sensoren
Bouwvormen zie maatschetsen catalogie.
Foto Siemens
Ivan Maesen
33
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens aansluiting
• Sensoren met aansluitklemmen
• Aangegoten kabel zonder connector
• Aangegoten kabel met connector
• Sensoren met connnector
Ivan Maesen
34
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens de aansluiting
Aangegoten kabel
Sensoren met
aansluitklem
Ivan Maesen
35
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens aansluiting
Sensoren met connnector
Ivan Maesen
36
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens aansluiting
Sensoren met connector:
aansluitkabels
Ivan Maesen
37
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens aansluiting
Aansluitkabels en aansluitdozen voor sensoren
Foto Turck
Ivan Maesen
38
Sensoren – Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Foto Siemens
Ivan Maesen
39
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger afzonderlijk (directe scan, thru scan)
Groot detectiebereik (tientallen meters)
Geen doorschijnende materialen detecteren
Ivan Maesen
40
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger afzonderlijk (directe scan, thru scan)
Foto Siemens
Ivan Maesen
41
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger afzonderlijk – spiegeling
(specular)
Detecteren van spiegelende opbjecten
Ivan Maesen
42
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, met reflector
(Retroreflex - retroreflective)
Geen glimmende, spiegelende, doorzichtige voorwerpen
Detectieafstand : ca. 5 m
Ivan Maesen
43
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, met reflector
(Retroreflex - retroreflective)
Ivan Maesen
44
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, met reflector
(Retroreflex - retroreflective)
Foto Siemens
Ivan Maesen
45
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Foto’s Siemens
Ivan Maesen
46
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, met reflector
(Polarisatie - polarized)
Wel glimmende, spiegelende, doorzichtige voorwerpen
Detectieafstand : ca. 3 m
Ivan Maesen
47
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Gepolariseerd licht
Spiegelend voorwerp
Ivan Maesen
48
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, objectreflectie
(strooing – diffuse)
Voorwerpen met mat en ruw oppervlak kunnen gedetecteerd worden
Detectieafstand : enkele tientallen centimeters
Ivan Maesen
49
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, objectreflectie
(strooing – diffuse)
Foto Siemens
Ivan Maesen
50
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, objectreflectie focuspunt (convergent)
Preciesiedetectie, achtergrond geen invloed
Detectieafstand : enkele tientallen centimeters
Ivan Maesen
51
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger afzonderlijk, met glasvezels
Ivan Maesen
52
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, objectreflectie,
met glasvezels
Ivan Maesen
53
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Foto Siemens
Ivan Maesen
54
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Lichtgordijn
Multi beam safety senor
Ivan Maesen
55
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Nominale schakelafstand Sn
Afstand waarbij de sensor schakelt
• Genormalisseerd meetobject
• Nominale spanning
• Nominale temperatuur
Ivan Maesen
56
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Werkelijke schakelafstand
Rekening houden met:
• Werkelijke temperatuur
• Nabijheid andere sensoren
• Soort materiaal
• Afmetingen object
• Kleur (optische sensoren)
• …
Ivan Maesen
57
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Werkelijke schakelafstand
Correctiefactoren inductieve schakelaar
- staal
1
- CrNi
0,85
- Al
0,50
- Cu
0,45
- ….
Ivan Maesen
58
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Werkelijke schakelafstand
Correctiefactoren capacitieve schakelaar:
- Staal
1
- Al
0,95
- Cu
0,95
- H2O
0,64
- Plexiglas
0,20
-…
Ivan Maesen
59
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Schakelfrequentie
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.
Ivan Maesen
60
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Uitgangsbelasing
De stroom die de sensor kan schakelen,
uitgedrukt in mA.
Ivan Maesen
61
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Afgeschermde (shielded) en niet-afgeschermde
(unshielded) senoren
Ivan Maesen
62
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Niet-afgeschermde senoren
Kop niet afgeschermd, uit kunststof
Grotere detectieafstand
Inbouwen geeft problemen
Ivan Maesen
Foto Siemens
63
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Afgeschermde senoren
Volledig uit metaal (uitgezonderd detectievlak)
Kleinere detectieafstand
Ivan Maesen
64
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
65
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen inductieve sensoren
Ongevoelig voor trillingen
Geen contactdender
Geen onderhoud, geen slijtage
Kostprijs € 20 tot ca. € 50
Foto Siemens
Ivan Maesen
66
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen inductieve sensoren
Beperkingen
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.
Ivan Maesen
67
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
68
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
69
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen capacitieve sensoren
Beperkingen
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
Ivan Maesen
70
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
71
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen ultrasone sensoren
Beperkingen
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.
Ivan Maesen
72
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
73
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
74
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen optische sensoren
Beperkingen
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.
Ivan Maesen
75
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Rekening houden met:
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
76
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Draadkleur
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
77
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Driedraadse sensor PNP (capacitief)
Ivan Maesen
78
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Driedraadse sensor NPN (inductief)
Ivan Maesen
79
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Vierdraadse sensor PNP
Ivan Maesen
80
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Tweedraadse sensor DC (capacitief)
Ivan Maesen
81
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Tweedraadse NAMUR sensor DC (capacitief)
Ivan Maesen
82
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Tweedraadse sensor AC - NC (inductief)
Ivan Maesen
83
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Tweedraadse sensor AC - NO (inductief)
Ivan Maesen
84
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Vijfdraadse sensor AC (optisch)
Ivan Maesen
85
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Vijfdraadse sensor AC - NO (optisch)
Ivan Maesen
86
Sensoren – Testen van sensoren
Driedraadse sensoren
Als voorbeeld een sensor met PNP-uitgang
Het aansluitschema
Testen met V-meter – Je kunt uiteraard met de Vmeter ook over de belasting meten.
Ivan Maesen
87
Sensoren – Testen van sensoren
Tweedraadse
sensoren
Het aansluitschema
Testen met V-meter
Testen met A-meter
Ivan Maesen
88
Sensoren
Ivan Maesen
89
Slide 84
Installatiemethoden 6 ET
Foto Heidelberg
Ivan Maesen
1
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
2
Sensoren - Algemeen
Inductieve sensoren
Capacitieve sensoren
Optische sensoren
Magnetische sensoren
Ultrasone sensoren
Foto Turck
Ivan Maesen
3
Sensoren – Algemene werking
Ivan Maesen
4
Sensoren – Algemene werking
Ivan Maesen
5
Sensoren – Algemene werking
Ivan Maesen
6
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Foto Siemens
Ivan Maesen
7
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Detectie van blik
en deksel
Foto Siemens
Ivan Maesen
8
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Controle van afbreken van
boorkop
Foto Siemens
Ivan Maesen
9
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Positionering en controle
draaizin
Foto Siemens
Ivan Maesen
10
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Standdetectie van een
klep
Foto Siemens
Ivan Maesen
11
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
oscillator
gelijkrichtier
smitt-trigger
versterker
spoel
Ivan Maesen
12
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Warmteontwikkeling
Ivan Maesen
Amplitude
kleiner
13
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Foto Siemens
Ivan Maesen
14
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Detectie vulniveau in
silo
Foto Siemens
Ivan Maesen
15
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Detectie van vulling
van brik
Foto Siemens
Ivan Maesen
16
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Het sensorvlak vormt een condensator. De lucht is het
diëlektricum.
C
A
d
Ivan Maesen
17
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Een niet-metalen object in het detectieveld: de
diëlektrische constante van de middenstof verandert.
C verandert
Ivan Maesen
18
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
De capaciteit wordt bepaald door het diëlektricum en de
afstand d tussen te platen.
C
A
d
Ivan Maesen
19
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Bij een elektrische geleidend object verkleint de afstand
tussen de platen.
C verandert
Ivan Maesen
20
Sensoren – Werking van de optische sensor
Ivan Maesen
21
Sensoren – Werking van de optische sensor
impulsgenerator (modulator)
IR of laser-LED
lichtgevoelige transistor
synchronisatie, gelijkrichter (demodulator)
smitt-trigger
versterker
Ivan Maesen
22
Sensoren – Werking van de ultrasone sensor
Ivan Maesen
23
Sensoren
ultrasone sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Kwaliteitscontrole met
sonar
Foto Siemens
Ivan Maesen
24
Sensoren
ultrasone sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Hoogtemeting met sonar
Foto Siemens
Ivan Maesen
25
Sensoren
ultrasone sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Afstandsmeting met sonar
Foto Siemens
Ivan Maesen
26
Sensoren
ultrasone sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Controle op doorhangen
met sonar
Foto Siemens
Ivan Maesen
27
Sensoren
ultrasone sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Niveaumetingen
met sonar
Foto’s Siemens
Ivan Maesen
28
Sensoren – Werking van de ultrasone sensor
oscillator
gelijkrichtier
smitt-trigger
versterker
piëzo element (opwekken en verwerken geluidsgolven)
Ivan Maesen
29
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen volgens de vorm
Cilindrische sensoren
Balkvormige or rechthoekige sensoren
Ivan Maesen
30
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen vvolgens de vorm
Speciale vormen:
• vork of sleufsensoren,
• ringsensoren,
• …
Foto Turck
Ivan Maesen
31
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Materiaal van de behuizing (cilindrische sensoren)
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
32
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Maten van cilindrische sensoren
Schroefdraad: M 4, M6,5 M8, M12, M18, M30,
PG 36
Gladde uitvoering: Ø11, Ø20, Ø40
Maten van rechthoekige sensoren
Bouwvormen zie maatschetsen catalogie.
Foto Siemens
Ivan Maesen
33
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens aansluiting
• Sensoren met aansluitklemmen
• Aangegoten kabel zonder connector
• Aangegoten kabel met connector
• Sensoren met connnector
Ivan Maesen
34
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens de aansluiting
Aangegoten kabel
Sensoren met
aansluitklem
Ivan Maesen
35
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens aansluiting
Sensoren met connnector
Ivan Maesen
36
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens aansluiting
Sensoren met connector:
aansluitkabels
Ivan Maesen
37
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens aansluiting
Aansluitkabels en aansluitdozen voor sensoren
Foto Turck
Ivan Maesen
38
Sensoren – Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Foto Siemens
Ivan Maesen
39
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger afzonderlijk (directe scan, thru scan)
Groot detectiebereik (tientallen meters)
Geen doorschijnende materialen detecteren
Ivan Maesen
40
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger afzonderlijk (directe scan, thru scan)
Foto Siemens
Ivan Maesen
41
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger afzonderlijk – spiegeling
(specular)
Detecteren van spiegelende opbjecten
Ivan Maesen
42
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, met reflector
(Retroreflex - retroreflective)
Geen glimmende, spiegelende, doorzichtige voorwerpen
Detectieafstand : ca. 5 m
Ivan Maesen
43
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, met reflector
(Retroreflex - retroreflective)
Ivan Maesen
44
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, met reflector
(Retroreflex - retroreflective)
Foto Siemens
Ivan Maesen
45
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Foto’s Siemens
Ivan Maesen
46
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, met reflector
(Polarisatie - polarized)
Wel glimmende, spiegelende, doorzichtige voorwerpen
Detectieafstand : ca. 3 m
Ivan Maesen
47
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Gepolariseerd licht
Spiegelend voorwerp
Ivan Maesen
48
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, objectreflectie
(strooing – diffuse)
Voorwerpen met mat en ruw oppervlak kunnen gedetecteerd worden
Detectieafstand : enkele tientallen centimeters
Ivan Maesen
49
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, objectreflectie
(strooing – diffuse)
Foto Siemens
Ivan Maesen
50
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, objectreflectie focuspunt (convergent)
Preciesiedetectie, achtergrond geen invloed
Detectieafstand : enkele tientallen centimeters
Ivan Maesen
51
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger afzonderlijk, met glasvezels
Ivan Maesen
52
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, objectreflectie,
met glasvezels
Ivan Maesen
53
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Foto Siemens
Ivan Maesen
54
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Lichtgordijn
Multi beam safety senor
Ivan Maesen
55
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Nominale schakelafstand Sn
Afstand waarbij de sensor schakelt
• Genormalisseerd meetobject
• Nominale spanning
• Nominale temperatuur
Ivan Maesen
56
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Werkelijke schakelafstand
Rekening houden met:
• Werkelijke temperatuur
• Nabijheid andere sensoren
• Soort materiaal
• Afmetingen object
• Kleur (optische sensoren)
• …
Ivan Maesen
57
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Werkelijke schakelafstand
Correctiefactoren inductieve schakelaar
- staal
1
- CrNi
0,85
- Al
0,50
- Cu
0,45
- ….
Ivan Maesen
58
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Werkelijke schakelafstand
Correctiefactoren capacitieve schakelaar:
- Staal
1
- Al
0,95
- Cu
0,95
- H2O
0,64
- Plexiglas
0,20
-…
Ivan Maesen
59
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Schakelfrequentie
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.
Ivan Maesen
60
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Uitgangsbelasing
De stroom die de sensor kan schakelen,
uitgedrukt in mA.
Ivan Maesen
61
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Afgeschermde (shielded) en niet-afgeschermde
(unshielded) senoren
Ivan Maesen
62
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Niet-afgeschermde senoren
Kop niet afgeschermd, uit kunststof
Grotere detectieafstand
Inbouwen geeft problemen
Ivan Maesen
Foto Siemens
63
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Afgeschermde senoren
Volledig uit metaal (uitgezonderd detectievlak)
Kleinere detectieafstand
Ivan Maesen
64
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
65
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen inductieve sensoren
Ongevoelig voor trillingen
Geen contactdender
Geen onderhoud, geen slijtage
Kostprijs € 20 tot ca. € 50
Foto Siemens
Ivan Maesen
66
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen inductieve sensoren
Beperkingen
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.
Ivan Maesen
67
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
68
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
69
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen capacitieve sensoren
Beperkingen
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
Ivan Maesen
70
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
71
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen ultrasone sensoren
Beperkingen
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.
Ivan Maesen
72
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
73
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
74
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen optische sensoren
Beperkingen
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.
Ivan Maesen
75
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Rekening houden met:
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
76
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Draadkleur
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
77
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Driedraadse sensor PNP (capacitief)
Ivan Maesen
78
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Driedraadse sensor NPN (inductief)
Ivan Maesen
79
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Vierdraadse sensor PNP
Ivan Maesen
80
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Tweedraadse sensor DC (capacitief)
Ivan Maesen
81
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Tweedraadse NAMUR sensor DC (capacitief)
Ivan Maesen
82
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Tweedraadse sensor AC - NC (inductief)
Ivan Maesen
83
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Tweedraadse sensor AC - NO (inductief)
Ivan Maesen
84
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Vijfdraadse sensor AC (optisch)
Ivan Maesen
85
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Vijfdraadse sensor AC - NO (optisch)
Ivan Maesen
86
Sensoren – Testen van sensoren
Driedraadse sensoren
Als voorbeeld een sensor met PNP-uitgang
Het aansluitschema
Testen met V-meter – Je kunt uiteraard met de Vmeter ook over de belasting meten.
Ivan Maesen
87
Sensoren – Testen van sensoren
Tweedraadse
sensoren
Het aansluitschema
Testen met V-meter
Testen met A-meter
Ivan Maesen
88
Sensoren
Ivan Maesen
89
Slide 85
Installatiemethoden 6 ET
Foto Heidelberg
Ivan Maesen
1
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
2
Sensoren - Algemeen
Inductieve sensoren
Capacitieve sensoren
Optische sensoren
Magnetische sensoren
Ultrasone sensoren
Foto Turck
Ivan Maesen
3
Sensoren – Algemene werking
Ivan Maesen
4
Sensoren – Algemene werking
Ivan Maesen
5
Sensoren – Algemene werking
Ivan Maesen
6
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Foto Siemens
Ivan Maesen
7
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Detectie van blik
en deksel
Foto Siemens
Ivan Maesen
8
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Controle van afbreken van
boorkop
Foto Siemens
Ivan Maesen
9
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Positionering en controle
draaizin
Foto Siemens
Ivan Maesen
10
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Standdetectie van een
klep
Foto Siemens
Ivan Maesen
11
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
oscillator
gelijkrichtier
smitt-trigger
versterker
spoel
Ivan Maesen
12
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Warmteontwikkeling
Ivan Maesen
Amplitude
kleiner
13
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Foto Siemens
Ivan Maesen
14
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Detectie vulniveau in
silo
Foto Siemens
Ivan Maesen
15
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Detectie van vulling
van brik
Foto Siemens
Ivan Maesen
16
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Het sensorvlak vormt een condensator. De lucht is het
diëlektricum.
C
A
d
Ivan Maesen
17
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Een niet-metalen object in het detectieveld: de
diëlektrische constante van de middenstof verandert.
C verandert
Ivan Maesen
18
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
De capaciteit wordt bepaald door het diëlektricum en de
afstand d tussen te platen.
C
A
d
Ivan Maesen
19
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Bij een elektrische geleidend object verkleint de afstand
tussen de platen.
C verandert
Ivan Maesen
20
Sensoren – Werking van de optische sensor
Ivan Maesen
21
Sensoren – Werking van de optische sensor
impulsgenerator (modulator)
IR of laser-LED
lichtgevoelige transistor
synchronisatie, gelijkrichter (demodulator)
smitt-trigger
versterker
Ivan Maesen
22
Sensoren – Werking van de ultrasone sensor
Ivan Maesen
23
Sensoren
ultrasone sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Kwaliteitscontrole met
sonar
Foto Siemens
Ivan Maesen
24
Sensoren
ultrasone sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Hoogtemeting met sonar
Foto Siemens
Ivan Maesen
25
Sensoren
ultrasone sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Afstandsmeting met sonar
Foto Siemens
Ivan Maesen
26
Sensoren
ultrasone sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Controle op doorhangen
met sonar
Foto Siemens
Ivan Maesen
27
Sensoren
ultrasone sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Niveaumetingen
met sonar
Foto’s Siemens
Ivan Maesen
28
Sensoren – Werking van de ultrasone sensor
oscillator
gelijkrichtier
smitt-trigger
versterker
piëzo element (opwekken en verwerken geluidsgolven)
Ivan Maesen
29
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen volgens de vorm
Cilindrische sensoren
Balkvormige or rechthoekige sensoren
Ivan Maesen
30
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen vvolgens de vorm
Speciale vormen:
• vork of sleufsensoren,
• ringsensoren,
• …
Foto Turck
Ivan Maesen
31
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Materiaal van de behuizing (cilindrische sensoren)
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
32
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Maten van cilindrische sensoren
Schroefdraad: M 4, M6,5 M8, M12, M18, M30,
PG 36
Gladde uitvoering: Ø11, Ø20, Ø40
Maten van rechthoekige sensoren
Bouwvormen zie maatschetsen catalogie.
Foto Siemens
Ivan Maesen
33
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens aansluiting
• Sensoren met aansluitklemmen
• Aangegoten kabel zonder connector
• Aangegoten kabel met connector
• Sensoren met connnector
Ivan Maesen
34
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens de aansluiting
Aangegoten kabel
Sensoren met
aansluitklem
Ivan Maesen
35
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens aansluiting
Sensoren met connnector
Ivan Maesen
36
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens aansluiting
Sensoren met connector:
aansluitkabels
Ivan Maesen
37
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens aansluiting
Aansluitkabels en aansluitdozen voor sensoren
Foto Turck
Ivan Maesen
38
Sensoren – Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Foto Siemens
Ivan Maesen
39
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger afzonderlijk (directe scan, thru scan)
Groot detectiebereik (tientallen meters)
Geen doorschijnende materialen detecteren
Ivan Maesen
40
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger afzonderlijk (directe scan, thru scan)
Foto Siemens
Ivan Maesen
41
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger afzonderlijk – spiegeling
(specular)
Detecteren van spiegelende opbjecten
Ivan Maesen
42
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, met reflector
(Retroreflex - retroreflective)
Geen glimmende, spiegelende, doorzichtige voorwerpen
Detectieafstand : ca. 5 m
Ivan Maesen
43
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, met reflector
(Retroreflex - retroreflective)
Ivan Maesen
44
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, met reflector
(Retroreflex - retroreflective)
Foto Siemens
Ivan Maesen
45
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Foto’s Siemens
Ivan Maesen
46
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, met reflector
(Polarisatie - polarized)
Wel glimmende, spiegelende, doorzichtige voorwerpen
Detectieafstand : ca. 3 m
Ivan Maesen
47
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Gepolariseerd licht
Spiegelend voorwerp
Ivan Maesen
48
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, objectreflectie
(strooing – diffuse)
Voorwerpen met mat en ruw oppervlak kunnen gedetecteerd worden
Detectieafstand : enkele tientallen centimeters
Ivan Maesen
49
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, objectreflectie
(strooing – diffuse)
Foto Siemens
Ivan Maesen
50
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, objectreflectie focuspunt (convergent)
Preciesiedetectie, achtergrond geen invloed
Detectieafstand : enkele tientallen centimeters
Ivan Maesen
51
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger afzonderlijk, met glasvezels
Ivan Maesen
52
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, objectreflectie,
met glasvezels
Ivan Maesen
53
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Foto Siemens
Ivan Maesen
54
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Lichtgordijn
Multi beam safety senor
Ivan Maesen
55
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Nominale schakelafstand Sn
Afstand waarbij de sensor schakelt
• Genormalisseerd meetobject
• Nominale spanning
• Nominale temperatuur
Ivan Maesen
56
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Werkelijke schakelafstand
Rekening houden met:
• Werkelijke temperatuur
• Nabijheid andere sensoren
• Soort materiaal
• Afmetingen object
• Kleur (optische sensoren)
• …
Ivan Maesen
57
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Werkelijke schakelafstand
Correctiefactoren inductieve schakelaar
- staal
1
- CrNi
0,85
- Al
0,50
- Cu
0,45
- ….
Ivan Maesen
58
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Werkelijke schakelafstand
Correctiefactoren capacitieve schakelaar:
- Staal
1
- Al
0,95
- Cu
0,95
- H2O
0,64
- Plexiglas
0,20
-…
Ivan Maesen
59
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Schakelfrequentie
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.
Ivan Maesen
60
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Uitgangsbelasing
De stroom die de sensor kan schakelen,
uitgedrukt in mA.
Ivan Maesen
61
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Afgeschermde (shielded) en niet-afgeschermde
(unshielded) senoren
Ivan Maesen
62
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Niet-afgeschermde senoren
Kop niet afgeschermd, uit kunststof
Grotere detectieafstand
Inbouwen geeft problemen
Ivan Maesen
Foto Siemens
63
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Afgeschermde senoren
Volledig uit metaal (uitgezonderd detectievlak)
Kleinere detectieafstand
Ivan Maesen
64
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
65
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen inductieve sensoren
Ongevoelig voor trillingen
Geen contactdender
Geen onderhoud, geen slijtage
Kostprijs € 20 tot ca. € 50
Foto Siemens
Ivan Maesen
66
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen inductieve sensoren
Beperkingen
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.
Ivan Maesen
67
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
68
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
69
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen capacitieve sensoren
Beperkingen
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
Ivan Maesen
70
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
71
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen ultrasone sensoren
Beperkingen
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.
Ivan Maesen
72
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
73
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
74
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen optische sensoren
Beperkingen
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.
Ivan Maesen
75
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Rekening houden met:
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
76
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Draadkleur
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
77
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Driedraadse sensor PNP (capacitief)
Ivan Maesen
78
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Driedraadse sensor NPN (inductief)
Ivan Maesen
79
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Vierdraadse sensor PNP
Ivan Maesen
80
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Tweedraadse sensor DC (capacitief)
Ivan Maesen
81
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Tweedraadse NAMUR sensor DC (capacitief)
Ivan Maesen
82
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Tweedraadse sensor AC - NC (inductief)
Ivan Maesen
83
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Tweedraadse sensor AC - NO (inductief)
Ivan Maesen
84
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Vijfdraadse sensor AC (optisch)
Ivan Maesen
85
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Vijfdraadse sensor AC - NO (optisch)
Ivan Maesen
86
Sensoren – Testen van sensoren
Driedraadse sensoren
Als voorbeeld een sensor met PNP-uitgang
Het aansluitschema
Testen met V-meter – Je kunt uiteraard met de Vmeter ook over de belasting meten.
Ivan Maesen
87
Sensoren – Testen van sensoren
Tweedraadse
sensoren
Het aansluitschema
Testen met V-meter
Testen met A-meter
Ivan Maesen
88
Sensoren
Ivan Maesen
89
Slide 86
Installatiemethoden 6 ET
Foto Heidelberg
Ivan Maesen
1
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
2
Sensoren - Algemeen
Inductieve sensoren
Capacitieve sensoren
Optische sensoren
Magnetische sensoren
Ultrasone sensoren
Foto Turck
Ivan Maesen
3
Sensoren – Algemene werking
Ivan Maesen
4
Sensoren – Algemene werking
Ivan Maesen
5
Sensoren – Algemene werking
Ivan Maesen
6
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Foto Siemens
Ivan Maesen
7
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Detectie van blik
en deksel
Foto Siemens
Ivan Maesen
8
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Controle van afbreken van
boorkop
Foto Siemens
Ivan Maesen
9
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Positionering en controle
draaizin
Foto Siemens
Ivan Maesen
10
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Standdetectie van een
klep
Foto Siemens
Ivan Maesen
11
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
oscillator
gelijkrichtier
smitt-trigger
versterker
spoel
Ivan Maesen
12
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Warmteontwikkeling
Ivan Maesen
Amplitude
kleiner
13
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Foto Siemens
Ivan Maesen
14
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Detectie vulniveau in
silo
Foto Siemens
Ivan Maesen
15
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Detectie van vulling
van brik
Foto Siemens
Ivan Maesen
16
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Het sensorvlak vormt een condensator. De lucht is het
diëlektricum.
C
A
d
Ivan Maesen
17
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Een niet-metalen object in het detectieveld: de
diëlektrische constante van de middenstof verandert.
C verandert
Ivan Maesen
18
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
De capaciteit wordt bepaald door het diëlektricum en de
afstand d tussen te platen.
C
A
d
Ivan Maesen
19
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Bij een elektrische geleidend object verkleint de afstand
tussen de platen.
C verandert
Ivan Maesen
20
Sensoren – Werking van de optische sensor
Ivan Maesen
21
Sensoren – Werking van de optische sensor
impulsgenerator (modulator)
IR of laser-LED
lichtgevoelige transistor
synchronisatie, gelijkrichter (demodulator)
smitt-trigger
versterker
Ivan Maesen
22
Sensoren – Werking van de ultrasone sensor
Ivan Maesen
23
Sensoren
ultrasone sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Kwaliteitscontrole met
sonar
Foto Siemens
Ivan Maesen
24
Sensoren
ultrasone sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Hoogtemeting met sonar
Foto Siemens
Ivan Maesen
25
Sensoren
ultrasone sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Afstandsmeting met sonar
Foto Siemens
Ivan Maesen
26
Sensoren
ultrasone sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Controle op doorhangen
met sonar
Foto Siemens
Ivan Maesen
27
Sensoren
ultrasone sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Niveaumetingen
met sonar
Foto’s Siemens
Ivan Maesen
28
Sensoren – Werking van de ultrasone sensor
oscillator
gelijkrichtier
smitt-trigger
versterker
piëzo element (opwekken en verwerken geluidsgolven)
Ivan Maesen
29
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen volgens de vorm
Cilindrische sensoren
Balkvormige or rechthoekige sensoren
Ivan Maesen
30
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen vvolgens de vorm
Speciale vormen:
• vork of sleufsensoren,
• ringsensoren,
• …
Foto Turck
Ivan Maesen
31
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Materiaal van de behuizing (cilindrische sensoren)
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
32
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Maten van cilindrische sensoren
Schroefdraad: M 4, M6,5 M8, M12, M18, M30,
PG 36
Gladde uitvoering: Ø11, Ø20, Ø40
Maten van rechthoekige sensoren
Bouwvormen zie maatschetsen catalogie.
Foto Siemens
Ivan Maesen
33
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens aansluiting
• Sensoren met aansluitklemmen
• Aangegoten kabel zonder connector
• Aangegoten kabel met connector
• Sensoren met connnector
Ivan Maesen
34
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens de aansluiting
Aangegoten kabel
Sensoren met
aansluitklem
Ivan Maesen
35
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens aansluiting
Sensoren met connnector
Ivan Maesen
36
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens aansluiting
Sensoren met connector:
aansluitkabels
Ivan Maesen
37
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens aansluiting
Aansluitkabels en aansluitdozen voor sensoren
Foto Turck
Ivan Maesen
38
Sensoren – Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Foto Siemens
Ivan Maesen
39
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger afzonderlijk (directe scan, thru scan)
Groot detectiebereik (tientallen meters)
Geen doorschijnende materialen detecteren
Ivan Maesen
40
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger afzonderlijk (directe scan, thru scan)
Foto Siemens
Ivan Maesen
41
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger afzonderlijk – spiegeling
(specular)
Detecteren van spiegelende opbjecten
Ivan Maesen
42
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, met reflector
(Retroreflex - retroreflective)
Geen glimmende, spiegelende, doorzichtige voorwerpen
Detectieafstand : ca. 5 m
Ivan Maesen
43
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, met reflector
(Retroreflex - retroreflective)
Ivan Maesen
44
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, met reflector
(Retroreflex - retroreflective)
Foto Siemens
Ivan Maesen
45
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Foto’s Siemens
Ivan Maesen
46
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, met reflector
(Polarisatie - polarized)
Wel glimmende, spiegelende, doorzichtige voorwerpen
Detectieafstand : ca. 3 m
Ivan Maesen
47
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Gepolariseerd licht
Spiegelend voorwerp
Ivan Maesen
48
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, objectreflectie
(strooing – diffuse)
Voorwerpen met mat en ruw oppervlak kunnen gedetecteerd worden
Detectieafstand : enkele tientallen centimeters
Ivan Maesen
49
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, objectreflectie
(strooing – diffuse)
Foto Siemens
Ivan Maesen
50
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, objectreflectie focuspunt (convergent)
Preciesiedetectie, achtergrond geen invloed
Detectieafstand : enkele tientallen centimeters
Ivan Maesen
51
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger afzonderlijk, met glasvezels
Ivan Maesen
52
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, objectreflectie,
met glasvezels
Ivan Maesen
53
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Foto Siemens
Ivan Maesen
54
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Lichtgordijn
Multi beam safety senor
Ivan Maesen
55
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Nominale schakelafstand Sn
Afstand waarbij de sensor schakelt
• Genormalisseerd meetobject
• Nominale spanning
• Nominale temperatuur
Ivan Maesen
56
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Werkelijke schakelafstand
Rekening houden met:
• Werkelijke temperatuur
• Nabijheid andere sensoren
• Soort materiaal
• Afmetingen object
• Kleur (optische sensoren)
• …
Ivan Maesen
57
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Werkelijke schakelafstand
Correctiefactoren inductieve schakelaar
- staal
1
- CrNi
0,85
- Al
0,50
- Cu
0,45
- ….
Ivan Maesen
58
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Werkelijke schakelafstand
Correctiefactoren capacitieve schakelaar:
- Staal
1
- Al
0,95
- Cu
0,95
- H2O
0,64
- Plexiglas
0,20
-…
Ivan Maesen
59
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Schakelfrequentie
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.
Ivan Maesen
60
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Uitgangsbelasing
De stroom die de sensor kan schakelen,
uitgedrukt in mA.
Ivan Maesen
61
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Afgeschermde (shielded) en niet-afgeschermde
(unshielded) senoren
Ivan Maesen
62
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Niet-afgeschermde senoren
Kop niet afgeschermd, uit kunststof
Grotere detectieafstand
Inbouwen geeft problemen
Ivan Maesen
Foto Siemens
63
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Afgeschermde senoren
Volledig uit metaal (uitgezonderd detectievlak)
Kleinere detectieafstand
Ivan Maesen
64
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
65
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen inductieve sensoren
Ongevoelig voor trillingen
Geen contactdender
Geen onderhoud, geen slijtage
Kostprijs € 20 tot ca. € 50
Foto Siemens
Ivan Maesen
66
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen inductieve sensoren
Beperkingen
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.
Ivan Maesen
67
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
68
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
69
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen capacitieve sensoren
Beperkingen
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
Ivan Maesen
70
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
71
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen ultrasone sensoren
Beperkingen
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.
Ivan Maesen
72
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
73
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
74
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen optische sensoren
Beperkingen
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.
Ivan Maesen
75
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Rekening houden met:
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
76
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Draadkleur
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
77
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Driedraadse sensor PNP (capacitief)
Ivan Maesen
78
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Driedraadse sensor NPN (inductief)
Ivan Maesen
79
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Vierdraadse sensor PNP
Ivan Maesen
80
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Tweedraadse sensor DC (capacitief)
Ivan Maesen
81
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Tweedraadse NAMUR sensor DC (capacitief)
Ivan Maesen
82
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Tweedraadse sensor AC - NC (inductief)
Ivan Maesen
83
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Tweedraadse sensor AC - NO (inductief)
Ivan Maesen
84
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Vijfdraadse sensor AC (optisch)
Ivan Maesen
85
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Vijfdraadse sensor AC - NO (optisch)
Ivan Maesen
86
Sensoren – Testen van sensoren
Driedraadse sensoren
Als voorbeeld een sensor met PNP-uitgang
Het aansluitschema
Testen met V-meter – Je kunt uiteraard met de Vmeter ook over de belasting meten.
Ivan Maesen
87
Sensoren – Testen van sensoren
Tweedraadse
sensoren
Het aansluitschema
Testen met V-meter
Testen met A-meter
Ivan Maesen
88
Sensoren
Ivan Maesen
89
Slide 87
Installatiemethoden 6 ET
Foto Heidelberg
Ivan Maesen
1
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
2
Sensoren - Algemeen
Inductieve sensoren
Capacitieve sensoren
Optische sensoren
Magnetische sensoren
Ultrasone sensoren
Foto Turck
Ivan Maesen
3
Sensoren – Algemene werking
Ivan Maesen
4
Sensoren – Algemene werking
Ivan Maesen
5
Sensoren – Algemene werking
Ivan Maesen
6
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Foto Siemens
Ivan Maesen
7
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Detectie van blik
en deksel
Foto Siemens
Ivan Maesen
8
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Controle van afbreken van
boorkop
Foto Siemens
Ivan Maesen
9
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Positionering en controle
draaizin
Foto Siemens
Ivan Maesen
10
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Standdetectie van een
klep
Foto Siemens
Ivan Maesen
11
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
oscillator
gelijkrichtier
smitt-trigger
versterker
spoel
Ivan Maesen
12
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Warmteontwikkeling
Ivan Maesen
Amplitude
kleiner
13
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Foto Siemens
Ivan Maesen
14
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Detectie vulniveau in
silo
Foto Siemens
Ivan Maesen
15
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Detectie van vulling
van brik
Foto Siemens
Ivan Maesen
16
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Het sensorvlak vormt een condensator. De lucht is het
diëlektricum.
C
A
d
Ivan Maesen
17
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Een niet-metalen object in het detectieveld: de
diëlektrische constante van de middenstof verandert.
C verandert
Ivan Maesen
18
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
De capaciteit wordt bepaald door het diëlektricum en de
afstand d tussen te platen.
C
A
d
Ivan Maesen
19
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Bij een elektrische geleidend object verkleint de afstand
tussen de platen.
C verandert
Ivan Maesen
20
Sensoren – Werking van de optische sensor
Ivan Maesen
21
Sensoren – Werking van de optische sensor
impulsgenerator (modulator)
IR of laser-LED
lichtgevoelige transistor
synchronisatie, gelijkrichter (demodulator)
smitt-trigger
versterker
Ivan Maesen
22
Sensoren – Werking van de ultrasone sensor
Ivan Maesen
23
Sensoren
ultrasone sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Kwaliteitscontrole met
sonar
Foto Siemens
Ivan Maesen
24
Sensoren
ultrasone sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Hoogtemeting met sonar
Foto Siemens
Ivan Maesen
25
Sensoren
ultrasone sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Afstandsmeting met sonar
Foto Siemens
Ivan Maesen
26
Sensoren
ultrasone sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Controle op doorhangen
met sonar
Foto Siemens
Ivan Maesen
27
Sensoren
ultrasone sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Niveaumetingen
met sonar
Foto’s Siemens
Ivan Maesen
28
Sensoren – Werking van de ultrasone sensor
oscillator
gelijkrichtier
smitt-trigger
versterker
piëzo element (opwekken en verwerken geluidsgolven)
Ivan Maesen
29
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen volgens de vorm
Cilindrische sensoren
Balkvormige or rechthoekige sensoren
Ivan Maesen
30
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen vvolgens de vorm
Speciale vormen:
• vork of sleufsensoren,
• ringsensoren,
• …
Foto Turck
Ivan Maesen
31
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Materiaal van de behuizing (cilindrische sensoren)
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
32
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Maten van cilindrische sensoren
Schroefdraad: M 4, M6,5 M8, M12, M18, M30,
PG 36
Gladde uitvoering: Ø11, Ø20, Ø40
Maten van rechthoekige sensoren
Bouwvormen zie maatschetsen catalogie.
Foto Siemens
Ivan Maesen
33
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens aansluiting
• Sensoren met aansluitklemmen
• Aangegoten kabel zonder connector
• Aangegoten kabel met connector
• Sensoren met connnector
Ivan Maesen
34
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens de aansluiting
Aangegoten kabel
Sensoren met
aansluitklem
Ivan Maesen
35
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens aansluiting
Sensoren met connnector
Ivan Maesen
36
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens aansluiting
Sensoren met connector:
aansluitkabels
Ivan Maesen
37
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens aansluiting
Aansluitkabels en aansluitdozen voor sensoren
Foto Turck
Ivan Maesen
38
Sensoren – Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Foto Siemens
Ivan Maesen
39
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger afzonderlijk (directe scan, thru scan)
Groot detectiebereik (tientallen meters)
Geen doorschijnende materialen detecteren
Ivan Maesen
40
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger afzonderlijk (directe scan, thru scan)
Foto Siemens
Ivan Maesen
41
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger afzonderlijk – spiegeling
(specular)
Detecteren van spiegelende opbjecten
Ivan Maesen
42
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, met reflector
(Retroreflex - retroreflective)
Geen glimmende, spiegelende, doorzichtige voorwerpen
Detectieafstand : ca. 5 m
Ivan Maesen
43
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, met reflector
(Retroreflex - retroreflective)
Ivan Maesen
44
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, met reflector
(Retroreflex - retroreflective)
Foto Siemens
Ivan Maesen
45
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Foto’s Siemens
Ivan Maesen
46
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, met reflector
(Polarisatie - polarized)
Wel glimmende, spiegelende, doorzichtige voorwerpen
Detectieafstand : ca. 3 m
Ivan Maesen
47
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Gepolariseerd licht
Spiegelend voorwerp
Ivan Maesen
48
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, objectreflectie
(strooing – diffuse)
Voorwerpen met mat en ruw oppervlak kunnen gedetecteerd worden
Detectieafstand : enkele tientallen centimeters
Ivan Maesen
49
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, objectreflectie
(strooing – diffuse)
Foto Siemens
Ivan Maesen
50
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, objectreflectie focuspunt (convergent)
Preciesiedetectie, achtergrond geen invloed
Detectieafstand : enkele tientallen centimeters
Ivan Maesen
51
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger afzonderlijk, met glasvezels
Ivan Maesen
52
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, objectreflectie,
met glasvezels
Ivan Maesen
53
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Foto Siemens
Ivan Maesen
54
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Lichtgordijn
Multi beam safety senor
Ivan Maesen
55
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Nominale schakelafstand Sn
Afstand waarbij de sensor schakelt
• Genormalisseerd meetobject
• Nominale spanning
• Nominale temperatuur
Ivan Maesen
56
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Werkelijke schakelafstand
Rekening houden met:
• Werkelijke temperatuur
• Nabijheid andere sensoren
• Soort materiaal
• Afmetingen object
• Kleur (optische sensoren)
• …
Ivan Maesen
57
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Werkelijke schakelafstand
Correctiefactoren inductieve schakelaar
- staal
1
- CrNi
0,85
- Al
0,50
- Cu
0,45
- ….
Ivan Maesen
58
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Werkelijke schakelafstand
Correctiefactoren capacitieve schakelaar:
- Staal
1
- Al
0,95
- Cu
0,95
- H2O
0,64
- Plexiglas
0,20
-…
Ivan Maesen
59
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Schakelfrequentie
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.
Ivan Maesen
60
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Uitgangsbelasing
De stroom die de sensor kan schakelen,
uitgedrukt in mA.
Ivan Maesen
61
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Afgeschermde (shielded) en niet-afgeschermde
(unshielded) senoren
Ivan Maesen
62
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Niet-afgeschermde senoren
Kop niet afgeschermd, uit kunststof
Grotere detectieafstand
Inbouwen geeft problemen
Ivan Maesen
Foto Siemens
63
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Afgeschermde senoren
Volledig uit metaal (uitgezonderd detectievlak)
Kleinere detectieafstand
Ivan Maesen
64
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
65
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen inductieve sensoren
Ongevoelig voor trillingen
Geen contactdender
Geen onderhoud, geen slijtage
Kostprijs € 20 tot ca. € 50
Foto Siemens
Ivan Maesen
66
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen inductieve sensoren
Beperkingen
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.
Ivan Maesen
67
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
68
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
69
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen capacitieve sensoren
Beperkingen
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
Ivan Maesen
70
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
71
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen ultrasone sensoren
Beperkingen
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.
Ivan Maesen
72
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
73
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
74
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen optische sensoren
Beperkingen
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.
Ivan Maesen
75
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Rekening houden met:
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
76
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Draadkleur
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
77
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Driedraadse sensor PNP (capacitief)
Ivan Maesen
78
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Driedraadse sensor NPN (inductief)
Ivan Maesen
79
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Vierdraadse sensor PNP
Ivan Maesen
80
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Tweedraadse sensor DC (capacitief)
Ivan Maesen
81
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Tweedraadse NAMUR sensor DC (capacitief)
Ivan Maesen
82
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Tweedraadse sensor AC - NC (inductief)
Ivan Maesen
83
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Tweedraadse sensor AC - NO (inductief)
Ivan Maesen
84
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Vijfdraadse sensor AC (optisch)
Ivan Maesen
85
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Vijfdraadse sensor AC - NO (optisch)
Ivan Maesen
86
Sensoren – Testen van sensoren
Driedraadse sensoren
Als voorbeeld een sensor met PNP-uitgang
Het aansluitschema
Testen met V-meter – Je kunt uiteraard met de Vmeter ook over de belasting meten.
Ivan Maesen
87
Sensoren – Testen van sensoren
Tweedraadse
sensoren
Het aansluitschema
Testen met V-meter
Testen met A-meter
Ivan Maesen
88
Sensoren
Ivan Maesen
89
Slide 88
Installatiemethoden 6 ET
Foto Heidelberg
Ivan Maesen
1
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
2
Sensoren - Algemeen
Inductieve sensoren
Capacitieve sensoren
Optische sensoren
Magnetische sensoren
Ultrasone sensoren
Foto Turck
Ivan Maesen
3
Sensoren – Algemene werking
Ivan Maesen
4
Sensoren – Algemene werking
Ivan Maesen
5
Sensoren – Algemene werking
Ivan Maesen
6
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Foto Siemens
Ivan Maesen
7
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Detectie van blik
en deksel
Foto Siemens
Ivan Maesen
8
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Controle van afbreken van
boorkop
Foto Siemens
Ivan Maesen
9
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Positionering en controle
draaizin
Foto Siemens
Ivan Maesen
10
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Standdetectie van een
klep
Foto Siemens
Ivan Maesen
11
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
oscillator
gelijkrichtier
smitt-trigger
versterker
spoel
Ivan Maesen
12
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Warmteontwikkeling
Ivan Maesen
Amplitude
kleiner
13
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Foto Siemens
Ivan Maesen
14
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Detectie vulniveau in
silo
Foto Siemens
Ivan Maesen
15
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Detectie van vulling
van brik
Foto Siemens
Ivan Maesen
16
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Het sensorvlak vormt een condensator. De lucht is het
diëlektricum.
C
A
d
Ivan Maesen
17
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Een niet-metalen object in het detectieveld: de
diëlektrische constante van de middenstof verandert.
C verandert
Ivan Maesen
18
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
De capaciteit wordt bepaald door het diëlektricum en de
afstand d tussen te platen.
C
A
d
Ivan Maesen
19
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Bij een elektrische geleidend object verkleint de afstand
tussen de platen.
C verandert
Ivan Maesen
20
Sensoren – Werking van de optische sensor
Ivan Maesen
21
Sensoren – Werking van de optische sensor
impulsgenerator (modulator)
IR of laser-LED
lichtgevoelige transistor
synchronisatie, gelijkrichter (demodulator)
smitt-trigger
versterker
Ivan Maesen
22
Sensoren – Werking van de ultrasone sensor
Ivan Maesen
23
Sensoren
ultrasone sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Kwaliteitscontrole met
sonar
Foto Siemens
Ivan Maesen
24
Sensoren
ultrasone sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Hoogtemeting met sonar
Foto Siemens
Ivan Maesen
25
Sensoren
ultrasone sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Afstandsmeting met sonar
Foto Siemens
Ivan Maesen
26
Sensoren
ultrasone sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Controle op doorhangen
met sonar
Foto Siemens
Ivan Maesen
27
Sensoren
ultrasone sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Niveaumetingen
met sonar
Foto’s Siemens
Ivan Maesen
28
Sensoren – Werking van de ultrasone sensor
oscillator
gelijkrichtier
smitt-trigger
versterker
piëzo element (opwekken en verwerken geluidsgolven)
Ivan Maesen
29
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen volgens de vorm
Cilindrische sensoren
Balkvormige or rechthoekige sensoren
Ivan Maesen
30
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen vvolgens de vorm
Speciale vormen:
• vork of sleufsensoren,
• ringsensoren,
• …
Foto Turck
Ivan Maesen
31
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Materiaal van de behuizing (cilindrische sensoren)
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
32
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Maten van cilindrische sensoren
Schroefdraad: M 4, M6,5 M8, M12, M18, M30,
PG 36
Gladde uitvoering: Ø11, Ø20, Ø40
Maten van rechthoekige sensoren
Bouwvormen zie maatschetsen catalogie.
Foto Siemens
Ivan Maesen
33
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens aansluiting
• Sensoren met aansluitklemmen
• Aangegoten kabel zonder connector
• Aangegoten kabel met connector
• Sensoren met connnector
Ivan Maesen
34
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens de aansluiting
Aangegoten kabel
Sensoren met
aansluitklem
Ivan Maesen
35
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens aansluiting
Sensoren met connnector
Ivan Maesen
36
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens aansluiting
Sensoren met connector:
aansluitkabels
Ivan Maesen
37
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens aansluiting
Aansluitkabels en aansluitdozen voor sensoren
Foto Turck
Ivan Maesen
38
Sensoren – Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Foto Siemens
Ivan Maesen
39
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger afzonderlijk (directe scan, thru scan)
Groot detectiebereik (tientallen meters)
Geen doorschijnende materialen detecteren
Ivan Maesen
40
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger afzonderlijk (directe scan, thru scan)
Foto Siemens
Ivan Maesen
41
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger afzonderlijk – spiegeling
(specular)
Detecteren van spiegelende opbjecten
Ivan Maesen
42
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, met reflector
(Retroreflex - retroreflective)
Geen glimmende, spiegelende, doorzichtige voorwerpen
Detectieafstand : ca. 5 m
Ivan Maesen
43
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, met reflector
(Retroreflex - retroreflective)
Ivan Maesen
44
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, met reflector
(Retroreflex - retroreflective)
Foto Siemens
Ivan Maesen
45
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Foto’s Siemens
Ivan Maesen
46
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, met reflector
(Polarisatie - polarized)
Wel glimmende, spiegelende, doorzichtige voorwerpen
Detectieafstand : ca. 3 m
Ivan Maesen
47
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Gepolariseerd licht
Spiegelend voorwerp
Ivan Maesen
48
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, objectreflectie
(strooing – diffuse)
Voorwerpen met mat en ruw oppervlak kunnen gedetecteerd worden
Detectieafstand : enkele tientallen centimeters
Ivan Maesen
49
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, objectreflectie
(strooing – diffuse)
Foto Siemens
Ivan Maesen
50
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, objectreflectie focuspunt (convergent)
Preciesiedetectie, achtergrond geen invloed
Detectieafstand : enkele tientallen centimeters
Ivan Maesen
51
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger afzonderlijk, met glasvezels
Ivan Maesen
52
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, objectreflectie,
met glasvezels
Ivan Maesen
53
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Foto Siemens
Ivan Maesen
54
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Lichtgordijn
Multi beam safety senor
Ivan Maesen
55
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Nominale schakelafstand Sn
Afstand waarbij de sensor schakelt
• Genormalisseerd meetobject
• Nominale spanning
• Nominale temperatuur
Ivan Maesen
56
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Werkelijke schakelafstand
Rekening houden met:
• Werkelijke temperatuur
• Nabijheid andere sensoren
• Soort materiaal
• Afmetingen object
• Kleur (optische sensoren)
• …
Ivan Maesen
57
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Werkelijke schakelafstand
Correctiefactoren inductieve schakelaar
- staal
1
- CrNi
0,85
- Al
0,50
- Cu
0,45
- ….
Ivan Maesen
58
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Werkelijke schakelafstand
Correctiefactoren capacitieve schakelaar:
- Staal
1
- Al
0,95
- Cu
0,95
- H2O
0,64
- Plexiglas
0,20
-…
Ivan Maesen
59
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Schakelfrequentie
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.
Ivan Maesen
60
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Uitgangsbelasing
De stroom die de sensor kan schakelen,
uitgedrukt in mA.
Ivan Maesen
61
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Afgeschermde (shielded) en niet-afgeschermde
(unshielded) senoren
Ivan Maesen
62
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Niet-afgeschermde senoren
Kop niet afgeschermd, uit kunststof
Grotere detectieafstand
Inbouwen geeft problemen
Ivan Maesen
Foto Siemens
63
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Afgeschermde senoren
Volledig uit metaal (uitgezonderd detectievlak)
Kleinere detectieafstand
Ivan Maesen
64
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
65
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen inductieve sensoren
Ongevoelig voor trillingen
Geen contactdender
Geen onderhoud, geen slijtage
Kostprijs € 20 tot ca. € 50
Foto Siemens
Ivan Maesen
66
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen inductieve sensoren
Beperkingen
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.
Ivan Maesen
67
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
68
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
69
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen capacitieve sensoren
Beperkingen
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
Ivan Maesen
70
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
71
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen ultrasone sensoren
Beperkingen
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.
Ivan Maesen
72
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
73
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
74
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen optische sensoren
Beperkingen
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.
Ivan Maesen
75
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Rekening houden met:
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
76
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Draadkleur
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
77
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Driedraadse sensor PNP (capacitief)
Ivan Maesen
78
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Driedraadse sensor NPN (inductief)
Ivan Maesen
79
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Vierdraadse sensor PNP
Ivan Maesen
80
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Tweedraadse sensor DC (capacitief)
Ivan Maesen
81
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Tweedraadse NAMUR sensor DC (capacitief)
Ivan Maesen
82
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Tweedraadse sensor AC - NC (inductief)
Ivan Maesen
83
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Tweedraadse sensor AC - NO (inductief)
Ivan Maesen
84
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Vijfdraadse sensor AC (optisch)
Ivan Maesen
85
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Vijfdraadse sensor AC - NO (optisch)
Ivan Maesen
86
Sensoren – Testen van sensoren
Driedraadse sensoren
Als voorbeeld een sensor met PNP-uitgang
Het aansluitschema
Testen met V-meter – Je kunt uiteraard met de Vmeter ook over de belasting meten.
Ivan Maesen
87
Sensoren – Testen van sensoren
Tweedraadse
sensoren
Het aansluitschema
Testen met V-meter
Testen met A-meter
Ivan Maesen
88
Sensoren
Ivan Maesen
89
Slide 89
Installatiemethoden 6 ET
Foto Heidelberg
Ivan Maesen
1
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
2
Sensoren - Algemeen
Inductieve sensoren
Capacitieve sensoren
Optische sensoren
Magnetische sensoren
Ultrasone sensoren
Foto Turck
Ivan Maesen
3
Sensoren – Algemene werking
Ivan Maesen
4
Sensoren – Algemene werking
Ivan Maesen
5
Sensoren – Algemene werking
Ivan Maesen
6
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Foto Siemens
Ivan Maesen
7
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Detectie van blik
en deksel
Foto Siemens
Ivan Maesen
8
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Controle van afbreken van
boorkop
Foto Siemens
Ivan Maesen
9
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Positionering en controle
draaizin
Foto Siemens
Ivan Maesen
10
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Standdetectie van een
klep
Foto Siemens
Ivan Maesen
11
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
oscillator
gelijkrichtier
smitt-trigger
versterker
spoel
Ivan Maesen
12
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Warmteontwikkeling
Ivan Maesen
Amplitude
kleiner
13
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Foto Siemens
Ivan Maesen
14
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Detectie vulniveau in
silo
Foto Siemens
Ivan Maesen
15
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Detectie van vulling
van brik
Foto Siemens
Ivan Maesen
16
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Het sensorvlak vormt een condensator. De lucht is het
diëlektricum.
C
A
d
Ivan Maesen
17
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Een niet-metalen object in het detectieveld: de
diëlektrische constante van de middenstof verandert.
C verandert
Ivan Maesen
18
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
De capaciteit wordt bepaald door het diëlektricum en de
afstand d tussen te platen.
C
A
d
Ivan Maesen
19
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Bij een elektrische geleidend object verkleint de afstand
tussen de platen.
C verandert
Ivan Maesen
20
Sensoren – Werking van de optische sensor
Ivan Maesen
21
Sensoren – Werking van de optische sensor
impulsgenerator (modulator)
IR of laser-LED
lichtgevoelige transistor
synchronisatie, gelijkrichter (demodulator)
smitt-trigger
versterker
Ivan Maesen
22
Sensoren – Werking van de ultrasone sensor
Ivan Maesen
23
Sensoren
ultrasone sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Kwaliteitscontrole met
sonar
Foto Siemens
Ivan Maesen
24
Sensoren
ultrasone sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Hoogtemeting met sonar
Foto Siemens
Ivan Maesen
25
Sensoren
ultrasone sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Afstandsmeting met sonar
Foto Siemens
Ivan Maesen
26
Sensoren
ultrasone sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Controle op doorhangen
met sonar
Foto Siemens
Ivan Maesen
27
Sensoren
ultrasone sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Niveaumetingen
met sonar
Foto’s Siemens
Ivan Maesen
28
Sensoren – Werking van de ultrasone sensor
oscillator
gelijkrichtier
smitt-trigger
versterker
piëzo element (opwekken en verwerken geluidsgolven)
Ivan Maesen
29
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen volgens de vorm
Cilindrische sensoren
Balkvormige or rechthoekige sensoren
Ivan Maesen
30
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen vvolgens de vorm
Speciale vormen:
• vork of sleufsensoren,
• ringsensoren,
• …
Foto Turck
Ivan Maesen
31
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Materiaal van de behuizing (cilindrische sensoren)
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
32
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Maten van cilindrische sensoren
Schroefdraad: M 4, M6,5 M8, M12, M18, M30,
PG 36
Gladde uitvoering: Ø11, Ø20, Ø40
Maten van rechthoekige sensoren
Bouwvormen zie maatschetsen catalogie.
Foto Siemens
Ivan Maesen
33
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens aansluiting
• Sensoren met aansluitklemmen
• Aangegoten kabel zonder connector
• Aangegoten kabel met connector
• Sensoren met connnector
Ivan Maesen
34
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens de aansluiting
Aangegoten kabel
Sensoren met
aansluitklem
Ivan Maesen
35
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens aansluiting
Sensoren met connnector
Ivan Maesen
36
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens aansluiting
Sensoren met connector:
aansluitkabels
Ivan Maesen
37
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens aansluiting
Aansluitkabels en aansluitdozen voor sensoren
Foto Turck
Ivan Maesen
38
Sensoren – Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Foto Siemens
Ivan Maesen
39
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger afzonderlijk (directe scan, thru scan)
Groot detectiebereik (tientallen meters)
Geen doorschijnende materialen detecteren
Ivan Maesen
40
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger afzonderlijk (directe scan, thru scan)
Foto Siemens
Ivan Maesen
41
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger afzonderlijk – spiegeling
(specular)
Detecteren van spiegelende opbjecten
Ivan Maesen
42
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, met reflector
(Retroreflex - retroreflective)
Geen glimmende, spiegelende, doorzichtige voorwerpen
Detectieafstand : ca. 5 m
Ivan Maesen
43
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, met reflector
(Retroreflex - retroreflective)
Ivan Maesen
44
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, met reflector
(Retroreflex - retroreflective)
Foto Siemens
Ivan Maesen
45
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Foto’s Siemens
Ivan Maesen
46
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, met reflector
(Polarisatie - polarized)
Wel glimmende, spiegelende, doorzichtige voorwerpen
Detectieafstand : ca. 3 m
Ivan Maesen
47
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Gepolariseerd licht
Spiegelend voorwerp
Ivan Maesen
48
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, objectreflectie
(strooing – diffuse)
Voorwerpen met mat en ruw oppervlak kunnen gedetecteerd worden
Detectieafstand : enkele tientallen centimeters
Ivan Maesen
49
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, objectreflectie
(strooing – diffuse)
Foto Siemens
Ivan Maesen
50
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, objectreflectie focuspunt (convergent)
Preciesiedetectie, achtergrond geen invloed
Detectieafstand : enkele tientallen centimeters
Ivan Maesen
51
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger afzonderlijk, met glasvezels
Ivan Maesen
52
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, objectreflectie,
met glasvezels
Ivan Maesen
53
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Foto Siemens
Ivan Maesen
54
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Lichtgordijn
Multi beam safety senor
Ivan Maesen
55
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Nominale schakelafstand Sn
Afstand waarbij de sensor schakelt
• Genormalisseerd meetobject
• Nominale spanning
• Nominale temperatuur
Ivan Maesen
56
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Werkelijke schakelafstand
Rekening houden met:
• Werkelijke temperatuur
• Nabijheid andere sensoren
• Soort materiaal
• Afmetingen object
• Kleur (optische sensoren)
• …
Ivan Maesen
57
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Werkelijke schakelafstand
Correctiefactoren inductieve schakelaar
- staal
1
- CrNi
0,85
- Al
0,50
- Cu
0,45
- ….
Ivan Maesen
58
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Werkelijke schakelafstand
Correctiefactoren capacitieve schakelaar:
- Staal
1
- Al
0,95
- Cu
0,95
- H2O
0,64
- Plexiglas
0,20
-…
Ivan Maesen
59
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Schakelfrequentie
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.
Ivan Maesen
60
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Uitgangsbelasing
De stroom die de sensor kan schakelen,
uitgedrukt in mA.
Ivan Maesen
61
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Afgeschermde (shielded) en niet-afgeschermde
(unshielded) senoren
Ivan Maesen
62
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Niet-afgeschermde senoren
Kop niet afgeschermd, uit kunststof
Grotere detectieafstand
Inbouwen geeft problemen
Ivan Maesen
Foto Siemens
63
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Afgeschermde senoren
Volledig uit metaal (uitgezonderd detectievlak)
Kleinere detectieafstand
Ivan Maesen
64
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
65
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen inductieve sensoren
Ongevoelig voor trillingen
Geen contactdender
Geen onderhoud, geen slijtage
Kostprijs € 20 tot ca. € 50
Foto Siemens
Ivan Maesen
66
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen inductieve sensoren
Beperkingen
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.
Ivan Maesen
67
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
68
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
69
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen capacitieve sensoren
Beperkingen
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
Ivan Maesen
70
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
71
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen ultrasone sensoren
Beperkingen
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.
Ivan Maesen
72
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
73
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
74
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen optische sensoren
Beperkingen
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.
Ivan Maesen
75
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Rekening houden met:
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
76
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Draadkleur
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
77
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Driedraadse sensor PNP (capacitief)
Ivan Maesen
78
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Driedraadse sensor NPN (inductief)
Ivan Maesen
79
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Vierdraadse sensor PNP
Ivan Maesen
80
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Tweedraadse sensor DC (capacitief)
Ivan Maesen
81
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Tweedraadse NAMUR sensor DC (capacitief)
Ivan Maesen
82
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Tweedraadse sensor AC - NC (inductief)
Ivan Maesen
83
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Tweedraadse sensor AC - NO (inductief)
Ivan Maesen
84
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Vijfdraadse sensor AC (optisch)
Ivan Maesen
85
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Vijfdraadse sensor AC - NO (optisch)
Ivan Maesen
86
Sensoren – Testen van sensoren
Driedraadse sensoren
Als voorbeeld een sensor met PNP-uitgang
Het aansluitschema
Testen met V-meter – Je kunt uiteraard met de Vmeter ook over de belasting meten.
Ivan Maesen
87
Sensoren – Testen van sensoren
Tweedraadse
sensoren
Het aansluitschema
Testen met V-meter
Testen met A-meter
Ivan Maesen
88
Sensoren
Ivan Maesen
89
Installatiemethoden 6 ET
Foto Heidelberg
Ivan Maesen
1
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
2
Sensoren - Algemeen
Inductieve sensoren
Capacitieve sensoren
Optische sensoren
Magnetische sensoren
Ultrasone sensoren
Foto Turck
Ivan Maesen
3
Sensoren – Algemene werking
Ivan Maesen
4
Sensoren – Algemene werking
Ivan Maesen
5
Sensoren – Algemene werking
Ivan Maesen
6
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Foto Siemens
Ivan Maesen
7
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Detectie van blik
en deksel
Foto Siemens
Ivan Maesen
8
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Controle van afbreken van
boorkop
Foto Siemens
Ivan Maesen
9
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Positionering en controle
draaizin
Foto Siemens
Ivan Maesen
10
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Standdetectie van een
klep
Foto Siemens
Ivan Maesen
11
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
oscillator
gelijkrichtier
smitt-trigger
versterker
spoel
Ivan Maesen
12
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Warmteontwikkeling
Ivan Maesen
Amplitude
kleiner
13
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Foto Siemens
Ivan Maesen
14
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Detectie vulniveau in
silo
Foto Siemens
Ivan Maesen
15
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Detectie van vulling
van brik
Foto Siemens
Ivan Maesen
16
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Het sensorvlak vormt een condensator. De lucht is het
diëlektricum.
C
A
d
Ivan Maesen
17
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Een niet-metalen object in het detectieveld: de
diëlektrische constante van de middenstof verandert.
C verandert
Ivan Maesen
18
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
De capaciteit wordt bepaald door het diëlektricum en de
afstand d tussen te platen.
C
A
d
Ivan Maesen
19
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Bij een elektrische geleidend object verkleint de afstand
tussen de platen.
C verandert
Ivan Maesen
20
Sensoren – Werking van de optische sensor
Ivan Maesen
21
Sensoren – Werking van de optische sensor
impulsgenerator (modulator)
IR of laser-LED
lichtgevoelige transistor
synchronisatie, gelijkrichter (demodulator)
smitt-trigger
versterker
Ivan Maesen
22
Sensoren – Werking van de ultrasone sensor
Ivan Maesen
23
Sensoren
ultrasone sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Kwaliteitscontrole met
sonar
Foto Siemens
Ivan Maesen
24
Sensoren
ultrasone sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Hoogtemeting met sonar
Foto Siemens
Ivan Maesen
25
Sensoren
ultrasone sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Afstandsmeting met sonar
Foto Siemens
Ivan Maesen
26
Sensoren
ultrasone sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Controle op doorhangen
met sonar
Foto Siemens
Ivan Maesen
27
Sensoren
ultrasone sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Niveaumetingen
met sonar
Foto’s Siemens
Ivan Maesen
28
Sensoren – Werking van de ultrasone sensor
oscillator
gelijkrichtier
smitt-trigger
versterker
piëzo element (opwekken en verwerken geluidsgolven)
Ivan Maesen
29
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen volgens de vorm
Cilindrische sensoren
Balkvormige or rechthoekige sensoren
Ivan Maesen
30
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen vvolgens de vorm
Speciale vormen:
• vork of sleufsensoren,
• ringsensoren,
• …
Foto Turck
Ivan Maesen
31
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Materiaal van de behuizing (cilindrische sensoren)
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
32
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Maten van cilindrische sensoren
Schroefdraad: M 4, M6,5 M8, M12, M18, M30,
PG 36
Gladde uitvoering: Ø11, Ø20, Ø40
Maten van rechthoekige sensoren
Bouwvormen zie maatschetsen catalogie.
Foto Siemens
Ivan Maesen
33
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens aansluiting
• Sensoren met aansluitklemmen
• Aangegoten kabel zonder connector
• Aangegoten kabel met connector
• Sensoren met connnector
Ivan Maesen
34
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens de aansluiting
Aangegoten kabel
Sensoren met
aansluitklem
Ivan Maesen
35
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens aansluiting
Sensoren met connnector
Ivan Maesen
36
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens aansluiting
Sensoren met connector:
aansluitkabels
Ivan Maesen
37
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens aansluiting
Aansluitkabels en aansluitdozen voor sensoren
Foto Turck
Ivan Maesen
38
Sensoren – Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Foto Siemens
Ivan Maesen
39
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger afzonderlijk (directe scan, thru scan)
Groot detectiebereik (tientallen meters)
Geen doorschijnende materialen detecteren
Ivan Maesen
40
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger afzonderlijk (directe scan, thru scan)
Foto Siemens
Ivan Maesen
41
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger afzonderlijk – spiegeling
(specular)
Detecteren van spiegelende opbjecten
Ivan Maesen
42
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, met reflector
(Retroreflex - retroreflective)
Geen glimmende, spiegelende, doorzichtige voorwerpen
Detectieafstand : ca. 5 m
Ivan Maesen
43
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, met reflector
(Retroreflex - retroreflective)
Ivan Maesen
44
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, met reflector
(Retroreflex - retroreflective)
Foto Siemens
Ivan Maesen
45
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Foto’s Siemens
Ivan Maesen
46
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, met reflector
(Polarisatie - polarized)
Wel glimmende, spiegelende, doorzichtige voorwerpen
Detectieafstand : ca. 3 m
Ivan Maesen
47
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Gepolariseerd licht
Spiegelend voorwerp
Ivan Maesen
48
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, objectreflectie
(strooing – diffuse)
Voorwerpen met mat en ruw oppervlak kunnen gedetecteerd worden
Detectieafstand : enkele tientallen centimeters
Ivan Maesen
49
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, objectreflectie
(strooing – diffuse)
Foto Siemens
Ivan Maesen
50
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, objectreflectie focuspunt (convergent)
Preciesiedetectie, achtergrond geen invloed
Detectieafstand : enkele tientallen centimeters
Ivan Maesen
51
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger afzonderlijk, met glasvezels
Ivan Maesen
52
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, objectreflectie,
met glasvezels
Ivan Maesen
53
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Foto Siemens
Ivan Maesen
54
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Lichtgordijn
Multi beam safety senor
Ivan Maesen
55
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Nominale schakelafstand Sn
Afstand waarbij de sensor schakelt
• Genormalisseerd meetobject
• Nominale spanning
• Nominale temperatuur
Ivan Maesen
56
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Werkelijke schakelafstand
Rekening houden met:
• Werkelijke temperatuur
• Nabijheid andere sensoren
• Soort materiaal
• Afmetingen object
• Kleur (optische sensoren)
• …
Ivan Maesen
57
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Werkelijke schakelafstand
Correctiefactoren inductieve schakelaar
- staal
1
- CrNi
0,85
- Al
0,50
- Cu
0,45
- ….
Ivan Maesen
58
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Werkelijke schakelafstand
Correctiefactoren capacitieve schakelaar:
- Staal
1
- Al
0,95
- Cu
0,95
- H2O
0,64
- Plexiglas
0,20
-…
Ivan Maesen
59
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Schakelfrequentie
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.
Ivan Maesen
60
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Uitgangsbelasing
De stroom die de sensor kan schakelen,
uitgedrukt in mA.
Ivan Maesen
61
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Afgeschermde (shielded) en niet-afgeschermde
(unshielded) senoren
Ivan Maesen
62
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Niet-afgeschermde senoren
Kop niet afgeschermd, uit kunststof
Grotere detectieafstand
Inbouwen geeft problemen
Ivan Maesen
Foto Siemens
63
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Afgeschermde senoren
Volledig uit metaal (uitgezonderd detectievlak)
Kleinere detectieafstand
Ivan Maesen
64
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
65
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen inductieve sensoren
Ongevoelig voor trillingen
Geen contactdender
Geen onderhoud, geen slijtage
Kostprijs € 20 tot ca. € 50
Foto Siemens
Ivan Maesen
66
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen inductieve sensoren
Beperkingen
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.
Ivan Maesen
67
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
68
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
69
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen capacitieve sensoren
Beperkingen
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
Ivan Maesen
70
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
71
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen ultrasone sensoren
Beperkingen
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.
Ivan Maesen
72
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
73
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
74
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen optische sensoren
Beperkingen
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.
Ivan Maesen
75
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Rekening houden met:
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
76
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Draadkleur
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
77
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Driedraadse sensor PNP (capacitief)
Ivan Maesen
78
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Driedraadse sensor NPN (inductief)
Ivan Maesen
79
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Vierdraadse sensor PNP
Ivan Maesen
80
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Tweedraadse sensor DC (capacitief)
Ivan Maesen
81
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Tweedraadse NAMUR sensor DC (capacitief)
Ivan Maesen
82
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Tweedraadse sensor AC - NC (inductief)
Ivan Maesen
83
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Tweedraadse sensor AC - NO (inductief)
Ivan Maesen
84
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Vijfdraadse sensor AC (optisch)
Ivan Maesen
85
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Vijfdraadse sensor AC - NO (optisch)
Ivan Maesen
86
Sensoren – Testen van sensoren
Driedraadse sensoren
Als voorbeeld een sensor met PNP-uitgang
Het aansluitschema
Testen met V-meter – Je kunt uiteraard met de Vmeter ook over de belasting meten.
Ivan Maesen
87
Sensoren – Testen van sensoren
Tweedraadse
sensoren
Het aansluitschema
Testen met V-meter
Testen met A-meter
Ivan Maesen
88
Sensoren
Ivan Maesen
89
Slide 2
Installatiemethoden 6 ET
Foto Heidelberg
Ivan Maesen
1
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
2
Sensoren - Algemeen
Inductieve sensoren
Capacitieve sensoren
Optische sensoren
Magnetische sensoren
Ultrasone sensoren
Foto Turck
Ivan Maesen
3
Sensoren – Algemene werking
Ivan Maesen
4
Sensoren – Algemene werking
Ivan Maesen
5
Sensoren – Algemene werking
Ivan Maesen
6
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Foto Siemens
Ivan Maesen
7
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Detectie van blik
en deksel
Foto Siemens
Ivan Maesen
8
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Controle van afbreken van
boorkop
Foto Siemens
Ivan Maesen
9
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Positionering en controle
draaizin
Foto Siemens
Ivan Maesen
10
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Standdetectie van een
klep
Foto Siemens
Ivan Maesen
11
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
oscillator
gelijkrichtier
smitt-trigger
versterker
spoel
Ivan Maesen
12
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Warmteontwikkeling
Ivan Maesen
Amplitude
kleiner
13
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Foto Siemens
Ivan Maesen
14
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Detectie vulniveau in
silo
Foto Siemens
Ivan Maesen
15
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Detectie van vulling
van brik
Foto Siemens
Ivan Maesen
16
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Het sensorvlak vormt een condensator. De lucht is het
diëlektricum.
C
A
d
Ivan Maesen
17
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Een niet-metalen object in het detectieveld: de
diëlektrische constante van de middenstof verandert.
C verandert
Ivan Maesen
18
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
De capaciteit wordt bepaald door het diëlektricum en de
afstand d tussen te platen.
C
A
d
Ivan Maesen
19
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Bij een elektrische geleidend object verkleint de afstand
tussen de platen.
C verandert
Ivan Maesen
20
Sensoren – Werking van de optische sensor
Ivan Maesen
21
Sensoren – Werking van de optische sensor
impulsgenerator (modulator)
IR of laser-LED
lichtgevoelige transistor
synchronisatie, gelijkrichter (demodulator)
smitt-trigger
versterker
Ivan Maesen
22
Sensoren – Werking van de ultrasone sensor
Ivan Maesen
23
Sensoren
ultrasone sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Kwaliteitscontrole met
sonar
Foto Siemens
Ivan Maesen
24
Sensoren
ultrasone sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Hoogtemeting met sonar
Foto Siemens
Ivan Maesen
25
Sensoren
ultrasone sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Afstandsmeting met sonar
Foto Siemens
Ivan Maesen
26
Sensoren
ultrasone sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Controle op doorhangen
met sonar
Foto Siemens
Ivan Maesen
27
Sensoren
ultrasone sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Niveaumetingen
met sonar
Foto’s Siemens
Ivan Maesen
28
Sensoren – Werking van de ultrasone sensor
oscillator
gelijkrichtier
smitt-trigger
versterker
piëzo element (opwekken en verwerken geluidsgolven)
Ivan Maesen
29
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen volgens de vorm
Cilindrische sensoren
Balkvormige or rechthoekige sensoren
Ivan Maesen
30
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen vvolgens de vorm
Speciale vormen:
• vork of sleufsensoren,
• ringsensoren,
• …
Foto Turck
Ivan Maesen
31
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Materiaal van de behuizing (cilindrische sensoren)
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
32
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Maten van cilindrische sensoren
Schroefdraad: M 4, M6,5 M8, M12, M18, M30,
PG 36
Gladde uitvoering: Ø11, Ø20, Ø40
Maten van rechthoekige sensoren
Bouwvormen zie maatschetsen catalogie.
Foto Siemens
Ivan Maesen
33
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens aansluiting
• Sensoren met aansluitklemmen
• Aangegoten kabel zonder connector
• Aangegoten kabel met connector
• Sensoren met connnector
Ivan Maesen
34
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens de aansluiting
Aangegoten kabel
Sensoren met
aansluitklem
Ivan Maesen
35
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens aansluiting
Sensoren met connnector
Ivan Maesen
36
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens aansluiting
Sensoren met connector:
aansluitkabels
Ivan Maesen
37
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens aansluiting
Aansluitkabels en aansluitdozen voor sensoren
Foto Turck
Ivan Maesen
38
Sensoren – Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Foto Siemens
Ivan Maesen
39
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger afzonderlijk (directe scan, thru scan)
Groot detectiebereik (tientallen meters)
Geen doorschijnende materialen detecteren
Ivan Maesen
40
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger afzonderlijk (directe scan, thru scan)
Foto Siemens
Ivan Maesen
41
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger afzonderlijk – spiegeling
(specular)
Detecteren van spiegelende opbjecten
Ivan Maesen
42
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, met reflector
(Retroreflex - retroreflective)
Geen glimmende, spiegelende, doorzichtige voorwerpen
Detectieafstand : ca. 5 m
Ivan Maesen
43
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, met reflector
(Retroreflex - retroreflective)
Ivan Maesen
44
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, met reflector
(Retroreflex - retroreflective)
Foto Siemens
Ivan Maesen
45
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Foto’s Siemens
Ivan Maesen
46
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, met reflector
(Polarisatie - polarized)
Wel glimmende, spiegelende, doorzichtige voorwerpen
Detectieafstand : ca. 3 m
Ivan Maesen
47
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Gepolariseerd licht
Spiegelend voorwerp
Ivan Maesen
48
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, objectreflectie
(strooing – diffuse)
Voorwerpen met mat en ruw oppervlak kunnen gedetecteerd worden
Detectieafstand : enkele tientallen centimeters
Ivan Maesen
49
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, objectreflectie
(strooing – diffuse)
Foto Siemens
Ivan Maesen
50
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, objectreflectie focuspunt (convergent)
Preciesiedetectie, achtergrond geen invloed
Detectieafstand : enkele tientallen centimeters
Ivan Maesen
51
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger afzonderlijk, met glasvezels
Ivan Maesen
52
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, objectreflectie,
met glasvezels
Ivan Maesen
53
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Foto Siemens
Ivan Maesen
54
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Lichtgordijn
Multi beam safety senor
Ivan Maesen
55
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Nominale schakelafstand Sn
Afstand waarbij de sensor schakelt
• Genormalisseerd meetobject
• Nominale spanning
• Nominale temperatuur
Ivan Maesen
56
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Werkelijke schakelafstand
Rekening houden met:
• Werkelijke temperatuur
• Nabijheid andere sensoren
• Soort materiaal
• Afmetingen object
• Kleur (optische sensoren)
• …
Ivan Maesen
57
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Werkelijke schakelafstand
Correctiefactoren inductieve schakelaar
- staal
1
- CrNi
0,85
- Al
0,50
- Cu
0,45
- ….
Ivan Maesen
58
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Werkelijke schakelafstand
Correctiefactoren capacitieve schakelaar:
- Staal
1
- Al
0,95
- Cu
0,95
- H2O
0,64
- Plexiglas
0,20
-…
Ivan Maesen
59
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Schakelfrequentie
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.
Ivan Maesen
60
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Uitgangsbelasing
De stroom die de sensor kan schakelen,
uitgedrukt in mA.
Ivan Maesen
61
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Afgeschermde (shielded) en niet-afgeschermde
(unshielded) senoren
Ivan Maesen
62
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Niet-afgeschermde senoren
Kop niet afgeschermd, uit kunststof
Grotere detectieafstand
Inbouwen geeft problemen
Ivan Maesen
Foto Siemens
63
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Afgeschermde senoren
Volledig uit metaal (uitgezonderd detectievlak)
Kleinere detectieafstand
Ivan Maesen
64
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
65
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen inductieve sensoren
Ongevoelig voor trillingen
Geen contactdender
Geen onderhoud, geen slijtage
Kostprijs € 20 tot ca. € 50
Foto Siemens
Ivan Maesen
66
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen inductieve sensoren
Beperkingen
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.
Ivan Maesen
67
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
68
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
69
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen capacitieve sensoren
Beperkingen
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
Ivan Maesen
70
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
71
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen ultrasone sensoren
Beperkingen
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.
Ivan Maesen
72
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
73
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
74
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen optische sensoren
Beperkingen
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.
Ivan Maesen
75
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Rekening houden met:
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
76
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Draadkleur
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
77
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Driedraadse sensor PNP (capacitief)
Ivan Maesen
78
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Driedraadse sensor NPN (inductief)
Ivan Maesen
79
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Vierdraadse sensor PNP
Ivan Maesen
80
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Tweedraadse sensor DC (capacitief)
Ivan Maesen
81
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Tweedraadse NAMUR sensor DC (capacitief)
Ivan Maesen
82
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Tweedraadse sensor AC - NC (inductief)
Ivan Maesen
83
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Tweedraadse sensor AC - NO (inductief)
Ivan Maesen
84
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Vijfdraadse sensor AC (optisch)
Ivan Maesen
85
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Vijfdraadse sensor AC - NO (optisch)
Ivan Maesen
86
Sensoren – Testen van sensoren
Driedraadse sensoren
Als voorbeeld een sensor met PNP-uitgang
Het aansluitschema
Testen met V-meter – Je kunt uiteraard met de Vmeter ook over de belasting meten.
Ivan Maesen
87
Sensoren – Testen van sensoren
Tweedraadse
sensoren
Het aansluitschema
Testen met V-meter
Testen met A-meter
Ivan Maesen
88
Sensoren
Ivan Maesen
89
Slide 3
Installatiemethoden 6 ET
Foto Heidelberg
Ivan Maesen
1
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
2
Sensoren - Algemeen
Inductieve sensoren
Capacitieve sensoren
Optische sensoren
Magnetische sensoren
Ultrasone sensoren
Foto Turck
Ivan Maesen
3
Sensoren – Algemene werking
Ivan Maesen
4
Sensoren – Algemene werking
Ivan Maesen
5
Sensoren – Algemene werking
Ivan Maesen
6
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Foto Siemens
Ivan Maesen
7
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Detectie van blik
en deksel
Foto Siemens
Ivan Maesen
8
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Controle van afbreken van
boorkop
Foto Siemens
Ivan Maesen
9
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Positionering en controle
draaizin
Foto Siemens
Ivan Maesen
10
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Standdetectie van een
klep
Foto Siemens
Ivan Maesen
11
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
oscillator
gelijkrichtier
smitt-trigger
versterker
spoel
Ivan Maesen
12
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Warmteontwikkeling
Ivan Maesen
Amplitude
kleiner
13
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Foto Siemens
Ivan Maesen
14
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Detectie vulniveau in
silo
Foto Siemens
Ivan Maesen
15
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Detectie van vulling
van brik
Foto Siemens
Ivan Maesen
16
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Het sensorvlak vormt een condensator. De lucht is het
diëlektricum.
C
A
d
Ivan Maesen
17
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Een niet-metalen object in het detectieveld: de
diëlektrische constante van de middenstof verandert.
C verandert
Ivan Maesen
18
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
De capaciteit wordt bepaald door het diëlektricum en de
afstand d tussen te platen.
C
A
d
Ivan Maesen
19
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Bij een elektrische geleidend object verkleint de afstand
tussen de platen.
C verandert
Ivan Maesen
20
Sensoren – Werking van de optische sensor
Ivan Maesen
21
Sensoren – Werking van de optische sensor
impulsgenerator (modulator)
IR of laser-LED
lichtgevoelige transistor
synchronisatie, gelijkrichter (demodulator)
smitt-trigger
versterker
Ivan Maesen
22
Sensoren – Werking van de ultrasone sensor
Ivan Maesen
23
Sensoren
ultrasone sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Kwaliteitscontrole met
sonar
Foto Siemens
Ivan Maesen
24
Sensoren
ultrasone sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Hoogtemeting met sonar
Foto Siemens
Ivan Maesen
25
Sensoren
ultrasone sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Afstandsmeting met sonar
Foto Siemens
Ivan Maesen
26
Sensoren
ultrasone sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Controle op doorhangen
met sonar
Foto Siemens
Ivan Maesen
27
Sensoren
ultrasone sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Niveaumetingen
met sonar
Foto’s Siemens
Ivan Maesen
28
Sensoren – Werking van de ultrasone sensor
oscillator
gelijkrichtier
smitt-trigger
versterker
piëzo element (opwekken en verwerken geluidsgolven)
Ivan Maesen
29
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen volgens de vorm
Cilindrische sensoren
Balkvormige or rechthoekige sensoren
Ivan Maesen
30
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen vvolgens de vorm
Speciale vormen:
• vork of sleufsensoren,
• ringsensoren,
• …
Foto Turck
Ivan Maesen
31
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Materiaal van de behuizing (cilindrische sensoren)
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
32
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Maten van cilindrische sensoren
Schroefdraad: M 4, M6,5 M8, M12, M18, M30,
PG 36
Gladde uitvoering: Ø11, Ø20, Ø40
Maten van rechthoekige sensoren
Bouwvormen zie maatschetsen catalogie.
Foto Siemens
Ivan Maesen
33
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens aansluiting
• Sensoren met aansluitklemmen
• Aangegoten kabel zonder connector
• Aangegoten kabel met connector
• Sensoren met connnector
Ivan Maesen
34
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens de aansluiting
Aangegoten kabel
Sensoren met
aansluitklem
Ivan Maesen
35
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens aansluiting
Sensoren met connnector
Ivan Maesen
36
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens aansluiting
Sensoren met connector:
aansluitkabels
Ivan Maesen
37
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens aansluiting
Aansluitkabels en aansluitdozen voor sensoren
Foto Turck
Ivan Maesen
38
Sensoren – Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Foto Siemens
Ivan Maesen
39
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger afzonderlijk (directe scan, thru scan)
Groot detectiebereik (tientallen meters)
Geen doorschijnende materialen detecteren
Ivan Maesen
40
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger afzonderlijk (directe scan, thru scan)
Foto Siemens
Ivan Maesen
41
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger afzonderlijk – spiegeling
(specular)
Detecteren van spiegelende opbjecten
Ivan Maesen
42
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, met reflector
(Retroreflex - retroreflective)
Geen glimmende, spiegelende, doorzichtige voorwerpen
Detectieafstand : ca. 5 m
Ivan Maesen
43
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, met reflector
(Retroreflex - retroreflective)
Ivan Maesen
44
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, met reflector
(Retroreflex - retroreflective)
Foto Siemens
Ivan Maesen
45
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Foto’s Siemens
Ivan Maesen
46
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, met reflector
(Polarisatie - polarized)
Wel glimmende, spiegelende, doorzichtige voorwerpen
Detectieafstand : ca. 3 m
Ivan Maesen
47
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Gepolariseerd licht
Spiegelend voorwerp
Ivan Maesen
48
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, objectreflectie
(strooing – diffuse)
Voorwerpen met mat en ruw oppervlak kunnen gedetecteerd worden
Detectieafstand : enkele tientallen centimeters
Ivan Maesen
49
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, objectreflectie
(strooing – diffuse)
Foto Siemens
Ivan Maesen
50
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, objectreflectie focuspunt (convergent)
Preciesiedetectie, achtergrond geen invloed
Detectieafstand : enkele tientallen centimeters
Ivan Maesen
51
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger afzonderlijk, met glasvezels
Ivan Maesen
52
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, objectreflectie,
met glasvezels
Ivan Maesen
53
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Foto Siemens
Ivan Maesen
54
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Lichtgordijn
Multi beam safety senor
Ivan Maesen
55
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Nominale schakelafstand Sn
Afstand waarbij de sensor schakelt
• Genormalisseerd meetobject
• Nominale spanning
• Nominale temperatuur
Ivan Maesen
56
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Werkelijke schakelafstand
Rekening houden met:
• Werkelijke temperatuur
• Nabijheid andere sensoren
• Soort materiaal
• Afmetingen object
• Kleur (optische sensoren)
• …
Ivan Maesen
57
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Werkelijke schakelafstand
Correctiefactoren inductieve schakelaar
- staal
1
- CrNi
0,85
- Al
0,50
- Cu
0,45
- ….
Ivan Maesen
58
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Werkelijke schakelafstand
Correctiefactoren capacitieve schakelaar:
- Staal
1
- Al
0,95
- Cu
0,95
- H2O
0,64
- Plexiglas
0,20
-…
Ivan Maesen
59
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Schakelfrequentie
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.
Ivan Maesen
60
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Uitgangsbelasing
De stroom die de sensor kan schakelen,
uitgedrukt in mA.
Ivan Maesen
61
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Afgeschermde (shielded) en niet-afgeschermde
(unshielded) senoren
Ivan Maesen
62
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Niet-afgeschermde senoren
Kop niet afgeschermd, uit kunststof
Grotere detectieafstand
Inbouwen geeft problemen
Ivan Maesen
Foto Siemens
63
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Afgeschermde senoren
Volledig uit metaal (uitgezonderd detectievlak)
Kleinere detectieafstand
Ivan Maesen
64
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
65
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen inductieve sensoren
Ongevoelig voor trillingen
Geen contactdender
Geen onderhoud, geen slijtage
Kostprijs € 20 tot ca. € 50
Foto Siemens
Ivan Maesen
66
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen inductieve sensoren
Beperkingen
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.
Ivan Maesen
67
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
68
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
69
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen capacitieve sensoren
Beperkingen
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
Ivan Maesen
70
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
71
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen ultrasone sensoren
Beperkingen
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.
Ivan Maesen
72
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
73
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
74
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen optische sensoren
Beperkingen
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.
Ivan Maesen
75
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Rekening houden met:
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
76
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Draadkleur
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
77
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Driedraadse sensor PNP (capacitief)
Ivan Maesen
78
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Driedraadse sensor NPN (inductief)
Ivan Maesen
79
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Vierdraadse sensor PNP
Ivan Maesen
80
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Tweedraadse sensor DC (capacitief)
Ivan Maesen
81
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Tweedraadse NAMUR sensor DC (capacitief)
Ivan Maesen
82
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Tweedraadse sensor AC - NC (inductief)
Ivan Maesen
83
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Tweedraadse sensor AC - NO (inductief)
Ivan Maesen
84
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Vijfdraadse sensor AC (optisch)
Ivan Maesen
85
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Vijfdraadse sensor AC - NO (optisch)
Ivan Maesen
86
Sensoren – Testen van sensoren
Driedraadse sensoren
Als voorbeeld een sensor met PNP-uitgang
Het aansluitschema
Testen met V-meter – Je kunt uiteraard met de Vmeter ook over de belasting meten.
Ivan Maesen
87
Sensoren – Testen van sensoren
Tweedraadse
sensoren
Het aansluitschema
Testen met V-meter
Testen met A-meter
Ivan Maesen
88
Sensoren
Ivan Maesen
89
Slide 4
Installatiemethoden 6 ET
Foto Heidelberg
Ivan Maesen
1
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
2
Sensoren - Algemeen
Inductieve sensoren
Capacitieve sensoren
Optische sensoren
Magnetische sensoren
Ultrasone sensoren
Foto Turck
Ivan Maesen
3
Sensoren – Algemene werking
Ivan Maesen
4
Sensoren – Algemene werking
Ivan Maesen
5
Sensoren – Algemene werking
Ivan Maesen
6
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Foto Siemens
Ivan Maesen
7
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Detectie van blik
en deksel
Foto Siemens
Ivan Maesen
8
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Controle van afbreken van
boorkop
Foto Siemens
Ivan Maesen
9
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Positionering en controle
draaizin
Foto Siemens
Ivan Maesen
10
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Standdetectie van een
klep
Foto Siemens
Ivan Maesen
11
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
oscillator
gelijkrichtier
smitt-trigger
versterker
spoel
Ivan Maesen
12
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Warmteontwikkeling
Ivan Maesen
Amplitude
kleiner
13
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Foto Siemens
Ivan Maesen
14
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Detectie vulniveau in
silo
Foto Siemens
Ivan Maesen
15
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Detectie van vulling
van brik
Foto Siemens
Ivan Maesen
16
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Het sensorvlak vormt een condensator. De lucht is het
diëlektricum.
C
A
d
Ivan Maesen
17
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Een niet-metalen object in het detectieveld: de
diëlektrische constante van de middenstof verandert.
C verandert
Ivan Maesen
18
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
De capaciteit wordt bepaald door het diëlektricum en de
afstand d tussen te platen.
C
A
d
Ivan Maesen
19
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Bij een elektrische geleidend object verkleint de afstand
tussen de platen.
C verandert
Ivan Maesen
20
Sensoren – Werking van de optische sensor
Ivan Maesen
21
Sensoren – Werking van de optische sensor
impulsgenerator (modulator)
IR of laser-LED
lichtgevoelige transistor
synchronisatie, gelijkrichter (demodulator)
smitt-trigger
versterker
Ivan Maesen
22
Sensoren – Werking van de ultrasone sensor
Ivan Maesen
23
Sensoren
ultrasone sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Kwaliteitscontrole met
sonar
Foto Siemens
Ivan Maesen
24
Sensoren
ultrasone sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Hoogtemeting met sonar
Foto Siemens
Ivan Maesen
25
Sensoren
ultrasone sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Afstandsmeting met sonar
Foto Siemens
Ivan Maesen
26
Sensoren
ultrasone sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Controle op doorhangen
met sonar
Foto Siemens
Ivan Maesen
27
Sensoren
ultrasone sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Niveaumetingen
met sonar
Foto’s Siemens
Ivan Maesen
28
Sensoren – Werking van de ultrasone sensor
oscillator
gelijkrichtier
smitt-trigger
versterker
piëzo element (opwekken en verwerken geluidsgolven)
Ivan Maesen
29
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen volgens de vorm
Cilindrische sensoren
Balkvormige or rechthoekige sensoren
Ivan Maesen
30
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen vvolgens de vorm
Speciale vormen:
• vork of sleufsensoren,
• ringsensoren,
• …
Foto Turck
Ivan Maesen
31
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Materiaal van de behuizing (cilindrische sensoren)
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
32
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Maten van cilindrische sensoren
Schroefdraad: M 4, M6,5 M8, M12, M18, M30,
PG 36
Gladde uitvoering: Ø11, Ø20, Ø40
Maten van rechthoekige sensoren
Bouwvormen zie maatschetsen catalogie.
Foto Siemens
Ivan Maesen
33
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens aansluiting
• Sensoren met aansluitklemmen
• Aangegoten kabel zonder connector
• Aangegoten kabel met connector
• Sensoren met connnector
Ivan Maesen
34
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens de aansluiting
Aangegoten kabel
Sensoren met
aansluitklem
Ivan Maesen
35
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens aansluiting
Sensoren met connnector
Ivan Maesen
36
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens aansluiting
Sensoren met connector:
aansluitkabels
Ivan Maesen
37
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens aansluiting
Aansluitkabels en aansluitdozen voor sensoren
Foto Turck
Ivan Maesen
38
Sensoren – Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Foto Siemens
Ivan Maesen
39
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger afzonderlijk (directe scan, thru scan)
Groot detectiebereik (tientallen meters)
Geen doorschijnende materialen detecteren
Ivan Maesen
40
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger afzonderlijk (directe scan, thru scan)
Foto Siemens
Ivan Maesen
41
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger afzonderlijk – spiegeling
(specular)
Detecteren van spiegelende opbjecten
Ivan Maesen
42
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, met reflector
(Retroreflex - retroreflective)
Geen glimmende, spiegelende, doorzichtige voorwerpen
Detectieafstand : ca. 5 m
Ivan Maesen
43
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, met reflector
(Retroreflex - retroreflective)
Ivan Maesen
44
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, met reflector
(Retroreflex - retroreflective)
Foto Siemens
Ivan Maesen
45
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Foto’s Siemens
Ivan Maesen
46
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, met reflector
(Polarisatie - polarized)
Wel glimmende, spiegelende, doorzichtige voorwerpen
Detectieafstand : ca. 3 m
Ivan Maesen
47
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Gepolariseerd licht
Spiegelend voorwerp
Ivan Maesen
48
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, objectreflectie
(strooing – diffuse)
Voorwerpen met mat en ruw oppervlak kunnen gedetecteerd worden
Detectieafstand : enkele tientallen centimeters
Ivan Maesen
49
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, objectreflectie
(strooing – diffuse)
Foto Siemens
Ivan Maesen
50
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, objectreflectie focuspunt (convergent)
Preciesiedetectie, achtergrond geen invloed
Detectieafstand : enkele tientallen centimeters
Ivan Maesen
51
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger afzonderlijk, met glasvezels
Ivan Maesen
52
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, objectreflectie,
met glasvezels
Ivan Maesen
53
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Foto Siemens
Ivan Maesen
54
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Lichtgordijn
Multi beam safety senor
Ivan Maesen
55
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Nominale schakelafstand Sn
Afstand waarbij de sensor schakelt
• Genormalisseerd meetobject
• Nominale spanning
• Nominale temperatuur
Ivan Maesen
56
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Werkelijke schakelafstand
Rekening houden met:
• Werkelijke temperatuur
• Nabijheid andere sensoren
• Soort materiaal
• Afmetingen object
• Kleur (optische sensoren)
• …
Ivan Maesen
57
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Werkelijke schakelafstand
Correctiefactoren inductieve schakelaar
- staal
1
- CrNi
0,85
- Al
0,50
- Cu
0,45
- ….
Ivan Maesen
58
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Werkelijke schakelafstand
Correctiefactoren capacitieve schakelaar:
- Staal
1
- Al
0,95
- Cu
0,95
- H2O
0,64
- Plexiglas
0,20
-…
Ivan Maesen
59
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Schakelfrequentie
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.
Ivan Maesen
60
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Uitgangsbelasing
De stroom die de sensor kan schakelen,
uitgedrukt in mA.
Ivan Maesen
61
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Afgeschermde (shielded) en niet-afgeschermde
(unshielded) senoren
Ivan Maesen
62
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Niet-afgeschermde senoren
Kop niet afgeschermd, uit kunststof
Grotere detectieafstand
Inbouwen geeft problemen
Ivan Maesen
Foto Siemens
63
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Afgeschermde senoren
Volledig uit metaal (uitgezonderd detectievlak)
Kleinere detectieafstand
Ivan Maesen
64
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
65
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen inductieve sensoren
Ongevoelig voor trillingen
Geen contactdender
Geen onderhoud, geen slijtage
Kostprijs € 20 tot ca. € 50
Foto Siemens
Ivan Maesen
66
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen inductieve sensoren
Beperkingen
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.
Ivan Maesen
67
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
68
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
69
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen capacitieve sensoren
Beperkingen
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
Ivan Maesen
70
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
71
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen ultrasone sensoren
Beperkingen
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.
Ivan Maesen
72
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
73
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
74
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen optische sensoren
Beperkingen
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.
Ivan Maesen
75
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Rekening houden met:
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
76
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Draadkleur
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
77
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Driedraadse sensor PNP (capacitief)
Ivan Maesen
78
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Driedraadse sensor NPN (inductief)
Ivan Maesen
79
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Vierdraadse sensor PNP
Ivan Maesen
80
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Tweedraadse sensor DC (capacitief)
Ivan Maesen
81
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Tweedraadse NAMUR sensor DC (capacitief)
Ivan Maesen
82
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Tweedraadse sensor AC - NC (inductief)
Ivan Maesen
83
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Tweedraadse sensor AC - NO (inductief)
Ivan Maesen
84
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Vijfdraadse sensor AC (optisch)
Ivan Maesen
85
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Vijfdraadse sensor AC - NO (optisch)
Ivan Maesen
86
Sensoren – Testen van sensoren
Driedraadse sensoren
Als voorbeeld een sensor met PNP-uitgang
Het aansluitschema
Testen met V-meter – Je kunt uiteraard met de Vmeter ook over de belasting meten.
Ivan Maesen
87
Sensoren – Testen van sensoren
Tweedraadse
sensoren
Het aansluitschema
Testen met V-meter
Testen met A-meter
Ivan Maesen
88
Sensoren
Ivan Maesen
89
Slide 5
Installatiemethoden 6 ET
Foto Heidelberg
Ivan Maesen
1
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
2
Sensoren - Algemeen
Inductieve sensoren
Capacitieve sensoren
Optische sensoren
Magnetische sensoren
Ultrasone sensoren
Foto Turck
Ivan Maesen
3
Sensoren – Algemene werking
Ivan Maesen
4
Sensoren – Algemene werking
Ivan Maesen
5
Sensoren – Algemene werking
Ivan Maesen
6
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Foto Siemens
Ivan Maesen
7
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Detectie van blik
en deksel
Foto Siemens
Ivan Maesen
8
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Controle van afbreken van
boorkop
Foto Siemens
Ivan Maesen
9
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Positionering en controle
draaizin
Foto Siemens
Ivan Maesen
10
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Standdetectie van een
klep
Foto Siemens
Ivan Maesen
11
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
oscillator
gelijkrichtier
smitt-trigger
versterker
spoel
Ivan Maesen
12
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Warmteontwikkeling
Ivan Maesen
Amplitude
kleiner
13
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Foto Siemens
Ivan Maesen
14
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Detectie vulniveau in
silo
Foto Siemens
Ivan Maesen
15
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Detectie van vulling
van brik
Foto Siemens
Ivan Maesen
16
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Het sensorvlak vormt een condensator. De lucht is het
diëlektricum.
C
A
d
Ivan Maesen
17
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Een niet-metalen object in het detectieveld: de
diëlektrische constante van de middenstof verandert.
C verandert
Ivan Maesen
18
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
De capaciteit wordt bepaald door het diëlektricum en de
afstand d tussen te platen.
C
A
d
Ivan Maesen
19
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Bij een elektrische geleidend object verkleint de afstand
tussen de platen.
C verandert
Ivan Maesen
20
Sensoren – Werking van de optische sensor
Ivan Maesen
21
Sensoren – Werking van de optische sensor
impulsgenerator (modulator)
IR of laser-LED
lichtgevoelige transistor
synchronisatie, gelijkrichter (demodulator)
smitt-trigger
versterker
Ivan Maesen
22
Sensoren – Werking van de ultrasone sensor
Ivan Maesen
23
Sensoren
ultrasone sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Kwaliteitscontrole met
sonar
Foto Siemens
Ivan Maesen
24
Sensoren
ultrasone sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Hoogtemeting met sonar
Foto Siemens
Ivan Maesen
25
Sensoren
ultrasone sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Afstandsmeting met sonar
Foto Siemens
Ivan Maesen
26
Sensoren
ultrasone sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Controle op doorhangen
met sonar
Foto Siemens
Ivan Maesen
27
Sensoren
ultrasone sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Niveaumetingen
met sonar
Foto’s Siemens
Ivan Maesen
28
Sensoren – Werking van de ultrasone sensor
oscillator
gelijkrichtier
smitt-trigger
versterker
piëzo element (opwekken en verwerken geluidsgolven)
Ivan Maesen
29
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen volgens de vorm
Cilindrische sensoren
Balkvormige or rechthoekige sensoren
Ivan Maesen
30
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen vvolgens de vorm
Speciale vormen:
• vork of sleufsensoren,
• ringsensoren,
• …
Foto Turck
Ivan Maesen
31
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Materiaal van de behuizing (cilindrische sensoren)
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
32
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Maten van cilindrische sensoren
Schroefdraad: M 4, M6,5 M8, M12, M18, M30,
PG 36
Gladde uitvoering: Ø11, Ø20, Ø40
Maten van rechthoekige sensoren
Bouwvormen zie maatschetsen catalogie.
Foto Siemens
Ivan Maesen
33
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens aansluiting
• Sensoren met aansluitklemmen
• Aangegoten kabel zonder connector
• Aangegoten kabel met connector
• Sensoren met connnector
Ivan Maesen
34
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens de aansluiting
Aangegoten kabel
Sensoren met
aansluitklem
Ivan Maesen
35
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens aansluiting
Sensoren met connnector
Ivan Maesen
36
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens aansluiting
Sensoren met connector:
aansluitkabels
Ivan Maesen
37
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens aansluiting
Aansluitkabels en aansluitdozen voor sensoren
Foto Turck
Ivan Maesen
38
Sensoren – Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Foto Siemens
Ivan Maesen
39
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger afzonderlijk (directe scan, thru scan)
Groot detectiebereik (tientallen meters)
Geen doorschijnende materialen detecteren
Ivan Maesen
40
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger afzonderlijk (directe scan, thru scan)
Foto Siemens
Ivan Maesen
41
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger afzonderlijk – spiegeling
(specular)
Detecteren van spiegelende opbjecten
Ivan Maesen
42
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, met reflector
(Retroreflex - retroreflective)
Geen glimmende, spiegelende, doorzichtige voorwerpen
Detectieafstand : ca. 5 m
Ivan Maesen
43
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, met reflector
(Retroreflex - retroreflective)
Ivan Maesen
44
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, met reflector
(Retroreflex - retroreflective)
Foto Siemens
Ivan Maesen
45
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Foto’s Siemens
Ivan Maesen
46
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, met reflector
(Polarisatie - polarized)
Wel glimmende, spiegelende, doorzichtige voorwerpen
Detectieafstand : ca. 3 m
Ivan Maesen
47
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Gepolariseerd licht
Spiegelend voorwerp
Ivan Maesen
48
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, objectreflectie
(strooing – diffuse)
Voorwerpen met mat en ruw oppervlak kunnen gedetecteerd worden
Detectieafstand : enkele tientallen centimeters
Ivan Maesen
49
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, objectreflectie
(strooing – diffuse)
Foto Siemens
Ivan Maesen
50
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, objectreflectie focuspunt (convergent)
Preciesiedetectie, achtergrond geen invloed
Detectieafstand : enkele tientallen centimeters
Ivan Maesen
51
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger afzonderlijk, met glasvezels
Ivan Maesen
52
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, objectreflectie,
met glasvezels
Ivan Maesen
53
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Foto Siemens
Ivan Maesen
54
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Lichtgordijn
Multi beam safety senor
Ivan Maesen
55
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Nominale schakelafstand Sn
Afstand waarbij de sensor schakelt
• Genormalisseerd meetobject
• Nominale spanning
• Nominale temperatuur
Ivan Maesen
56
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Werkelijke schakelafstand
Rekening houden met:
• Werkelijke temperatuur
• Nabijheid andere sensoren
• Soort materiaal
• Afmetingen object
• Kleur (optische sensoren)
• …
Ivan Maesen
57
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Werkelijke schakelafstand
Correctiefactoren inductieve schakelaar
- staal
1
- CrNi
0,85
- Al
0,50
- Cu
0,45
- ….
Ivan Maesen
58
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Werkelijke schakelafstand
Correctiefactoren capacitieve schakelaar:
- Staal
1
- Al
0,95
- Cu
0,95
- H2O
0,64
- Plexiglas
0,20
-…
Ivan Maesen
59
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Schakelfrequentie
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.
Ivan Maesen
60
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Uitgangsbelasing
De stroom die de sensor kan schakelen,
uitgedrukt in mA.
Ivan Maesen
61
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Afgeschermde (shielded) en niet-afgeschermde
(unshielded) senoren
Ivan Maesen
62
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Niet-afgeschermde senoren
Kop niet afgeschermd, uit kunststof
Grotere detectieafstand
Inbouwen geeft problemen
Ivan Maesen
Foto Siemens
63
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Afgeschermde senoren
Volledig uit metaal (uitgezonderd detectievlak)
Kleinere detectieafstand
Ivan Maesen
64
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
65
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen inductieve sensoren
Ongevoelig voor trillingen
Geen contactdender
Geen onderhoud, geen slijtage
Kostprijs € 20 tot ca. € 50
Foto Siemens
Ivan Maesen
66
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen inductieve sensoren
Beperkingen
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.
Ivan Maesen
67
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
68
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
69
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen capacitieve sensoren
Beperkingen
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
Ivan Maesen
70
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
71
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen ultrasone sensoren
Beperkingen
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.
Ivan Maesen
72
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
73
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
74
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen optische sensoren
Beperkingen
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.
Ivan Maesen
75
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Rekening houden met:
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
76
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Draadkleur
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
77
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Driedraadse sensor PNP (capacitief)
Ivan Maesen
78
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Driedraadse sensor NPN (inductief)
Ivan Maesen
79
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Vierdraadse sensor PNP
Ivan Maesen
80
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Tweedraadse sensor DC (capacitief)
Ivan Maesen
81
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Tweedraadse NAMUR sensor DC (capacitief)
Ivan Maesen
82
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Tweedraadse sensor AC - NC (inductief)
Ivan Maesen
83
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Tweedraadse sensor AC - NO (inductief)
Ivan Maesen
84
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Vijfdraadse sensor AC (optisch)
Ivan Maesen
85
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Vijfdraadse sensor AC - NO (optisch)
Ivan Maesen
86
Sensoren – Testen van sensoren
Driedraadse sensoren
Als voorbeeld een sensor met PNP-uitgang
Het aansluitschema
Testen met V-meter – Je kunt uiteraard met de Vmeter ook over de belasting meten.
Ivan Maesen
87
Sensoren – Testen van sensoren
Tweedraadse
sensoren
Het aansluitschema
Testen met V-meter
Testen met A-meter
Ivan Maesen
88
Sensoren
Ivan Maesen
89
Slide 6
Installatiemethoden 6 ET
Foto Heidelberg
Ivan Maesen
1
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
2
Sensoren - Algemeen
Inductieve sensoren
Capacitieve sensoren
Optische sensoren
Magnetische sensoren
Ultrasone sensoren
Foto Turck
Ivan Maesen
3
Sensoren – Algemene werking
Ivan Maesen
4
Sensoren – Algemene werking
Ivan Maesen
5
Sensoren – Algemene werking
Ivan Maesen
6
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Foto Siemens
Ivan Maesen
7
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Detectie van blik
en deksel
Foto Siemens
Ivan Maesen
8
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Controle van afbreken van
boorkop
Foto Siemens
Ivan Maesen
9
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Positionering en controle
draaizin
Foto Siemens
Ivan Maesen
10
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Standdetectie van een
klep
Foto Siemens
Ivan Maesen
11
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
oscillator
gelijkrichtier
smitt-trigger
versterker
spoel
Ivan Maesen
12
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Warmteontwikkeling
Ivan Maesen
Amplitude
kleiner
13
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Foto Siemens
Ivan Maesen
14
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Detectie vulniveau in
silo
Foto Siemens
Ivan Maesen
15
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Detectie van vulling
van brik
Foto Siemens
Ivan Maesen
16
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Het sensorvlak vormt een condensator. De lucht is het
diëlektricum.
C
A
d
Ivan Maesen
17
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Een niet-metalen object in het detectieveld: de
diëlektrische constante van de middenstof verandert.
C verandert
Ivan Maesen
18
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
De capaciteit wordt bepaald door het diëlektricum en de
afstand d tussen te platen.
C
A
d
Ivan Maesen
19
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Bij een elektrische geleidend object verkleint de afstand
tussen de platen.
C verandert
Ivan Maesen
20
Sensoren – Werking van de optische sensor
Ivan Maesen
21
Sensoren – Werking van de optische sensor
impulsgenerator (modulator)
IR of laser-LED
lichtgevoelige transistor
synchronisatie, gelijkrichter (demodulator)
smitt-trigger
versterker
Ivan Maesen
22
Sensoren – Werking van de ultrasone sensor
Ivan Maesen
23
Sensoren
ultrasone sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Kwaliteitscontrole met
sonar
Foto Siemens
Ivan Maesen
24
Sensoren
ultrasone sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Hoogtemeting met sonar
Foto Siemens
Ivan Maesen
25
Sensoren
ultrasone sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Afstandsmeting met sonar
Foto Siemens
Ivan Maesen
26
Sensoren
ultrasone sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Controle op doorhangen
met sonar
Foto Siemens
Ivan Maesen
27
Sensoren
ultrasone sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Niveaumetingen
met sonar
Foto’s Siemens
Ivan Maesen
28
Sensoren – Werking van de ultrasone sensor
oscillator
gelijkrichtier
smitt-trigger
versterker
piëzo element (opwekken en verwerken geluidsgolven)
Ivan Maesen
29
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen volgens de vorm
Cilindrische sensoren
Balkvormige or rechthoekige sensoren
Ivan Maesen
30
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen vvolgens de vorm
Speciale vormen:
• vork of sleufsensoren,
• ringsensoren,
• …
Foto Turck
Ivan Maesen
31
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Materiaal van de behuizing (cilindrische sensoren)
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
32
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Maten van cilindrische sensoren
Schroefdraad: M 4, M6,5 M8, M12, M18, M30,
PG 36
Gladde uitvoering: Ø11, Ø20, Ø40
Maten van rechthoekige sensoren
Bouwvormen zie maatschetsen catalogie.
Foto Siemens
Ivan Maesen
33
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens aansluiting
• Sensoren met aansluitklemmen
• Aangegoten kabel zonder connector
• Aangegoten kabel met connector
• Sensoren met connnector
Ivan Maesen
34
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens de aansluiting
Aangegoten kabel
Sensoren met
aansluitklem
Ivan Maesen
35
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens aansluiting
Sensoren met connnector
Ivan Maesen
36
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens aansluiting
Sensoren met connector:
aansluitkabels
Ivan Maesen
37
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens aansluiting
Aansluitkabels en aansluitdozen voor sensoren
Foto Turck
Ivan Maesen
38
Sensoren – Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Foto Siemens
Ivan Maesen
39
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger afzonderlijk (directe scan, thru scan)
Groot detectiebereik (tientallen meters)
Geen doorschijnende materialen detecteren
Ivan Maesen
40
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger afzonderlijk (directe scan, thru scan)
Foto Siemens
Ivan Maesen
41
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger afzonderlijk – spiegeling
(specular)
Detecteren van spiegelende opbjecten
Ivan Maesen
42
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, met reflector
(Retroreflex - retroreflective)
Geen glimmende, spiegelende, doorzichtige voorwerpen
Detectieafstand : ca. 5 m
Ivan Maesen
43
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, met reflector
(Retroreflex - retroreflective)
Ivan Maesen
44
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, met reflector
(Retroreflex - retroreflective)
Foto Siemens
Ivan Maesen
45
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Foto’s Siemens
Ivan Maesen
46
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, met reflector
(Polarisatie - polarized)
Wel glimmende, spiegelende, doorzichtige voorwerpen
Detectieafstand : ca. 3 m
Ivan Maesen
47
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Gepolariseerd licht
Spiegelend voorwerp
Ivan Maesen
48
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, objectreflectie
(strooing – diffuse)
Voorwerpen met mat en ruw oppervlak kunnen gedetecteerd worden
Detectieafstand : enkele tientallen centimeters
Ivan Maesen
49
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, objectreflectie
(strooing – diffuse)
Foto Siemens
Ivan Maesen
50
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, objectreflectie focuspunt (convergent)
Preciesiedetectie, achtergrond geen invloed
Detectieafstand : enkele tientallen centimeters
Ivan Maesen
51
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger afzonderlijk, met glasvezels
Ivan Maesen
52
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, objectreflectie,
met glasvezels
Ivan Maesen
53
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Foto Siemens
Ivan Maesen
54
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Lichtgordijn
Multi beam safety senor
Ivan Maesen
55
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Nominale schakelafstand Sn
Afstand waarbij de sensor schakelt
• Genormalisseerd meetobject
• Nominale spanning
• Nominale temperatuur
Ivan Maesen
56
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Werkelijke schakelafstand
Rekening houden met:
• Werkelijke temperatuur
• Nabijheid andere sensoren
• Soort materiaal
• Afmetingen object
• Kleur (optische sensoren)
• …
Ivan Maesen
57
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Werkelijke schakelafstand
Correctiefactoren inductieve schakelaar
- staal
1
- CrNi
0,85
- Al
0,50
- Cu
0,45
- ….
Ivan Maesen
58
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Werkelijke schakelafstand
Correctiefactoren capacitieve schakelaar:
- Staal
1
- Al
0,95
- Cu
0,95
- H2O
0,64
- Plexiglas
0,20
-…
Ivan Maesen
59
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Schakelfrequentie
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.
Ivan Maesen
60
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Uitgangsbelasing
De stroom die de sensor kan schakelen,
uitgedrukt in mA.
Ivan Maesen
61
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Afgeschermde (shielded) en niet-afgeschermde
(unshielded) senoren
Ivan Maesen
62
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Niet-afgeschermde senoren
Kop niet afgeschermd, uit kunststof
Grotere detectieafstand
Inbouwen geeft problemen
Ivan Maesen
Foto Siemens
63
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Afgeschermde senoren
Volledig uit metaal (uitgezonderd detectievlak)
Kleinere detectieafstand
Ivan Maesen
64
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
65
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen inductieve sensoren
Ongevoelig voor trillingen
Geen contactdender
Geen onderhoud, geen slijtage
Kostprijs € 20 tot ca. € 50
Foto Siemens
Ivan Maesen
66
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen inductieve sensoren
Beperkingen
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.
Ivan Maesen
67
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
68
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
69
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen capacitieve sensoren
Beperkingen
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
Ivan Maesen
70
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
71
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen ultrasone sensoren
Beperkingen
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.
Ivan Maesen
72
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
73
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
74
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen optische sensoren
Beperkingen
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.
Ivan Maesen
75
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Rekening houden met:
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
76
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Draadkleur
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
77
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Driedraadse sensor PNP (capacitief)
Ivan Maesen
78
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Driedraadse sensor NPN (inductief)
Ivan Maesen
79
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Vierdraadse sensor PNP
Ivan Maesen
80
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Tweedraadse sensor DC (capacitief)
Ivan Maesen
81
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Tweedraadse NAMUR sensor DC (capacitief)
Ivan Maesen
82
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Tweedraadse sensor AC - NC (inductief)
Ivan Maesen
83
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Tweedraadse sensor AC - NO (inductief)
Ivan Maesen
84
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Vijfdraadse sensor AC (optisch)
Ivan Maesen
85
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Vijfdraadse sensor AC - NO (optisch)
Ivan Maesen
86
Sensoren – Testen van sensoren
Driedraadse sensoren
Als voorbeeld een sensor met PNP-uitgang
Het aansluitschema
Testen met V-meter – Je kunt uiteraard met de Vmeter ook over de belasting meten.
Ivan Maesen
87
Sensoren – Testen van sensoren
Tweedraadse
sensoren
Het aansluitschema
Testen met V-meter
Testen met A-meter
Ivan Maesen
88
Sensoren
Ivan Maesen
89
Slide 7
Installatiemethoden 6 ET
Foto Heidelberg
Ivan Maesen
1
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
2
Sensoren - Algemeen
Inductieve sensoren
Capacitieve sensoren
Optische sensoren
Magnetische sensoren
Ultrasone sensoren
Foto Turck
Ivan Maesen
3
Sensoren – Algemene werking
Ivan Maesen
4
Sensoren – Algemene werking
Ivan Maesen
5
Sensoren – Algemene werking
Ivan Maesen
6
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Foto Siemens
Ivan Maesen
7
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Detectie van blik
en deksel
Foto Siemens
Ivan Maesen
8
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Controle van afbreken van
boorkop
Foto Siemens
Ivan Maesen
9
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Positionering en controle
draaizin
Foto Siemens
Ivan Maesen
10
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Standdetectie van een
klep
Foto Siemens
Ivan Maesen
11
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
oscillator
gelijkrichtier
smitt-trigger
versterker
spoel
Ivan Maesen
12
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Warmteontwikkeling
Ivan Maesen
Amplitude
kleiner
13
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Foto Siemens
Ivan Maesen
14
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Detectie vulniveau in
silo
Foto Siemens
Ivan Maesen
15
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Detectie van vulling
van brik
Foto Siemens
Ivan Maesen
16
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Het sensorvlak vormt een condensator. De lucht is het
diëlektricum.
C
A
d
Ivan Maesen
17
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Een niet-metalen object in het detectieveld: de
diëlektrische constante van de middenstof verandert.
C verandert
Ivan Maesen
18
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
De capaciteit wordt bepaald door het diëlektricum en de
afstand d tussen te platen.
C
A
d
Ivan Maesen
19
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Bij een elektrische geleidend object verkleint de afstand
tussen de platen.
C verandert
Ivan Maesen
20
Sensoren – Werking van de optische sensor
Ivan Maesen
21
Sensoren – Werking van de optische sensor
impulsgenerator (modulator)
IR of laser-LED
lichtgevoelige transistor
synchronisatie, gelijkrichter (demodulator)
smitt-trigger
versterker
Ivan Maesen
22
Sensoren – Werking van de ultrasone sensor
Ivan Maesen
23
Sensoren
ultrasone sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Kwaliteitscontrole met
sonar
Foto Siemens
Ivan Maesen
24
Sensoren
ultrasone sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Hoogtemeting met sonar
Foto Siemens
Ivan Maesen
25
Sensoren
ultrasone sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Afstandsmeting met sonar
Foto Siemens
Ivan Maesen
26
Sensoren
ultrasone sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Controle op doorhangen
met sonar
Foto Siemens
Ivan Maesen
27
Sensoren
ultrasone sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Niveaumetingen
met sonar
Foto’s Siemens
Ivan Maesen
28
Sensoren – Werking van de ultrasone sensor
oscillator
gelijkrichtier
smitt-trigger
versterker
piëzo element (opwekken en verwerken geluidsgolven)
Ivan Maesen
29
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen volgens de vorm
Cilindrische sensoren
Balkvormige or rechthoekige sensoren
Ivan Maesen
30
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen vvolgens de vorm
Speciale vormen:
• vork of sleufsensoren,
• ringsensoren,
• …
Foto Turck
Ivan Maesen
31
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Materiaal van de behuizing (cilindrische sensoren)
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
32
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Maten van cilindrische sensoren
Schroefdraad: M 4, M6,5 M8, M12, M18, M30,
PG 36
Gladde uitvoering: Ø11, Ø20, Ø40
Maten van rechthoekige sensoren
Bouwvormen zie maatschetsen catalogie.
Foto Siemens
Ivan Maesen
33
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens aansluiting
• Sensoren met aansluitklemmen
• Aangegoten kabel zonder connector
• Aangegoten kabel met connector
• Sensoren met connnector
Ivan Maesen
34
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens de aansluiting
Aangegoten kabel
Sensoren met
aansluitklem
Ivan Maesen
35
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens aansluiting
Sensoren met connnector
Ivan Maesen
36
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens aansluiting
Sensoren met connector:
aansluitkabels
Ivan Maesen
37
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens aansluiting
Aansluitkabels en aansluitdozen voor sensoren
Foto Turck
Ivan Maesen
38
Sensoren – Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Foto Siemens
Ivan Maesen
39
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger afzonderlijk (directe scan, thru scan)
Groot detectiebereik (tientallen meters)
Geen doorschijnende materialen detecteren
Ivan Maesen
40
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger afzonderlijk (directe scan, thru scan)
Foto Siemens
Ivan Maesen
41
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger afzonderlijk – spiegeling
(specular)
Detecteren van spiegelende opbjecten
Ivan Maesen
42
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, met reflector
(Retroreflex - retroreflective)
Geen glimmende, spiegelende, doorzichtige voorwerpen
Detectieafstand : ca. 5 m
Ivan Maesen
43
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, met reflector
(Retroreflex - retroreflective)
Ivan Maesen
44
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, met reflector
(Retroreflex - retroreflective)
Foto Siemens
Ivan Maesen
45
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Foto’s Siemens
Ivan Maesen
46
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, met reflector
(Polarisatie - polarized)
Wel glimmende, spiegelende, doorzichtige voorwerpen
Detectieafstand : ca. 3 m
Ivan Maesen
47
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Gepolariseerd licht
Spiegelend voorwerp
Ivan Maesen
48
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, objectreflectie
(strooing – diffuse)
Voorwerpen met mat en ruw oppervlak kunnen gedetecteerd worden
Detectieafstand : enkele tientallen centimeters
Ivan Maesen
49
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, objectreflectie
(strooing – diffuse)
Foto Siemens
Ivan Maesen
50
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, objectreflectie focuspunt (convergent)
Preciesiedetectie, achtergrond geen invloed
Detectieafstand : enkele tientallen centimeters
Ivan Maesen
51
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger afzonderlijk, met glasvezels
Ivan Maesen
52
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, objectreflectie,
met glasvezels
Ivan Maesen
53
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Foto Siemens
Ivan Maesen
54
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Lichtgordijn
Multi beam safety senor
Ivan Maesen
55
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Nominale schakelafstand Sn
Afstand waarbij de sensor schakelt
• Genormalisseerd meetobject
• Nominale spanning
• Nominale temperatuur
Ivan Maesen
56
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Werkelijke schakelafstand
Rekening houden met:
• Werkelijke temperatuur
• Nabijheid andere sensoren
• Soort materiaal
• Afmetingen object
• Kleur (optische sensoren)
• …
Ivan Maesen
57
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Werkelijke schakelafstand
Correctiefactoren inductieve schakelaar
- staal
1
- CrNi
0,85
- Al
0,50
- Cu
0,45
- ….
Ivan Maesen
58
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Werkelijke schakelafstand
Correctiefactoren capacitieve schakelaar:
- Staal
1
- Al
0,95
- Cu
0,95
- H2O
0,64
- Plexiglas
0,20
-…
Ivan Maesen
59
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Schakelfrequentie
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.
Ivan Maesen
60
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Uitgangsbelasing
De stroom die de sensor kan schakelen,
uitgedrukt in mA.
Ivan Maesen
61
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Afgeschermde (shielded) en niet-afgeschermde
(unshielded) senoren
Ivan Maesen
62
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Niet-afgeschermde senoren
Kop niet afgeschermd, uit kunststof
Grotere detectieafstand
Inbouwen geeft problemen
Ivan Maesen
Foto Siemens
63
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Afgeschermde senoren
Volledig uit metaal (uitgezonderd detectievlak)
Kleinere detectieafstand
Ivan Maesen
64
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
65
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen inductieve sensoren
Ongevoelig voor trillingen
Geen contactdender
Geen onderhoud, geen slijtage
Kostprijs € 20 tot ca. € 50
Foto Siemens
Ivan Maesen
66
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen inductieve sensoren
Beperkingen
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.
Ivan Maesen
67
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
68
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
69
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen capacitieve sensoren
Beperkingen
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
Ivan Maesen
70
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
71
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen ultrasone sensoren
Beperkingen
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.
Ivan Maesen
72
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
73
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
74
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen optische sensoren
Beperkingen
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.
Ivan Maesen
75
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Rekening houden met:
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
76
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Draadkleur
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
77
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Driedraadse sensor PNP (capacitief)
Ivan Maesen
78
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Driedraadse sensor NPN (inductief)
Ivan Maesen
79
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Vierdraadse sensor PNP
Ivan Maesen
80
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Tweedraadse sensor DC (capacitief)
Ivan Maesen
81
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Tweedraadse NAMUR sensor DC (capacitief)
Ivan Maesen
82
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Tweedraadse sensor AC - NC (inductief)
Ivan Maesen
83
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Tweedraadse sensor AC - NO (inductief)
Ivan Maesen
84
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Vijfdraadse sensor AC (optisch)
Ivan Maesen
85
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Vijfdraadse sensor AC - NO (optisch)
Ivan Maesen
86
Sensoren – Testen van sensoren
Driedraadse sensoren
Als voorbeeld een sensor met PNP-uitgang
Het aansluitschema
Testen met V-meter – Je kunt uiteraard met de Vmeter ook over de belasting meten.
Ivan Maesen
87
Sensoren – Testen van sensoren
Tweedraadse
sensoren
Het aansluitschema
Testen met V-meter
Testen met A-meter
Ivan Maesen
88
Sensoren
Ivan Maesen
89
Slide 8
Installatiemethoden 6 ET
Foto Heidelberg
Ivan Maesen
1
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
2
Sensoren - Algemeen
Inductieve sensoren
Capacitieve sensoren
Optische sensoren
Magnetische sensoren
Ultrasone sensoren
Foto Turck
Ivan Maesen
3
Sensoren – Algemene werking
Ivan Maesen
4
Sensoren – Algemene werking
Ivan Maesen
5
Sensoren – Algemene werking
Ivan Maesen
6
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Foto Siemens
Ivan Maesen
7
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Detectie van blik
en deksel
Foto Siemens
Ivan Maesen
8
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Controle van afbreken van
boorkop
Foto Siemens
Ivan Maesen
9
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Positionering en controle
draaizin
Foto Siemens
Ivan Maesen
10
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Standdetectie van een
klep
Foto Siemens
Ivan Maesen
11
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
oscillator
gelijkrichtier
smitt-trigger
versterker
spoel
Ivan Maesen
12
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Warmteontwikkeling
Ivan Maesen
Amplitude
kleiner
13
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Foto Siemens
Ivan Maesen
14
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Detectie vulniveau in
silo
Foto Siemens
Ivan Maesen
15
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Detectie van vulling
van brik
Foto Siemens
Ivan Maesen
16
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Het sensorvlak vormt een condensator. De lucht is het
diëlektricum.
C
A
d
Ivan Maesen
17
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Een niet-metalen object in het detectieveld: de
diëlektrische constante van de middenstof verandert.
C verandert
Ivan Maesen
18
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
De capaciteit wordt bepaald door het diëlektricum en de
afstand d tussen te platen.
C
A
d
Ivan Maesen
19
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Bij een elektrische geleidend object verkleint de afstand
tussen de platen.
C verandert
Ivan Maesen
20
Sensoren – Werking van de optische sensor
Ivan Maesen
21
Sensoren – Werking van de optische sensor
impulsgenerator (modulator)
IR of laser-LED
lichtgevoelige transistor
synchronisatie, gelijkrichter (demodulator)
smitt-trigger
versterker
Ivan Maesen
22
Sensoren – Werking van de ultrasone sensor
Ivan Maesen
23
Sensoren
ultrasone sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Kwaliteitscontrole met
sonar
Foto Siemens
Ivan Maesen
24
Sensoren
ultrasone sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Hoogtemeting met sonar
Foto Siemens
Ivan Maesen
25
Sensoren
ultrasone sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Afstandsmeting met sonar
Foto Siemens
Ivan Maesen
26
Sensoren
ultrasone sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Controle op doorhangen
met sonar
Foto Siemens
Ivan Maesen
27
Sensoren
ultrasone sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Niveaumetingen
met sonar
Foto’s Siemens
Ivan Maesen
28
Sensoren – Werking van de ultrasone sensor
oscillator
gelijkrichtier
smitt-trigger
versterker
piëzo element (opwekken en verwerken geluidsgolven)
Ivan Maesen
29
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen volgens de vorm
Cilindrische sensoren
Balkvormige or rechthoekige sensoren
Ivan Maesen
30
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen vvolgens de vorm
Speciale vormen:
• vork of sleufsensoren,
• ringsensoren,
• …
Foto Turck
Ivan Maesen
31
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Materiaal van de behuizing (cilindrische sensoren)
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
32
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Maten van cilindrische sensoren
Schroefdraad: M 4, M6,5 M8, M12, M18, M30,
PG 36
Gladde uitvoering: Ø11, Ø20, Ø40
Maten van rechthoekige sensoren
Bouwvormen zie maatschetsen catalogie.
Foto Siemens
Ivan Maesen
33
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens aansluiting
• Sensoren met aansluitklemmen
• Aangegoten kabel zonder connector
• Aangegoten kabel met connector
• Sensoren met connnector
Ivan Maesen
34
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens de aansluiting
Aangegoten kabel
Sensoren met
aansluitklem
Ivan Maesen
35
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens aansluiting
Sensoren met connnector
Ivan Maesen
36
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens aansluiting
Sensoren met connector:
aansluitkabels
Ivan Maesen
37
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens aansluiting
Aansluitkabels en aansluitdozen voor sensoren
Foto Turck
Ivan Maesen
38
Sensoren – Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Foto Siemens
Ivan Maesen
39
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger afzonderlijk (directe scan, thru scan)
Groot detectiebereik (tientallen meters)
Geen doorschijnende materialen detecteren
Ivan Maesen
40
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger afzonderlijk (directe scan, thru scan)
Foto Siemens
Ivan Maesen
41
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger afzonderlijk – spiegeling
(specular)
Detecteren van spiegelende opbjecten
Ivan Maesen
42
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, met reflector
(Retroreflex - retroreflective)
Geen glimmende, spiegelende, doorzichtige voorwerpen
Detectieafstand : ca. 5 m
Ivan Maesen
43
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, met reflector
(Retroreflex - retroreflective)
Ivan Maesen
44
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, met reflector
(Retroreflex - retroreflective)
Foto Siemens
Ivan Maesen
45
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Foto’s Siemens
Ivan Maesen
46
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, met reflector
(Polarisatie - polarized)
Wel glimmende, spiegelende, doorzichtige voorwerpen
Detectieafstand : ca. 3 m
Ivan Maesen
47
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Gepolariseerd licht
Spiegelend voorwerp
Ivan Maesen
48
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, objectreflectie
(strooing – diffuse)
Voorwerpen met mat en ruw oppervlak kunnen gedetecteerd worden
Detectieafstand : enkele tientallen centimeters
Ivan Maesen
49
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, objectreflectie
(strooing – diffuse)
Foto Siemens
Ivan Maesen
50
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, objectreflectie focuspunt (convergent)
Preciesiedetectie, achtergrond geen invloed
Detectieafstand : enkele tientallen centimeters
Ivan Maesen
51
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger afzonderlijk, met glasvezels
Ivan Maesen
52
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, objectreflectie,
met glasvezels
Ivan Maesen
53
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Foto Siemens
Ivan Maesen
54
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Lichtgordijn
Multi beam safety senor
Ivan Maesen
55
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Nominale schakelafstand Sn
Afstand waarbij de sensor schakelt
• Genormalisseerd meetobject
• Nominale spanning
• Nominale temperatuur
Ivan Maesen
56
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Werkelijke schakelafstand
Rekening houden met:
• Werkelijke temperatuur
• Nabijheid andere sensoren
• Soort materiaal
• Afmetingen object
• Kleur (optische sensoren)
• …
Ivan Maesen
57
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Werkelijke schakelafstand
Correctiefactoren inductieve schakelaar
- staal
1
- CrNi
0,85
- Al
0,50
- Cu
0,45
- ….
Ivan Maesen
58
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Werkelijke schakelafstand
Correctiefactoren capacitieve schakelaar:
- Staal
1
- Al
0,95
- Cu
0,95
- H2O
0,64
- Plexiglas
0,20
-…
Ivan Maesen
59
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Schakelfrequentie
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.
Ivan Maesen
60
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Uitgangsbelasing
De stroom die de sensor kan schakelen,
uitgedrukt in mA.
Ivan Maesen
61
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Afgeschermde (shielded) en niet-afgeschermde
(unshielded) senoren
Ivan Maesen
62
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Niet-afgeschermde senoren
Kop niet afgeschermd, uit kunststof
Grotere detectieafstand
Inbouwen geeft problemen
Ivan Maesen
Foto Siemens
63
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Afgeschermde senoren
Volledig uit metaal (uitgezonderd detectievlak)
Kleinere detectieafstand
Ivan Maesen
64
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
65
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen inductieve sensoren
Ongevoelig voor trillingen
Geen contactdender
Geen onderhoud, geen slijtage
Kostprijs € 20 tot ca. € 50
Foto Siemens
Ivan Maesen
66
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen inductieve sensoren
Beperkingen
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.
Ivan Maesen
67
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
68
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
69
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen capacitieve sensoren
Beperkingen
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
Ivan Maesen
70
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
71
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen ultrasone sensoren
Beperkingen
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.
Ivan Maesen
72
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
73
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
74
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen optische sensoren
Beperkingen
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.
Ivan Maesen
75
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Rekening houden met:
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
76
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Draadkleur
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
77
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Driedraadse sensor PNP (capacitief)
Ivan Maesen
78
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Driedraadse sensor NPN (inductief)
Ivan Maesen
79
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Vierdraadse sensor PNP
Ivan Maesen
80
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Tweedraadse sensor DC (capacitief)
Ivan Maesen
81
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Tweedraadse NAMUR sensor DC (capacitief)
Ivan Maesen
82
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Tweedraadse sensor AC - NC (inductief)
Ivan Maesen
83
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Tweedraadse sensor AC - NO (inductief)
Ivan Maesen
84
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Vijfdraadse sensor AC (optisch)
Ivan Maesen
85
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Vijfdraadse sensor AC - NO (optisch)
Ivan Maesen
86
Sensoren – Testen van sensoren
Driedraadse sensoren
Als voorbeeld een sensor met PNP-uitgang
Het aansluitschema
Testen met V-meter – Je kunt uiteraard met de Vmeter ook over de belasting meten.
Ivan Maesen
87
Sensoren – Testen van sensoren
Tweedraadse
sensoren
Het aansluitschema
Testen met V-meter
Testen met A-meter
Ivan Maesen
88
Sensoren
Ivan Maesen
89
Slide 9
Installatiemethoden 6 ET
Foto Heidelberg
Ivan Maesen
1
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
2
Sensoren - Algemeen
Inductieve sensoren
Capacitieve sensoren
Optische sensoren
Magnetische sensoren
Ultrasone sensoren
Foto Turck
Ivan Maesen
3
Sensoren – Algemene werking
Ivan Maesen
4
Sensoren – Algemene werking
Ivan Maesen
5
Sensoren – Algemene werking
Ivan Maesen
6
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Foto Siemens
Ivan Maesen
7
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Detectie van blik
en deksel
Foto Siemens
Ivan Maesen
8
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Controle van afbreken van
boorkop
Foto Siemens
Ivan Maesen
9
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Positionering en controle
draaizin
Foto Siemens
Ivan Maesen
10
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Standdetectie van een
klep
Foto Siemens
Ivan Maesen
11
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
oscillator
gelijkrichtier
smitt-trigger
versterker
spoel
Ivan Maesen
12
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Warmteontwikkeling
Ivan Maesen
Amplitude
kleiner
13
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Foto Siemens
Ivan Maesen
14
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Detectie vulniveau in
silo
Foto Siemens
Ivan Maesen
15
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Detectie van vulling
van brik
Foto Siemens
Ivan Maesen
16
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Het sensorvlak vormt een condensator. De lucht is het
diëlektricum.
C
A
d
Ivan Maesen
17
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Een niet-metalen object in het detectieveld: de
diëlektrische constante van de middenstof verandert.
C verandert
Ivan Maesen
18
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
De capaciteit wordt bepaald door het diëlektricum en de
afstand d tussen te platen.
C
A
d
Ivan Maesen
19
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Bij een elektrische geleidend object verkleint de afstand
tussen de platen.
C verandert
Ivan Maesen
20
Sensoren – Werking van de optische sensor
Ivan Maesen
21
Sensoren – Werking van de optische sensor
impulsgenerator (modulator)
IR of laser-LED
lichtgevoelige transistor
synchronisatie, gelijkrichter (demodulator)
smitt-trigger
versterker
Ivan Maesen
22
Sensoren – Werking van de ultrasone sensor
Ivan Maesen
23
Sensoren
ultrasone sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Kwaliteitscontrole met
sonar
Foto Siemens
Ivan Maesen
24
Sensoren
ultrasone sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Hoogtemeting met sonar
Foto Siemens
Ivan Maesen
25
Sensoren
ultrasone sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Afstandsmeting met sonar
Foto Siemens
Ivan Maesen
26
Sensoren
ultrasone sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Controle op doorhangen
met sonar
Foto Siemens
Ivan Maesen
27
Sensoren
ultrasone sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Niveaumetingen
met sonar
Foto’s Siemens
Ivan Maesen
28
Sensoren – Werking van de ultrasone sensor
oscillator
gelijkrichtier
smitt-trigger
versterker
piëzo element (opwekken en verwerken geluidsgolven)
Ivan Maesen
29
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen volgens de vorm
Cilindrische sensoren
Balkvormige or rechthoekige sensoren
Ivan Maesen
30
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen vvolgens de vorm
Speciale vormen:
• vork of sleufsensoren,
• ringsensoren,
• …
Foto Turck
Ivan Maesen
31
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Materiaal van de behuizing (cilindrische sensoren)
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
32
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Maten van cilindrische sensoren
Schroefdraad: M 4, M6,5 M8, M12, M18, M30,
PG 36
Gladde uitvoering: Ø11, Ø20, Ø40
Maten van rechthoekige sensoren
Bouwvormen zie maatschetsen catalogie.
Foto Siemens
Ivan Maesen
33
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens aansluiting
• Sensoren met aansluitklemmen
• Aangegoten kabel zonder connector
• Aangegoten kabel met connector
• Sensoren met connnector
Ivan Maesen
34
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens de aansluiting
Aangegoten kabel
Sensoren met
aansluitklem
Ivan Maesen
35
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens aansluiting
Sensoren met connnector
Ivan Maesen
36
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens aansluiting
Sensoren met connector:
aansluitkabels
Ivan Maesen
37
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens aansluiting
Aansluitkabels en aansluitdozen voor sensoren
Foto Turck
Ivan Maesen
38
Sensoren – Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Foto Siemens
Ivan Maesen
39
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger afzonderlijk (directe scan, thru scan)
Groot detectiebereik (tientallen meters)
Geen doorschijnende materialen detecteren
Ivan Maesen
40
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger afzonderlijk (directe scan, thru scan)
Foto Siemens
Ivan Maesen
41
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger afzonderlijk – spiegeling
(specular)
Detecteren van spiegelende opbjecten
Ivan Maesen
42
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, met reflector
(Retroreflex - retroreflective)
Geen glimmende, spiegelende, doorzichtige voorwerpen
Detectieafstand : ca. 5 m
Ivan Maesen
43
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, met reflector
(Retroreflex - retroreflective)
Ivan Maesen
44
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, met reflector
(Retroreflex - retroreflective)
Foto Siemens
Ivan Maesen
45
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Foto’s Siemens
Ivan Maesen
46
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, met reflector
(Polarisatie - polarized)
Wel glimmende, spiegelende, doorzichtige voorwerpen
Detectieafstand : ca. 3 m
Ivan Maesen
47
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Gepolariseerd licht
Spiegelend voorwerp
Ivan Maesen
48
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, objectreflectie
(strooing – diffuse)
Voorwerpen met mat en ruw oppervlak kunnen gedetecteerd worden
Detectieafstand : enkele tientallen centimeters
Ivan Maesen
49
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, objectreflectie
(strooing – diffuse)
Foto Siemens
Ivan Maesen
50
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, objectreflectie focuspunt (convergent)
Preciesiedetectie, achtergrond geen invloed
Detectieafstand : enkele tientallen centimeters
Ivan Maesen
51
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger afzonderlijk, met glasvezels
Ivan Maesen
52
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, objectreflectie,
met glasvezels
Ivan Maesen
53
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Foto Siemens
Ivan Maesen
54
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Lichtgordijn
Multi beam safety senor
Ivan Maesen
55
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Nominale schakelafstand Sn
Afstand waarbij de sensor schakelt
• Genormalisseerd meetobject
• Nominale spanning
• Nominale temperatuur
Ivan Maesen
56
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Werkelijke schakelafstand
Rekening houden met:
• Werkelijke temperatuur
• Nabijheid andere sensoren
• Soort materiaal
• Afmetingen object
• Kleur (optische sensoren)
• …
Ivan Maesen
57
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Werkelijke schakelafstand
Correctiefactoren inductieve schakelaar
- staal
1
- CrNi
0,85
- Al
0,50
- Cu
0,45
- ….
Ivan Maesen
58
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Werkelijke schakelafstand
Correctiefactoren capacitieve schakelaar:
- Staal
1
- Al
0,95
- Cu
0,95
- H2O
0,64
- Plexiglas
0,20
-…
Ivan Maesen
59
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Schakelfrequentie
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.
Ivan Maesen
60
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Uitgangsbelasing
De stroom die de sensor kan schakelen,
uitgedrukt in mA.
Ivan Maesen
61
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Afgeschermde (shielded) en niet-afgeschermde
(unshielded) senoren
Ivan Maesen
62
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Niet-afgeschermde senoren
Kop niet afgeschermd, uit kunststof
Grotere detectieafstand
Inbouwen geeft problemen
Ivan Maesen
Foto Siemens
63
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Afgeschermde senoren
Volledig uit metaal (uitgezonderd detectievlak)
Kleinere detectieafstand
Ivan Maesen
64
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
65
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen inductieve sensoren
Ongevoelig voor trillingen
Geen contactdender
Geen onderhoud, geen slijtage
Kostprijs € 20 tot ca. € 50
Foto Siemens
Ivan Maesen
66
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen inductieve sensoren
Beperkingen
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.
Ivan Maesen
67
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
68
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
69
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen capacitieve sensoren
Beperkingen
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
Ivan Maesen
70
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
71
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen ultrasone sensoren
Beperkingen
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.
Ivan Maesen
72
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
73
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
74
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen optische sensoren
Beperkingen
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.
Ivan Maesen
75
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Rekening houden met:
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
76
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Draadkleur
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
77
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Driedraadse sensor PNP (capacitief)
Ivan Maesen
78
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Driedraadse sensor NPN (inductief)
Ivan Maesen
79
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Vierdraadse sensor PNP
Ivan Maesen
80
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Tweedraadse sensor DC (capacitief)
Ivan Maesen
81
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Tweedraadse NAMUR sensor DC (capacitief)
Ivan Maesen
82
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Tweedraadse sensor AC - NC (inductief)
Ivan Maesen
83
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Tweedraadse sensor AC - NO (inductief)
Ivan Maesen
84
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Vijfdraadse sensor AC (optisch)
Ivan Maesen
85
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Vijfdraadse sensor AC - NO (optisch)
Ivan Maesen
86
Sensoren – Testen van sensoren
Driedraadse sensoren
Als voorbeeld een sensor met PNP-uitgang
Het aansluitschema
Testen met V-meter – Je kunt uiteraard met de Vmeter ook over de belasting meten.
Ivan Maesen
87
Sensoren – Testen van sensoren
Tweedraadse
sensoren
Het aansluitschema
Testen met V-meter
Testen met A-meter
Ivan Maesen
88
Sensoren
Ivan Maesen
89
Slide 10
Installatiemethoden 6 ET
Foto Heidelberg
Ivan Maesen
1
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
2
Sensoren - Algemeen
Inductieve sensoren
Capacitieve sensoren
Optische sensoren
Magnetische sensoren
Ultrasone sensoren
Foto Turck
Ivan Maesen
3
Sensoren – Algemene werking
Ivan Maesen
4
Sensoren – Algemene werking
Ivan Maesen
5
Sensoren – Algemene werking
Ivan Maesen
6
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Foto Siemens
Ivan Maesen
7
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Detectie van blik
en deksel
Foto Siemens
Ivan Maesen
8
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Controle van afbreken van
boorkop
Foto Siemens
Ivan Maesen
9
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Positionering en controle
draaizin
Foto Siemens
Ivan Maesen
10
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Standdetectie van een
klep
Foto Siemens
Ivan Maesen
11
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
oscillator
gelijkrichtier
smitt-trigger
versterker
spoel
Ivan Maesen
12
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Warmteontwikkeling
Ivan Maesen
Amplitude
kleiner
13
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Foto Siemens
Ivan Maesen
14
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Detectie vulniveau in
silo
Foto Siemens
Ivan Maesen
15
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Detectie van vulling
van brik
Foto Siemens
Ivan Maesen
16
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Het sensorvlak vormt een condensator. De lucht is het
diëlektricum.
C
A
d
Ivan Maesen
17
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Een niet-metalen object in het detectieveld: de
diëlektrische constante van de middenstof verandert.
C verandert
Ivan Maesen
18
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
De capaciteit wordt bepaald door het diëlektricum en de
afstand d tussen te platen.
C
A
d
Ivan Maesen
19
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Bij een elektrische geleidend object verkleint de afstand
tussen de platen.
C verandert
Ivan Maesen
20
Sensoren – Werking van de optische sensor
Ivan Maesen
21
Sensoren – Werking van de optische sensor
impulsgenerator (modulator)
IR of laser-LED
lichtgevoelige transistor
synchronisatie, gelijkrichter (demodulator)
smitt-trigger
versterker
Ivan Maesen
22
Sensoren – Werking van de ultrasone sensor
Ivan Maesen
23
Sensoren
ultrasone sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Kwaliteitscontrole met
sonar
Foto Siemens
Ivan Maesen
24
Sensoren
ultrasone sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Hoogtemeting met sonar
Foto Siemens
Ivan Maesen
25
Sensoren
ultrasone sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Afstandsmeting met sonar
Foto Siemens
Ivan Maesen
26
Sensoren
ultrasone sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Controle op doorhangen
met sonar
Foto Siemens
Ivan Maesen
27
Sensoren
ultrasone sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Niveaumetingen
met sonar
Foto’s Siemens
Ivan Maesen
28
Sensoren – Werking van de ultrasone sensor
oscillator
gelijkrichtier
smitt-trigger
versterker
piëzo element (opwekken en verwerken geluidsgolven)
Ivan Maesen
29
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen volgens de vorm
Cilindrische sensoren
Balkvormige or rechthoekige sensoren
Ivan Maesen
30
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen vvolgens de vorm
Speciale vormen:
• vork of sleufsensoren,
• ringsensoren,
• …
Foto Turck
Ivan Maesen
31
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Materiaal van de behuizing (cilindrische sensoren)
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
32
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Maten van cilindrische sensoren
Schroefdraad: M 4, M6,5 M8, M12, M18, M30,
PG 36
Gladde uitvoering: Ø11, Ø20, Ø40
Maten van rechthoekige sensoren
Bouwvormen zie maatschetsen catalogie.
Foto Siemens
Ivan Maesen
33
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens aansluiting
• Sensoren met aansluitklemmen
• Aangegoten kabel zonder connector
• Aangegoten kabel met connector
• Sensoren met connnector
Ivan Maesen
34
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens de aansluiting
Aangegoten kabel
Sensoren met
aansluitklem
Ivan Maesen
35
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens aansluiting
Sensoren met connnector
Ivan Maesen
36
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens aansluiting
Sensoren met connector:
aansluitkabels
Ivan Maesen
37
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens aansluiting
Aansluitkabels en aansluitdozen voor sensoren
Foto Turck
Ivan Maesen
38
Sensoren – Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Foto Siemens
Ivan Maesen
39
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger afzonderlijk (directe scan, thru scan)
Groot detectiebereik (tientallen meters)
Geen doorschijnende materialen detecteren
Ivan Maesen
40
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger afzonderlijk (directe scan, thru scan)
Foto Siemens
Ivan Maesen
41
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger afzonderlijk – spiegeling
(specular)
Detecteren van spiegelende opbjecten
Ivan Maesen
42
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, met reflector
(Retroreflex - retroreflective)
Geen glimmende, spiegelende, doorzichtige voorwerpen
Detectieafstand : ca. 5 m
Ivan Maesen
43
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, met reflector
(Retroreflex - retroreflective)
Ivan Maesen
44
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, met reflector
(Retroreflex - retroreflective)
Foto Siemens
Ivan Maesen
45
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Foto’s Siemens
Ivan Maesen
46
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, met reflector
(Polarisatie - polarized)
Wel glimmende, spiegelende, doorzichtige voorwerpen
Detectieafstand : ca. 3 m
Ivan Maesen
47
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Gepolariseerd licht
Spiegelend voorwerp
Ivan Maesen
48
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, objectreflectie
(strooing – diffuse)
Voorwerpen met mat en ruw oppervlak kunnen gedetecteerd worden
Detectieafstand : enkele tientallen centimeters
Ivan Maesen
49
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, objectreflectie
(strooing – diffuse)
Foto Siemens
Ivan Maesen
50
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, objectreflectie focuspunt (convergent)
Preciesiedetectie, achtergrond geen invloed
Detectieafstand : enkele tientallen centimeters
Ivan Maesen
51
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger afzonderlijk, met glasvezels
Ivan Maesen
52
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, objectreflectie,
met glasvezels
Ivan Maesen
53
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Foto Siemens
Ivan Maesen
54
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Lichtgordijn
Multi beam safety senor
Ivan Maesen
55
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Nominale schakelafstand Sn
Afstand waarbij de sensor schakelt
• Genormalisseerd meetobject
• Nominale spanning
• Nominale temperatuur
Ivan Maesen
56
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Werkelijke schakelafstand
Rekening houden met:
• Werkelijke temperatuur
• Nabijheid andere sensoren
• Soort materiaal
• Afmetingen object
• Kleur (optische sensoren)
• …
Ivan Maesen
57
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Werkelijke schakelafstand
Correctiefactoren inductieve schakelaar
- staal
1
- CrNi
0,85
- Al
0,50
- Cu
0,45
- ….
Ivan Maesen
58
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Werkelijke schakelafstand
Correctiefactoren capacitieve schakelaar:
- Staal
1
- Al
0,95
- Cu
0,95
- H2O
0,64
- Plexiglas
0,20
-…
Ivan Maesen
59
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Schakelfrequentie
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.
Ivan Maesen
60
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Uitgangsbelasing
De stroom die de sensor kan schakelen,
uitgedrukt in mA.
Ivan Maesen
61
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Afgeschermde (shielded) en niet-afgeschermde
(unshielded) senoren
Ivan Maesen
62
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Niet-afgeschermde senoren
Kop niet afgeschermd, uit kunststof
Grotere detectieafstand
Inbouwen geeft problemen
Ivan Maesen
Foto Siemens
63
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Afgeschermde senoren
Volledig uit metaal (uitgezonderd detectievlak)
Kleinere detectieafstand
Ivan Maesen
64
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
65
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen inductieve sensoren
Ongevoelig voor trillingen
Geen contactdender
Geen onderhoud, geen slijtage
Kostprijs € 20 tot ca. € 50
Foto Siemens
Ivan Maesen
66
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen inductieve sensoren
Beperkingen
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.
Ivan Maesen
67
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
68
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
69
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen capacitieve sensoren
Beperkingen
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
Ivan Maesen
70
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
71
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen ultrasone sensoren
Beperkingen
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.
Ivan Maesen
72
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
73
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
74
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen optische sensoren
Beperkingen
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.
Ivan Maesen
75
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Rekening houden met:
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
76
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Draadkleur
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
77
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Driedraadse sensor PNP (capacitief)
Ivan Maesen
78
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Driedraadse sensor NPN (inductief)
Ivan Maesen
79
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Vierdraadse sensor PNP
Ivan Maesen
80
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Tweedraadse sensor DC (capacitief)
Ivan Maesen
81
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Tweedraadse NAMUR sensor DC (capacitief)
Ivan Maesen
82
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Tweedraadse sensor AC - NC (inductief)
Ivan Maesen
83
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Tweedraadse sensor AC - NO (inductief)
Ivan Maesen
84
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Vijfdraadse sensor AC (optisch)
Ivan Maesen
85
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Vijfdraadse sensor AC - NO (optisch)
Ivan Maesen
86
Sensoren – Testen van sensoren
Driedraadse sensoren
Als voorbeeld een sensor met PNP-uitgang
Het aansluitschema
Testen met V-meter – Je kunt uiteraard met de Vmeter ook over de belasting meten.
Ivan Maesen
87
Sensoren – Testen van sensoren
Tweedraadse
sensoren
Het aansluitschema
Testen met V-meter
Testen met A-meter
Ivan Maesen
88
Sensoren
Ivan Maesen
89
Slide 11
Installatiemethoden 6 ET
Foto Heidelberg
Ivan Maesen
1
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
2
Sensoren - Algemeen
Inductieve sensoren
Capacitieve sensoren
Optische sensoren
Magnetische sensoren
Ultrasone sensoren
Foto Turck
Ivan Maesen
3
Sensoren – Algemene werking
Ivan Maesen
4
Sensoren – Algemene werking
Ivan Maesen
5
Sensoren – Algemene werking
Ivan Maesen
6
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Foto Siemens
Ivan Maesen
7
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Detectie van blik
en deksel
Foto Siemens
Ivan Maesen
8
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Controle van afbreken van
boorkop
Foto Siemens
Ivan Maesen
9
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Positionering en controle
draaizin
Foto Siemens
Ivan Maesen
10
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Standdetectie van een
klep
Foto Siemens
Ivan Maesen
11
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
oscillator
gelijkrichtier
smitt-trigger
versterker
spoel
Ivan Maesen
12
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Warmteontwikkeling
Ivan Maesen
Amplitude
kleiner
13
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Foto Siemens
Ivan Maesen
14
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Detectie vulniveau in
silo
Foto Siemens
Ivan Maesen
15
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Detectie van vulling
van brik
Foto Siemens
Ivan Maesen
16
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Het sensorvlak vormt een condensator. De lucht is het
diëlektricum.
C
A
d
Ivan Maesen
17
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Een niet-metalen object in het detectieveld: de
diëlektrische constante van de middenstof verandert.
C verandert
Ivan Maesen
18
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
De capaciteit wordt bepaald door het diëlektricum en de
afstand d tussen te platen.
C
A
d
Ivan Maesen
19
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Bij een elektrische geleidend object verkleint de afstand
tussen de platen.
C verandert
Ivan Maesen
20
Sensoren – Werking van de optische sensor
Ivan Maesen
21
Sensoren – Werking van de optische sensor
impulsgenerator (modulator)
IR of laser-LED
lichtgevoelige transistor
synchronisatie, gelijkrichter (demodulator)
smitt-trigger
versterker
Ivan Maesen
22
Sensoren – Werking van de ultrasone sensor
Ivan Maesen
23
Sensoren
ultrasone sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Kwaliteitscontrole met
sonar
Foto Siemens
Ivan Maesen
24
Sensoren
ultrasone sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Hoogtemeting met sonar
Foto Siemens
Ivan Maesen
25
Sensoren
ultrasone sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Afstandsmeting met sonar
Foto Siemens
Ivan Maesen
26
Sensoren
ultrasone sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Controle op doorhangen
met sonar
Foto Siemens
Ivan Maesen
27
Sensoren
ultrasone sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Niveaumetingen
met sonar
Foto’s Siemens
Ivan Maesen
28
Sensoren – Werking van de ultrasone sensor
oscillator
gelijkrichtier
smitt-trigger
versterker
piëzo element (opwekken en verwerken geluidsgolven)
Ivan Maesen
29
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen volgens de vorm
Cilindrische sensoren
Balkvormige or rechthoekige sensoren
Ivan Maesen
30
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen vvolgens de vorm
Speciale vormen:
• vork of sleufsensoren,
• ringsensoren,
• …
Foto Turck
Ivan Maesen
31
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Materiaal van de behuizing (cilindrische sensoren)
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
32
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Maten van cilindrische sensoren
Schroefdraad: M 4, M6,5 M8, M12, M18, M30,
PG 36
Gladde uitvoering: Ø11, Ø20, Ø40
Maten van rechthoekige sensoren
Bouwvormen zie maatschetsen catalogie.
Foto Siemens
Ivan Maesen
33
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens aansluiting
• Sensoren met aansluitklemmen
• Aangegoten kabel zonder connector
• Aangegoten kabel met connector
• Sensoren met connnector
Ivan Maesen
34
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens de aansluiting
Aangegoten kabel
Sensoren met
aansluitklem
Ivan Maesen
35
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens aansluiting
Sensoren met connnector
Ivan Maesen
36
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens aansluiting
Sensoren met connector:
aansluitkabels
Ivan Maesen
37
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens aansluiting
Aansluitkabels en aansluitdozen voor sensoren
Foto Turck
Ivan Maesen
38
Sensoren – Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Foto Siemens
Ivan Maesen
39
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger afzonderlijk (directe scan, thru scan)
Groot detectiebereik (tientallen meters)
Geen doorschijnende materialen detecteren
Ivan Maesen
40
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger afzonderlijk (directe scan, thru scan)
Foto Siemens
Ivan Maesen
41
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger afzonderlijk – spiegeling
(specular)
Detecteren van spiegelende opbjecten
Ivan Maesen
42
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, met reflector
(Retroreflex - retroreflective)
Geen glimmende, spiegelende, doorzichtige voorwerpen
Detectieafstand : ca. 5 m
Ivan Maesen
43
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, met reflector
(Retroreflex - retroreflective)
Ivan Maesen
44
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, met reflector
(Retroreflex - retroreflective)
Foto Siemens
Ivan Maesen
45
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Foto’s Siemens
Ivan Maesen
46
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, met reflector
(Polarisatie - polarized)
Wel glimmende, spiegelende, doorzichtige voorwerpen
Detectieafstand : ca. 3 m
Ivan Maesen
47
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Gepolariseerd licht
Spiegelend voorwerp
Ivan Maesen
48
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, objectreflectie
(strooing – diffuse)
Voorwerpen met mat en ruw oppervlak kunnen gedetecteerd worden
Detectieafstand : enkele tientallen centimeters
Ivan Maesen
49
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, objectreflectie
(strooing – diffuse)
Foto Siemens
Ivan Maesen
50
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, objectreflectie focuspunt (convergent)
Preciesiedetectie, achtergrond geen invloed
Detectieafstand : enkele tientallen centimeters
Ivan Maesen
51
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger afzonderlijk, met glasvezels
Ivan Maesen
52
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, objectreflectie,
met glasvezels
Ivan Maesen
53
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Foto Siemens
Ivan Maesen
54
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Lichtgordijn
Multi beam safety senor
Ivan Maesen
55
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Nominale schakelafstand Sn
Afstand waarbij de sensor schakelt
• Genormalisseerd meetobject
• Nominale spanning
• Nominale temperatuur
Ivan Maesen
56
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Werkelijke schakelafstand
Rekening houden met:
• Werkelijke temperatuur
• Nabijheid andere sensoren
• Soort materiaal
• Afmetingen object
• Kleur (optische sensoren)
• …
Ivan Maesen
57
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Werkelijke schakelafstand
Correctiefactoren inductieve schakelaar
- staal
1
- CrNi
0,85
- Al
0,50
- Cu
0,45
- ….
Ivan Maesen
58
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Werkelijke schakelafstand
Correctiefactoren capacitieve schakelaar:
- Staal
1
- Al
0,95
- Cu
0,95
- H2O
0,64
- Plexiglas
0,20
-…
Ivan Maesen
59
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Schakelfrequentie
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.
Ivan Maesen
60
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Uitgangsbelasing
De stroom die de sensor kan schakelen,
uitgedrukt in mA.
Ivan Maesen
61
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Afgeschermde (shielded) en niet-afgeschermde
(unshielded) senoren
Ivan Maesen
62
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Niet-afgeschermde senoren
Kop niet afgeschermd, uit kunststof
Grotere detectieafstand
Inbouwen geeft problemen
Ivan Maesen
Foto Siemens
63
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Afgeschermde senoren
Volledig uit metaal (uitgezonderd detectievlak)
Kleinere detectieafstand
Ivan Maesen
64
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
65
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen inductieve sensoren
Ongevoelig voor trillingen
Geen contactdender
Geen onderhoud, geen slijtage
Kostprijs € 20 tot ca. € 50
Foto Siemens
Ivan Maesen
66
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen inductieve sensoren
Beperkingen
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.
Ivan Maesen
67
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
68
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
69
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen capacitieve sensoren
Beperkingen
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
Ivan Maesen
70
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
71
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen ultrasone sensoren
Beperkingen
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.
Ivan Maesen
72
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
73
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
74
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen optische sensoren
Beperkingen
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.
Ivan Maesen
75
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Rekening houden met:
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
76
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Draadkleur
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
77
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Driedraadse sensor PNP (capacitief)
Ivan Maesen
78
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Driedraadse sensor NPN (inductief)
Ivan Maesen
79
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Vierdraadse sensor PNP
Ivan Maesen
80
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Tweedraadse sensor DC (capacitief)
Ivan Maesen
81
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Tweedraadse NAMUR sensor DC (capacitief)
Ivan Maesen
82
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Tweedraadse sensor AC - NC (inductief)
Ivan Maesen
83
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Tweedraadse sensor AC - NO (inductief)
Ivan Maesen
84
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Vijfdraadse sensor AC (optisch)
Ivan Maesen
85
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Vijfdraadse sensor AC - NO (optisch)
Ivan Maesen
86
Sensoren – Testen van sensoren
Driedraadse sensoren
Als voorbeeld een sensor met PNP-uitgang
Het aansluitschema
Testen met V-meter – Je kunt uiteraard met de Vmeter ook over de belasting meten.
Ivan Maesen
87
Sensoren – Testen van sensoren
Tweedraadse
sensoren
Het aansluitschema
Testen met V-meter
Testen met A-meter
Ivan Maesen
88
Sensoren
Ivan Maesen
89
Slide 12
Installatiemethoden 6 ET
Foto Heidelberg
Ivan Maesen
1
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
2
Sensoren - Algemeen
Inductieve sensoren
Capacitieve sensoren
Optische sensoren
Magnetische sensoren
Ultrasone sensoren
Foto Turck
Ivan Maesen
3
Sensoren – Algemene werking
Ivan Maesen
4
Sensoren – Algemene werking
Ivan Maesen
5
Sensoren – Algemene werking
Ivan Maesen
6
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Foto Siemens
Ivan Maesen
7
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Detectie van blik
en deksel
Foto Siemens
Ivan Maesen
8
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Controle van afbreken van
boorkop
Foto Siemens
Ivan Maesen
9
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Positionering en controle
draaizin
Foto Siemens
Ivan Maesen
10
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Standdetectie van een
klep
Foto Siemens
Ivan Maesen
11
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
oscillator
gelijkrichtier
smitt-trigger
versterker
spoel
Ivan Maesen
12
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Warmteontwikkeling
Ivan Maesen
Amplitude
kleiner
13
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Foto Siemens
Ivan Maesen
14
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Detectie vulniveau in
silo
Foto Siemens
Ivan Maesen
15
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Detectie van vulling
van brik
Foto Siemens
Ivan Maesen
16
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Het sensorvlak vormt een condensator. De lucht is het
diëlektricum.
C
A
d
Ivan Maesen
17
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Een niet-metalen object in het detectieveld: de
diëlektrische constante van de middenstof verandert.
C verandert
Ivan Maesen
18
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
De capaciteit wordt bepaald door het diëlektricum en de
afstand d tussen te platen.
C
A
d
Ivan Maesen
19
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Bij een elektrische geleidend object verkleint de afstand
tussen de platen.
C verandert
Ivan Maesen
20
Sensoren – Werking van de optische sensor
Ivan Maesen
21
Sensoren – Werking van de optische sensor
impulsgenerator (modulator)
IR of laser-LED
lichtgevoelige transistor
synchronisatie, gelijkrichter (demodulator)
smitt-trigger
versterker
Ivan Maesen
22
Sensoren – Werking van de ultrasone sensor
Ivan Maesen
23
Sensoren
ultrasone sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Kwaliteitscontrole met
sonar
Foto Siemens
Ivan Maesen
24
Sensoren
ultrasone sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Hoogtemeting met sonar
Foto Siemens
Ivan Maesen
25
Sensoren
ultrasone sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Afstandsmeting met sonar
Foto Siemens
Ivan Maesen
26
Sensoren
ultrasone sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Controle op doorhangen
met sonar
Foto Siemens
Ivan Maesen
27
Sensoren
ultrasone sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Niveaumetingen
met sonar
Foto’s Siemens
Ivan Maesen
28
Sensoren – Werking van de ultrasone sensor
oscillator
gelijkrichtier
smitt-trigger
versterker
piëzo element (opwekken en verwerken geluidsgolven)
Ivan Maesen
29
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen volgens de vorm
Cilindrische sensoren
Balkvormige or rechthoekige sensoren
Ivan Maesen
30
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen vvolgens de vorm
Speciale vormen:
• vork of sleufsensoren,
• ringsensoren,
• …
Foto Turck
Ivan Maesen
31
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Materiaal van de behuizing (cilindrische sensoren)
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
32
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Maten van cilindrische sensoren
Schroefdraad: M 4, M6,5 M8, M12, M18, M30,
PG 36
Gladde uitvoering: Ø11, Ø20, Ø40
Maten van rechthoekige sensoren
Bouwvormen zie maatschetsen catalogie.
Foto Siemens
Ivan Maesen
33
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens aansluiting
• Sensoren met aansluitklemmen
• Aangegoten kabel zonder connector
• Aangegoten kabel met connector
• Sensoren met connnector
Ivan Maesen
34
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens de aansluiting
Aangegoten kabel
Sensoren met
aansluitklem
Ivan Maesen
35
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens aansluiting
Sensoren met connnector
Ivan Maesen
36
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens aansluiting
Sensoren met connector:
aansluitkabels
Ivan Maesen
37
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens aansluiting
Aansluitkabels en aansluitdozen voor sensoren
Foto Turck
Ivan Maesen
38
Sensoren – Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Foto Siemens
Ivan Maesen
39
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger afzonderlijk (directe scan, thru scan)
Groot detectiebereik (tientallen meters)
Geen doorschijnende materialen detecteren
Ivan Maesen
40
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger afzonderlijk (directe scan, thru scan)
Foto Siemens
Ivan Maesen
41
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger afzonderlijk – spiegeling
(specular)
Detecteren van spiegelende opbjecten
Ivan Maesen
42
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, met reflector
(Retroreflex - retroreflective)
Geen glimmende, spiegelende, doorzichtige voorwerpen
Detectieafstand : ca. 5 m
Ivan Maesen
43
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, met reflector
(Retroreflex - retroreflective)
Ivan Maesen
44
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, met reflector
(Retroreflex - retroreflective)
Foto Siemens
Ivan Maesen
45
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Foto’s Siemens
Ivan Maesen
46
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, met reflector
(Polarisatie - polarized)
Wel glimmende, spiegelende, doorzichtige voorwerpen
Detectieafstand : ca. 3 m
Ivan Maesen
47
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Gepolariseerd licht
Spiegelend voorwerp
Ivan Maesen
48
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, objectreflectie
(strooing – diffuse)
Voorwerpen met mat en ruw oppervlak kunnen gedetecteerd worden
Detectieafstand : enkele tientallen centimeters
Ivan Maesen
49
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, objectreflectie
(strooing – diffuse)
Foto Siemens
Ivan Maesen
50
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, objectreflectie focuspunt (convergent)
Preciesiedetectie, achtergrond geen invloed
Detectieafstand : enkele tientallen centimeters
Ivan Maesen
51
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger afzonderlijk, met glasvezels
Ivan Maesen
52
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, objectreflectie,
met glasvezels
Ivan Maesen
53
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Foto Siemens
Ivan Maesen
54
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Lichtgordijn
Multi beam safety senor
Ivan Maesen
55
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Nominale schakelafstand Sn
Afstand waarbij de sensor schakelt
• Genormalisseerd meetobject
• Nominale spanning
• Nominale temperatuur
Ivan Maesen
56
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Werkelijke schakelafstand
Rekening houden met:
• Werkelijke temperatuur
• Nabijheid andere sensoren
• Soort materiaal
• Afmetingen object
• Kleur (optische sensoren)
• …
Ivan Maesen
57
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Werkelijke schakelafstand
Correctiefactoren inductieve schakelaar
- staal
1
- CrNi
0,85
- Al
0,50
- Cu
0,45
- ….
Ivan Maesen
58
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Werkelijke schakelafstand
Correctiefactoren capacitieve schakelaar:
- Staal
1
- Al
0,95
- Cu
0,95
- H2O
0,64
- Plexiglas
0,20
-…
Ivan Maesen
59
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Schakelfrequentie
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.
Ivan Maesen
60
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Uitgangsbelasing
De stroom die de sensor kan schakelen,
uitgedrukt in mA.
Ivan Maesen
61
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Afgeschermde (shielded) en niet-afgeschermde
(unshielded) senoren
Ivan Maesen
62
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Niet-afgeschermde senoren
Kop niet afgeschermd, uit kunststof
Grotere detectieafstand
Inbouwen geeft problemen
Ivan Maesen
Foto Siemens
63
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Afgeschermde senoren
Volledig uit metaal (uitgezonderd detectievlak)
Kleinere detectieafstand
Ivan Maesen
64
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
65
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen inductieve sensoren
Ongevoelig voor trillingen
Geen contactdender
Geen onderhoud, geen slijtage
Kostprijs € 20 tot ca. € 50
Foto Siemens
Ivan Maesen
66
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen inductieve sensoren
Beperkingen
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.
Ivan Maesen
67
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
68
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
69
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen capacitieve sensoren
Beperkingen
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
Ivan Maesen
70
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
71
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen ultrasone sensoren
Beperkingen
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.
Ivan Maesen
72
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
73
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
74
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen optische sensoren
Beperkingen
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.
Ivan Maesen
75
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Rekening houden met:
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
76
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Draadkleur
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
77
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Driedraadse sensor PNP (capacitief)
Ivan Maesen
78
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Driedraadse sensor NPN (inductief)
Ivan Maesen
79
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Vierdraadse sensor PNP
Ivan Maesen
80
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Tweedraadse sensor DC (capacitief)
Ivan Maesen
81
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Tweedraadse NAMUR sensor DC (capacitief)
Ivan Maesen
82
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Tweedraadse sensor AC - NC (inductief)
Ivan Maesen
83
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Tweedraadse sensor AC - NO (inductief)
Ivan Maesen
84
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Vijfdraadse sensor AC (optisch)
Ivan Maesen
85
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Vijfdraadse sensor AC - NO (optisch)
Ivan Maesen
86
Sensoren – Testen van sensoren
Driedraadse sensoren
Als voorbeeld een sensor met PNP-uitgang
Het aansluitschema
Testen met V-meter – Je kunt uiteraard met de Vmeter ook over de belasting meten.
Ivan Maesen
87
Sensoren – Testen van sensoren
Tweedraadse
sensoren
Het aansluitschema
Testen met V-meter
Testen met A-meter
Ivan Maesen
88
Sensoren
Ivan Maesen
89
Slide 13
Installatiemethoden 6 ET
Foto Heidelberg
Ivan Maesen
1
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
2
Sensoren - Algemeen
Inductieve sensoren
Capacitieve sensoren
Optische sensoren
Magnetische sensoren
Ultrasone sensoren
Foto Turck
Ivan Maesen
3
Sensoren – Algemene werking
Ivan Maesen
4
Sensoren – Algemene werking
Ivan Maesen
5
Sensoren – Algemene werking
Ivan Maesen
6
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Foto Siemens
Ivan Maesen
7
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Detectie van blik
en deksel
Foto Siemens
Ivan Maesen
8
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Controle van afbreken van
boorkop
Foto Siemens
Ivan Maesen
9
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Positionering en controle
draaizin
Foto Siemens
Ivan Maesen
10
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Standdetectie van een
klep
Foto Siemens
Ivan Maesen
11
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
oscillator
gelijkrichtier
smitt-trigger
versterker
spoel
Ivan Maesen
12
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Warmteontwikkeling
Ivan Maesen
Amplitude
kleiner
13
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Foto Siemens
Ivan Maesen
14
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Detectie vulniveau in
silo
Foto Siemens
Ivan Maesen
15
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Detectie van vulling
van brik
Foto Siemens
Ivan Maesen
16
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Het sensorvlak vormt een condensator. De lucht is het
diëlektricum.
C
A
d
Ivan Maesen
17
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Een niet-metalen object in het detectieveld: de
diëlektrische constante van de middenstof verandert.
C verandert
Ivan Maesen
18
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
De capaciteit wordt bepaald door het diëlektricum en de
afstand d tussen te platen.
C
A
d
Ivan Maesen
19
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Bij een elektrische geleidend object verkleint de afstand
tussen de platen.
C verandert
Ivan Maesen
20
Sensoren – Werking van de optische sensor
Ivan Maesen
21
Sensoren – Werking van de optische sensor
impulsgenerator (modulator)
IR of laser-LED
lichtgevoelige transistor
synchronisatie, gelijkrichter (demodulator)
smitt-trigger
versterker
Ivan Maesen
22
Sensoren – Werking van de ultrasone sensor
Ivan Maesen
23
Sensoren
ultrasone sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Kwaliteitscontrole met
sonar
Foto Siemens
Ivan Maesen
24
Sensoren
ultrasone sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Hoogtemeting met sonar
Foto Siemens
Ivan Maesen
25
Sensoren
ultrasone sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Afstandsmeting met sonar
Foto Siemens
Ivan Maesen
26
Sensoren
ultrasone sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Controle op doorhangen
met sonar
Foto Siemens
Ivan Maesen
27
Sensoren
ultrasone sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Niveaumetingen
met sonar
Foto’s Siemens
Ivan Maesen
28
Sensoren – Werking van de ultrasone sensor
oscillator
gelijkrichtier
smitt-trigger
versterker
piëzo element (opwekken en verwerken geluidsgolven)
Ivan Maesen
29
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen volgens de vorm
Cilindrische sensoren
Balkvormige or rechthoekige sensoren
Ivan Maesen
30
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen vvolgens de vorm
Speciale vormen:
• vork of sleufsensoren,
• ringsensoren,
• …
Foto Turck
Ivan Maesen
31
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Materiaal van de behuizing (cilindrische sensoren)
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
32
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Maten van cilindrische sensoren
Schroefdraad: M 4, M6,5 M8, M12, M18, M30,
PG 36
Gladde uitvoering: Ø11, Ø20, Ø40
Maten van rechthoekige sensoren
Bouwvormen zie maatschetsen catalogie.
Foto Siemens
Ivan Maesen
33
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens aansluiting
• Sensoren met aansluitklemmen
• Aangegoten kabel zonder connector
• Aangegoten kabel met connector
• Sensoren met connnector
Ivan Maesen
34
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens de aansluiting
Aangegoten kabel
Sensoren met
aansluitklem
Ivan Maesen
35
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens aansluiting
Sensoren met connnector
Ivan Maesen
36
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens aansluiting
Sensoren met connector:
aansluitkabels
Ivan Maesen
37
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens aansluiting
Aansluitkabels en aansluitdozen voor sensoren
Foto Turck
Ivan Maesen
38
Sensoren – Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Foto Siemens
Ivan Maesen
39
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger afzonderlijk (directe scan, thru scan)
Groot detectiebereik (tientallen meters)
Geen doorschijnende materialen detecteren
Ivan Maesen
40
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger afzonderlijk (directe scan, thru scan)
Foto Siemens
Ivan Maesen
41
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger afzonderlijk – spiegeling
(specular)
Detecteren van spiegelende opbjecten
Ivan Maesen
42
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, met reflector
(Retroreflex - retroreflective)
Geen glimmende, spiegelende, doorzichtige voorwerpen
Detectieafstand : ca. 5 m
Ivan Maesen
43
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, met reflector
(Retroreflex - retroreflective)
Ivan Maesen
44
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, met reflector
(Retroreflex - retroreflective)
Foto Siemens
Ivan Maesen
45
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Foto’s Siemens
Ivan Maesen
46
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, met reflector
(Polarisatie - polarized)
Wel glimmende, spiegelende, doorzichtige voorwerpen
Detectieafstand : ca. 3 m
Ivan Maesen
47
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Gepolariseerd licht
Spiegelend voorwerp
Ivan Maesen
48
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, objectreflectie
(strooing – diffuse)
Voorwerpen met mat en ruw oppervlak kunnen gedetecteerd worden
Detectieafstand : enkele tientallen centimeters
Ivan Maesen
49
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, objectreflectie
(strooing – diffuse)
Foto Siemens
Ivan Maesen
50
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, objectreflectie focuspunt (convergent)
Preciesiedetectie, achtergrond geen invloed
Detectieafstand : enkele tientallen centimeters
Ivan Maesen
51
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger afzonderlijk, met glasvezels
Ivan Maesen
52
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, objectreflectie,
met glasvezels
Ivan Maesen
53
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Foto Siemens
Ivan Maesen
54
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Lichtgordijn
Multi beam safety senor
Ivan Maesen
55
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Nominale schakelafstand Sn
Afstand waarbij de sensor schakelt
• Genormalisseerd meetobject
• Nominale spanning
• Nominale temperatuur
Ivan Maesen
56
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Werkelijke schakelafstand
Rekening houden met:
• Werkelijke temperatuur
• Nabijheid andere sensoren
• Soort materiaal
• Afmetingen object
• Kleur (optische sensoren)
• …
Ivan Maesen
57
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Werkelijke schakelafstand
Correctiefactoren inductieve schakelaar
- staal
1
- CrNi
0,85
- Al
0,50
- Cu
0,45
- ….
Ivan Maesen
58
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Werkelijke schakelafstand
Correctiefactoren capacitieve schakelaar:
- Staal
1
- Al
0,95
- Cu
0,95
- H2O
0,64
- Plexiglas
0,20
-…
Ivan Maesen
59
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Schakelfrequentie
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.
Ivan Maesen
60
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Uitgangsbelasing
De stroom die de sensor kan schakelen,
uitgedrukt in mA.
Ivan Maesen
61
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Afgeschermde (shielded) en niet-afgeschermde
(unshielded) senoren
Ivan Maesen
62
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Niet-afgeschermde senoren
Kop niet afgeschermd, uit kunststof
Grotere detectieafstand
Inbouwen geeft problemen
Ivan Maesen
Foto Siemens
63
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Afgeschermde senoren
Volledig uit metaal (uitgezonderd detectievlak)
Kleinere detectieafstand
Ivan Maesen
64
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
65
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen inductieve sensoren
Ongevoelig voor trillingen
Geen contactdender
Geen onderhoud, geen slijtage
Kostprijs € 20 tot ca. € 50
Foto Siemens
Ivan Maesen
66
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen inductieve sensoren
Beperkingen
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.
Ivan Maesen
67
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
68
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
69
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen capacitieve sensoren
Beperkingen
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
Ivan Maesen
70
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
71
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen ultrasone sensoren
Beperkingen
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.
Ivan Maesen
72
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
73
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
74
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen optische sensoren
Beperkingen
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.
Ivan Maesen
75
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Rekening houden met:
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
76
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Draadkleur
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
77
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Driedraadse sensor PNP (capacitief)
Ivan Maesen
78
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Driedraadse sensor NPN (inductief)
Ivan Maesen
79
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Vierdraadse sensor PNP
Ivan Maesen
80
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Tweedraadse sensor DC (capacitief)
Ivan Maesen
81
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Tweedraadse NAMUR sensor DC (capacitief)
Ivan Maesen
82
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Tweedraadse sensor AC - NC (inductief)
Ivan Maesen
83
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Tweedraadse sensor AC - NO (inductief)
Ivan Maesen
84
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Vijfdraadse sensor AC (optisch)
Ivan Maesen
85
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Vijfdraadse sensor AC - NO (optisch)
Ivan Maesen
86
Sensoren – Testen van sensoren
Driedraadse sensoren
Als voorbeeld een sensor met PNP-uitgang
Het aansluitschema
Testen met V-meter – Je kunt uiteraard met de Vmeter ook over de belasting meten.
Ivan Maesen
87
Sensoren – Testen van sensoren
Tweedraadse
sensoren
Het aansluitschema
Testen met V-meter
Testen met A-meter
Ivan Maesen
88
Sensoren
Ivan Maesen
89
Slide 14
Installatiemethoden 6 ET
Foto Heidelberg
Ivan Maesen
1
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
2
Sensoren - Algemeen
Inductieve sensoren
Capacitieve sensoren
Optische sensoren
Magnetische sensoren
Ultrasone sensoren
Foto Turck
Ivan Maesen
3
Sensoren – Algemene werking
Ivan Maesen
4
Sensoren – Algemene werking
Ivan Maesen
5
Sensoren – Algemene werking
Ivan Maesen
6
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Foto Siemens
Ivan Maesen
7
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Detectie van blik
en deksel
Foto Siemens
Ivan Maesen
8
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Controle van afbreken van
boorkop
Foto Siemens
Ivan Maesen
9
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Positionering en controle
draaizin
Foto Siemens
Ivan Maesen
10
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Standdetectie van een
klep
Foto Siemens
Ivan Maesen
11
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
oscillator
gelijkrichtier
smitt-trigger
versterker
spoel
Ivan Maesen
12
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Warmteontwikkeling
Ivan Maesen
Amplitude
kleiner
13
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Foto Siemens
Ivan Maesen
14
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Detectie vulniveau in
silo
Foto Siemens
Ivan Maesen
15
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Detectie van vulling
van brik
Foto Siemens
Ivan Maesen
16
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Het sensorvlak vormt een condensator. De lucht is het
diëlektricum.
C
A
d
Ivan Maesen
17
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Een niet-metalen object in het detectieveld: de
diëlektrische constante van de middenstof verandert.
C verandert
Ivan Maesen
18
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
De capaciteit wordt bepaald door het diëlektricum en de
afstand d tussen te platen.
C
A
d
Ivan Maesen
19
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Bij een elektrische geleidend object verkleint de afstand
tussen de platen.
C verandert
Ivan Maesen
20
Sensoren – Werking van de optische sensor
Ivan Maesen
21
Sensoren – Werking van de optische sensor
impulsgenerator (modulator)
IR of laser-LED
lichtgevoelige transistor
synchronisatie, gelijkrichter (demodulator)
smitt-trigger
versterker
Ivan Maesen
22
Sensoren – Werking van de ultrasone sensor
Ivan Maesen
23
Sensoren
ultrasone sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Kwaliteitscontrole met
sonar
Foto Siemens
Ivan Maesen
24
Sensoren
ultrasone sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Hoogtemeting met sonar
Foto Siemens
Ivan Maesen
25
Sensoren
ultrasone sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Afstandsmeting met sonar
Foto Siemens
Ivan Maesen
26
Sensoren
ultrasone sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Controle op doorhangen
met sonar
Foto Siemens
Ivan Maesen
27
Sensoren
ultrasone sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Niveaumetingen
met sonar
Foto’s Siemens
Ivan Maesen
28
Sensoren – Werking van de ultrasone sensor
oscillator
gelijkrichtier
smitt-trigger
versterker
piëzo element (opwekken en verwerken geluidsgolven)
Ivan Maesen
29
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen volgens de vorm
Cilindrische sensoren
Balkvormige or rechthoekige sensoren
Ivan Maesen
30
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen vvolgens de vorm
Speciale vormen:
• vork of sleufsensoren,
• ringsensoren,
• …
Foto Turck
Ivan Maesen
31
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Materiaal van de behuizing (cilindrische sensoren)
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
32
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Maten van cilindrische sensoren
Schroefdraad: M 4, M6,5 M8, M12, M18, M30,
PG 36
Gladde uitvoering: Ø11, Ø20, Ø40
Maten van rechthoekige sensoren
Bouwvormen zie maatschetsen catalogie.
Foto Siemens
Ivan Maesen
33
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens aansluiting
• Sensoren met aansluitklemmen
• Aangegoten kabel zonder connector
• Aangegoten kabel met connector
• Sensoren met connnector
Ivan Maesen
34
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens de aansluiting
Aangegoten kabel
Sensoren met
aansluitklem
Ivan Maesen
35
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens aansluiting
Sensoren met connnector
Ivan Maesen
36
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens aansluiting
Sensoren met connector:
aansluitkabels
Ivan Maesen
37
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens aansluiting
Aansluitkabels en aansluitdozen voor sensoren
Foto Turck
Ivan Maesen
38
Sensoren – Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Foto Siemens
Ivan Maesen
39
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger afzonderlijk (directe scan, thru scan)
Groot detectiebereik (tientallen meters)
Geen doorschijnende materialen detecteren
Ivan Maesen
40
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger afzonderlijk (directe scan, thru scan)
Foto Siemens
Ivan Maesen
41
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger afzonderlijk – spiegeling
(specular)
Detecteren van spiegelende opbjecten
Ivan Maesen
42
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, met reflector
(Retroreflex - retroreflective)
Geen glimmende, spiegelende, doorzichtige voorwerpen
Detectieafstand : ca. 5 m
Ivan Maesen
43
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, met reflector
(Retroreflex - retroreflective)
Ivan Maesen
44
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, met reflector
(Retroreflex - retroreflective)
Foto Siemens
Ivan Maesen
45
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Foto’s Siemens
Ivan Maesen
46
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, met reflector
(Polarisatie - polarized)
Wel glimmende, spiegelende, doorzichtige voorwerpen
Detectieafstand : ca. 3 m
Ivan Maesen
47
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Gepolariseerd licht
Spiegelend voorwerp
Ivan Maesen
48
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, objectreflectie
(strooing – diffuse)
Voorwerpen met mat en ruw oppervlak kunnen gedetecteerd worden
Detectieafstand : enkele tientallen centimeters
Ivan Maesen
49
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, objectreflectie
(strooing – diffuse)
Foto Siemens
Ivan Maesen
50
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, objectreflectie focuspunt (convergent)
Preciesiedetectie, achtergrond geen invloed
Detectieafstand : enkele tientallen centimeters
Ivan Maesen
51
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger afzonderlijk, met glasvezels
Ivan Maesen
52
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, objectreflectie,
met glasvezels
Ivan Maesen
53
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Foto Siemens
Ivan Maesen
54
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Lichtgordijn
Multi beam safety senor
Ivan Maesen
55
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Nominale schakelafstand Sn
Afstand waarbij de sensor schakelt
• Genormalisseerd meetobject
• Nominale spanning
• Nominale temperatuur
Ivan Maesen
56
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Werkelijke schakelafstand
Rekening houden met:
• Werkelijke temperatuur
• Nabijheid andere sensoren
• Soort materiaal
• Afmetingen object
• Kleur (optische sensoren)
• …
Ivan Maesen
57
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Werkelijke schakelafstand
Correctiefactoren inductieve schakelaar
- staal
1
- CrNi
0,85
- Al
0,50
- Cu
0,45
- ….
Ivan Maesen
58
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Werkelijke schakelafstand
Correctiefactoren capacitieve schakelaar:
- Staal
1
- Al
0,95
- Cu
0,95
- H2O
0,64
- Plexiglas
0,20
-…
Ivan Maesen
59
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Schakelfrequentie
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.
Ivan Maesen
60
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Uitgangsbelasing
De stroom die de sensor kan schakelen,
uitgedrukt in mA.
Ivan Maesen
61
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Afgeschermde (shielded) en niet-afgeschermde
(unshielded) senoren
Ivan Maesen
62
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Niet-afgeschermde senoren
Kop niet afgeschermd, uit kunststof
Grotere detectieafstand
Inbouwen geeft problemen
Ivan Maesen
Foto Siemens
63
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Afgeschermde senoren
Volledig uit metaal (uitgezonderd detectievlak)
Kleinere detectieafstand
Ivan Maesen
64
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
65
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen inductieve sensoren
Ongevoelig voor trillingen
Geen contactdender
Geen onderhoud, geen slijtage
Kostprijs € 20 tot ca. € 50
Foto Siemens
Ivan Maesen
66
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen inductieve sensoren
Beperkingen
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.
Ivan Maesen
67
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
68
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
69
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen capacitieve sensoren
Beperkingen
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
Ivan Maesen
70
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
71
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen ultrasone sensoren
Beperkingen
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.
Ivan Maesen
72
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
73
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
74
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen optische sensoren
Beperkingen
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.
Ivan Maesen
75
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Rekening houden met:
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
76
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Draadkleur
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
77
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Driedraadse sensor PNP (capacitief)
Ivan Maesen
78
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Driedraadse sensor NPN (inductief)
Ivan Maesen
79
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Vierdraadse sensor PNP
Ivan Maesen
80
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Tweedraadse sensor DC (capacitief)
Ivan Maesen
81
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Tweedraadse NAMUR sensor DC (capacitief)
Ivan Maesen
82
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Tweedraadse sensor AC - NC (inductief)
Ivan Maesen
83
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Tweedraadse sensor AC - NO (inductief)
Ivan Maesen
84
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Vijfdraadse sensor AC (optisch)
Ivan Maesen
85
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Vijfdraadse sensor AC - NO (optisch)
Ivan Maesen
86
Sensoren – Testen van sensoren
Driedraadse sensoren
Als voorbeeld een sensor met PNP-uitgang
Het aansluitschema
Testen met V-meter – Je kunt uiteraard met de Vmeter ook over de belasting meten.
Ivan Maesen
87
Sensoren – Testen van sensoren
Tweedraadse
sensoren
Het aansluitschema
Testen met V-meter
Testen met A-meter
Ivan Maesen
88
Sensoren
Ivan Maesen
89
Slide 15
Installatiemethoden 6 ET
Foto Heidelberg
Ivan Maesen
1
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
2
Sensoren - Algemeen
Inductieve sensoren
Capacitieve sensoren
Optische sensoren
Magnetische sensoren
Ultrasone sensoren
Foto Turck
Ivan Maesen
3
Sensoren – Algemene werking
Ivan Maesen
4
Sensoren – Algemene werking
Ivan Maesen
5
Sensoren – Algemene werking
Ivan Maesen
6
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Foto Siemens
Ivan Maesen
7
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Detectie van blik
en deksel
Foto Siemens
Ivan Maesen
8
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Controle van afbreken van
boorkop
Foto Siemens
Ivan Maesen
9
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Positionering en controle
draaizin
Foto Siemens
Ivan Maesen
10
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Standdetectie van een
klep
Foto Siemens
Ivan Maesen
11
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
oscillator
gelijkrichtier
smitt-trigger
versterker
spoel
Ivan Maesen
12
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Warmteontwikkeling
Ivan Maesen
Amplitude
kleiner
13
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Foto Siemens
Ivan Maesen
14
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Detectie vulniveau in
silo
Foto Siemens
Ivan Maesen
15
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Detectie van vulling
van brik
Foto Siemens
Ivan Maesen
16
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Het sensorvlak vormt een condensator. De lucht is het
diëlektricum.
C
A
d
Ivan Maesen
17
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Een niet-metalen object in het detectieveld: de
diëlektrische constante van de middenstof verandert.
C verandert
Ivan Maesen
18
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
De capaciteit wordt bepaald door het diëlektricum en de
afstand d tussen te platen.
C
A
d
Ivan Maesen
19
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Bij een elektrische geleidend object verkleint de afstand
tussen de platen.
C verandert
Ivan Maesen
20
Sensoren – Werking van de optische sensor
Ivan Maesen
21
Sensoren – Werking van de optische sensor
impulsgenerator (modulator)
IR of laser-LED
lichtgevoelige transistor
synchronisatie, gelijkrichter (demodulator)
smitt-trigger
versterker
Ivan Maesen
22
Sensoren – Werking van de ultrasone sensor
Ivan Maesen
23
Sensoren
ultrasone sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Kwaliteitscontrole met
sonar
Foto Siemens
Ivan Maesen
24
Sensoren
ultrasone sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Hoogtemeting met sonar
Foto Siemens
Ivan Maesen
25
Sensoren
ultrasone sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Afstandsmeting met sonar
Foto Siemens
Ivan Maesen
26
Sensoren
ultrasone sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Controle op doorhangen
met sonar
Foto Siemens
Ivan Maesen
27
Sensoren
ultrasone sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Niveaumetingen
met sonar
Foto’s Siemens
Ivan Maesen
28
Sensoren – Werking van de ultrasone sensor
oscillator
gelijkrichtier
smitt-trigger
versterker
piëzo element (opwekken en verwerken geluidsgolven)
Ivan Maesen
29
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen volgens de vorm
Cilindrische sensoren
Balkvormige or rechthoekige sensoren
Ivan Maesen
30
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen vvolgens de vorm
Speciale vormen:
• vork of sleufsensoren,
• ringsensoren,
• …
Foto Turck
Ivan Maesen
31
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Materiaal van de behuizing (cilindrische sensoren)
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
32
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Maten van cilindrische sensoren
Schroefdraad: M 4, M6,5 M8, M12, M18, M30,
PG 36
Gladde uitvoering: Ø11, Ø20, Ø40
Maten van rechthoekige sensoren
Bouwvormen zie maatschetsen catalogie.
Foto Siemens
Ivan Maesen
33
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens aansluiting
• Sensoren met aansluitklemmen
• Aangegoten kabel zonder connector
• Aangegoten kabel met connector
• Sensoren met connnector
Ivan Maesen
34
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens de aansluiting
Aangegoten kabel
Sensoren met
aansluitklem
Ivan Maesen
35
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens aansluiting
Sensoren met connnector
Ivan Maesen
36
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens aansluiting
Sensoren met connector:
aansluitkabels
Ivan Maesen
37
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens aansluiting
Aansluitkabels en aansluitdozen voor sensoren
Foto Turck
Ivan Maesen
38
Sensoren – Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Foto Siemens
Ivan Maesen
39
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger afzonderlijk (directe scan, thru scan)
Groot detectiebereik (tientallen meters)
Geen doorschijnende materialen detecteren
Ivan Maesen
40
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger afzonderlijk (directe scan, thru scan)
Foto Siemens
Ivan Maesen
41
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger afzonderlijk – spiegeling
(specular)
Detecteren van spiegelende opbjecten
Ivan Maesen
42
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, met reflector
(Retroreflex - retroreflective)
Geen glimmende, spiegelende, doorzichtige voorwerpen
Detectieafstand : ca. 5 m
Ivan Maesen
43
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, met reflector
(Retroreflex - retroreflective)
Ivan Maesen
44
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, met reflector
(Retroreflex - retroreflective)
Foto Siemens
Ivan Maesen
45
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Foto’s Siemens
Ivan Maesen
46
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, met reflector
(Polarisatie - polarized)
Wel glimmende, spiegelende, doorzichtige voorwerpen
Detectieafstand : ca. 3 m
Ivan Maesen
47
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Gepolariseerd licht
Spiegelend voorwerp
Ivan Maesen
48
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, objectreflectie
(strooing – diffuse)
Voorwerpen met mat en ruw oppervlak kunnen gedetecteerd worden
Detectieafstand : enkele tientallen centimeters
Ivan Maesen
49
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, objectreflectie
(strooing – diffuse)
Foto Siemens
Ivan Maesen
50
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, objectreflectie focuspunt (convergent)
Preciesiedetectie, achtergrond geen invloed
Detectieafstand : enkele tientallen centimeters
Ivan Maesen
51
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger afzonderlijk, met glasvezels
Ivan Maesen
52
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, objectreflectie,
met glasvezels
Ivan Maesen
53
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Foto Siemens
Ivan Maesen
54
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Lichtgordijn
Multi beam safety senor
Ivan Maesen
55
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Nominale schakelafstand Sn
Afstand waarbij de sensor schakelt
• Genormalisseerd meetobject
• Nominale spanning
• Nominale temperatuur
Ivan Maesen
56
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Werkelijke schakelafstand
Rekening houden met:
• Werkelijke temperatuur
• Nabijheid andere sensoren
• Soort materiaal
• Afmetingen object
• Kleur (optische sensoren)
• …
Ivan Maesen
57
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Werkelijke schakelafstand
Correctiefactoren inductieve schakelaar
- staal
1
- CrNi
0,85
- Al
0,50
- Cu
0,45
- ….
Ivan Maesen
58
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Werkelijke schakelafstand
Correctiefactoren capacitieve schakelaar:
- Staal
1
- Al
0,95
- Cu
0,95
- H2O
0,64
- Plexiglas
0,20
-…
Ivan Maesen
59
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Schakelfrequentie
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.
Ivan Maesen
60
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Uitgangsbelasing
De stroom die de sensor kan schakelen,
uitgedrukt in mA.
Ivan Maesen
61
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Afgeschermde (shielded) en niet-afgeschermde
(unshielded) senoren
Ivan Maesen
62
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Niet-afgeschermde senoren
Kop niet afgeschermd, uit kunststof
Grotere detectieafstand
Inbouwen geeft problemen
Ivan Maesen
Foto Siemens
63
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Afgeschermde senoren
Volledig uit metaal (uitgezonderd detectievlak)
Kleinere detectieafstand
Ivan Maesen
64
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
65
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen inductieve sensoren
Ongevoelig voor trillingen
Geen contactdender
Geen onderhoud, geen slijtage
Kostprijs € 20 tot ca. € 50
Foto Siemens
Ivan Maesen
66
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen inductieve sensoren
Beperkingen
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.
Ivan Maesen
67
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
68
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
69
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen capacitieve sensoren
Beperkingen
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
Ivan Maesen
70
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
71
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen ultrasone sensoren
Beperkingen
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.
Ivan Maesen
72
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
73
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
74
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen optische sensoren
Beperkingen
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.
Ivan Maesen
75
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Rekening houden met:
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
76
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Draadkleur
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
77
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Driedraadse sensor PNP (capacitief)
Ivan Maesen
78
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Driedraadse sensor NPN (inductief)
Ivan Maesen
79
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Vierdraadse sensor PNP
Ivan Maesen
80
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Tweedraadse sensor DC (capacitief)
Ivan Maesen
81
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Tweedraadse NAMUR sensor DC (capacitief)
Ivan Maesen
82
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Tweedraadse sensor AC - NC (inductief)
Ivan Maesen
83
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Tweedraadse sensor AC - NO (inductief)
Ivan Maesen
84
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Vijfdraadse sensor AC (optisch)
Ivan Maesen
85
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Vijfdraadse sensor AC - NO (optisch)
Ivan Maesen
86
Sensoren – Testen van sensoren
Driedraadse sensoren
Als voorbeeld een sensor met PNP-uitgang
Het aansluitschema
Testen met V-meter – Je kunt uiteraard met de Vmeter ook over de belasting meten.
Ivan Maesen
87
Sensoren – Testen van sensoren
Tweedraadse
sensoren
Het aansluitschema
Testen met V-meter
Testen met A-meter
Ivan Maesen
88
Sensoren
Ivan Maesen
89
Slide 16
Installatiemethoden 6 ET
Foto Heidelberg
Ivan Maesen
1
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
2
Sensoren - Algemeen
Inductieve sensoren
Capacitieve sensoren
Optische sensoren
Magnetische sensoren
Ultrasone sensoren
Foto Turck
Ivan Maesen
3
Sensoren – Algemene werking
Ivan Maesen
4
Sensoren – Algemene werking
Ivan Maesen
5
Sensoren – Algemene werking
Ivan Maesen
6
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Foto Siemens
Ivan Maesen
7
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Detectie van blik
en deksel
Foto Siemens
Ivan Maesen
8
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Controle van afbreken van
boorkop
Foto Siemens
Ivan Maesen
9
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Positionering en controle
draaizin
Foto Siemens
Ivan Maesen
10
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Standdetectie van een
klep
Foto Siemens
Ivan Maesen
11
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
oscillator
gelijkrichtier
smitt-trigger
versterker
spoel
Ivan Maesen
12
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Warmteontwikkeling
Ivan Maesen
Amplitude
kleiner
13
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Foto Siemens
Ivan Maesen
14
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Detectie vulniveau in
silo
Foto Siemens
Ivan Maesen
15
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Detectie van vulling
van brik
Foto Siemens
Ivan Maesen
16
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Het sensorvlak vormt een condensator. De lucht is het
diëlektricum.
C
A
d
Ivan Maesen
17
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Een niet-metalen object in het detectieveld: de
diëlektrische constante van de middenstof verandert.
C verandert
Ivan Maesen
18
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
De capaciteit wordt bepaald door het diëlektricum en de
afstand d tussen te platen.
C
A
d
Ivan Maesen
19
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Bij een elektrische geleidend object verkleint de afstand
tussen de platen.
C verandert
Ivan Maesen
20
Sensoren – Werking van de optische sensor
Ivan Maesen
21
Sensoren – Werking van de optische sensor
impulsgenerator (modulator)
IR of laser-LED
lichtgevoelige transistor
synchronisatie, gelijkrichter (demodulator)
smitt-trigger
versterker
Ivan Maesen
22
Sensoren – Werking van de ultrasone sensor
Ivan Maesen
23
Sensoren
ultrasone sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Kwaliteitscontrole met
sonar
Foto Siemens
Ivan Maesen
24
Sensoren
ultrasone sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Hoogtemeting met sonar
Foto Siemens
Ivan Maesen
25
Sensoren
ultrasone sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Afstandsmeting met sonar
Foto Siemens
Ivan Maesen
26
Sensoren
ultrasone sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Controle op doorhangen
met sonar
Foto Siemens
Ivan Maesen
27
Sensoren
ultrasone sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Niveaumetingen
met sonar
Foto’s Siemens
Ivan Maesen
28
Sensoren – Werking van de ultrasone sensor
oscillator
gelijkrichtier
smitt-trigger
versterker
piëzo element (opwekken en verwerken geluidsgolven)
Ivan Maesen
29
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen volgens de vorm
Cilindrische sensoren
Balkvormige or rechthoekige sensoren
Ivan Maesen
30
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen vvolgens de vorm
Speciale vormen:
• vork of sleufsensoren,
• ringsensoren,
• …
Foto Turck
Ivan Maesen
31
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Materiaal van de behuizing (cilindrische sensoren)
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
32
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Maten van cilindrische sensoren
Schroefdraad: M 4, M6,5 M8, M12, M18, M30,
PG 36
Gladde uitvoering: Ø11, Ø20, Ø40
Maten van rechthoekige sensoren
Bouwvormen zie maatschetsen catalogie.
Foto Siemens
Ivan Maesen
33
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens aansluiting
• Sensoren met aansluitklemmen
• Aangegoten kabel zonder connector
• Aangegoten kabel met connector
• Sensoren met connnector
Ivan Maesen
34
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens de aansluiting
Aangegoten kabel
Sensoren met
aansluitklem
Ivan Maesen
35
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens aansluiting
Sensoren met connnector
Ivan Maesen
36
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens aansluiting
Sensoren met connector:
aansluitkabels
Ivan Maesen
37
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens aansluiting
Aansluitkabels en aansluitdozen voor sensoren
Foto Turck
Ivan Maesen
38
Sensoren – Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Foto Siemens
Ivan Maesen
39
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger afzonderlijk (directe scan, thru scan)
Groot detectiebereik (tientallen meters)
Geen doorschijnende materialen detecteren
Ivan Maesen
40
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger afzonderlijk (directe scan, thru scan)
Foto Siemens
Ivan Maesen
41
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger afzonderlijk – spiegeling
(specular)
Detecteren van spiegelende opbjecten
Ivan Maesen
42
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, met reflector
(Retroreflex - retroreflective)
Geen glimmende, spiegelende, doorzichtige voorwerpen
Detectieafstand : ca. 5 m
Ivan Maesen
43
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, met reflector
(Retroreflex - retroreflective)
Ivan Maesen
44
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, met reflector
(Retroreflex - retroreflective)
Foto Siemens
Ivan Maesen
45
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Foto’s Siemens
Ivan Maesen
46
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, met reflector
(Polarisatie - polarized)
Wel glimmende, spiegelende, doorzichtige voorwerpen
Detectieafstand : ca. 3 m
Ivan Maesen
47
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Gepolariseerd licht
Spiegelend voorwerp
Ivan Maesen
48
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, objectreflectie
(strooing – diffuse)
Voorwerpen met mat en ruw oppervlak kunnen gedetecteerd worden
Detectieafstand : enkele tientallen centimeters
Ivan Maesen
49
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, objectreflectie
(strooing – diffuse)
Foto Siemens
Ivan Maesen
50
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, objectreflectie focuspunt (convergent)
Preciesiedetectie, achtergrond geen invloed
Detectieafstand : enkele tientallen centimeters
Ivan Maesen
51
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger afzonderlijk, met glasvezels
Ivan Maesen
52
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, objectreflectie,
met glasvezels
Ivan Maesen
53
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Foto Siemens
Ivan Maesen
54
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Lichtgordijn
Multi beam safety senor
Ivan Maesen
55
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Nominale schakelafstand Sn
Afstand waarbij de sensor schakelt
• Genormalisseerd meetobject
• Nominale spanning
• Nominale temperatuur
Ivan Maesen
56
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Werkelijke schakelafstand
Rekening houden met:
• Werkelijke temperatuur
• Nabijheid andere sensoren
• Soort materiaal
• Afmetingen object
• Kleur (optische sensoren)
• …
Ivan Maesen
57
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Werkelijke schakelafstand
Correctiefactoren inductieve schakelaar
- staal
1
- CrNi
0,85
- Al
0,50
- Cu
0,45
- ….
Ivan Maesen
58
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Werkelijke schakelafstand
Correctiefactoren capacitieve schakelaar:
- Staal
1
- Al
0,95
- Cu
0,95
- H2O
0,64
- Plexiglas
0,20
-…
Ivan Maesen
59
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Schakelfrequentie
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.
Ivan Maesen
60
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Uitgangsbelasing
De stroom die de sensor kan schakelen,
uitgedrukt in mA.
Ivan Maesen
61
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Afgeschermde (shielded) en niet-afgeschermde
(unshielded) senoren
Ivan Maesen
62
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Niet-afgeschermde senoren
Kop niet afgeschermd, uit kunststof
Grotere detectieafstand
Inbouwen geeft problemen
Ivan Maesen
Foto Siemens
63
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Afgeschermde senoren
Volledig uit metaal (uitgezonderd detectievlak)
Kleinere detectieafstand
Ivan Maesen
64
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
65
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen inductieve sensoren
Ongevoelig voor trillingen
Geen contactdender
Geen onderhoud, geen slijtage
Kostprijs € 20 tot ca. € 50
Foto Siemens
Ivan Maesen
66
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen inductieve sensoren
Beperkingen
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.
Ivan Maesen
67
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
68
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
69
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen capacitieve sensoren
Beperkingen
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
Ivan Maesen
70
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
71
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen ultrasone sensoren
Beperkingen
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.
Ivan Maesen
72
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
73
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
74
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen optische sensoren
Beperkingen
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.
Ivan Maesen
75
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Rekening houden met:
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
76
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Draadkleur
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
77
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Driedraadse sensor PNP (capacitief)
Ivan Maesen
78
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Driedraadse sensor NPN (inductief)
Ivan Maesen
79
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Vierdraadse sensor PNP
Ivan Maesen
80
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Tweedraadse sensor DC (capacitief)
Ivan Maesen
81
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Tweedraadse NAMUR sensor DC (capacitief)
Ivan Maesen
82
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Tweedraadse sensor AC - NC (inductief)
Ivan Maesen
83
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Tweedraadse sensor AC - NO (inductief)
Ivan Maesen
84
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Vijfdraadse sensor AC (optisch)
Ivan Maesen
85
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Vijfdraadse sensor AC - NO (optisch)
Ivan Maesen
86
Sensoren – Testen van sensoren
Driedraadse sensoren
Als voorbeeld een sensor met PNP-uitgang
Het aansluitschema
Testen met V-meter – Je kunt uiteraard met de Vmeter ook over de belasting meten.
Ivan Maesen
87
Sensoren – Testen van sensoren
Tweedraadse
sensoren
Het aansluitschema
Testen met V-meter
Testen met A-meter
Ivan Maesen
88
Sensoren
Ivan Maesen
89
Slide 17
Installatiemethoden 6 ET
Foto Heidelberg
Ivan Maesen
1
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
2
Sensoren - Algemeen
Inductieve sensoren
Capacitieve sensoren
Optische sensoren
Magnetische sensoren
Ultrasone sensoren
Foto Turck
Ivan Maesen
3
Sensoren – Algemene werking
Ivan Maesen
4
Sensoren – Algemene werking
Ivan Maesen
5
Sensoren – Algemene werking
Ivan Maesen
6
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Foto Siemens
Ivan Maesen
7
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Detectie van blik
en deksel
Foto Siemens
Ivan Maesen
8
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Controle van afbreken van
boorkop
Foto Siemens
Ivan Maesen
9
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Positionering en controle
draaizin
Foto Siemens
Ivan Maesen
10
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Standdetectie van een
klep
Foto Siemens
Ivan Maesen
11
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
oscillator
gelijkrichtier
smitt-trigger
versterker
spoel
Ivan Maesen
12
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Warmteontwikkeling
Ivan Maesen
Amplitude
kleiner
13
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Foto Siemens
Ivan Maesen
14
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Detectie vulniveau in
silo
Foto Siemens
Ivan Maesen
15
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Detectie van vulling
van brik
Foto Siemens
Ivan Maesen
16
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Het sensorvlak vormt een condensator. De lucht is het
diëlektricum.
C
A
d
Ivan Maesen
17
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Een niet-metalen object in het detectieveld: de
diëlektrische constante van de middenstof verandert.
C verandert
Ivan Maesen
18
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
De capaciteit wordt bepaald door het diëlektricum en de
afstand d tussen te platen.
C
A
d
Ivan Maesen
19
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Bij een elektrische geleidend object verkleint de afstand
tussen de platen.
C verandert
Ivan Maesen
20
Sensoren – Werking van de optische sensor
Ivan Maesen
21
Sensoren – Werking van de optische sensor
impulsgenerator (modulator)
IR of laser-LED
lichtgevoelige transistor
synchronisatie, gelijkrichter (demodulator)
smitt-trigger
versterker
Ivan Maesen
22
Sensoren – Werking van de ultrasone sensor
Ivan Maesen
23
Sensoren
ultrasone sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Kwaliteitscontrole met
sonar
Foto Siemens
Ivan Maesen
24
Sensoren
ultrasone sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Hoogtemeting met sonar
Foto Siemens
Ivan Maesen
25
Sensoren
ultrasone sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Afstandsmeting met sonar
Foto Siemens
Ivan Maesen
26
Sensoren
ultrasone sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Controle op doorhangen
met sonar
Foto Siemens
Ivan Maesen
27
Sensoren
ultrasone sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Niveaumetingen
met sonar
Foto’s Siemens
Ivan Maesen
28
Sensoren – Werking van de ultrasone sensor
oscillator
gelijkrichtier
smitt-trigger
versterker
piëzo element (opwekken en verwerken geluidsgolven)
Ivan Maesen
29
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen volgens de vorm
Cilindrische sensoren
Balkvormige or rechthoekige sensoren
Ivan Maesen
30
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen vvolgens de vorm
Speciale vormen:
• vork of sleufsensoren,
• ringsensoren,
• …
Foto Turck
Ivan Maesen
31
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Materiaal van de behuizing (cilindrische sensoren)
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
32
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Maten van cilindrische sensoren
Schroefdraad: M 4, M6,5 M8, M12, M18, M30,
PG 36
Gladde uitvoering: Ø11, Ø20, Ø40
Maten van rechthoekige sensoren
Bouwvormen zie maatschetsen catalogie.
Foto Siemens
Ivan Maesen
33
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens aansluiting
• Sensoren met aansluitklemmen
• Aangegoten kabel zonder connector
• Aangegoten kabel met connector
• Sensoren met connnector
Ivan Maesen
34
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens de aansluiting
Aangegoten kabel
Sensoren met
aansluitklem
Ivan Maesen
35
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens aansluiting
Sensoren met connnector
Ivan Maesen
36
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens aansluiting
Sensoren met connector:
aansluitkabels
Ivan Maesen
37
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens aansluiting
Aansluitkabels en aansluitdozen voor sensoren
Foto Turck
Ivan Maesen
38
Sensoren – Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Foto Siemens
Ivan Maesen
39
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger afzonderlijk (directe scan, thru scan)
Groot detectiebereik (tientallen meters)
Geen doorschijnende materialen detecteren
Ivan Maesen
40
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger afzonderlijk (directe scan, thru scan)
Foto Siemens
Ivan Maesen
41
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger afzonderlijk – spiegeling
(specular)
Detecteren van spiegelende opbjecten
Ivan Maesen
42
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, met reflector
(Retroreflex - retroreflective)
Geen glimmende, spiegelende, doorzichtige voorwerpen
Detectieafstand : ca. 5 m
Ivan Maesen
43
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, met reflector
(Retroreflex - retroreflective)
Ivan Maesen
44
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, met reflector
(Retroreflex - retroreflective)
Foto Siemens
Ivan Maesen
45
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Foto’s Siemens
Ivan Maesen
46
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, met reflector
(Polarisatie - polarized)
Wel glimmende, spiegelende, doorzichtige voorwerpen
Detectieafstand : ca. 3 m
Ivan Maesen
47
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Gepolariseerd licht
Spiegelend voorwerp
Ivan Maesen
48
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, objectreflectie
(strooing – diffuse)
Voorwerpen met mat en ruw oppervlak kunnen gedetecteerd worden
Detectieafstand : enkele tientallen centimeters
Ivan Maesen
49
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, objectreflectie
(strooing – diffuse)
Foto Siemens
Ivan Maesen
50
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, objectreflectie focuspunt (convergent)
Preciesiedetectie, achtergrond geen invloed
Detectieafstand : enkele tientallen centimeters
Ivan Maesen
51
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger afzonderlijk, met glasvezels
Ivan Maesen
52
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, objectreflectie,
met glasvezels
Ivan Maesen
53
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Foto Siemens
Ivan Maesen
54
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Lichtgordijn
Multi beam safety senor
Ivan Maesen
55
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Nominale schakelafstand Sn
Afstand waarbij de sensor schakelt
• Genormalisseerd meetobject
• Nominale spanning
• Nominale temperatuur
Ivan Maesen
56
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Werkelijke schakelafstand
Rekening houden met:
• Werkelijke temperatuur
• Nabijheid andere sensoren
• Soort materiaal
• Afmetingen object
• Kleur (optische sensoren)
• …
Ivan Maesen
57
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Werkelijke schakelafstand
Correctiefactoren inductieve schakelaar
- staal
1
- CrNi
0,85
- Al
0,50
- Cu
0,45
- ….
Ivan Maesen
58
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Werkelijke schakelafstand
Correctiefactoren capacitieve schakelaar:
- Staal
1
- Al
0,95
- Cu
0,95
- H2O
0,64
- Plexiglas
0,20
-…
Ivan Maesen
59
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Schakelfrequentie
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.
Ivan Maesen
60
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Uitgangsbelasing
De stroom die de sensor kan schakelen,
uitgedrukt in mA.
Ivan Maesen
61
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Afgeschermde (shielded) en niet-afgeschermde
(unshielded) senoren
Ivan Maesen
62
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Niet-afgeschermde senoren
Kop niet afgeschermd, uit kunststof
Grotere detectieafstand
Inbouwen geeft problemen
Ivan Maesen
Foto Siemens
63
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Afgeschermde senoren
Volledig uit metaal (uitgezonderd detectievlak)
Kleinere detectieafstand
Ivan Maesen
64
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
65
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen inductieve sensoren
Ongevoelig voor trillingen
Geen contactdender
Geen onderhoud, geen slijtage
Kostprijs € 20 tot ca. € 50
Foto Siemens
Ivan Maesen
66
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen inductieve sensoren
Beperkingen
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.
Ivan Maesen
67
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
68
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
69
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen capacitieve sensoren
Beperkingen
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
Ivan Maesen
70
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
71
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen ultrasone sensoren
Beperkingen
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.
Ivan Maesen
72
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
73
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
74
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen optische sensoren
Beperkingen
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.
Ivan Maesen
75
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Rekening houden met:
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
76
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Draadkleur
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
77
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Driedraadse sensor PNP (capacitief)
Ivan Maesen
78
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Driedraadse sensor NPN (inductief)
Ivan Maesen
79
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Vierdraadse sensor PNP
Ivan Maesen
80
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Tweedraadse sensor DC (capacitief)
Ivan Maesen
81
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Tweedraadse NAMUR sensor DC (capacitief)
Ivan Maesen
82
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Tweedraadse sensor AC - NC (inductief)
Ivan Maesen
83
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Tweedraadse sensor AC - NO (inductief)
Ivan Maesen
84
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Vijfdraadse sensor AC (optisch)
Ivan Maesen
85
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Vijfdraadse sensor AC - NO (optisch)
Ivan Maesen
86
Sensoren – Testen van sensoren
Driedraadse sensoren
Als voorbeeld een sensor met PNP-uitgang
Het aansluitschema
Testen met V-meter – Je kunt uiteraard met de Vmeter ook over de belasting meten.
Ivan Maesen
87
Sensoren – Testen van sensoren
Tweedraadse
sensoren
Het aansluitschema
Testen met V-meter
Testen met A-meter
Ivan Maesen
88
Sensoren
Ivan Maesen
89
Slide 18
Installatiemethoden 6 ET
Foto Heidelberg
Ivan Maesen
1
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
2
Sensoren - Algemeen
Inductieve sensoren
Capacitieve sensoren
Optische sensoren
Magnetische sensoren
Ultrasone sensoren
Foto Turck
Ivan Maesen
3
Sensoren – Algemene werking
Ivan Maesen
4
Sensoren – Algemene werking
Ivan Maesen
5
Sensoren – Algemene werking
Ivan Maesen
6
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Foto Siemens
Ivan Maesen
7
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Detectie van blik
en deksel
Foto Siemens
Ivan Maesen
8
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Controle van afbreken van
boorkop
Foto Siemens
Ivan Maesen
9
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Positionering en controle
draaizin
Foto Siemens
Ivan Maesen
10
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Standdetectie van een
klep
Foto Siemens
Ivan Maesen
11
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
oscillator
gelijkrichtier
smitt-trigger
versterker
spoel
Ivan Maesen
12
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Warmteontwikkeling
Ivan Maesen
Amplitude
kleiner
13
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Foto Siemens
Ivan Maesen
14
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Detectie vulniveau in
silo
Foto Siemens
Ivan Maesen
15
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Detectie van vulling
van brik
Foto Siemens
Ivan Maesen
16
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Het sensorvlak vormt een condensator. De lucht is het
diëlektricum.
C
A
d
Ivan Maesen
17
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Een niet-metalen object in het detectieveld: de
diëlektrische constante van de middenstof verandert.
C verandert
Ivan Maesen
18
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
De capaciteit wordt bepaald door het diëlektricum en de
afstand d tussen te platen.
C
A
d
Ivan Maesen
19
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Bij een elektrische geleidend object verkleint de afstand
tussen de platen.
C verandert
Ivan Maesen
20
Sensoren – Werking van de optische sensor
Ivan Maesen
21
Sensoren – Werking van de optische sensor
impulsgenerator (modulator)
IR of laser-LED
lichtgevoelige transistor
synchronisatie, gelijkrichter (demodulator)
smitt-trigger
versterker
Ivan Maesen
22
Sensoren – Werking van de ultrasone sensor
Ivan Maesen
23
Sensoren
ultrasone sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Kwaliteitscontrole met
sonar
Foto Siemens
Ivan Maesen
24
Sensoren
ultrasone sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Hoogtemeting met sonar
Foto Siemens
Ivan Maesen
25
Sensoren
ultrasone sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Afstandsmeting met sonar
Foto Siemens
Ivan Maesen
26
Sensoren
ultrasone sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Controle op doorhangen
met sonar
Foto Siemens
Ivan Maesen
27
Sensoren
ultrasone sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Niveaumetingen
met sonar
Foto’s Siemens
Ivan Maesen
28
Sensoren – Werking van de ultrasone sensor
oscillator
gelijkrichtier
smitt-trigger
versterker
piëzo element (opwekken en verwerken geluidsgolven)
Ivan Maesen
29
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen volgens de vorm
Cilindrische sensoren
Balkvormige or rechthoekige sensoren
Ivan Maesen
30
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen vvolgens de vorm
Speciale vormen:
• vork of sleufsensoren,
• ringsensoren,
• …
Foto Turck
Ivan Maesen
31
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Materiaal van de behuizing (cilindrische sensoren)
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
32
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Maten van cilindrische sensoren
Schroefdraad: M 4, M6,5 M8, M12, M18, M30,
PG 36
Gladde uitvoering: Ø11, Ø20, Ø40
Maten van rechthoekige sensoren
Bouwvormen zie maatschetsen catalogie.
Foto Siemens
Ivan Maesen
33
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens aansluiting
• Sensoren met aansluitklemmen
• Aangegoten kabel zonder connector
• Aangegoten kabel met connector
• Sensoren met connnector
Ivan Maesen
34
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens de aansluiting
Aangegoten kabel
Sensoren met
aansluitklem
Ivan Maesen
35
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens aansluiting
Sensoren met connnector
Ivan Maesen
36
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens aansluiting
Sensoren met connector:
aansluitkabels
Ivan Maesen
37
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens aansluiting
Aansluitkabels en aansluitdozen voor sensoren
Foto Turck
Ivan Maesen
38
Sensoren – Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Foto Siemens
Ivan Maesen
39
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger afzonderlijk (directe scan, thru scan)
Groot detectiebereik (tientallen meters)
Geen doorschijnende materialen detecteren
Ivan Maesen
40
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger afzonderlijk (directe scan, thru scan)
Foto Siemens
Ivan Maesen
41
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger afzonderlijk – spiegeling
(specular)
Detecteren van spiegelende opbjecten
Ivan Maesen
42
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, met reflector
(Retroreflex - retroreflective)
Geen glimmende, spiegelende, doorzichtige voorwerpen
Detectieafstand : ca. 5 m
Ivan Maesen
43
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, met reflector
(Retroreflex - retroreflective)
Ivan Maesen
44
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, met reflector
(Retroreflex - retroreflective)
Foto Siemens
Ivan Maesen
45
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Foto’s Siemens
Ivan Maesen
46
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, met reflector
(Polarisatie - polarized)
Wel glimmende, spiegelende, doorzichtige voorwerpen
Detectieafstand : ca. 3 m
Ivan Maesen
47
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Gepolariseerd licht
Spiegelend voorwerp
Ivan Maesen
48
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, objectreflectie
(strooing – diffuse)
Voorwerpen met mat en ruw oppervlak kunnen gedetecteerd worden
Detectieafstand : enkele tientallen centimeters
Ivan Maesen
49
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, objectreflectie
(strooing – diffuse)
Foto Siemens
Ivan Maesen
50
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, objectreflectie focuspunt (convergent)
Preciesiedetectie, achtergrond geen invloed
Detectieafstand : enkele tientallen centimeters
Ivan Maesen
51
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger afzonderlijk, met glasvezels
Ivan Maesen
52
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, objectreflectie,
met glasvezels
Ivan Maesen
53
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Foto Siemens
Ivan Maesen
54
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Lichtgordijn
Multi beam safety senor
Ivan Maesen
55
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Nominale schakelafstand Sn
Afstand waarbij de sensor schakelt
• Genormalisseerd meetobject
• Nominale spanning
• Nominale temperatuur
Ivan Maesen
56
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Werkelijke schakelafstand
Rekening houden met:
• Werkelijke temperatuur
• Nabijheid andere sensoren
• Soort materiaal
• Afmetingen object
• Kleur (optische sensoren)
• …
Ivan Maesen
57
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Werkelijke schakelafstand
Correctiefactoren inductieve schakelaar
- staal
1
- CrNi
0,85
- Al
0,50
- Cu
0,45
- ….
Ivan Maesen
58
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Werkelijke schakelafstand
Correctiefactoren capacitieve schakelaar:
- Staal
1
- Al
0,95
- Cu
0,95
- H2O
0,64
- Plexiglas
0,20
-…
Ivan Maesen
59
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Schakelfrequentie
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.
Ivan Maesen
60
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Uitgangsbelasing
De stroom die de sensor kan schakelen,
uitgedrukt in mA.
Ivan Maesen
61
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Afgeschermde (shielded) en niet-afgeschermde
(unshielded) senoren
Ivan Maesen
62
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Niet-afgeschermde senoren
Kop niet afgeschermd, uit kunststof
Grotere detectieafstand
Inbouwen geeft problemen
Ivan Maesen
Foto Siemens
63
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Afgeschermde senoren
Volledig uit metaal (uitgezonderd detectievlak)
Kleinere detectieafstand
Ivan Maesen
64
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
65
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen inductieve sensoren
Ongevoelig voor trillingen
Geen contactdender
Geen onderhoud, geen slijtage
Kostprijs € 20 tot ca. € 50
Foto Siemens
Ivan Maesen
66
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen inductieve sensoren
Beperkingen
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.
Ivan Maesen
67
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
68
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
69
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen capacitieve sensoren
Beperkingen
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
Ivan Maesen
70
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
71
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen ultrasone sensoren
Beperkingen
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.
Ivan Maesen
72
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
73
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
74
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen optische sensoren
Beperkingen
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.
Ivan Maesen
75
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Rekening houden met:
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
76
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Draadkleur
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
77
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Driedraadse sensor PNP (capacitief)
Ivan Maesen
78
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Driedraadse sensor NPN (inductief)
Ivan Maesen
79
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Vierdraadse sensor PNP
Ivan Maesen
80
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Tweedraadse sensor DC (capacitief)
Ivan Maesen
81
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Tweedraadse NAMUR sensor DC (capacitief)
Ivan Maesen
82
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Tweedraadse sensor AC - NC (inductief)
Ivan Maesen
83
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Tweedraadse sensor AC - NO (inductief)
Ivan Maesen
84
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Vijfdraadse sensor AC (optisch)
Ivan Maesen
85
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Vijfdraadse sensor AC - NO (optisch)
Ivan Maesen
86
Sensoren – Testen van sensoren
Driedraadse sensoren
Als voorbeeld een sensor met PNP-uitgang
Het aansluitschema
Testen met V-meter – Je kunt uiteraard met de Vmeter ook over de belasting meten.
Ivan Maesen
87
Sensoren – Testen van sensoren
Tweedraadse
sensoren
Het aansluitschema
Testen met V-meter
Testen met A-meter
Ivan Maesen
88
Sensoren
Ivan Maesen
89
Slide 19
Installatiemethoden 6 ET
Foto Heidelberg
Ivan Maesen
1
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
2
Sensoren - Algemeen
Inductieve sensoren
Capacitieve sensoren
Optische sensoren
Magnetische sensoren
Ultrasone sensoren
Foto Turck
Ivan Maesen
3
Sensoren – Algemene werking
Ivan Maesen
4
Sensoren – Algemene werking
Ivan Maesen
5
Sensoren – Algemene werking
Ivan Maesen
6
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Foto Siemens
Ivan Maesen
7
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Detectie van blik
en deksel
Foto Siemens
Ivan Maesen
8
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Controle van afbreken van
boorkop
Foto Siemens
Ivan Maesen
9
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Positionering en controle
draaizin
Foto Siemens
Ivan Maesen
10
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Standdetectie van een
klep
Foto Siemens
Ivan Maesen
11
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
oscillator
gelijkrichtier
smitt-trigger
versterker
spoel
Ivan Maesen
12
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Warmteontwikkeling
Ivan Maesen
Amplitude
kleiner
13
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Foto Siemens
Ivan Maesen
14
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Detectie vulniveau in
silo
Foto Siemens
Ivan Maesen
15
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Detectie van vulling
van brik
Foto Siemens
Ivan Maesen
16
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Het sensorvlak vormt een condensator. De lucht is het
diëlektricum.
C
A
d
Ivan Maesen
17
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Een niet-metalen object in het detectieveld: de
diëlektrische constante van de middenstof verandert.
C verandert
Ivan Maesen
18
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
De capaciteit wordt bepaald door het diëlektricum en de
afstand d tussen te platen.
C
A
d
Ivan Maesen
19
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Bij een elektrische geleidend object verkleint de afstand
tussen de platen.
C verandert
Ivan Maesen
20
Sensoren – Werking van de optische sensor
Ivan Maesen
21
Sensoren – Werking van de optische sensor
impulsgenerator (modulator)
IR of laser-LED
lichtgevoelige transistor
synchronisatie, gelijkrichter (demodulator)
smitt-trigger
versterker
Ivan Maesen
22
Sensoren – Werking van de ultrasone sensor
Ivan Maesen
23
Sensoren
ultrasone sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Kwaliteitscontrole met
sonar
Foto Siemens
Ivan Maesen
24
Sensoren
ultrasone sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Hoogtemeting met sonar
Foto Siemens
Ivan Maesen
25
Sensoren
ultrasone sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Afstandsmeting met sonar
Foto Siemens
Ivan Maesen
26
Sensoren
ultrasone sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Controle op doorhangen
met sonar
Foto Siemens
Ivan Maesen
27
Sensoren
ultrasone sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Niveaumetingen
met sonar
Foto’s Siemens
Ivan Maesen
28
Sensoren – Werking van de ultrasone sensor
oscillator
gelijkrichtier
smitt-trigger
versterker
piëzo element (opwekken en verwerken geluidsgolven)
Ivan Maesen
29
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen volgens de vorm
Cilindrische sensoren
Balkvormige or rechthoekige sensoren
Ivan Maesen
30
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen vvolgens de vorm
Speciale vormen:
• vork of sleufsensoren,
• ringsensoren,
• …
Foto Turck
Ivan Maesen
31
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Materiaal van de behuizing (cilindrische sensoren)
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
32
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Maten van cilindrische sensoren
Schroefdraad: M 4, M6,5 M8, M12, M18, M30,
PG 36
Gladde uitvoering: Ø11, Ø20, Ø40
Maten van rechthoekige sensoren
Bouwvormen zie maatschetsen catalogie.
Foto Siemens
Ivan Maesen
33
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens aansluiting
• Sensoren met aansluitklemmen
• Aangegoten kabel zonder connector
• Aangegoten kabel met connector
• Sensoren met connnector
Ivan Maesen
34
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens de aansluiting
Aangegoten kabel
Sensoren met
aansluitklem
Ivan Maesen
35
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens aansluiting
Sensoren met connnector
Ivan Maesen
36
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens aansluiting
Sensoren met connector:
aansluitkabels
Ivan Maesen
37
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens aansluiting
Aansluitkabels en aansluitdozen voor sensoren
Foto Turck
Ivan Maesen
38
Sensoren – Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Foto Siemens
Ivan Maesen
39
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger afzonderlijk (directe scan, thru scan)
Groot detectiebereik (tientallen meters)
Geen doorschijnende materialen detecteren
Ivan Maesen
40
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger afzonderlijk (directe scan, thru scan)
Foto Siemens
Ivan Maesen
41
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger afzonderlijk – spiegeling
(specular)
Detecteren van spiegelende opbjecten
Ivan Maesen
42
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, met reflector
(Retroreflex - retroreflective)
Geen glimmende, spiegelende, doorzichtige voorwerpen
Detectieafstand : ca. 5 m
Ivan Maesen
43
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, met reflector
(Retroreflex - retroreflective)
Ivan Maesen
44
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, met reflector
(Retroreflex - retroreflective)
Foto Siemens
Ivan Maesen
45
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Foto’s Siemens
Ivan Maesen
46
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, met reflector
(Polarisatie - polarized)
Wel glimmende, spiegelende, doorzichtige voorwerpen
Detectieafstand : ca. 3 m
Ivan Maesen
47
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Gepolariseerd licht
Spiegelend voorwerp
Ivan Maesen
48
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, objectreflectie
(strooing – diffuse)
Voorwerpen met mat en ruw oppervlak kunnen gedetecteerd worden
Detectieafstand : enkele tientallen centimeters
Ivan Maesen
49
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, objectreflectie
(strooing – diffuse)
Foto Siemens
Ivan Maesen
50
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, objectreflectie focuspunt (convergent)
Preciesiedetectie, achtergrond geen invloed
Detectieafstand : enkele tientallen centimeters
Ivan Maesen
51
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger afzonderlijk, met glasvezels
Ivan Maesen
52
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, objectreflectie,
met glasvezels
Ivan Maesen
53
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Foto Siemens
Ivan Maesen
54
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Lichtgordijn
Multi beam safety senor
Ivan Maesen
55
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Nominale schakelafstand Sn
Afstand waarbij de sensor schakelt
• Genormalisseerd meetobject
• Nominale spanning
• Nominale temperatuur
Ivan Maesen
56
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Werkelijke schakelafstand
Rekening houden met:
• Werkelijke temperatuur
• Nabijheid andere sensoren
• Soort materiaal
• Afmetingen object
• Kleur (optische sensoren)
• …
Ivan Maesen
57
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Werkelijke schakelafstand
Correctiefactoren inductieve schakelaar
- staal
1
- CrNi
0,85
- Al
0,50
- Cu
0,45
- ….
Ivan Maesen
58
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Werkelijke schakelafstand
Correctiefactoren capacitieve schakelaar:
- Staal
1
- Al
0,95
- Cu
0,95
- H2O
0,64
- Plexiglas
0,20
-…
Ivan Maesen
59
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Schakelfrequentie
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.
Ivan Maesen
60
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Uitgangsbelasing
De stroom die de sensor kan schakelen,
uitgedrukt in mA.
Ivan Maesen
61
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Afgeschermde (shielded) en niet-afgeschermde
(unshielded) senoren
Ivan Maesen
62
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Niet-afgeschermde senoren
Kop niet afgeschermd, uit kunststof
Grotere detectieafstand
Inbouwen geeft problemen
Ivan Maesen
Foto Siemens
63
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Afgeschermde senoren
Volledig uit metaal (uitgezonderd detectievlak)
Kleinere detectieafstand
Ivan Maesen
64
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
65
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen inductieve sensoren
Ongevoelig voor trillingen
Geen contactdender
Geen onderhoud, geen slijtage
Kostprijs € 20 tot ca. € 50
Foto Siemens
Ivan Maesen
66
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen inductieve sensoren
Beperkingen
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.
Ivan Maesen
67
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
68
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
69
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen capacitieve sensoren
Beperkingen
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
Ivan Maesen
70
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
71
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen ultrasone sensoren
Beperkingen
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.
Ivan Maesen
72
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
73
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
74
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen optische sensoren
Beperkingen
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.
Ivan Maesen
75
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Rekening houden met:
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
76
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Draadkleur
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
77
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Driedraadse sensor PNP (capacitief)
Ivan Maesen
78
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Driedraadse sensor NPN (inductief)
Ivan Maesen
79
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Vierdraadse sensor PNP
Ivan Maesen
80
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Tweedraadse sensor DC (capacitief)
Ivan Maesen
81
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Tweedraadse NAMUR sensor DC (capacitief)
Ivan Maesen
82
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Tweedraadse sensor AC - NC (inductief)
Ivan Maesen
83
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Tweedraadse sensor AC - NO (inductief)
Ivan Maesen
84
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Vijfdraadse sensor AC (optisch)
Ivan Maesen
85
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Vijfdraadse sensor AC - NO (optisch)
Ivan Maesen
86
Sensoren – Testen van sensoren
Driedraadse sensoren
Als voorbeeld een sensor met PNP-uitgang
Het aansluitschema
Testen met V-meter – Je kunt uiteraard met de Vmeter ook over de belasting meten.
Ivan Maesen
87
Sensoren – Testen van sensoren
Tweedraadse
sensoren
Het aansluitschema
Testen met V-meter
Testen met A-meter
Ivan Maesen
88
Sensoren
Ivan Maesen
89
Slide 20
Installatiemethoden 6 ET
Foto Heidelberg
Ivan Maesen
1
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
2
Sensoren - Algemeen
Inductieve sensoren
Capacitieve sensoren
Optische sensoren
Magnetische sensoren
Ultrasone sensoren
Foto Turck
Ivan Maesen
3
Sensoren – Algemene werking
Ivan Maesen
4
Sensoren – Algemene werking
Ivan Maesen
5
Sensoren – Algemene werking
Ivan Maesen
6
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Foto Siemens
Ivan Maesen
7
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Detectie van blik
en deksel
Foto Siemens
Ivan Maesen
8
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Controle van afbreken van
boorkop
Foto Siemens
Ivan Maesen
9
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Positionering en controle
draaizin
Foto Siemens
Ivan Maesen
10
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Standdetectie van een
klep
Foto Siemens
Ivan Maesen
11
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
oscillator
gelijkrichtier
smitt-trigger
versterker
spoel
Ivan Maesen
12
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Warmteontwikkeling
Ivan Maesen
Amplitude
kleiner
13
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Foto Siemens
Ivan Maesen
14
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Detectie vulniveau in
silo
Foto Siemens
Ivan Maesen
15
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Detectie van vulling
van brik
Foto Siemens
Ivan Maesen
16
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Het sensorvlak vormt een condensator. De lucht is het
diëlektricum.
C
A
d
Ivan Maesen
17
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Een niet-metalen object in het detectieveld: de
diëlektrische constante van de middenstof verandert.
C verandert
Ivan Maesen
18
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
De capaciteit wordt bepaald door het diëlektricum en de
afstand d tussen te platen.
C
A
d
Ivan Maesen
19
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Bij een elektrische geleidend object verkleint de afstand
tussen de platen.
C verandert
Ivan Maesen
20
Sensoren – Werking van de optische sensor
Ivan Maesen
21
Sensoren – Werking van de optische sensor
impulsgenerator (modulator)
IR of laser-LED
lichtgevoelige transistor
synchronisatie, gelijkrichter (demodulator)
smitt-trigger
versterker
Ivan Maesen
22
Sensoren – Werking van de ultrasone sensor
Ivan Maesen
23
Sensoren
ultrasone sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Kwaliteitscontrole met
sonar
Foto Siemens
Ivan Maesen
24
Sensoren
ultrasone sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Hoogtemeting met sonar
Foto Siemens
Ivan Maesen
25
Sensoren
ultrasone sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Afstandsmeting met sonar
Foto Siemens
Ivan Maesen
26
Sensoren
ultrasone sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Controle op doorhangen
met sonar
Foto Siemens
Ivan Maesen
27
Sensoren
ultrasone sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Niveaumetingen
met sonar
Foto’s Siemens
Ivan Maesen
28
Sensoren – Werking van de ultrasone sensor
oscillator
gelijkrichtier
smitt-trigger
versterker
piëzo element (opwekken en verwerken geluidsgolven)
Ivan Maesen
29
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen volgens de vorm
Cilindrische sensoren
Balkvormige or rechthoekige sensoren
Ivan Maesen
30
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen vvolgens de vorm
Speciale vormen:
• vork of sleufsensoren,
• ringsensoren,
• …
Foto Turck
Ivan Maesen
31
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Materiaal van de behuizing (cilindrische sensoren)
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
32
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Maten van cilindrische sensoren
Schroefdraad: M 4, M6,5 M8, M12, M18, M30,
PG 36
Gladde uitvoering: Ø11, Ø20, Ø40
Maten van rechthoekige sensoren
Bouwvormen zie maatschetsen catalogie.
Foto Siemens
Ivan Maesen
33
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens aansluiting
• Sensoren met aansluitklemmen
• Aangegoten kabel zonder connector
• Aangegoten kabel met connector
• Sensoren met connnector
Ivan Maesen
34
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens de aansluiting
Aangegoten kabel
Sensoren met
aansluitklem
Ivan Maesen
35
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens aansluiting
Sensoren met connnector
Ivan Maesen
36
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens aansluiting
Sensoren met connector:
aansluitkabels
Ivan Maesen
37
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens aansluiting
Aansluitkabels en aansluitdozen voor sensoren
Foto Turck
Ivan Maesen
38
Sensoren – Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Foto Siemens
Ivan Maesen
39
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger afzonderlijk (directe scan, thru scan)
Groot detectiebereik (tientallen meters)
Geen doorschijnende materialen detecteren
Ivan Maesen
40
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger afzonderlijk (directe scan, thru scan)
Foto Siemens
Ivan Maesen
41
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger afzonderlijk – spiegeling
(specular)
Detecteren van spiegelende opbjecten
Ivan Maesen
42
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, met reflector
(Retroreflex - retroreflective)
Geen glimmende, spiegelende, doorzichtige voorwerpen
Detectieafstand : ca. 5 m
Ivan Maesen
43
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, met reflector
(Retroreflex - retroreflective)
Ivan Maesen
44
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, met reflector
(Retroreflex - retroreflective)
Foto Siemens
Ivan Maesen
45
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Foto’s Siemens
Ivan Maesen
46
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, met reflector
(Polarisatie - polarized)
Wel glimmende, spiegelende, doorzichtige voorwerpen
Detectieafstand : ca. 3 m
Ivan Maesen
47
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Gepolariseerd licht
Spiegelend voorwerp
Ivan Maesen
48
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, objectreflectie
(strooing – diffuse)
Voorwerpen met mat en ruw oppervlak kunnen gedetecteerd worden
Detectieafstand : enkele tientallen centimeters
Ivan Maesen
49
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, objectreflectie
(strooing – diffuse)
Foto Siemens
Ivan Maesen
50
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, objectreflectie focuspunt (convergent)
Preciesiedetectie, achtergrond geen invloed
Detectieafstand : enkele tientallen centimeters
Ivan Maesen
51
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger afzonderlijk, met glasvezels
Ivan Maesen
52
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, objectreflectie,
met glasvezels
Ivan Maesen
53
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Foto Siemens
Ivan Maesen
54
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Lichtgordijn
Multi beam safety senor
Ivan Maesen
55
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Nominale schakelafstand Sn
Afstand waarbij de sensor schakelt
• Genormalisseerd meetobject
• Nominale spanning
• Nominale temperatuur
Ivan Maesen
56
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Werkelijke schakelafstand
Rekening houden met:
• Werkelijke temperatuur
• Nabijheid andere sensoren
• Soort materiaal
• Afmetingen object
• Kleur (optische sensoren)
• …
Ivan Maesen
57
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Werkelijke schakelafstand
Correctiefactoren inductieve schakelaar
- staal
1
- CrNi
0,85
- Al
0,50
- Cu
0,45
- ….
Ivan Maesen
58
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Werkelijke schakelafstand
Correctiefactoren capacitieve schakelaar:
- Staal
1
- Al
0,95
- Cu
0,95
- H2O
0,64
- Plexiglas
0,20
-…
Ivan Maesen
59
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Schakelfrequentie
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.
Ivan Maesen
60
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Uitgangsbelasing
De stroom die de sensor kan schakelen,
uitgedrukt in mA.
Ivan Maesen
61
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Afgeschermde (shielded) en niet-afgeschermde
(unshielded) senoren
Ivan Maesen
62
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Niet-afgeschermde senoren
Kop niet afgeschermd, uit kunststof
Grotere detectieafstand
Inbouwen geeft problemen
Ivan Maesen
Foto Siemens
63
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Afgeschermde senoren
Volledig uit metaal (uitgezonderd detectievlak)
Kleinere detectieafstand
Ivan Maesen
64
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
65
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen inductieve sensoren
Ongevoelig voor trillingen
Geen contactdender
Geen onderhoud, geen slijtage
Kostprijs € 20 tot ca. € 50
Foto Siemens
Ivan Maesen
66
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen inductieve sensoren
Beperkingen
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.
Ivan Maesen
67
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
68
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
69
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen capacitieve sensoren
Beperkingen
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
Ivan Maesen
70
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
71
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen ultrasone sensoren
Beperkingen
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.
Ivan Maesen
72
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
73
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
74
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen optische sensoren
Beperkingen
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.
Ivan Maesen
75
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Rekening houden met:
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
76
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Draadkleur
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
77
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Driedraadse sensor PNP (capacitief)
Ivan Maesen
78
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Driedraadse sensor NPN (inductief)
Ivan Maesen
79
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Vierdraadse sensor PNP
Ivan Maesen
80
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Tweedraadse sensor DC (capacitief)
Ivan Maesen
81
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Tweedraadse NAMUR sensor DC (capacitief)
Ivan Maesen
82
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Tweedraadse sensor AC - NC (inductief)
Ivan Maesen
83
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Tweedraadse sensor AC - NO (inductief)
Ivan Maesen
84
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Vijfdraadse sensor AC (optisch)
Ivan Maesen
85
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Vijfdraadse sensor AC - NO (optisch)
Ivan Maesen
86
Sensoren – Testen van sensoren
Driedraadse sensoren
Als voorbeeld een sensor met PNP-uitgang
Het aansluitschema
Testen met V-meter – Je kunt uiteraard met de Vmeter ook over de belasting meten.
Ivan Maesen
87
Sensoren – Testen van sensoren
Tweedraadse
sensoren
Het aansluitschema
Testen met V-meter
Testen met A-meter
Ivan Maesen
88
Sensoren
Ivan Maesen
89
Slide 21
Installatiemethoden 6 ET
Foto Heidelberg
Ivan Maesen
1
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
2
Sensoren - Algemeen
Inductieve sensoren
Capacitieve sensoren
Optische sensoren
Magnetische sensoren
Ultrasone sensoren
Foto Turck
Ivan Maesen
3
Sensoren – Algemene werking
Ivan Maesen
4
Sensoren – Algemene werking
Ivan Maesen
5
Sensoren – Algemene werking
Ivan Maesen
6
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Foto Siemens
Ivan Maesen
7
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Detectie van blik
en deksel
Foto Siemens
Ivan Maesen
8
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Controle van afbreken van
boorkop
Foto Siemens
Ivan Maesen
9
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Positionering en controle
draaizin
Foto Siemens
Ivan Maesen
10
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Standdetectie van een
klep
Foto Siemens
Ivan Maesen
11
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
oscillator
gelijkrichtier
smitt-trigger
versterker
spoel
Ivan Maesen
12
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Warmteontwikkeling
Ivan Maesen
Amplitude
kleiner
13
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Foto Siemens
Ivan Maesen
14
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Detectie vulniveau in
silo
Foto Siemens
Ivan Maesen
15
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Detectie van vulling
van brik
Foto Siemens
Ivan Maesen
16
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Het sensorvlak vormt een condensator. De lucht is het
diëlektricum.
C
A
d
Ivan Maesen
17
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Een niet-metalen object in het detectieveld: de
diëlektrische constante van de middenstof verandert.
C verandert
Ivan Maesen
18
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
De capaciteit wordt bepaald door het diëlektricum en de
afstand d tussen te platen.
C
A
d
Ivan Maesen
19
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Bij een elektrische geleidend object verkleint de afstand
tussen de platen.
C verandert
Ivan Maesen
20
Sensoren – Werking van de optische sensor
Ivan Maesen
21
Sensoren – Werking van de optische sensor
impulsgenerator (modulator)
IR of laser-LED
lichtgevoelige transistor
synchronisatie, gelijkrichter (demodulator)
smitt-trigger
versterker
Ivan Maesen
22
Sensoren – Werking van de ultrasone sensor
Ivan Maesen
23
Sensoren
ultrasone sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Kwaliteitscontrole met
sonar
Foto Siemens
Ivan Maesen
24
Sensoren
ultrasone sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Hoogtemeting met sonar
Foto Siemens
Ivan Maesen
25
Sensoren
ultrasone sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Afstandsmeting met sonar
Foto Siemens
Ivan Maesen
26
Sensoren
ultrasone sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Controle op doorhangen
met sonar
Foto Siemens
Ivan Maesen
27
Sensoren
ultrasone sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Niveaumetingen
met sonar
Foto’s Siemens
Ivan Maesen
28
Sensoren – Werking van de ultrasone sensor
oscillator
gelijkrichtier
smitt-trigger
versterker
piëzo element (opwekken en verwerken geluidsgolven)
Ivan Maesen
29
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen volgens de vorm
Cilindrische sensoren
Balkvormige or rechthoekige sensoren
Ivan Maesen
30
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen vvolgens de vorm
Speciale vormen:
• vork of sleufsensoren,
• ringsensoren,
• …
Foto Turck
Ivan Maesen
31
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Materiaal van de behuizing (cilindrische sensoren)
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
32
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Maten van cilindrische sensoren
Schroefdraad: M 4, M6,5 M8, M12, M18, M30,
PG 36
Gladde uitvoering: Ø11, Ø20, Ø40
Maten van rechthoekige sensoren
Bouwvormen zie maatschetsen catalogie.
Foto Siemens
Ivan Maesen
33
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens aansluiting
• Sensoren met aansluitklemmen
• Aangegoten kabel zonder connector
• Aangegoten kabel met connector
• Sensoren met connnector
Ivan Maesen
34
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens de aansluiting
Aangegoten kabel
Sensoren met
aansluitklem
Ivan Maesen
35
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens aansluiting
Sensoren met connnector
Ivan Maesen
36
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens aansluiting
Sensoren met connector:
aansluitkabels
Ivan Maesen
37
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens aansluiting
Aansluitkabels en aansluitdozen voor sensoren
Foto Turck
Ivan Maesen
38
Sensoren – Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Foto Siemens
Ivan Maesen
39
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger afzonderlijk (directe scan, thru scan)
Groot detectiebereik (tientallen meters)
Geen doorschijnende materialen detecteren
Ivan Maesen
40
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger afzonderlijk (directe scan, thru scan)
Foto Siemens
Ivan Maesen
41
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger afzonderlijk – spiegeling
(specular)
Detecteren van spiegelende opbjecten
Ivan Maesen
42
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, met reflector
(Retroreflex - retroreflective)
Geen glimmende, spiegelende, doorzichtige voorwerpen
Detectieafstand : ca. 5 m
Ivan Maesen
43
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, met reflector
(Retroreflex - retroreflective)
Ivan Maesen
44
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, met reflector
(Retroreflex - retroreflective)
Foto Siemens
Ivan Maesen
45
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Foto’s Siemens
Ivan Maesen
46
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, met reflector
(Polarisatie - polarized)
Wel glimmende, spiegelende, doorzichtige voorwerpen
Detectieafstand : ca. 3 m
Ivan Maesen
47
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Gepolariseerd licht
Spiegelend voorwerp
Ivan Maesen
48
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, objectreflectie
(strooing – diffuse)
Voorwerpen met mat en ruw oppervlak kunnen gedetecteerd worden
Detectieafstand : enkele tientallen centimeters
Ivan Maesen
49
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, objectreflectie
(strooing – diffuse)
Foto Siemens
Ivan Maesen
50
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, objectreflectie focuspunt (convergent)
Preciesiedetectie, achtergrond geen invloed
Detectieafstand : enkele tientallen centimeters
Ivan Maesen
51
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger afzonderlijk, met glasvezels
Ivan Maesen
52
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, objectreflectie,
met glasvezels
Ivan Maesen
53
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Foto Siemens
Ivan Maesen
54
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Lichtgordijn
Multi beam safety senor
Ivan Maesen
55
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Nominale schakelafstand Sn
Afstand waarbij de sensor schakelt
• Genormalisseerd meetobject
• Nominale spanning
• Nominale temperatuur
Ivan Maesen
56
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Werkelijke schakelafstand
Rekening houden met:
• Werkelijke temperatuur
• Nabijheid andere sensoren
• Soort materiaal
• Afmetingen object
• Kleur (optische sensoren)
• …
Ivan Maesen
57
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Werkelijke schakelafstand
Correctiefactoren inductieve schakelaar
- staal
1
- CrNi
0,85
- Al
0,50
- Cu
0,45
- ….
Ivan Maesen
58
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Werkelijke schakelafstand
Correctiefactoren capacitieve schakelaar:
- Staal
1
- Al
0,95
- Cu
0,95
- H2O
0,64
- Plexiglas
0,20
-…
Ivan Maesen
59
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Schakelfrequentie
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.
Ivan Maesen
60
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Uitgangsbelasing
De stroom die de sensor kan schakelen,
uitgedrukt in mA.
Ivan Maesen
61
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Afgeschermde (shielded) en niet-afgeschermde
(unshielded) senoren
Ivan Maesen
62
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Niet-afgeschermde senoren
Kop niet afgeschermd, uit kunststof
Grotere detectieafstand
Inbouwen geeft problemen
Ivan Maesen
Foto Siemens
63
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Afgeschermde senoren
Volledig uit metaal (uitgezonderd detectievlak)
Kleinere detectieafstand
Ivan Maesen
64
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
65
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen inductieve sensoren
Ongevoelig voor trillingen
Geen contactdender
Geen onderhoud, geen slijtage
Kostprijs € 20 tot ca. € 50
Foto Siemens
Ivan Maesen
66
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen inductieve sensoren
Beperkingen
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.
Ivan Maesen
67
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
68
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
69
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen capacitieve sensoren
Beperkingen
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
Ivan Maesen
70
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
71
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen ultrasone sensoren
Beperkingen
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.
Ivan Maesen
72
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
73
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
74
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen optische sensoren
Beperkingen
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.
Ivan Maesen
75
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Rekening houden met:
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
76
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Draadkleur
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
77
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Driedraadse sensor PNP (capacitief)
Ivan Maesen
78
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Driedraadse sensor NPN (inductief)
Ivan Maesen
79
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Vierdraadse sensor PNP
Ivan Maesen
80
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Tweedraadse sensor DC (capacitief)
Ivan Maesen
81
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Tweedraadse NAMUR sensor DC (capacitief)
Ivan Maesen
82
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Tweedraadse sensor AC - NC (inductief)
Ivan Maesen
83
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Tweedraadse sensor AC - NO (inductief)
Ivan Maesen
84
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Vijfdraadse sensor AC (optisch)
Ivan Maesen
85
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Vijfdraadse sensor AC - NO (optisch)
Ivan Maesen
86
Sensoren – Testen van sensoren
Driedraadse sensoren
Als voorbeeld een sensor met PNP-uitgang
Het aansluitschema
Testen met V-meter – Je kunt uiteraard met de Vmeter ook over de belasting meten.
Ivan Maesen
87
Sensoren – Testen van sensoren
Tweedraadse
sensoren
Het aansluitschema
Testen met V-meter
Testen met A-meter
Ivan Maesen
88
Sensoren
Ivan Maesen
89
Slide 22
Installatiemethoden 6 ET
Foto Heidelberg
Ivan Maesen
1
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
2
Sensoren - Algemeen
Inductieve sensoren
Capacitieve sensoren
Optische sensoren
Magnetische sensoren
Ultrasone sensoren
Foto Turck
Ivan Maesen
3
Sensoren – Algemene werking
Ivan Maesen
4
Sensoren – Algemene werking
Ivan Maesen
5
Sensoren – Algemene werking
Ivan Maesen
6
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Foto Siemens
Ivan Maesen
7
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Detectie van blik
en deksel
Foto Siemens
Ivan Maesen
8
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Controle van afbreken van
boorkop
Foto Siemens
Ivan Maesen
9
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Positionering en controle
draaizin
Foto Siemens
Ivan Maesen
10
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Standdetectie van een
klep
Foto Siemens
Ivan Maesen
11
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
oscillator
gelijkrichtier
smitt-trigger
versterker
spoel
Ivan Maesen
12
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Warmteontwikkeling
Ivan Maesen
Amplitude
kleiner
13
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Foto Siemens
Ivan Maesen
14
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Detectie vulniveau in
silo
Foto Siemens
Ivan Maesen
15
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Detectie van vulling
van brik
Foto Siemens
Ivan Maesen
16
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Het sensorvlak vormt een condensator. De lucht is het
diëlektricum.
C
A
d
Ivan Maesen
17
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Een niet-metalen object in het detectieveld: de
diëlektrische constante van de middenstof verandert.
C verandert
Ivan Maesen
18
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
De capaciteit wordt bepaald door het diëlektricum en de
afstand d tussen te platen.
C
A
d
Ivan Maesen
19
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Bij een elektrische geleidend object verkleint de afstand
tussen de platen.
C verandert
Ivan Maesen
20
Sensoren – Werking van de optische sensor
Ivan Maesen
21
Sensoren – Werking van de optische sensor
impulsgenerator (modulator)
IR of laser-LED
lichtgevoelige transistor
synchronisatie, gelijkrichter (demodulator)
smitt-trigger
versterker
Ivan Maesen
22
Sensoren – Werking van de ultrasone sensor
Ivan Maesen
23
Sensoren
ultrasone sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Kwaliteitscontrole met
sonar
Foto Siemens
Ivan Maesen
24
Sensoren
ultrasone sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Hoogtemeting met sonar
Foto Siemens
Ivan Maesen
25
Sensoren
ultrasone sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Afstandsmeting met sonar
Foto Siemens
Ivan Maesen
26
Sensoren
ultrasone sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Controle op doorhangen
met sonar
Foto Siemens
Ivan Maesen
27
Sensoren
ultrasone sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Niveaumetingen
met sonar
Foto’s Siemens
Ivan Maesen
28
Sensoren – Werking van de ultrasone sensor
oscillator
gelijkrichtier
smitt-trigger
versterker
piëzo element (opwekken en verwerken geluidsgolven)
Ivan Maesen
29
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen volgens de vorm
Cilindrische sensoren
Balkvormige or rechthoekige sensoren
Ivan Maesen
30
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen vvolgens de vorm
Speciale vormen:
• vork of sleufsensoren,
• ringsensoren,
• …
Foto Turck
Ivan Maesen
31
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Materiaal van de behuizing (cilindrische sensoren)
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
32
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Maten van cilindrische sensoren
Schroefdraad: M 4, M6,5 M8, M12, M18, M30,
PG 36
Gladde uitvoering: Ø11, Ø20, Ø40
Maten van rechthoekige sensoren
Bouwvormen zie maatschetsen catalogie.
Foto Siemens
Ivan Maesen
33
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens aansluiting
• Sensoren met aansluitklemmen
• Aangegoten kabel zonder connector
• Aangegoten kabel met connector
• Sensoren met connnector
Ivan Maesen
34
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens de aansluiting
Aangegoten kabel
Sensoren met
aansluitklem
Ivan Maesen
35
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens aansluiting
Sensoren met connnector
Ivan Maesen
36
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens aansluiting
Sensoren met connector:
aansluitkabels
Ivan Maesen
37
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens aansluiting
Aansluitkabels en aansluitdozen voor sensoren
Foto Turck
Ivan Maesen
38
Sensoren – Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Foto Siemens
Ivan Maesen
39
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger afzonderlijk (directe scan, thru scan)
Groot detectiebereik (tientallen meters)
Geen doorschijnende materialen detecteren
Ivan Maesen
40
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger afzonderlijk (directe scan, thru scan)
Foto Siemens
Ivan Maesen
41
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger afzonderlijk – spiegeling
(specular)
Detecteren van spiegelende opbjecten
Ivan Maesen
42
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, met reflector
(Retroreflex - retroreflective)
Geen glimmende, spiegelende, doorzichtige voorwerpen
Detectieafstand : ca. 5 m
Ivan Maesen
43
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, met reflector
(Retroreflex - retroreflective)
Ivan Maesen
44
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, met reflector
(Retroreflex - retroreflective)
Foto Siemens
Ivan Maesen
45
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Foto’s Siemens
Ivan Maesen
46
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, met reflector
(Polarisatie - polarized)
Wel glimmende, spiegelende, doorzichtige voorwerpen
Detectieafstand : ca. 3 m
Ivan Maesen
47
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Gepolariseerd licht
Spiegelend voorwerp
Ivan Maesen
48
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, objectreflectie
(strooing – diffuse)
Voorwerpen met mat en ruw oppervlak kunnen gedetecteerd worden
Detectieafstand : enkele tientallen centimeters
Ivan Maesen
49
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, objectreflectie
(strooing – diffuse)
Foto Siemens
Ivan Maesen
50
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, objectreflectie focuspunt (convergent)
Preciesiedetectie, achtergrond geen invloed
Detectieafstand : enkele tientallen centimeters
Ivan Maesen
51
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger afzonderlijk, met glasvezels
Ivan Maesen
52
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, objectreflectie,
met glasvezels
Ivan Maesen
53
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Foto Siemens
Ivan Maesen
54
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Lichtgordijn
Multi beam safety senor
Ivan Maesen
55
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Nominale schakelafstand Sn
Afstand waarbij de sensor schakelt
• Genormalisseerd meetobject
• Nominale spanning
• Nominale temperatuur
Ivan Maesen
56
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Werkelijke schakelafstand
Rekening houden met:
• Werkelijke temperatuur
• Nabijheid andere sensoren
• Soort materiaal
• Afmetingen object
• Kleur (optische sensoren)
• …
Ivan Maesen
57
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Werkelijke schakelafstand
Correctiefactoren inductieve schakelaar
- staal
1
- CrNi
0,85
- Al
0,50
- Cu
0,45
- ….
Ivan Maesen
58
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Werkelijke schakelafstand
Correctiefactoren capacitieve schakelaar:
- Staal
1
- Al
0,95
- Cu
0,95
- H2O
0,64
- Plexiglas
0,20
-…
Ivan Maesen
59
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Schakelfrequentie
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.
Ivan Maesen
60
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Uitgangsbelasing
De stroom die de sensor kan schakelen,
uitgedrukt in mA.
Ivan Maesen
61
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Afgeschermde (shielded) en niet-afgeschermde
(unshielded) senoren
Ivan Maesen
62
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Niet-afgeschermde senoren
Kop niet afgeschermd, uit kunststof
Grotere detectieafstand
Inbouwen geeft problemen
Ivan Maesen
Foto Siemens
63
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Afgeschermde senoren
Volledig uit metaal (uitgezonderd detectievlak)
Kleinere detectieafstand
Ivan Maesen
64
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
65
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen inductieve sensoren
Ongevoelig voor trillingen
Geen contactdender
Geen onderhoud, geen slijtage
Kostprijs € 20 tot ca. € 50
Foto Siemens
Ivan Maesen
66
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen inductieve sensoren
Beperkingen
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.
Ivan Maesen
67
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
68
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
69
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen capacitieve sensoren
Beperkingen
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
Ivan Maesen
70
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
71
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen ultrasone sensoren
Beperkingen
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.
Ivan Maesen
72
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
73
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
74
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen optische sensoren
Beperkingen
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.
Ivan Maesen
75
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Rekening houden met:
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
76
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Draadkleur
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
77
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Driedraadse sensor PNP (capacitief)
Ivan Maesen
78
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Driedraadse sensor NPN (inductief)
Ivan Maesen
79
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Vierdraadse sensor PNP
Ivan Maesen
80
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Tweedraadse sensor DC (capacitief)
Ivan Maesen
81
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Tweedraadse NAMUR sensor DC (capacitief)
Ivan Maesen
82
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Tweedraadse sensor AC - NC (inductief)
Ivan Maesen
83
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Tweedraadse sensor AC - NO (inductief)
Ivan Maesen
84
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Vijfdraadse sensor AC (optisch)
Ivan Maesen
85
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Vijfdraadse sensor AC - NO (optisch)
Ivan Maesen
86
Sensoren – Testen van sensoren
Driedraadse sensoren
Als voorbeeld een sensor met PNP-uitgang
Het aansluitschema
Testen met V-meter – Je kunt uiteraard met de Vmeter ook over de belasting meten.
Ivan Maesen
87
Sensoren – Testen van sensoren
Tweedraadse
sensoren
Het aansluitschema
Testen met V-meter
Testen met A-meter
Ivan Maesen
88
Sensoren
Ivan Maesen
89
Slide 23
Installatiemethoden 6 ET
Foto Heidelberg
Ivan Maesen
1
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
2
Sensoren - Algemeen
Inductieve sensoren
Capacitieve sensoren
Optische sensoren
Magnetische sensoren
Ultrasone sensoren
Foto Turck
Ivan Maesen
3
Sensoren – Algemene werking
Ivan Maesen
4
Sensoren – Algemene werking
Ivan Maesen
5
Sensoren – Algemene werking
Ivan Maesen
6
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Foto Siemens
Ivan Maesen
7
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Detectie van blik
en deksel
Foto Siemens
Ivan Maesen
8
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Controle van afbreken van
boorkop
Foto Siemens
Ivan Maesen
9
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Positionering en controle
draaizin
Foto Siemens
Ivan Maesen
10
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Standdetectie van een
klep
Foto Siemens
Ivan Maesen
11
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
oscillator
gelijkrichtier
smitt-trigger
versterker
spoel
Ivan Maesen
12
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Warmteontwikkeling
Ivan Maesen
Amplitude
kleiner
13
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Foto Siemens
Ivan Maesen
14
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Detectie vulniveau in
silo
Foto Siemens
Ivan Maesen
15
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Detectie van vulling
van brik
Foto Siemens
Ivan Maesen
16
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Het sensorvlak vormt een condensator. De lucht is het
diëlektricum.
C
A
d
Ivan Maesen
17
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Een niet-metalen object in het detectieveld: de
diëlektrische constante van de middenstof verandert.
C verandert
Ivan Maesen
18
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
De capaciteit wordt bepaald door het diëlektricum en de
afstand d tussen te platen.
C
A
d
Ivan Maesen
19
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Bij een elektrische geleidend object verkleint de afstand
tussen de platen.
C verandert
Ivan Maesen
20
Sensoren – Werking van de optische sensor
Ivan Maesen
21
Sensoren – Werking van de optische sensor
impulsgenerator (modulator)
IR of laser-LED
lichtgevoelige transistor
synchronisatie, gelijkrichter (demodulator)
smitt-trigger
versterker
Ivan Maesen
22
Sensoren – Werking van de ultrasone sensor
Ivan Maesen
23
Sensoren
ultrasone sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Kwaliteitscontrole met
sonar
Foto Siemens
Ivan Maesen
24
Sensoren
ultrasone sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Hoogtemeting met sonar
Foto Siemens
Ivan Maesen
25
Sensoren
ultrasone sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Afstandsmeting met sonar
Foto Siemens
Ivan Maesen
26
Sensoren
ultrasone sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Controle op doorhangen
met sonar
Foto Siemens
Ivan Maesen
27
Sensoren
ultrasone sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Niveaumetingen
met sonar
Foto’s Siemens
Ivan Maesen
28
Sensoren – Werking van de ultrasone sensor
oscillator
gelijkrichtier
smitt-trigger
versterker
piëzo element (opwekken en verwerken geluidsgolven)
Ivan Maesen
29
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen volgens de vorm
Cilindrische sensoren
Balkvormige or rechthoekige sensoren
Ivan Maesen
30
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen vvolgens de vorm
Speciale vormen:
• vork of sleufsensoren,
• ringsensoren,
• …
Foto Turck
Ivan Maesen
31
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Materiaal van de behuizing (cilindrische sensoren)
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
32
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Maten van cilindrische sensoren
Schroefdraad: M 4, M6,5 M8, M12, M18, M30,
PG 36
Gladde uitvoering: Ø11, Ø20, Ø40
Maten van rechthoekige sensoren
Bouwvormen zie maatschetsen catalogie.
Foto Siemens
Ivan Maesen
33
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens aansluiting
• Sensoren met aansluitklemmen
• Aangegoten kabel zonder connector
• Aangegoten kabel met connector
• Sensoren met connnector
Ivan Maesen
34
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens de aansluiting
Aangegoten kabel
Sensoren met
aansluitklem
Ivan Maesen
35
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens aansluiting
Sensoren met connnector
Ivan Maesen
36
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens aansluiting
Sensoren met connector:
aansluitkabels
Ivan Maesen
37
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens aansluiting
Aansluitkabels en aansluitdozen voor sensoren
Foto Turck
Ivan Maesen
38
Sensoren – Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Foto Siemens
Ivan Maesen
39
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger afzonderlijk (directe scan, thru scan)
Groot detectiebereik (tientallen meters)
Geen doorschijnende materialen detecteren
Ivan Maesen
40
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger afzonderlijk (directe scan, thru scan)
Foto Siemens
Ivan Maesen
41
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger afzonderlijk – spiegeling
(specular)
Detecteren van spiegelende opbjecten
Ivan Maesen
42
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, met reflector
(Retroreflex - retroreflective)
Geen glimmende, spiegelende, doorzichtige voorwerpen
Detectieafstand : ca. 5 m
Ivan Maesen
43
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, met reflector
(Retroreflex - retroreflective)
Ivan Maesen
44
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, met reflector
(Retroreflex - retroreflective)
Foto Siemens
Ivan Maesen
45
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Foto’s Siemens
Ivan Maesen
46
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, met reflector
(Polarisatie - polarized)
Wel glimmende, spiegelende, doorzichtige voorwerpen
Detectieafstand : ca. 3 m
Ivan Maesen
47
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Gepolariseerd licht
Spiegelend voorwerp
Ivan Maesen
48
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, objectreflectie
(strooing – diffuse)
Voorwerpen met mat en ruw oppervlak kunnen gedetecteerd worden
Detectieafstand : enkele tientallen centimeters
Ivan Maesen
49
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, objectreflectie
(strooing – diffuse)
Foto Siemens
Ivan Maesen
50
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, objectreflectie focuspunt (convergent)
Preciesiedetectie, achtergrond geen invloed
Detectieafstand : enkele tientallen centimeters
Ivan Maesen
51
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger afzonderlijk, met glasvezels
Ivan Maesen
52
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, objectreflectie,
met glasvezels
Ivan Maesen
53
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Foto Siemens
Ivan Maesen
54
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Lichtgordijn
Multi beam safety senor
Ivan Maesen
55
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Nominale schakelafstand Sn
Afstand waarbij de sensor schakelt
• Genormalisseerd meetobject
• Nominale spanning
• Nominale temperatuur
Ivan Maesen
56
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Werkelijke schakelafstand
Rekening houden met:
• Werkelijke temperatuur
• Nabijheid andere sensoren
• Soort materiaal
• Afmetingen object
• Kleur (optische sensoren)
• …
Ivan Maesen
57
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Werkelijke schakelafstand
Correctiefactoren inductieve schakelaar
- staal
1
- CrNi
0,85
- Al
0,50
- Cu
0,45
- ….
Ivan Maesen
58
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Werkelijke schakelafstand
Correctiefactoren capacitieve schakelaar:
- Staal
1
- Al
0,95
- Cu
0,95
- H2O
0,64
- Plexiglas
0,20
-…
Ivan Maesen
59
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Schakelfrequentie
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.
Ivan Maesen
60
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Uitgangsbelasing
De stroom die de sensor kan schakelen,
uitgedrukt in mA.
Ivan Maesen
61
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Afgeschermde (shielded) en niet-afgeschermde
(unshielded) senoren
Ivan Maesen
62
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Niet-afgeschermde senoren
Kop niet afgeschermd, uit kunststof
Grotere detectieafstand
Inbouwen geeft problemen
Ivan Maesen
Foto Siemens
63
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Afgeschermde senoren
Volledig uit metaal (uitgezonderd detectievlak)
Kleinere detectieafstand
Ivan Maesen
64
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
65
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen inductieve sensoren
Ongevoelig voor trillingen
Geen contactdender
Geen onderhoud, geen slijtage
Kostprijs € 20 tot ca. € 50
Foto Siemens
Ivan Maesen
66
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen inductieve sensoren
Beperkingen
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.
Ivan Maesen
67
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
68
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
69
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen capacitieve sensoren
Beperkingen
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
Ivan Maesen
70
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
71
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen ultrasone sensoren
Beperkingen
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.
Ivan Maesen
72
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
73
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
74
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen optische sensoren
Beperkingen
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.
Ivan Maesen
75
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Rekening houden met:
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
76
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Draadkleur
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
77
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Driedraadse sensor PNP (capacitief)
Ivan Maesen
78
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Driedraadse sensor NPN (inductief)
Ivan Maesen
79
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Vierdraadse sensor PNP
Ivan Maesen
80
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Tweedraadse sensor DC (capacitief)
Ivan Maesen
81
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Tweedraadse NAMUR sensor DC (capacitief)
Ivan Maesen
82
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Tweedraadse sensor AC - NC (inductief)
Ivan Maesen
83
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Tweedraadse sensor AC - NO (inductief)
Ivan Maesen
84
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Vijfdraadse sensor AC (optisch)
Ivan Maesen
85
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Vijfdraadse sensor AC - NO (optisch)
Ivan Maesen
86
Sensoren – Testen van sensoren
Driedraadse sensoren
Als voorbeeld een sensor met PNP-uitgang
Het aansluitschema
Testen met V-meter – Je kunt uiteraard met de Vmeter ook over de belasting meten.
Ivan Maesen
87
Sensoren – Testen van sensoren
Tweedraadse
sensoren
Het aansluitschema
Testen met V-meter
Testen met A-meter
Ivan Maesen
88
Sensoren
Ivan Maesen
89
Slide 24
Installatiemethoden 6 ET
Foto Heidelberg
Ivan Maesen
1
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
2
Sensoren - Algemeen
Inductieve sensoren
Capacitieve sensoren
Optische sensoren
Magnetische sensoren
Ultrasone sensoren
Foto Turck
Ivan Maesen
3
Sensoren – Algemene werking
Ivan Maesen
4
Sensoren – Algemene werking
Ivan Maesen
5
Sensoren – Algemene werking
Ivan Maesen
6
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Foto Siemens
Ivan Maesen
7
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Detectie van blik
en deksel
Foto Siemens
Ivan Maesen
8
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Controle van afbreken van
boorkop
Foto Siemens
Ivan Maesen
9
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Positionering en controle
draaizin
Foto Siemens
Ivan Maesen
10
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Standdetectie van een
klep
Foto Siemens
Ivan Maesen
11
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
oscillator
gelijkrichtier
smitt-trigger
versterker
spoel
Ivan Maesen
12
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Warmteontwikkeling
Ivan Maesen
Amplitude
kleiner
13
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Foto Siemens
Ivan Maesen
14
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Detectie vulniveau in
silo
Foto Siemens
Ivan Maesen
15
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Detectie van vulling
van brik
Foto Siemens
Ivan Maesen
16
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Het sensorvlak vormt een condensator. De lucht is het
diëlektricum.
C
A
d
Ivan Maesen
17
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Een niet-metalen object in het detectieveld: de
diëlektrische constante van de middenstof verandert.
C verandert
Ivan Maesen
18
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
De capaciteit wordt bepaald door het diëlektricum en de
afstand d tussen te platen.
C
A
d
Ivan Maesen
19
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Bij een elektrische geleidend object verkleint de afstand
tussen de platen.
C verandert
Ivan Maesen
20
Sensoren – Werking van de optische sensor
Ivan Maesen
21
Sensoren – Werking van de optische sensor
impulsgenerator (modulator)
IR of laser-LED
lichtgevoelige transistor
synchronisatie, gelijkrichter (demodulator)
smitt-trigger
versterker
Ivan Maesen
22
Sensoren – Werking van de ultrasone sensor
Ivan Maesen
23
Sensoren
ultrasone sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Kwaliteitscontrole met
sonar
Foto Siemens
Ivan Maesen
24
Sensoren
ultrasone sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Hoogtemeting met sonar
Foto Siemens
Ivan Maesen
25
Sensoren
ultrasone sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Afstandsmeting met sonar
Foto Siemens
Ivan Maesen
26
Sensoren
ultrasone sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Controle op doorhangen
met sonar
Foto Siemens
Ivan Maesen
27
Sensoren
ultrasone sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Niveaumetingen
met sonar
Foto’s Siemens
Ivan Maesen
28
Sensoren – Werking van de ultrasone sensor
oscillator
gelijkrichtier
smitt-trigger
versterker
piëzo element (opwekken en verwerken geluidsgolven)
Ivan Maesen
29
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen volgens de vorm
Cilindrische sensoren
Balkvormige or rechthoekige sensoren
Ivan Maesen
30
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen vvolgens de vorm
Speciale vormen:
• vork of sleufsensoren,
• ringsensoren,
• …
Foto Turck
Ivan Maesen
31
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Materiaal van de behuizing (cilindrische sensoren)
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
32
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Maten van cilindrische sensoren
Schroefdraad: M 4, M6,5 M8, M12, M18, M30,
PG 36
Gladde uitvoering: Ø11, Ø20, Ø40
Maten van rechthoekige sensoren
Bouwvormen zie maatschetsen catalogie.
Foto Siemens
Ivan Maesen
33
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens aansluiting
• Sensoren met aansluitklemmen
• Aangegoten kabel zonder connector
• Aangegoten kabel met connector
• Sensoren met connnector
Ivan Maesen
34
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens de aansluiting
Aangegoten kabel
Sensoren met
aansluitklem
Ivan Maesen
35
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens aansluiting
Sensoren met connnector
Ivan Maesen
36
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens aansluiting
Sensoren met connector:
aansluitkabels
Ivan Maesen
37
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens aansluiting
Aansluitkabels en aansluitdozen voor sensoren
Foto Turck
Ivan Maesen
38
Sensoren – Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Foto Siemens
Ivan Maesen
39
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger afzonderlijk (directe scan, thru scan)
Groot detectiebereik (tientallen meters)
Geen doorschijnende materialen detecteren
Ivan Maesen
40
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger afzonderlijk (directe scan, thru scan)
Foto Siemens
Ivan Maesen
41
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger afzonderlijk – spiegeling
(specular)
Detecteren van spiegelende opbjecten
Ivan Maesen
42
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, met reflector
(Retroreflex - retroreflective)
Geen glimmende, spiegelende, doorzichtige voorwerpen
Detectieafstand : ca. 5 m
Ivan Maesen
43
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, met reflector
(Retroreflex - retroreflective)
Ivan Maesen
44
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, met reflector
(Retroreflex - retroreflective)
Foto Siemens
Ivan Maesen
45
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Foto’s Siemens
Ivan Maesen
46
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, met reflector
(Polarisatie - polarized)
Wel glimmende, spiegelende, doorzichtige voorwerpen
Detectieafstand : ca. 3 m
Ivan Maesen
47
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Gepolariseerd licht
Spiegelend voorwerp
Ivan Maesen
48
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, objectreflectie
(strooing – diffuse)
Voorwerpen met mat en ruw oppervlak kunnen gedetecteerd worden
Detectieafstand : enkele tientallen centimeters
Ivan Maesen
49
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, objectreflectie
(strooing – diffuse)
Foto Siemens
Ivan Maesen
50
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, objectreflectie focuspunt (convergent)
Preciesiedetectie, achtergrond geen invloed
Detectieafstand : enkele tientallen centimeters
Ivan Maesen
51
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger afzonderlijk, met glasvezels
Ivan Maesen
52
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, objectreflectie,
met glasvezels
Ivan Maesen
53
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Foto Siemens
Ivan Maesen
54
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Lichtgordijn
Multi beam safety senor
Ivan Maesen
55
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Nominale schakelafstand Sn
Afstand waarbij de sensor schakelt
• Genormalisseerd meetobject
• Nominale spanning
• Nominale temperatuur
Ivan Maesen
56
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Werkelijke schakelafstand
Rekening houden met:
• Werkelijke temperatuur
• Nabijheid andere sensoren
• Soort materiaal
• Afmetingen object
• Kleur (optische sensoren)
• …
Ivan Maesen
57
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Werkelijke schakelafstand
Correctiefactoren inductieve schakelaar
- staal
1
- CrNi
0,85
- Al
0,50
- Cu
0,45
- ….
Ivan Maesen
58
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Werkelijke schakelafstand
Correctiefactoren capacitieve schakelaar:
- Staal
1
- Al
0,95
- Cu
0,95
- H2O
0,64
- Plexiglas
0,20
-…
Ivan Maesen
59
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Schakelfrequentie
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.
Ivan Maesen
60
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Uitgangsbelasing
De stroom die de sensor kan schakelen,
uitgedrukt in mA.
Ivan Maesen
61
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Afgeschermde (shielded) en niet-afgeschermde
(unshielded) senoren
Ivan Maesen
62
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Niet-afgeschermde senoren
Kop niet afgeschermd, uit kunststof
Grotere detectieafstand
Inbouwen geeft problemen
Ivan Maesen
Foto Siemens
63
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Afgeschermde senoren
Volledig uit metaal (uitgezonderd detectievlak)
Kleinere detectieafstand
Ivan Maesen
64
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
65
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen inductieve sensoren
Ongevoelig voor trillingen
Geen contactdender
Geen onderhoud, geen slijtage
Kostprijs € 20 tot ca. € 50
Foto Siemens
Ivan Maesen
66
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen inductieve sensoren
Beperkingen
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.
Ivan Maesen
67
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
68
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
69
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen capacitieve sensoren
Beperkingen
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
Ivan Maesen
70
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
71
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen ultrasone sensoren
Beperkingen
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.
Ivan Maesen
72
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
73
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
74
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen optische sensoren
Beperkingen
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.
Ivan Maesen
75
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Rekening houden met:
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
76
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Draadkleur
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
77
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Driedraadse sensor PNP (capacitief)
Ivan Maesen
78
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Driedraadse sensor NPN (inductief)
Ivan Maesen
79
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Vierdraadse sensor PNP
Ivan Maesen
80
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Tweedraadse sensor DC (capacitief)
Ivan Maesen
81
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Tweedraadse NAMUR sensor DC (capacitief)
Ivan Maesen
82
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Tweedraadse sensor AC - NC (inductief)
Ivan Maesen
83
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Tweedraadse sensor AC - NO (inductief)
Ivan Maesen
84
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Vijfdraadse sensor AC (optisch)
Ivan Maesen
85
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Vijfdraadse sensor AC - NO (optisch)
Ivan Maesen
86
Sensoren – Testen van sensoren
Driedraadse sensoren
Als voorbeeld een sensor met PNP-uitgang
Het aansluitschema
Testen met V-meter – Je kunt uiteraard met de Vmeter ook over de belasting meten.
Ivan Maesen
87
Sensoren – Testen van sensoren
Tweedraadse
sensoren
Het aansluitschema
Testen met V-meter
Testen met A-meter
Ivan Maesen
88
Sensoren
Ivan Maesen
89
Slide 25
Installatiemethoden 6 ET
Foto Heidelberg
Ivan Maesen
1
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
2
Sensoren - Algemeen
Inductieve sensoren
Capacitieve sensoren
Optische sensoren
Magnetische sensoren
Ultrasone sensoren
Foto Turck
Ivan Maesen
3
Sensoren – Algemene werking
Ivan Maesen
4
Sensoren – Algemene werking
Ivan Maesen
5
Sensoren – Algemene werking
Ivan Maesen
6
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Foto Siemens
Ivan Maesen
7
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Detectie van blik
en deksel
Foto Siemens
Ivan Maesen
8
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Controle van afbreken van
boorkop
Foto Siemens
Ivan Maesen
9
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Positionering en controle
draaizin
Foto Siemens
Ivan Maesen
10
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Standdetectie van een
klep
Foto Siemens
Ivan Maesen
11
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
oscillator
gelijkrichtier
smitt-trigger
versterker
spoel
Ivan Maesen
12
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Warmteontwikkeling
Ivan Maesen
Amplitude
kleiner
13
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Foto Siemens
Ivan Maesen
14
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Detectie vulniveau in
silo
Foto Siemens
Ivan Maesen
15
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Detectie van vulling
van brik
Foto Siemens
Ivan Maesen
16
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Het sensorvlak vormt een condensator. De lucht is het
diëlektricum.
C
A
d
Ivan Maesen
17
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Een niet-metalen object in het detectieveld: de
diëlektrische constante van de middenstof verandert.
C verandert
Ivan Maesen
18
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
De capaciteit wordt bepaald door het diëlektricum en de
afstand d tussen te platen.
C
A
d
Ivan Maesen
19
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Bij een elektrische geleidend object verkleint de afstand
tussen de platen.
C verandert
Ivan Maesen
20
Sensoren – Werking van de optische sensor
Ivan Maesen
21
Sensoren – Werking van de optische sensor
impulsgenerator (modulator)
IR of laser-LED
lichtgevoelige transistor
synchronisatie, gelijkrichter (demodulator)
smitt-trigger
versterker
Ivan Maesen
22
Sensoren – Werking van de ultrasone sensor
Ivan Maesen
23
Sensoren
ultrasone sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Kwaliteitscontrole met
sonar
Foto Siemens
Ivan Maesen
24
Sensoren
ultrasone sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Hoogtemeting met sonar
Foto Siemens
Ivan Maesen
25
Sensoren
ultrasone sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Afstandsmeting met sonar
Foto Siemens
Ivan Maesen
26
Sensoren
ultrasone sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Controle op doorhangen
met sonar
Foto Siemens
Ivan Maesen
27
Sensoren
ultrasone sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Niveaumetingen
met sonar
Foto’s Siemens
Ivan Maesen
28
Sensoren – Werking van de ultrasone sensor
oscillator
gelijkrichtier
smitt-trigger
versterker
piëzo element (opwekken en verwerken geluidsgolven)
Ivan Maesen
29
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen volgens de vorm
Cilindrische sensoren
Balkvormige or rechthoekige sensoren
Ivan Maesen
30
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen vvolgens de vorm
Speciale vormen:
• vork of sleufsensoren,
• ringsensoren,
• …
Foto Turck
Ivan Maesen
31
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Materiaal van de behuizing (cilindrische sensoren)
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
32
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Maten van cilindrische sensoren
Schroefdraad: M 4, M6,5 M8, M12, M18, M30,
PG 36
Gladde uitvoering: Ø11, Ø20, Ø40
Maten van rechthoekige sensoren
Bouwvormen zie maatschetsen catalogie.
Foto Siemens
Ivan Maesen
33
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens aansluiting
• Sensoren met aansluitklemmen
• Aangegoten kabel zonder connector
• Aangegoten kabel met connector
• Sensoren met connnector
Ivan Maesen
34
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens de aansluiting
Aangegoten kabel
Sensoren met
aansluitklem
Ivan Maesen
35
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens aansluiting
Sensoren met connnector
Ivan Maesen
36
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens aansluiting
Sensoren met connector:
aansluitkabels
Ivan Maesen
37
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens aansluiting
Aansluitkabels en aansluitdozen voor sensoren
Foto Turck
Ivan Maesen
38
Sensoren – Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Foto Siemens
Ivan Maesen
39
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger afzonderlijk (directe scan, thru scan)
Groot detectiebereik (tientallen meters)
Geen doorschijnende materialen detecteren
Ivan Maesen
40
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger afzonderlijk (directe scan, thru scan)
Foto Siemens
Ivan Maesen
41
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger afzonderlijk – spiegeling
(specular)
Detecteren van spiegelende opbjecten
Ivan Maesen
42
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, met reflector
(Retroreflex - retroreflective)
Geen glimmende, spiegelende, doorzichtige voorwerpen
Detectieafstand : ca. 5 m
Ivan Maesen
43
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, met reflector
(Retroreflex - retroreflective)
Ivan Maesen
44
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, met reflector
(Retroreflex - retroreflective)
Foto Siemens
Ivan Maesen
45
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Foto’s Siemens
Ivan Maesen
46
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, met reflector
(Polarisatie - polarized)
Wel glimmende, spiegelende, doorzichtige voorwerpen
Detectieafstand : ca. 3 m
Ivan Maesen
47
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Gepolariseerd licht
Spiegelend voorwerp
Ivan Maesen
48
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, objectreflectie
(strooing – diffuse)
Voorwerpen met mat en ruw oppervlak kunnen gedetecteerd worden
Detectieafstand : enkele tientallen centimeters
Ivan Maesen
49
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, objectreflectie
(strooing – diffuse)
Foto Siemens
Ivan Maesen
50
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, objectreflectie focuspunt (convergent)
Preciesiedetectie, achtergrond geen invloed
Detectieafstand : enkele tientallen centimeters
Ivan Maesen
51
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger afzonderlijk, met glasvezels
Ivan Maesen
52
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, objectreflectie,
met glasvezels
Ivan Maesen
53
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Foto Siemens
Ivan Maesen
54
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Lichtgordijn
Multi beam safety senor
Ivan Maesen
55
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Nominale schakelafstand Sn
Afstand waarbij de sensor schakelt
• Genormalisseerd meetobject
• Nominale spanning
• Nominale temperatuur
Ivan Maesen
56
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Werkelijke schakelafstand
Rekening houden met:
• Werkelijke temperatuur
• Nabijheid andere sensoren
• Soort materiaal
• Afmetingen object
• Kleur (optische sensoren)
• …
Ivan Maesen
57
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Werkelijke schakelafstand
Correctiefactoren inductieve schakelaar
- staal
1
- CrNi
0,85
- Al
0,50
- Cu
0,45
- ….
Ivan Maesen
58
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Werkelijke schakelafstand
Correctiefactoren capacitieve schakelaar:
- Staal
1
- Al
0,95
- Cu
0,95
- H2O
0,64
- Plexiglas
0,20
-…
Ivan Maesen
59
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Schakelfrequentie
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.
Ivan Maesen
60
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Uitgangsbelasing
De stroom die de sensor kan schakelen,
uitgedrukt in mA.
Ivan Maesen
61
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Afgeschermde (shielded) en niet-afgeschermde
(unshielded) senoren
Ivan Maesen
62
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Niet-afgeschermde senoren
Kop niet afgeschermd, uit kunststof
Grotere detectieafstand
Inbouwen geeft problemen
Ivan Maesen
Foto Siemens
63
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Afgeschermde senoren
Volledig uit metaal (uitgezonderd detectievlak)
Kleinere detectieafstand
Ivan Maesen
64
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
65
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen inductieve sensoren
Ongevoelig voor trillingen
Geen contactdender
Geen onderhoud, geen slijtage
Kostprijs € 20 tot ca. € 50
Foto Siemens
Ivan Maesen
66
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen inductieve sensoren
Beperkingen
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.
Ivan Maesen
67
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
68
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
69
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen capacitieve sensoren
Beperkingen
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
Ivan Maesen
70
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
71
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen ultrasone sensoren
Beperkingen
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.
Ivan Maesen
72
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
73
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
74
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen optische sensoren
Beperkingen
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.
Ivan Maesen
75
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Rekening houden met:
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
76
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Draadkleur
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
77
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Driedraadse sensor PNP (capacitief)
Ivan Maesen
78
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Driedraadse sensor NPN (inductief)
Ivan Maesen
79
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Vierdraadse sensor PNP
Ivan Maesen
80
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Tweedraadse sensor DC (capacitief)
Ivan Maesen
81
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Tweedraadse NAMUR sensor DC (capacitief)
Ivan Maesen
82
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Tweedraadse sensor AC - NC (inductief)
Ivan Maesen
83
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Tweedraadse sensor AC - NO (inductief)
Ivan Maesen
84
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Vijfdraadse sensor AC (optisch)
Ivan Maesen
85
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Vijfdraadse sensor AC - NO (optisch)
Ivan Maesen
86
Sensoren – Testen van sensoren
Driedraadse sensoren
Als voorbeeld een sensor met PNP-uitgang
Het aansluitschema
Testen met V-meter – Je kunt uiteraard met de Vmeter ook over de belasting meten.
Ivan Maesen
87
Sensoren – Testen van sensoren
Tweedraadse
sensoren
Het aansluitschema
Testen met V-meter
Testen met A-meter
Ivan Maesen
88
Sensoren
Ivan Maesen
89
Slide 26
Installatiemethoden 6 ET
Foto Heidelberg
Ivan Maesen
1
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
2
Sensoren - Algemeen
Inductieve sensoren
Capacitieve sensoren
Optische sensoren
Magnetische sensoren
Ultrasone sensoren
Foto Turck
Ivan Maesen
3
Sensoren – Algemene werking
Ivan Maesen
4
Sensoren – Algemene werking
Ivan Maesen
5
Sensoren – Algemene werking
Ivan Maesen
6
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Foto Siemens
Ivan Maesen
7
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Detectie van blik
en deksel
Foto Siemens
Ivan Maesen
8
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Controle van afbreken van
boorkop
Foto Siemens
Ivan Maesen
9
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Positionering en controle
draaizin
Foto Siemens
Ivan Maesen
10
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Standdetectie van een
klep
Foto Siemens
Ivan Maesen
11
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
oscillator
gelijkrichtier
smitt-trigger
versterker
spoel
Ivan Maesen
12
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Warmteontwikkeling
Ivan Maesen
Amplitude
kleiner
13
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Foto Siemens
Ivan Maesen
14
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Detectie vulniveau in
silo
Foto Siemens
Ivan Maesen
15
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Detectie van vulling
van brik
Foto Siemens
Ivan Maesen
16
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Het sensorvlak vormt een condensator. De lucht is het
diëlektricum.
C
A
d
Ivan Maesen
17
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Een niet-metalen object in het detectieveld: de
diëlektrische constante van de middenstof verandert.
C verandert
Ivan Maesen
18
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
De capaciteit wordt bepaald door het diëlektricum en de
afstand d tussen te platen.
C
A
d
Ivan Maesen
19
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Bij een elektrische geleidend object verkleint de afstand
tussen de platen.
C verandert
Ivan Maesen
20
Sensoren – Werking van de optische sensor
Ivan Maesen
21
Sensoren – Werking van de optische sensor
impulsgenerator (modulator)
IR of laser-LED
lichtgevoelige transistor
synchronisatie, gelijkrichter (demodulator)
smitt-trigger
versterker
Ivan Maesen
22
Sensoren – Werking van de ultrasone sensor
Ivan Maesen
23
Sensoren
ultrasone sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Kwaliteitscontrole met
sonar
Foto Siemens
Ivan Maesen
24
Sensoren
ultrasone sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Hoogtemeting met sonar
Foto Siemens
Ivan Maesen
25
Sensoren
ultrasone sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Afstandsmeting met sonar
Foto Siemens
Ivan Maesen
26
Sensoren
ultrasone sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Controle op doorhangen
met sonar
Foto Siemens
Ivan Maesen
27
Sensoren
ultrasone sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Niveaumetingen
met sonar
Foto’s Siemens
Ivan Maesen
28
Sensoren – Werking van de ultrasone sensor
oscillator
gelijkrichtier
smitt-trigger
versterker
piëzo element (opwekken en verwerken geluidsgolven)
Ivan Maesen
29
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen volgens de vorm
Cilindrische sensoren
Balkvormige or rechthoekige sensoren
Ivan Maesen
30
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen vvolgens de vorm
Speciale vormen:
• vork of sleufsensoren,
• ringsensoren,
• …
Foto Turck
Ivan Maesen
31
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Materiaal van de behuizing (cilindrische sensoren)
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
32
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Maten van cilindrische sensoren
Schroefdraad: M 4, M6,5 M8, M12, M18, M30,
PG 36
Gladde uitvoering: Ø11, Ø20, Ø40
Maten van rechthoekige sensoren
Bouwvormen zie maatschetsen catalogie.
Foto Siemens
Ivan Maesen
33
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens aansluiting
• Sensoren met aansluitklemmen
• Aangegoten kabel zonder connector
• Aangegoten kabel met connector
• Sensoren met connnector
Ivan Maesen
34
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens de aansluiting
Aangegoten kabel
Sensoren met
aansluitklem
Ivan Maesen
35
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens aansluiting
Sensoren met connnector
Ivan Maesen
36
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens aansluiting
Sensoren met connector:
aansluitkabels
Ivan Maesen
37
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens aansluiting
Aansluitkabels en aansluitdozen voor sensoren
Foto Turck
Ivan Maesen
38
Sensoren – Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Foto Siemens
Ivan Maesen
39
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger afzonderlijk (directe scan, thru scan)
Groot detectiebereik (tientallen meters)
Geen doorschijnende materialen detecteren
Ivan Maesen
40
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger afzonderlijk (directe scan, thru scan)
Foto Siemens
Ivan Maesen
41
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger afzonderlijk – spiegeling
(specular)
Detecteren van spiegelende opbjecten
Ivan Maesen
42
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, met reflector
(Retroreflex - retroreflective)
Geen glimmende, spiegelende, doorzichtige voorwerpen
Detectieafstand : ca. 5 m
Ivan Maesen
43
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, met reflector
(Retroreflex - retroreflective)
Ivan Maesen
44
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, met reflector
(Retroreflex - retroreflective)
Foto Siemens
Ivan Maesen
45
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Foto’s Siemens
Ivan Maesen
46
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, met reflector
(Polarisatie - polarized)
Wel glimmende, spiegelende, doorzichtige voorwerpen
Detectieafstand : ca. 3 m
Ivan Maesen
47
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Gepolariseerd licht
Spiegelend voorwerp
Ivan Maesen
48
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, objectreflectie
(strooing – diffuse)
Voorwerpen met mat en ruw oppervlak kunnen gedetecteerd worden
Detectieafstand : enkele tientallen centimeters
Ivan Maesen
49
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, objectreflectie
(strooing – diffuse)
Foto Siemens
Ivan Maesen
50
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, objectreflectie focuspunt (convergent)
Preciesiedetectie, achtergrond geen invloed
Detectieafstand : enkele tientallen centimeters
Ivan Maesen
51
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger afzonderlijk, met glasvezels
Ivan Maesen
52
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, objectreflectie,
met glasvezels
Ivan Maesen
53
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Foto Siemens
Ivan Maesen
54
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Lichtgordijn
Multi beam safety senor
Ivan Maesen
55
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Nominale schakelafstand Sn
Afstand waarbij de sensor schakelt
• Genormalisseerd meetobject
• Nominale spanning
• Nominale temperatuur
Ivan Maesen
56
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Werkelijke schakelafstand
Rekening houden met:
• Werkelijke temperatuur
• Nabijheid andere sensoren
• Soort materiaal
• Afmetingen object
• Kleur (optische sensoren)
• …
Ivan Maesen
57
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Werkelijke schakelafstand
Correctiefactoren inductieve schakelaar
- staal
1
- CrNi
0,85
- Al
0,50
- Cu
0,45
- ….
Ivan Maesen
58
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Werkelijke schakelafstand
Correctiefactoren capacitieve schakelaar:
- Staal
1
- Al
0,95
- Cu
0,95
- H2O
0,64
- Plexiglas
0,20
-…
Ivan Maesen
59
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Schakelfrequentie
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.
Ivan Maesen
60
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Uitgangsbelasing
De stroom die de sensor kan schakelen,
uitgedrukt in mA.
Ivan Maesen
61
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Afgeschermde (shielded) en niet-afgeschermde
(unshielded) senoren
Ivan Maesen
62
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Niet-afgeschermde senoren
Kop niet afgeschermd, uit kunststof
Grotere detectieafstand
Inbouwen geeft problemen
Ivan Maesen
Foto Siemens
63
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Afgeschermde senoren
Volledig uit metaal (uitgezonderd detectievlak)
Kleinere detectieafstand
Ivan Maesen
64
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
65
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen inductieve sensoren
Ongevoelig voor trillingen
Geen contactdender
Geen onderhoud, geen slijtage
Kostprijs € 20 tot ca. € 50
Foto Siemens
Ivan Maesen
66
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen inductieve sensoren
Beperkingen
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.
Ivan Maesen
67
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
68
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
69
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen capacitieve sensoren
Beperkingen
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
Ivan Maesen
70
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
71
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen ultrasone sensoren
Beperkingen
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.
Ivan Maesen
72
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
73
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
74
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen optische sensoren
Beperkingen
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.
Ivan Maesen
75
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Rekening houden met:
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
76
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Draadkleur
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
77
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Driedraadse sensor PNP (capacitief)
Ivan Maesen
78
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Driedraadse sensor NPN (inductief)
Ivan Maesen
79
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Vierdraadse sensor PNP
Ivan Maesen
80
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Tweedraadse sensor DC (capacitief)
Ivan Maesen
81
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Tweedraadse NAMUR sensor DC (capacitief)
Ivan Maesen
82
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Tweedraadse sensor AC - NC (inductief)
Ivan Maesen
83
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Tweedraadse sensor AC - NO (inductief)
Ivan Maesen
84
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Vijfdraadse sensor AC (optisch)
Ivan Maesen
85
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Vijfdraadse sensor AC - NO (optisch)
Ivan Maesen
86
Sensoren – Testen van sensoren
Driedraadse sensoren
Als voorbeeld een sensor met PNP-uitgang
Het aansluitschema
Testen met V-meter – Je kunt uiteraard met de Vmeter ook over de belasting meten.
Ivan Maesen
87
Sensoren – Testen van sensoren
Tweedraadse
sensoren
Het aansluitschema
Testen met V-meter
Testen met A-meter
Ivan Maesen
88
Sensoren
Ivan Maesen
89
Slide 27
Installatiemethoden 6 ET
Foto Heidelberg
Ivan Maesen
1
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
2
Sensoren - Algemeen
Inductieve sensoren
Capacitieve sensoren
Optische sensoren
Magnetische sensoren
Ultrasone sensoren
Foto Turck
Ivan Maesen
3
Sensoren – Algemene werking
Ivan Maesen
4
Sensoren – Algemene werking
Ivan Maesen
5
Sensoren – Algemene werking
Ivan Maesen
6
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Foto Siemens
Ivan Maesen
7
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Detectie van blik
en deksel
Foto Siemens
Ivan Maesen
8
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Controle van afbreken van
boorkop
Foto Siemens
Ivan Maesen
9
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Positionering en controle
draaizin
Foto Siemens
Ivan Maesen
10
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Standdetectie van een
klep
Foto Siemens
Ivan Maesen
11
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
oscillator
gelijkrichtier
smitt-trigger
versterker
spoel
Ivan Maesen
12
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Warmteontwikkeling
Ivan Maesen
Amplitude
kleiner
13
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Foto Siemens
Ivan Maesen
14
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Detectie vulniveau in
silo
Foto Siemens
Ivan Maesen
15
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Detectie van vulling
van brik
Foto Siemens
Ivan Maesen
16
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Het sensorvlak vormt een condensator. De lucht is het
diëlektricum.
C
A
d
Ivan Maesen
17
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Een niet-metalen object in het detectieveld: de
diëlektrische constante van de middenstof verandert.
C verandert
Ivan Maesen
18
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
De capaciteit wordt bepaald door het diëlektricum en de
afstand d tussen te platen.
C
A
d
Ivan Maesen
19
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Bij een elektrische geleidend object verkleint de afstand
tussen de platen.
C verandert
Ivan Maesen
20
Sensoren – Werking van de optische sensor
Ivan Maesen
21
Sensoren – Werking van de optische sensor
impulsgenerator (modulator)
IR of laser-LED
lichtgevoelige transistor
synchronisatie, gelijkrichter (demodulator)
smitt-trigger
versterker
Ivan Maesen
22
Sensoren – Werking van de ultrasone sensor
Ivan Maesen
23
Sensoren
ultrasone sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Kwaliteitscontrole met
sonar
Foto Siemens
Ivan Maesen
24
Sensoren
ultrasone sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Hoogtemeting met sonar
Foto Siemens
Ivan Maesen
25
Sensoren
ultrasone sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Afstandsmeting met sonar
Foto Siemens
Ivan Maesen
26
Sensoren
ultrasone sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Controle op doorhangen
met sonar
Foto Siemens
Ivan Maesen
27
Sensoren
ultrasone sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Niveaumetingen
met sonar
Foto’s Siemens
Ivan Maesen
28
Sensoren – Werking van de ultrasone sensor
oscillator
gelijkrichtier
smitt-trigger
versterker
piëzo element (opwekken en verwerken geluidsgolven)
Ivan Maesen
29
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen volgens de vorm
Cilindrische sensoren
Balkvormige or rechthoekige sensoren
Ivan Maesen
30
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen vvolgens de vorm
Speciale vormen:
• vork of sleufsensoren,
• ringsensoren,
• …
Foto Turck
Ivan Maesen
31
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Materiaal van de behuizing (cilindrische sensoren)
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
32
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Maten van cilindrische sensoren
Schroefdraad: M 4, M6,5 M8, M12, M18, M30,
PG 36
Gladde uitvoering: Ø11, Ø20, Ø40
Maten van rechthoekige sensoren
Bouwvormen zie maatschetsen catalogie.
Foto Siemens
Ivan Maesen
33
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens aansluiting
• Sensoren met aansluitklemmen
• Aangegoten kabel zonder connector
• Aangegoten kabel met connector
• Sensoren met connnector
Ivan Maesen
34
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens de aansluiting
Aangegoten kabel
Sensoren met
aansluitklem
Ivan Maesen
35
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens aansluiting
Sensoren met connnector
Ivan Maesen
36
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens aansluiting
Sensoren met connector:
aansluitkabels
Ivan Maesen
37
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens aansluiting
Aansluitkabels en aansluitdozen voor sensoren
Foto Turck
Ivan Maesen
38
Sensoren – Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Foto Siemens
Ivan Maesen
39
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger afzonderlijk (directe scan, thru scan)
Groot detectiebereik (tientallen meters)
Geen doorschijnende materialen detecteren
Ivan Maesen
40
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger afzonderlijk (directe scan, thru scan)
Foto Siemens
Ivan Maesen
41
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger afzonderlijk – spiegeling
(specular)
Detecteren van spiegelende opbjecten
Ivan Maesen
42
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, met reflector
(Retroreflex - retroreflective)
Geen glimmende, spiegelende, doorzichtige voorwerpen
Detectieafstand : ca. 5 m
Ivan Maesen
43
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, met reflector
(Retroreflex - retroreflective)
Ivan Maesen
44
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, met reflector
(Retroreflex - retroreflective)
Foto Siemens
Ivan Maesen
45
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Foto’s Siemens
Ivan Maesen
46
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, met reflector
(Polarisatie - polarized)
Wel glimmende, spiegelende, doorzichtige voorwerpen
Detectieafstand : ca. 3 m
Ivan Maesen
47
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Gepolariseerd licht
Spiegelend voorwerp
Ivan Maesen
48
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, objectreflectie
(strooing – diffuse)
Voorwerpen met mat en ruw oppervlak kunnen gedetecteerd worden
Detectieafstand : enkele tientallen centimeters
Ivan Maesen
49
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, objectreflectie
(strooing – diffuse)
Foto Siemens
Ivan Maesen
50
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, objectreflectie focuspunt (convergent)
Preciesiedetectie, achtergrond geen invloed
Detectieafstand : enkele tientallen centimeters
Ivan Maesen
51
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger afzonderlijk, met glasvezels
Ivan Maesen
52
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, objectreflectie,
met glasvezels
Ivan Maesen
53
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Foto Siemens
Ivan Maesen
54
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Lichtgordijn
Multi beam safety senor
Ivan Maesen
55
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Nominale schakelafstand Sn
Afstand waarbij de sensor schakelt
• Genormalisseerd meetobject
• Nominale spanning
• Nominale temperatuur
Ivan Maesen
56
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Werkelijke schakelafstand
Rekening houden met:
• Werkelijke temperatuur
• Nabijheid andere sensoren
• Soort materiaal
• Afmetingen object
• Kleur (optische sensoren)
• …
Ivan Maesen
57
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Werkelijke schakelafstand
Correctiefactoren inductieve schakelaar
- staal
1
- CrNi
0,85
- Al
0,50
- Cu
0,45
- ….
Ivan Maesen
58
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Werkelijke schakelafstand
Correctiefactoren capacitieve schakelaar:
- Staal
1
- Al
0,95
- Cu
0,95
- H2O
0,64
- Plexiglas
0,20
-…
Ivan Maesen
59
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Schakelfrequentie
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.
Ivan Maesen
60
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Uitgangsbelasing
De stroom die de sensor kan schakelen,
uitgedrukt in mA.
Ivan Maesen
61
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Afgeschermde (shielded) en niet-afgeschermde
(unshielded) senoren
Ivan Maesen
62
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Niet-afgeschermde senoren
Kop niet afgeschermd, uit kunststof
Grotere detectieafstand
Inbouwen geeft problemen
Ivan Maesen
Foto Siemens
63
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Afgeschermde senoren
Volledig uit metaal (uitgezonderd detectievlak)
Kleinere detectieafstand
Ivan Maesen
64
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
65
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen inductieve sensoren
Ongevoelig voor trillingen
Geen contactdender
Geen onderhoud, geen slijtage
Kostprijs € 20 tot ca. € 50
Foto Siemens
Ivan Maesen
66
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen inductieve sensoren
Beperkingen
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.
Ivan Maesen
67
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
68
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
69
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen capacitieve sensoren
Beperkingen
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
Ivan Maesen
70
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
71
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen ultrasone sensoren
Beperkingen
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.
Ivan Maesen
72
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
73
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
74
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen optische sensoren
Beperkingen
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.
Ivan Maesen
75
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Rekening houden met:
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
76
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Draadkleur
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
77
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Driedraadse sensor PNP (capacitief)
Ivan Maesen
78
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Driedraadse sensor NPN (inductief)
Ivan Maesen
79
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Vierdraadse sensor PNP
Ivan Maesen
80
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Tweedraadse sensor DC (capacitief)
Ivan Maesen
81
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Tweedraadse NAMUR sensor DC (capacitief)
Ivan Maesen
82
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Tweedraadse sensor AC - NC (inductief)
Ivan Maesen
83
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Tweedraadse sensor AC - NO (inductief)
Ivan Maesen
84
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Vijfdraadse sensor AC (optisch)
Ivan Maesen
85
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Vijfdraadse sensor AC - NO (optisch)
Ivan Maesen
86
Sensoren – Testen van sensoren
Driedraadse sensoren
Als voorbeeld een sensor met PNP-uitgang
Het aansluitschema
Testen met V-meter – Je kunt uiteraard met de Vmeter ook over de belasting meten.
Ivan Maesen
87
Sensoren – Testen van sensoren
Tweedraadse
sensoren
Het aansluitschema
Testen met V-meter
Testen met A-meter
Ivan Maesen
88
Sensoren
Ivan Maesen
89
Slide 28
Installatiemethoden 6 ET
Foto Heidelberg
Ivan Maesen
1
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
2
Sensoren - Algemeen
Inductieve sensoren
Capacitieve sensoren
Optische sensoren
Magnetische sensoren
Ultrasone sensoren
Foto Turck
Ivan Maesen
3
Sensoren – Algemene werking
Ivan Maesen
4
Sensoren – Algemene werking
Ivan Maesen
5
Sensoren – Algemene werking
Ivan Maesen
6
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Foto Siemens
Ivan Maesen
7
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Detectie van blik
en deksel
Foto Siemens
Ivan Maesen
8
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Controle van afbreken van
boorkop
Foto Siemens
Ivan Maesen
9
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Positionering en controle
draaizin
Foto Siemens
Ivan Maesen
10
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Standdetectie van een
klep
Foto Siemens
Ivan Maesen
11
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
oscillator
gelijkrichtier
smitt-trigger
versterker
spoel
Ivan Maesen
12
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Warmteontwikkeling
Ivan Maesen
Amplitude
kleiner
13
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Foto Siemens
Ivan Maesen
14
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Detectie vulniveau in
silo
Foto Siemens
Ivan Maesen
15
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Detectie van vulling
van brik
Foto Siemens
Ivan Maesen
16
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Het sensorvlak vormt een condensator. De lucht is het
diëlektricum.
C
A
d
Ivan Maesen
17
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Een niet-metalen object in het detectieveld: de
diëlektrische constante van de middenstof verandert.
C verandert
Ivan Maesen
18
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
De capaciteit wordt bepaald door het diëlektricum en de
afstand d tussen te platen.
C
A
d
Ivan Maesen
19
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Bij een elektrische geleidend object verkleint de afstand
tussen de platen.
C verandert
Ivan Maesen
20
Sensoren – Werking van de optische sensor
Ivan Maesen
21
Sensoren – Werking van de optische sensor
impulsgenerator (modulator)
IR of laser-LED
lichtgevoelige transistor
synchronisatie, gelijkrichter (demodulator)
smitt-trigger
versterker
Ivan Maesen
22
Sensoren – Werking van de ultrasone sensor
Ivan Maesen
23
Sensoren
ultrasone sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Kwaliteitscontrole met
sonar
Foto Siemens
Ivan Maesen
24
Sensoren
ultrasone sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Hoogtemeting met sonar
Foto Siemens
Ivan Maesen
25
Sensoren
ultrasone sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Afstandsmeting met sonar
Foto Siemens
Ivan Maesen
26
Sensoren
ultrasone sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Controle op doorhangen
met sonar
Foto Siemens
Ivan Maesen
27
Sensoren
ultrasone sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Niveaumetingen
met sonar
Foto’s Siemens
Ivan Maesen
28
Sensoren – Werking van de ultrasone sensor
oscillator
gelijkrichtier
smitt-trigger
versterker
piëzo element (opwekken en verwerken geluidsgolven)
Ivan Maesen
29
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen volgens de vorm
Cilindrische sensoren
Balkvormige or rechthoekige sensoren
Ivan Maesen
30
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen vvolgens de vorm
Speciale vormen:
• vork of sleufsensoren,
• ringsensoren,
• …
Foto Turck
Ivan Maesen
31
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Materiaal van de behuizing (cilindrische sensoren)
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
32
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Maten van cilindrische sensoren
Schroefdraad: M 4, M6,5 M8, M12, M18, M30,
PG 36
Gladde uitvoering: Ø11, Ø20, Ø40
Maten van rechthoekige sensoren
Bouwvormen zie maatschetsen catalogie.
Foto Siemens
Ivan Maesen
33
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens aansluiting
• Sensoren met aansluitklemmen
• Aangegoten kabel zonder connector
• Aangegoten kabel met connector
• Sensoren met connnector
Ivan Maesen
34
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens de aansluiting
Aangegoten kabel
Sensoren met
aansluitklem
Ivan Maesen
35
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens aansluiting
Sensoren met connnector
Ivan Maesen
36
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens aansluiting
Sensoren met connector:
aansluitkabels
Ivan Maesen
37
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens aansluiting
Aansluitkabels en aansluitdozen voor sensoren
Foto Turck
Ivan Maesen
38
Sensoren – Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Foto Siemens
Ivan Maesen
39
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger afzonderlijk (directe scan, thru scan)
Groot detectiebereik (tientallen meters)
Geen doorschijnende materialen detecteren
Ivan Maesen
40
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger afzonderlijk (directe scan, thru scan)
Foto Siemens
Ivan Maesen
41
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger afzonderlijk – spiegeling
(specular)
Detecteren van spiegelende opbjecten
Ivan Maesen
42
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, met reflector
(Retroreflex - retroreflective)
Geen glimmende, spiegelende, doorzichtige voorwerpen
Detectieafstand : ca. 5 m
Ivan Maesen
43
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, met reflector
(Retroreflex - retroreflective)
Ivan Maesen
44
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, met reflector
(Retroreflex - retroreflective)
Foto Siemens
Ivan Maesen
45
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Foto’s Siemens
Ivan Maesen
46
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, met reflector
(Polarisatie - polarized)
Wel glimmende, spiegelende, doorzichtige voorwerpen
Detectieafstand : ca. 3 m
Ivan Maesen
47
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Gepolariseerd licht
Spiegelend voorwerp
Ivan Maesen
48
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, objectreflectie
(strooing – diffuse)
Voorwerpen met mat en ruw oppervlak kunnen gedetecteerd worden
Detectieafstand : enkele tientallen centimeters
Ivan Maesen
49
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, objectreflectie
(strooing – diffuse)
Foto Siemens
Ivan Maesen
50
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, objectreflectie focuspunt (convergent)
Preciesiedetectie, achtergrond geen invloed
Detectieafstand : enkele tientallen centimeters
Ivan Maesen
51
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger afzonderlijk, met glasvezels
Ivan Maesen
52
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, objectreflectie,
met glasvezels
Ivan Maesen
53
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Foto Siemens
Ivan Maesen
54
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Lichtgordijn
Multi beam safety senor
Ivan Maesen
55
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Nominale schakelafstand Sn
Afstand waarbij de sensor schakelt
• Genormalisseerd meetobject
• Nominale spanning
• Nominale temperatuur
Ivan Maesen
56
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Werkelijke schakelafstand
Rekening houden met:
• Werkelijke temperatuur
• Nabijheid andere sensoren
• Soort materiaal
• Afmetingen object
• Kleur (optische sensoren)
• …
Ivan Maesen
57
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Werkelijke schakelafstand
Correctiefactoren inductieve schakelaar
- staal
1
- CrNi
0,85
- Al
0,50
- Cu
0,45
- ….
Ivan Maesen
58
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Werkelijke schakelafstand
Correctiefactoren capacitieve schakelaar:
- Staal
1
- Al
0,95
- Cu
0,95
- H2O
0,64
- Plexiglas
0,20
-…
Ivan Maesen
59
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Schakelfrequentie
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.
Ivan Maesen
60
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Uitgangsbelasing
De stroom die de sensor kan schakelen,
uitgedrukt in mA.
Ivan Maesen
61
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Afgeschermde (shielded) en niet-afgeschermde
(unshielded) senoren
Ivan Maesen
62
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Niet-afgeschermde senoren
Kop niet afgeschermd, uit kunststof
Grotere detectieafstand
Inbouwen geeft problemen
Ivan Maesen
Foto Siemens
63
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Afgeschermde senoren
Volledig uit metaal (uitgezonderd detectievlak)
Kleinere detectieafstand
Ivan Maesen
64
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
65
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen inductieve sensoren
Ongevoelig voor trillingen
Geen contactdender
Geen onderhoud, geen slijtage
Kostprijs € 20 tot ca. € 50
Foto Siemens
Ivan Maesen
66
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen inductieve sensoren
Beperkingen
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.
Ivan Maesen
67
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
68
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
69
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen capacitieve sensoren
Beperkingen
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
Ivan Maesen
70
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
71
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen ultrasone sensoren
Beperkingen
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.
Ivan Maesen
72
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
73
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
74
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen optische sensoren
Beperkingen
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.
Ivan Maesen
75
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Rekening houden met:
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
76
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Draadkleur
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
77
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Driedraadse sensor PNP (capacitief)
Ivan Maesen
78
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Driedraadse sensor NPN (inductief)
Ivan Maesen
79
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Vierdraadse sensor PNP
Ivan Maesen
80
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Tweedraadse sensor DC (capacitief)
Ivan Maesen
81
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Tweedraadse NAMUR sensor DC (capacitief)
Ivan Maesen
82
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Tweedraadse sensor AC - NC (inductief)
Ivan Maesen
83
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Tweedraadse sensor AC - NO (inductief)
Ivan Maesen
84
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Vijfdraadse sensor AC (optisch)
Ivan Maesen
85
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Vijfdraadse sensor AC - NO (optisch)
Ivan Maesen
86
Sensoren – Testen van sensoren
Driedraadse sensoren
Als voorbeeld een sensor met PNP-uitgang
Het aansluitschema
Testen met V-meter – Je kunt uiteraard met de Vmeter ook over de belasting meten.
Ivan Maesen
87
Sensoren – Testen van sensoren
Tweedraadse
sensoren
Het aansluitschema
Testen met V-meter
Testen met A-meter
Ivan Maesen
88
Sensoren
Ivan Maesen
89
Slide 29
Installatiemethoden 6 ET
Foto Heidelberg
Ivan Maesen
1
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
2
Sensoren - Algemeen
Inductieve sensoren
Capacitieve sensoren
Optische sensoren
Magnetische sensoren
Ultrasone sensoren
Foto Turck
Ivan Maesen
3
Sensoren – Algemene werking
Ivan Maesen
4
Sensoren – Algemene werking
Ivan Maesen
5
Sensoren – Algemene werking
Ivan Maesen
6
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Foto Siemens
Ivan Maesen
7
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Detectie van blik
en deksel
Foto Siemens
Ivan Maesen
8
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Controle van afbreken van
boorkop
Foto Siemens
Ivan Maesen
9
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Positionering en controle
draaizin
Foto Siemens
Ivan Maesen
10
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Standdetectie van een
klep
Foto Siemens
Ivan Maesen
11
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
oscillator
gelijkrichtier
smitt-trigger
versterker
spoel
Ivan Maesen
12
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Warmteontwikkeling
Ivan Maesen
Amplitude
kleiner
13
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Foto Siemens
Ivan Maesen
14
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Detectie vulniveau in
silo
Foto Siemens
Ivan Maesen
15
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Detectie van vulling
van brik
Foto Siemens
Ivan Maesen
16
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Het sensorvlak vormt een condensator. De lucht is het
diëlektricum.
C
A
d
Ivan Maesen
17
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Een niet-metalen object in het detectieveld: de
diëlektrische constante van de middenstof verandert.
C verandert
Ivan Maesen
18
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
De capaciteit wordt bepaald door het diëlektricum en de
afstand d tussen te platen.
C
A
d
Ivan Maesen
19
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Bij een elektrische geleidend object verkleint de afstand
tussen de platen.
C verandert
Ivan Maesen
20
Sensoren – Werking van de optische sensor
Ivan Maesen
21
Sensoren – Werking van de optische sensor
impulsgenerator (modulator)
IR of laser-LED
lichtgevoelige transistor
synchronisatie, gelijkrichter (demodulator)
smitt-trigger
versterker
Ivan Maesen
22
Sensoren – Werking van de ultrasone sensor
Ivan Maesen
23
Sensoren
ultrasone sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Kwaliteitscontrole met
sonar
Foto Siemens
Ivan Maesen
24
Sensoren
ultrasone sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Hoogtemeting met sonar
Foto Siemens
Ivan Maesen
25
Sensoren
ultrasone sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Afstandsmeting met sonar
Foto Siemens
Ivan Maesen
26
Sensoren
ultrasone sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Controle op doorhangen
met sonar
Foto Siemens
Ivan Maesen
27
Sensoren
ultrasone sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Niveaumetingen
met sonar
Foto’s Siemens
Ivan Maesen
28
Sensoren – Werking van de ultrasone sensor
oscillator
gelijkrichtier
smitt-trigger
versterker
piëzo element (opwekken en verwerken geluidsgolven)
Ivan Maesen
29
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen volgens de vorm
Cilindrische sensoren
Balkvormige or rechthoekige sensoren
Ivan Maesen
30
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen vvolgens de vorm
Speciale vormen:
• vork of sleufsensoren,
• ringsensoren,
• …
Foto Turck
Ivan Maesen
31
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Materiaal van de behuizing (cilindrische sensoren)
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
32
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Maten van cilindrische sensoren
Schroefdraad: M 4, M6,5 M8, M12, M18, M30,
PG 36
Gladde uitvoering: Ø11, Ø20, Ø40
Maten van rechthoekige sensoren
Bouwvormen zie maatschetsen catalogie.
Foto Siemens
Ivan Maesen
33
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens aansluiting
• Sensoren met aansluitklemmen
• Aangegoten kabel zonder connector
• Aangegoten kabel met connector
• Sensoren met connnector
Ivan Maesen
34
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens de aansluiting
Aangegoten kabel
Sensoren met
aansluitklem
Ivan Maesen
35
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens aansluiting
Sensoren met connnector
Ivan Maesen
36
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens aansluiting
Sensoren met connector:
aansluitkabels
Ivan Maesen
37
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens aansluiting
Aansluitkabels en aansluitdozen voor sensoren
Foto Turck
Ivan Maesen
38
Sensoren – Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Foto Siemens
Ivan Maesen
39
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger afzonderlijk (directe scan, thru scan)
Groot detectiebereik (tientallen meters)
Geen doorschijnende materialen detecteren
Ivan Maesen
40
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger afzonderlijk (directe scan, thru scan)
Foto Siemens
Ivan Maesen
41
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger afzonderlijk – spiegeling
(specular)
Detecteren van spiegelende opbjecten
Ivan Maesen
42
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, met reflector
(Retroreflex - retroreflective)
Geen glimmende, spiegelende, doorzichtige voorwerpen
Detectieafstand : ca. 5 m
Ivan Maesen
43
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, met reflector
(Retroreflex - retroreflective)
Ivan Maesen
44
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, met reflector
(Retroreflex - retroreflective)
Foto Siemens
Ivan Maesen
45
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Foto’s Siemens
Ivan Maesen
46
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, met reflector
(Polarisatie - polarized)
Wel glimmende, spiegelende, doorzichtige voorwerpen
Detectieafstand : ca. 3 m
Ivan Maesen
47
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Gepolariseerd licht
Spiegelend voorwerp
Ivan Maesen
48
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, objectreflectie
(strooing – diffuse)
Voorwerpen met mat en ruw oppervlak kunnen gedetecteerd worden
Detectieafstand : enkele tientallen centimeters
Ivan Maesen
49
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, objectreflectie
(strooing – diffuse)
Foto Siemens
Ivan Maesen
50
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, objectreflectie focuspunt (convergent)
Preciesiedetectie, achtergrond geen invloed
Detectieafstand : enkele tientallen centimeters
Ivan Maesen
51
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger afzonderlijk, met glasvezels
Ivan Maesen
52
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, objectreflectie,
met glasvezels
Ivan Maesen
53
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Foto Siemens
Ivan Maesen
54
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Lichtgordijn
Multi beam safety senor
Ivan Maesen
55
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Nominale schakelafstand Sn
Afstand waarbij de sensor schakelt
• Genormalisseerd meetobject
• Nominale spanning
• Nominale temperatuur
Ivan Maesen
56
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Werkelijke schakelafstand
Rekening houden met:
• Werkelijke temperatuur
• Nabijheid andere sensoren
• Soort materiaal
• Afmetingen object
• Kleur (optische sensoren)
• …
Ivan Maesen
57
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Werkelijke schakelafstand
Correctiefactoren inductieve schakelaar
- staal
1
- CrNi
0,85
- Al
0,50
- Cu
0,45
- ….
Ivan Maesen
58
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Werkelijke schakelafstand
Correctiefactoren capacitieve schakelaar:
- Staal
1
- Al
0,95
- Cu
0,95
- H2O
0,64
- Plexiglas
0,20
-…
Ivan Maesen
59
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Schakelfrequentie
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.
Ivan Maesen
60
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Uitgangsbelasing
De stroom die de sensor kan schakelen,
uitgedrukt in mA.
Ivan Maesen
61
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Afgeschermde (shielded) en niet-afgeschermde
(unshielded) senoren
Ivan Maesen
62
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Niet-afgeschermde senoren
Kop niet afgeschermd, uit kunststof
Grotere detectieafstand
Inbouwen geeft problemen
Ivan Maesen
Foto Siemens
63
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Afgeschermde senoren
Volledig uit metaal (uitgezonderd detectievlak)
Kleinere detectieafstand
Ivan Maesen
64
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
65
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen inductieve sensoren
Ongevoelig voor trillingen
Geen contactdender
Geen onderhoud, geen slijtage
Kostprijs € 20 tot ca. € 50
Foto Siemens
Ivan Maesen
66
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen inductieve sensoren
Beperkingen
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.
Ivan Maesen
67
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
68
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
69
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen capacitieve sensoren
Beperkingen
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
Ivan Maesen
70
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
71
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen ultrasone sensoren
Beperkingen
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.
Ivan Maesen
72
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
73
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
74
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen optische sensoren
Beperkingen
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.
Ivan Maesen
75
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Rekening houden met:
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
76
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Draadkleur
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
77
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Driedraadse sensor PNP (capacitief)
Ivan Maesen
78
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Driedraadse sensor NPN (inductief)
Ivan Maesen
79
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Vierdraadse sensor PNP
Ivan Maesen
80
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Tweedraadse sensor DC (capacitief)
Ivan Maesen
81
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Tweedraadse NAMUR sensor DC (capacitief)
Ivan Maesen
82
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Tweedraadse sensor AC - NC (inductief)
Ivan Maesen
83
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Tweedraadse sensor AC - NO (inductief)
Ivan Maesen
84
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Vijfdraadse sensor AC (optisch)
Ivan Maesen
85
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Vijfdraadse sensor AC - NO (optisch)
Ivan Maesen
86
Sensoren – Testen van sensoren
Driedraadse sensoren
Als voorbeeld een sensor met PNP-uitgang
Het aansluitschema
Testen met V-meter – Je kunt uiteraard met de Vmeter ook over de belasting meten.
Ivan Maesen
87
Sensoren – Testen van sensoren
Tweedraadse
sensoren
Het aansluitschema
Testen met V-meter
Testen met A-meter
Ivan Maesen
88
Sensoren
Ivan Maesen
89
Slide 30
Installatiemethoden 6 ET
Foto Heidelberg
Ivan Maesen
1
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
2
Sensoren - Algemeen
Inductieve sensoren
Capacitieve sensoren
Optische sensoren
Magnetische sensoren
Ultrasone sensoren
Foto Turck
Ivan Maesen
3
Sensoren – Algemene werking
Ivan Maesen
4
Sensoren – Algemene werking
Ivan Maesen
5
Sensoren – Algemene werking
Ivan Maesen
6
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Foto Siemens
Ivan Maesen
7
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Detectie van blik
en deksel
Foto Siemens
Ivan Maesen
8
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Controle van afbreken van
boorkop
Foto Siemens
Ivan Maesen
9
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Positionering en controle
draaizin
Foto Siemens
Ivan Maesen
10
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Standdetectie van een
klep
Foto Siemens
Ivan Maesen
11
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
oscillator
gelijkrichtier
smitt-trigger
versterker
spoel
Ivan Maesen
12
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Warmteontwikkeling
Ivan Maesen
Amplitude
kleiner
13
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Foto Siemens
Ivan Maesen
14
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Detectie vulniveau in
silo
Foto Siemens
Ivan Maesen
15
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Detectie van vulling
van brik
Foto Siemens
Ivan Maesen
16
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Het sensorvlak vormt een condensator. De lucht is het
diëlektricum.
C
A
d
Ivan Maesen
17
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Een niet-metalen object in het detectieveld: de
diëlektrische constante van de middenstof verandert.
C verandert
Ivan Maesen
18
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
De capaciteit wordt bepaald door het diëlektricum en de
afstand d tussen te platen.
C
A
d
Ivan Maesen
19
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Bij een elektrische geleidend object verkleint de afstand
tussen de platen.
C verandert
Ivan Maesen
20
Sensoren – Werking van de optische sensor
Ivan Maesen
21
Sensoren – Werking van de optische sensor
impulsgenerator (modulator)
IR of laser-LED
lichtgevoelige transistor
synchronisatie, gelijkrichter (demodulator)
smitt-trigger
versterker
Ivan Maesen
22
Sensoren – Werking van de ultrasone sensor
Ivan Maesen
23
Sensoren
ultrasone sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Kwaliteitscontrole met
sonar
Foto Siemens
Ivan Maesen
24
Sensoren
ultrasone sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Hoogtemeting met sonar
Foto Siemens
Ivan Maesen
25
Sensoren
ultrasone sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Afstandsmeting met sonar
Foto Siemens
Ivan Maesen
26
Sensoren
ultrasone sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Controle op doorhangen
met sonar
Foto Siemens
Ivan Maesen
27
Sensoren
ultrasone sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Niveaumetingen
met sonar
Foto’s Siemens
Ivan Maesen
28
Sensoren – Werking van de ultrasone sensor
oscillator
gelijkrichtier
smitt-trigger
versterker
piëzo element (opwekken en verwerken geluidsgolven)
Ivan Maesen
29
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen volgens de vorm
Cilindrische sensoren
Balkvormige or rechthoekige sensoren
Ivan Maesen
30
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen vvolgens de vorm
Speciale vormen:
• vork of sleufsensoren,
• ringsensoren,
• …
Foto Turck
Ivan Maesen
31
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Materiaal van de behuizing (cilindrische sensoren)
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
32
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Maten van cilindrische sensoren
Schroefdraad: M 4, M6,5 M8, M12, M18, M30,
PG 36
Gladde uitvoering: Ø11, Ø20, Ø40
Maten van rechthoekige sensoren
Bouwvormen zie maatschetsen catalogie.
Foto Siemens
Ivan Maesen
33
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens aansluiting
• Sensoren met aansluitklemmen
• Aangegoten kabel zonder connector
• Aangegoten kabel met connector
• Sensoren met connnector
Ivan Maesen
34
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens de aansluiting
Aangegoten kabel
Sensoren met
aansluitklem
Ivan Maesen
35
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens aansluiting
Sensoren met connnector
Ivan Maesen
36
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens aansluiting
Sensoren met connector:
aansluitkabels
Ivan Maesen
37
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens aansluiting
Aansluitkabels en aansluitdozen voor sensoren
Foto Turck
Ivan Maesen
38
Sensoren – Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Foto Siemens
Ivan Maesen
39
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger afzonderlijk (directe scan, thru scan)
Groot detectiebereik (tientallen meters)
Geen doorschijnende materialen detecteren
Ivan Maesen
40
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger afzonderlijk (directe scan, thru scan)
Foto Siemens
Ivan Maesen
41
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger afzonderlijk – spiegeling
(specular)
Detecteren van spiegelende opbjecten
Ivan Maesen
42
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, met reflector
(Retroreflex - retroreflective)
Geen glimmende, spiegelende, doorzichtige voorwerpen
Detectieafstand : ca. 5 m
Ivan Maesen
43
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, met reflector
(Retroreflex - retroreflective)
Ivan Maesen
44
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, met reflector
(Retroreflex - retroreflective)
Foto Siemens
Ivan Maesen
45
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Foto’s Siemens
Ivan Maesen
46
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, met reflector
(Polarisatie - polarized)
Wel glimmende, spiegelende, doorzichtige voorwerpen
Detectieafstand : ca. 3 m
Ivan Maesen
47
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Gepolariseerd licht
Spiegelend voorwerp
Ivan Maesen
48
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, objectreflectie
(strooing – diffuse)
Voorwerpen met mat en ruw oppervlak kunnen gedetecteerd worden
Detectieafstand : enkele tientallen centimeters
Ivan Maesen
49
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, objectreflectie
(strooing – diffuse)
Foto Siemens
Ivan Maesen
50
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, objectreflectie focuspunt (convergent)
Preciesiedetectie, achtergrond geen invloed
Detectieafstand : enkele tientallen centimeters
Ivan Maesen
51
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger afzonderlijk, met glasvezels
Ivan Maesen
52
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, objectreflectie,
met glasvezels
Ivan Maesen
53
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Foto Siemens
Ivan Maesen
54
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Lichtgordijn
Multi beam safety senor
Ivan Maesen
55
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Nominale schakelafstand Sn
Afstand waarbij de sensor schakelt
• Genormalisseerd meetobject
• Nominale spanning
• Nominale temperatuur
Ivan Maesen
56
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Werkelijke schakelafstand
Rekening houden met:
• Werkelijke temperatuur
• Nabijheid andere sensoren
• Soort materiaal
• Afmetingen object
• Kleur (optische sensoren)
• …
Ivan Maesen
57
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Werkelijke schakelafstand
Correctiefactoren inductieve schakelaar
- staal
1
- CrNi
0,85
- Al
0,50
- Cu
0,45
- ….
Ivan Maesen
58
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Werkelijke schakelafstand
Correctiefactoren capacitieve schakelaar:
- Staal
1
- Al
0,95
- Cu
0,95
- H2O
0,64
- Plexiglas
0,20
-…
Ivan Maesen
59
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Schakelfrequentie
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.
Ivan Maesen
60
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Uitgangsbelasing
De stroom die de sensor kan schakelen,
uitgedrukt in mA.
Ivan Maesen
61
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Afgeschermde (shielded) en niet-afgeschermde
(unshielded) senoren
Ivan Maesen
62
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Niet-afgeschermde senoren
Kop niet afgeschermd, uit kunststof
Grotere detectieafstand
Inbouwen geeft problemen
Ivan Maesen
Foto Siemens
63
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Afgeschermde senoren
Volledig uit metaal (uitgezonderd detectievlak)
Kleinere detectieafstand
Ivan Maesen
64
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
65
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen inductieve sensoren
Ongevoelig voor trillingen
Geen contactdender
Geen onderhoud, geen slijtage
Kostprijs € 20 tot ca. € 50
Foto Siemens
Ivan Maesen
66
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen inductieve sensoren
Beperkingen
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.
Ivan Maesen
67
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
68
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
69
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen capacitieve sensoren
Beperkingen
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
Ivan Maesen
70
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
71
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen ultrasone sensoren
Beperkingen
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.
Ivan Maesen
72
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
73
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
74
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen optische sensoren
Beperkingen
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.
Ivan Maesen
75
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Rekening houden met:
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
76
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Draadkleur
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
77
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Driedraadse sensor PNP (capacitief)
Ivan Maesen
78
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Driedraadse sensor NPN (inductief)
Ivan Maesen
79
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Vierdraadse sensor PNP
Ivan Maesen
80
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Tweedraadse sensor DC (capacitief)
Ivan Maesen
81
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Tweedraadse NAMUR sensor DC (capacitief)
Ivan Maesen
82
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Tweedraadse sensor AC - NC (inductief)
Ivan Maesen
83
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Tweedraadse sensor AC - NO (inductief)
Ivan Maesen
84
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Vijfdraadse sensor AC (optisch)
Ivan Maesen
85
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Vijfdraadse sensor AC - NO (optisch)
Ivan Maesen
86
Sensoren – Testen van sensoren
Driedraadse sensoren
Als voorbeeld een sensor met PNP-uitgang
Het aansluitschema
Testen met V-meter – Je kunt uiteraard met de Vmeter ook over de belasting meten.
Ivan Maesen
87
Sensoren – Testen van sensoren
Tweedraadse
sensoren
Het aansluitschema
Testen met V-meter
Testen met A-meter
Ivan Maesen
88
Sensoren
Ivan Maesen
89
Slide 31
Installatiemethoden 6 ET
Foto Heidelberg
Ivan Maesen
1
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
2
Sensoren - Algemeen
Inductieve sensoren
Capacitieve sensoren
Optische sensoren
Magnetische sensoren
Ultrasone sensoren
Foto Turck
Ivan Maesen
3
Sensoren – Algemene werking
Ivan Maesen
4
Sensoren – Algemene werking
Ivan Maesen
5
Sensoren – Algemene werking
Ivan Maesen
6
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Foto Siemens
Ivan Maesen
7
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Detectie van blik
en deksel
Foto Siemens
Ivan Maesen
8
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Controle van afbreken van
boorkop
Foto Siemens
Ivan Maesen
9
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Positionering en controle
draaizin
Foto Siemens
Ivan Maesen
10
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Standdetectie van een
klep
Foto Siemens
Ivan Maesen
11
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
oscillator
gelijkrichtier
smitt-trigger
versterker
spoel
Ivan Maesen
12
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Warmteontwikkeling
Ivan Maesen
Amplitude
kleiner
13
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Foto Siemens
Ivan Maesen
14
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Detectie vulniveau in
silo
Foto Siemens
Ivan Maesen
15
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Detectie van vulling
van brik
Foto Siemens
Ivan Maesen
16
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Het sensorvlak vormt een condensator. De lucht is het
diëlektricum.
C
A
d
Ivan Maesen
17
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Een niet-metalen object in het detectieveld: de
diëlektrische constante van de middenstof verandert.
C verandert
Ivan Maesen
18
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
De capaciteit wordt bepaald door het diëlektricum en de
afstand d tussen te platen.
C
A
d
Ivan Maesen
19
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Bij een elektrische geleidend object verkleint de afstand
tussen de platen.
C verandert
Ivan Maesen
20
Sensoren – Werking van de optische sensor
Ivan Maesen
21
Sensoren – Werking van de optische sensor
impulsgenerator (modulator)
IR of laser-LED
lichtgevoelige transistor
synchronisatie, gelijkrichter (demodulator)
smitt-trigger
versterker
Ivan Maesen
22
Sensoren – Werking van de ultrasone sensor
Ivan Maesen
23
Sensoren
ultrasone sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Kwaliteitscontrole met
sonar
Foto Siemens
Ivan Maesen
24
Sensoren
ultrasone sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Hoogtemeting met sonar
Foto Siemens
Ivan Maesen
25
Sensoren
ultrasone sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Afstandsmeting met sonar
Foto Siemens
Ivan Maesen
26
Sensoren
ultrasone sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Controle op doorhangen
met sonar
Foto Siemens
Ivan Maesen
27
Sensoren
ultrasone sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Niveaumetingen
met sonar
Foto’s Siemens
Ivan Maesen
28
Sensoren – Werking van de ultrasone sensor
oscillator
gelijkrichtier
smitt-trigger
versterker
piëzo element (opwekken en verwerken geluidsgolven)
Ivan Maesen
29
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen volgens de vorm
Cilindrische sensoren
Balkvormige or rechthoekige sensoren
Ivan Maesen
30
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen vvolgens de vorm
Speciale vormen:
• vork of sleufsensoren,
• ringsensoren,
• …
Foto Turck
Ivan Maesen
31
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Materiaal van de behuizing (cilindrische sensoren)
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
32
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Maten van cilindrische sensoren
Schroefdraad: M 4, M6,5 M8, M12, M18, M30,
PG 36
Gladde uitvoering: Ø11, Ø20, Ø40
Maten van rechthoekige sensoren
Bouwvormen zie maatschetsen catalogie.
Foto Siemens
Ivan Maesen
33
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens aansluiting
• Sensoren met aansluitklemmen
• Aangegoten kabel zonder connector
• Aangegoten kabel met connector
• Sensoren met connnector
Ivan Maesen
34
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens de aansluiting
Aangegoten kabel
Sensoren met
aansluitklem
Ivan Maesen
35
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens aansluiting
Sensoren met connnector
Ivan Maesen
36
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens aansluiting
Sensoren met connector:
aansluitkabels
Ivan Maesen
37
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens aansluiting
Aansluitkabels en aansluitdozen voor sensoren
Foto Turck
Ivan Maesen
38
Sensoren – Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Foto Siemens
Ivan Maesen
39
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger afzonderlijk (directe scan, thru scan)
Groot detectiebereik (tientallen meters)
Geen doorschijnende materialen detecteren
Ivan Maesen
40
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger afzonderlijk (directe scan, thru scan)
Foto Siemens
Ivan Maesen
41
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger afzonderlijk – spiegeling
(specular)
Detecteren van spiegelende opbjecten
Ivan Maesen
42
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, met reflector
(Retroreflex - retroreflective)
Geen glimmende, spiegelende, doorzichtige voorwerpen
Detectieafstand : ca. 5 m
Ivan Maesen
43
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, met reflector
(Retroreflex - retroreflective)
Ivan Maesen
44
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, met reflector
(Retroreflex - retroreflective)
Foto Siemens
Ivan Maesen
45
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Foto’s Siemens
Ivan Maesen
46
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, met reflector
(Polarisatie - polarized)
Wel glimmende, spiegelende, doorzichtige voorwerpen
Detectieafstand : ca. 3 m
Ivan Maesen
47
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Gepolariseerd licht
Spiegelend voorwerp
Ivan Maesen
48
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, objectreflectie
(strooing – diffuse)
Voorwerpen met mat en ruw oppervlak kunnen gedetecteerd worden
Detectieafstand : enkele tientallen centimeters
Ivan Maesen
49
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, objectreflectie
(strooing – diffuse)
Foto Siemens
Ivan Maesen
50
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, objectreflectie focuspunt (convergent)
Preciesiedetectie, achtergrond geen invloed
Detectieafstand : enkele tientallen centimeters
Ivan Maesen
51
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger afzonderlijk, met glasvezels
Ivan Maesen
52
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, objectreflectie,
met glasvezels
Ivan Maesen
53
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Foto Siemens
Ivan Maesen
54
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Lichtgordijn
Multi beam safety senor
Ivan Maesen
55
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Nominale schakelafstand Sn
Afstand waarbij de sensor schakelt
• Genormalisseerd meetobject
• Nominale spanning
• Nominale temperatuur
Ivan Maesen
56
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Werkelijke schakelafstand
Rekening houden met:
• Werkelijke temperatuur
• Nabijheid andere sensoren
• Soort materiaal
• Afmetingen object
• Kleur (optische sensoren)
• …
Ivan Maesen
57
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Werkelijke schakelafstand
Correctiefactoren inductieve schakelaar
- staal
1
- CrNi
0,85
- Al
0,50
- Cu
0,45
- ….
Ivan Maesen
58
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Werkelijke schakelafstand
Correctiefactoren capacitieve schakelaar:
- Staal
1
- Al
0,95
- Cu
0,95
- H2O
0,64
- Plexiglas
0,20
-…
Ivan Maesen
59
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Schakelfrequentie
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.
Ivan Maesen
60
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Uitgangsbelasing
De stroom die de sensor kan schakelen,
uitgedrukt in mA.
Ivan Maesen
61
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Afgeschermde (shielded) en niet-afgeschermde
(unshielded) senoren
Ivan Maesen
62
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Niet-afgeschermde senoren
Kop niet afgeschermd, uit kunststof
Grotere detectieafstand
Inbouwen geeft problemen
Ivan Maesen
Foto Siemens
63
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Afgeschermde senoren
Volledig uit metaal (uitgezonderd detectievlak)
Kleinere detectieafstand
Ivan Maesen
64
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
65
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen inductieve sensoren
Ongevoelig voor trillingen
Geen contactdender
Geen onderhoud, geen slijtage
Kostprijs € 20 tot ca. € 50
Foto Siemens
Ivan Maesen
66
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen inductieve sensoren
Beperkingen
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.
Ivan Maesen
67
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
68
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
69
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen capacitieve sensoren
Beperkingen
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
Ivan Maesen
70
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
71
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen ultrasone sensoren
Beperkingen
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.
Ivan Maesen
72
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
73
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
74
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen optische sensoren
Beperkingen
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.
Ivan Maesen
75
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Rekening houden met:
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
76
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Draadkleur
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
77
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Driedraadse sensor PNP (capacitief)
Ivan Maesen
78
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Driedraadse sensor NPN (inductief)
Ivan Maesen
79
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Vierdraadse sensor PNP
Ivan Maesen
80
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Tweedraadse sensor DC (capacitief)
Ivan Maesen
81
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Tweedraadse NAMUR sensor DC (capacitief)
Ivan Maesen
82
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Tweedraadse sensor AC - NC (inductief)
Ivan Maesen
83
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Tweedraadse sensor AC - NO (inductief)
Ivan Maesen
84
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Vijfdraadse sensor AC (optisch)
Ivan Maesen
85
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Vijfdraadse sensor AC - NO (optisch)
Ivan Maesen
86
Sensoren – Testen van sensoren
Driedraadse sensoren
Als voorbeeld een sensor met PNP-uitgang
Het aansluitschema
Testen met V-meter – Je kunt uiteraard met de Vmeter ook over de belasting meten.
Ivan Maesen
87
Sensoren – Testen van sensoren
Tweedraadse
sensoren
Het aansluitschema
Testen met V-meter
Testen met A-meter
Ivan Maesen
88
Sensoren
Ivan Maesen
89
Slide 32
Installatiemethoden 6 ET
Foto Heidelberg
Ivan Maesen
1
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
2
Sensoren - Algemeen
Inductieve sensoren
Capacitieve sensoren
Optische sensoren
Magnetische sensoren
Ultrasone sensoren
Foto Turck
Ivan Maesen
3
Sensoren – Algemene werking
Ivan Maesen
4
Sensoren – Algemene werking
Ivan Maesen
5
Sensoren – Algemene werking
Ivan Maesen
6
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Foto Siemens
Ivan Maesen
7
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Detectie van blik
en deksel
Foto Siemens
Ivan Maesen
8
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Controle van afbreken van
boorkop
Foto Siemens
Ivan Maesen
9
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Positionering en controle
draaizin
Foto Siemens
Ivan Maesen
10
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Standdetectie van een
klep
Foto Siemens
Ivan Maesen
11
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
oscillator
gelijkrichtier
smitt-trigger
versterker
spoel
Ivan Maesen
12
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Warmteontwikkeling
Ivan Maesen
Amplitude
kleiner
13
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Foto Siemens
Ivan Maesen
14
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Detectie vulniveau in
silo
Foto Siemens
Ivan Maesen
15
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Detectie van vulling
van brik
Foto Siemens
Ivan Maesen
16
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Het sensorvlak vormt een condensator. De lucht is het
diëlektricum.
C
A
d
Ivan Maesen
17
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Een niet-metalen object in het detectieveld: de
diëlektrische constante van de middenstof verandert.
C verandert
Ivan Maesen
18
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
De capaciteit wordt bepaald door het diëlektricum en de
afstand d tussen te platen.
C
A
d
Ivan Maesen
19
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Bij een elektrische geleidend object verkleint de afstand
tussen de platen.
C verandert
Ivan Maesen
20
Sensoren – Werking van de optische sensor
Ivan Maesen
21
Sensoren – Werking van de optische sensor
impulsgenerator (modulator)
IR of laser-LED
lichtgevoelige transistor
synchronisatie, gelijkrichter (demodulator)
smitt-trigger
versterker
Ivan Maesen
22
Sensoren – Werking van de ultrasone sensor
Ivan Maesen
23
Sensoren
ultrasone sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Kwaliteitscontrole met
sonar
Foto Siemens
Ivan Maesen
24
Sensoren
ultrasone sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Hoogtemeting met sonar
Foto Siemens
Ivan Maesen
25
Sensoren
ultrasone sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Afstandsmeting met sonar
Foto Siemens
Ivan Maesen
26
Sensoren
ultrasone sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Controle op doorhangen
met sonar
Foto Siemens
Ivan Maesen
27
Sensoren
ultrasone sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Niveaumetingen
met sonar
Foto’s Siemens
Ivan Maesen
28
Sensoren – Werking van de ultrasone sensor
oscillator
gelijkrichtier
smitt-trigger
versterker
piëzo element (opwekken en verwerken geluidsgolven)
Ivan Maesen
29
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen volgens de vorm
Cilindrische sensoren
Balkvormige or rechthoekige sensoren
Ivan Maesen
30
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen vvolgens de vorm
Speciale vormen:
• vork of sleufsensoren,
• ringsensoren,
• …
Foto Turck
Ivan Maesen
31
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Materiaal van de behuizing (cilindrische sensoren)
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
32
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Maten van cilindrische sensoren
Schroefdraad: M 4, M6,5 M8, M12, M18, M30,
PG 36
Gladde uitvoering: Ø11, Ø20, Ø40
Maten van rechthoekige sensoren
Bouwvormen zie maatschetsen catalogie.
Foto Siemens
Ivan Maesen
33
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens aansluiting
• Sensoren met aansluitklemmen
• Aangegoten kabel zonder connector
• Aangegoten kabel met connector
• Sensoren met connnector
Ivan Maesen
34
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens de aansluiting
Aangegoten kabel
Sensoren met
aansluitklem
Ivan Maesen
35
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens aansluiting
Sensoren met connnector
Ivan Maesen
36
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens aansluiting
Sensoren met connector:
aansluitkabels
Ivan Maesen
37
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens aansluiting
Aansluitkabels en aansluitdozen voor sensoren
Foto Turck
Ivan Maesen
38
Sensoren – Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Foto Siemens
Ivan Maesen
39
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger afzonderlijk (directe scan, thru scan)
Groot detectiebereik (tientallen meters)
Geen doorschijnende materialen detecteren
Ivan Maesen
40
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger afzonderlijk (directe scan, thru scan)
Foto Siemens
Ivan Maesen
41
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger afzonderlijk – spiegeling
(specular)
Detecteren van spiegelende opbjecten
Ivan Maesen
42
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, met reflector
(Retroreflex - retroreflective)
Geen glimmende, spiegelende, doorzichtige voorwerpen
Detectieafstand : ca. 5 m
Ivan Maesen
43
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, met reflector
(Retroreflex - retroreflective)
Ivan Maesen
44
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, met reflector
(Retroreflex - retroreflective)
Foto Siemens
Ivan Maesen
45
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Foto’s Siemens
Ivan Maesen
46
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, met reflector
(Polarisatie - polarized)
Wel glimmende, spiegelende, doorzichtige voorwerpen
Detectieafstand : ca. 3 m
Ivan Maesen
47
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Gepolariseerd licht
Spiegelend voorwerp
Ivan Maesen
48
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, objectreflectie
(strooing – diffuse)
Voorwerpen met mat en ruw oppervlak kunnen gedetecteerd worden
Detectieafstand : enkele tientallen centimeters
Ivan Maesen
49
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, objectreflectie
(strooing – diffuse)
Foto Siemens
Ivan Maesen
50
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, objectreflectie focuspunt (convergent)
Preciesiedetectie, achtergrond geen invloed
Detectieafstand : enkele tientallen centimeters
Ivan Maesen
51
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger afzonderlijk, met glasvezels
Ivan Maesen
52
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, objectreflectie,
met glasvezels
Ivan Maesen
53
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Foto Siemens
Ivan Maesen
54
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Lichtgordijn
Multi beam safety senor
Ivan Maesen
55
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Nominale schakelafstand Sn
Afstand waarbij de sensor schakelt
• Genormalisseerd meetobject
• Nominale spanning
• Nominale temperatuur
Ivan Maesen
56
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Werkelijke schakelafstand
Rekening houden met:
• Werkelijke temperatuur
• Nabijheid andere sensoren
• Soort materiaal
• Afmetingen object
• Kleur (optische sensoren)
• …
Ivan Maesen
57
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Werkelijke schakelafstand
Correctiefactoren inductieve schakelaar
- staal
1
- CrNi
0,85
- Al
0,50
- Cu
0,45
- ….
Ivan Maesen
58
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Werkelijke schakelafstand
Correctiefactoren capacitieve schakelaar:
- Staal
1
- Al
0,95
- Cu
0,95
- H2O
0,64
- Plexiglas
0,20
-…
Ivan Maesen
59
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Schakelfrequentie
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.
Ivan Maesen
60
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Uitgangsbelasing
De stroom die de sensor kan schakelen,
uitgedrukt in mA.
Ivan Maesen
61
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Afgeschermde (shielded) en niet-afgeschermde
(unshielded) senoren
Ivan Maesen
62
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Niet-afgeschermde senoren
Kop niet afgeschermd, uit kunststof
Grotere detectieafstand
Inbouwen geeft problemen
Ivan Maesen
Foto Siemens
63
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Afgeschermde senoren
Volledig uit metaal (uitgezonderd detectievlak)
Kleinere detectieafstand
Ivan Maesen
64
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
65
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen inductieve sensoren
Ongevoelig voor trillingen
Geen contactdender
Geen onderhoud, geen slijtage
Kostprijs € 20 tot ca. € 50
Foto Siemens
Ivan Maesen
66
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen inductieve sensoren
Beperkingen
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.
Ivan Maesen
67
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
68
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
69
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen capacitieve sensoren
Beperkingen
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
Ivan Maesen
70
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
71
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen ultrasone sensoren
Beperkingen
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.
Ivan Maesen
72
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
73
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
74
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen optische sensoren
Beperkingen
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.
Ivan Maesen
75
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Rekening houden met:
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
76
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Draadkleur
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
77
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Driedraadse sensor PNP (capacitief)
Ivan Maesen
78
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Driedraadse sensor NPN (inductief)
Ivan Maesen
79
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Vierdraadse sensor PNP
Ivan Maesen
80
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Tweedraadse sensor DC (capacitief)
Ivan Maesen
81
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Tweedraadse NAMUR sensor DC (capacitief)
Ivan Maesen
82
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Tweedraadse sensor AC - NC (inductief)
Ivan Maesen
83
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Tweedraadse sensor AC - NO (inductief)
Ivan Maesen
84
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Vijfdraadse sensor AC (optisch)
Ivan Maesen
85
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Vijfdraadse sensor AC - NO (optisch)
Ivan Maesen
86
Sensoren – Testen van sensoren
Driedraadse sensoren
Als voorbeeld een sensor met PNP-uitgang
Het aansluitschema
Testen met V-meter – Je kunt uiteraard met de Vmeter ook over de belasting meten.
Ivan Maesen
87
Sensoren – Testen van sensoren
Tweedraadse
sensoren
Het aansluitschema
Testen met V-meter
Testen met A-meter
Ivan Maesen
88
Sensoren
Ivan Maesen
89
Slide 33
Installatiemethoden 6 ET
Foto Heidelberg
Ivan Maesen
1
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
2
Sensoren - Algemeen
Inductieve sensoren
Capacitieve sensoren
Optische sensoren
Magnetische sensoren
Ultrasone sensoren
Foto Turck
Ivan Maesen
3
Sensoren – Algemene werking
Ivan Maesen
4
Sensoren – Algemene werking
Ivan Maesen
5
Sensoren – Algemene werking
Ivan Maesen
6
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Foto Siemens
Ivan Maesen
7
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Detectie van blik
en deksel
Foto Siemens
Ivan Maesen
8
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Controle van afbreken van
boorkop
Foto Siemens
Ivan Maesen
9
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Positionering en controle
draaizin
Foto Siemens
Ivan Maesen
10
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Standdetectie van een
klep
Foto Siemens
Ivan Maesen
11
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
oscillator
gelijkrichtier
smitt-trigger
versterker
spoel
Ivan Maesen
12
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Warmteontwikkeling
Ivan Maesen
Amplitude
kleiner
13
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Foto Siemens
Ivan Maesen
14
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Detectie vulniveau in
silo
Foto Siemens
Ivan Maesen
15
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Detectie van vulling
van brik
Foto Siemens
Ivan Maesen
16
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Het sensorvlak vormt een condensator. De lucht is het
diëlektricum.
C
A
d
Ivan Maesen
17
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Een niet-metalen object in het detectieveld: de
diëlektrische constante van de middenstof verandert.
C verandert
Ivan Maesen
18
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
De capaciteit wordt bepaald door het diëlektricum en de
afstand d tussen te platen.
C
A
d
Ivan Maesen
19
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Bij een elektrische geleidend object verkleint de afstand
tussen de platen.
C verandert
Ivan Maesen
20
Sensoren – Werking van de optische sensor
Ivan Maesen
21
Sensoren – Werking van de optische sensor
impulsgenerator (modulator)
IR of laser-LED
lichtgevoelige transistor
synchronisatie, gelijkrichter (demodulator)
smitt-trigger
versterker
Ivan Maesen
22
Sensoren – Werking van de ultrasone sensor
Ivan Maesen
23
Sensoren
ultrasone sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Kwaliteitscontrole met
sonar
Foto Siemens
Ivan Maesen
24
Sensoren
ultrasone sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Hoogtemeting met sonar
Foto Siemens
Ivan Maesen
25
Sensoren
ultrasone sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Afstandsmeting met sonar
Foto Siemens
Ivan Maesen
26
Sensoren
ultrasone sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Controle op doorhangen
met sonar
Foto Siemens
Ivan Maesen
27
Sensoren
ultrasone sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Niveaumetingen
met sonar
Foto’s Siemens
Ivan Maesen
28
Sensoren – Werking van de ultrasone sensor
oscillator
gelijkrichtier
smitt-trigger
versterker
piëzo element (opwekken en verwerken geluidsgolven)
Ivan Maesen
29
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen volgens de vorm
Cilindrische sensoren
Balkvormige or rechthoekige sensoren
Ivan Maesen
30
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen vvolgens de vorm
Speciale vormen:
• vork of sleufsensoren,
• ringsensoren,
• …
Foto Turck
Ivan Maesen
31
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Materiaal van de behuizing (cilindrische sensoren)
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
32
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Maten van cilindrische sensoren
Schroefdraad: M 4, M6,5 M8, M12, M18, M30,
PG 36
Gladde uitvoering: Ø11, Ø20, Ø40
Maten van rechthoekige sensoren
Bouwvormen zie maatschetsen catalogie.
Foto Siemens
Ivan Maesen
33
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens aansluiting
• Sensoren met aansluitklemmen
• Aangegoten kabel zonder connector
• Aangegoten kabel met connector
• Sensoren met connnector
Ivan Maesen
34
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens de aansluiting
Aangegoten kabel
Sensoren met
aansluitklem
Ivan Maesen
35
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens aansluiting
Sensoren met connnector
Ivan Maesen
36
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens aansluiting
Sensoren met connector:
aansluitkabels
Ivan Maesen
37
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens aansluiting
Aansluitkabels en aansluitdozen voor sensoren
Foto Turck
Ivan Maesen
38
Sensoren – Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Foto Siemens
Ivan Maesen
39
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger afzonderlijk (directe scan, thru scan)
Groot detectiebereik (tientallen meters)
Geen doorschijnende materialen detecteren
Ivan Maesen
40
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger afzonderlijk (directe scan, thru scan)
Foto Siemens
Ivan Maesen
41
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger afzonderlijk – spiegeling
(specular)
Detecteren van spiegelende opbjecten
Ivan Maesen
42
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, met reflector
(Retroreflex - retroreflective)
Geen glimmende, spiegelende, doorzichtige voorwerpen
Detectieafstand : ca. 5 m
Ivan Maesen
43
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, met reflector
(Retroreflex - retroreflective)
Ivan Maesen
44
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, met reflector
(Retroreflex - retroreflective)
Foto Siemens
Ivan Maesen
45
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Foto’s Siemens
Ivan Maesen
46
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, met reflector
(Polarisatie - polarized)
Wel glimmende, spiegelende, doorzichtige voorwerpen
Detectieafstand : ca. 3 m
Ivan Maesen
47
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Gepolariseerd licht
Spiegelend voorwerp
Ivan Maesen
48
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, objectreflectie
(strooing – diffuse)
Voorwerpen met mat en ruw oppervlak kunnen gedetecteerd worden
Detectieafstand : enkele tientallen centimeters
Ivan Maesen
49
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, objectreflectie
(strooing – diffuse)
Foto Siemens
Ivan Maesen
50
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, objectreflectie focuspunt (convergent)
Preciesiedetectie, achtergrond geen invloed
Detectieafstand : enkele tientallen centimeters
Ivan Maesen
51
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger afzonderlijk, met glasvezels
Ivan Maesen
52
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, objectreflectie,
met glasvezels
Ivan Maesen
53
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Foto Siemens
Ivan Maesen
54
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Lichtgordijn
Multi beam safety senor
Ivan Maesen
55
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Nominale schakelafstand Sn
Afstand waarbij de sensor schakelt
• Genormalisseerd meetobject
• Nominale spanning
• Nominale temperatuur
Ivan Maesen
56
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Werkelijke schakelafstand
Rekening houden met:
• Werkelijke temperatuur
• Nabijheid andere sensoren
• Soort materiaal
• Afmetingen object
• Kleur (optische sensoren)
• …
Ivan Maesen
57
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Werkelijke schakelafstand
Correctiefactoren inductieve schakelaar
- staal
1
- CrNi
0,85
- Al
0,50
- Cu
0,45
- ….
Ivan Maesen
58
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Werkelijke schakelafstand
Correctiefactoren capacitieve schakelaar:
- Staal
1
- Al
0,95
- Cu
0,95
- H2O
0,64
- Plexiglas
0,20
-…
Ivan Maesen
59
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Schakelfrequentie
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.
Ivan Maesen
60
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Uitgangsbelasing
De stroom die de sensor kan schakelen,
uitgedrukt in mA.
Ivan Maesen
61
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Afgeschermde (shielded) en niet-afgeschermde
(unshielded) senoren
Ivan Maesen
62
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Niet-afgeschermde senoren
Kop niet afgeschermd, uit kunststof
Grotere detectieafstand
Inbouwen geeft problemen
Ivan Maesen
Foto Siemens
63
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Afgeschermde senoren
Volledig uit metaal (uitgezonderd detectievlak)
Kleinere detectieafstand
Ivan Maesen
64
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
65
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen inductieve sensoren
Ongevoelig voor trillingen
Geen contactdender
Geen onderhoud, geen slijtage
Kostprijs € 20 tot ca. € 50
Foto Siemens
Ivan Maesen
66
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen inductieve sensoren
Beperkingen
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.
Ivan Maesen
67
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
68
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
69
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen capacitieve sensoren
Beperkingen
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
Ivan Maesen
70
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
71
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen ultrasone sensoren
Beperkingen
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.
Ivan Maesen
72
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
73
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
74
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen optische sensoren
Beperkingen
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.
Ivan Maesen
75
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Rekening houden met:
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
76
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Draadkleur
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
77
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Driedraadse sensor PNP (capacitief)
Ivan Maesen
78
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Driedraadse sensor NPN (inductief)
Ivan Maesen
79
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Vierdraadse sensor PNP
Ivan Maesen
80
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Tweedraadse sensor DC (capacitief)
Ivan Maesen
81
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Tweedraadse NAMUR sensor DC (capacitief)
Ivan Maesen
82
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Tweedraadse sensor AC - NC (inductief)
Ivan Maesen
83
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Tweedraadse sensor AC - NO (inductief)
Ivan Maesen
84
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Vijfdraadse sensor AC (optisch)
Ivan Maesen
85
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Vijfdraadse sensor AC - NO (optisch)
Ivan Maesen
86
Sensoren – Testen van sensoren
Driedraadse sensoren
Als voorbeeld een sensor met PNP-uitgang
Het aansluitschema
Testen met V-meter – Je kunt uiteraard met de Vmeter ook over de belasting meten.
Ivan Maesen
87
Sensoren – Testen van sensoren
Tweedraadse
sensoren
Het aansluitschema
Testen met V-meter
Testen met A-meter
Ivan Maesen
88
Sensoren
Ivan Maesen
89
Slide 34
Installatiemethoden 6 ET
Foto Heidelberg
Ivan Maesen
1
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
2
Sensoren - Algemeen
Inductieve sensoren
Capacitieve sensoren
Optische sensoren
Magnetische sensoren
Ultrasone sensoren
Foto Turck
Ivan Maesen
3
Sensoren – Algemene werking
Ivan Maesen
4
Sensoren – Algemene werking
Ivan Maesen
5
Sensoren – Algemene werking
Ivan Maesen
6
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Foto Siemens
Ivan Maesen
7
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Detectie van blik
en deksel
Foto Siemens
Ivan Maesen
8
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Controle van afbreken van
boorkop
Foto Siemens
Ivan Maesen
9
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Positionering en controle
draaizin
Foto Siemens
Ivan Maesen
10
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Standdetectie van een
klep
Foto Siemens
Ivan Maesen
11
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
oscillator
gelijkrichtier
smitt-trigger
versterker
spoel
Ivan Maesen
12
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Warmteontwikkeling
Ivan Maesen
Amplitude
kleiner
13
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Foto Siemens
Ivan Maesen
14
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Detectie vulniveau in
silo
Foto Siemens
Ivan Maesen
15
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Detectie van vulling
van brik
Foto Siemens
Ivan Maesen
16
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Het sensorvlak vormt een condensator. De lucht is het
diëlektricum.
C
A
d
Ivan Maesen
17
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Een niet-metalen object in het detectieveld: de
diëlektrische constante van de middenstof verandert.
C verandert
Ivan Maesen
18
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
De capaciteit wordt bepaald door het diëlektricum en de
afstand d tussen te platen.
C
A
d
Ivan Maesen
19
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Bij een elektrische geleidend object verkleint de afstand
tussen de platen.
C verandert
Ivan Maesen
20
Sensoren – Werking van de optische sensor
Ivan Maesen
21
Sensoren – Werking van de optische sensor
impulsgenerator (modulator)
IR of laser-LED
lichtgevoelige transistor
synchronisatie, gelijkrichter (demodulator)
smitt-trigger
versterker
Ivan Maesen
22
Sensoren – Werking van de ultrasone sensor
Ivan Maesen
23
Sensoren
ultrasone sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Kwaliteitscontrole met
sonar
Foto Siemens
Ivan Maesen
24
Sensoren
ultrasone sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Hoogtemeting met sonar
Foto Siemens
Ivan Maesen
25
Sensoren
ultrasone sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Afstandsmeting met sonar
Foto Siemens
Ivan Maesen
26
Sensoren
ultrasone sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Controle op doorhangen
met sonar
Foto Siemens
Ivan Maesen
27
Sensoren
ultrasone sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Niveaumetingen
met sonar
Foto’s Siemens
Ivan Maesen
28
Sensoren – Werking van de ultrasone sensor
oscillator
gelijkrichtier
smitt-trigger
versterker
piëzo element (opwekken en verwerken geluidsgolven)
Ivan Maesen
29
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen volgens de vorm
Cilindrische sensoren
Balkvormige or rechthoekige sensoren
Ivan Maesen
30
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen vvolgens de vorm
Speciale vormen:
• vork of sleufsensoren,
• ringsensoren,
• …
Foto Turck
Ivan Maesen
31
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Materiaal van de behuizing (cilindrische sensoren)
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
32
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Maten van cilindrische sensoren
Schroefdraad: M 4, M6,5 M8, M12, M18, M30,
PG 36
Gladde uitvoering: Ø11, Ø20, Ø40
Maten van rechthoekige sensoren
Bouwvormen zie maatschetsen catalogie.
Foto Siemens
Ivan Maesen
33
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens aansluiting
• Sensoren met aansluitklemmen
• Aangegoten kabel zonder connector
• Aangegoten kabel met connector
• Sensoren met connnector
Ivan Maesen
34
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens de aansluiting
Aangegoten kabel
Sensoren met
aansluitklem
Ivan Maesen
35
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens aansluiting
Sensoren met connnector
Ivan Maesen
36
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens aansluiting
Sensoren met connector:
aansluitkabels
Ivan Maesen
37
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens aansluiting
Aansluitkabels en aansluitdozen voor sensoren
Foto Turck
Ivan Maesen
38
Sensoren – Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Foto Siemens
Ivan Maesen
39
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger afzonderlijk (directe scan, thru scan)
Groot detectiebereik (tientallen meters)
Geen doorschijnende materialen detecteren
Ivan Maesen
40
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger afzonderlijk (directe scan, thru scan)
Foto Siemens
Ivan Maesen
41
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger afzonderlijk – spiegeling
(specular)
Detecteren van spiegelende opbjecten
Ivan Maesen
42
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, met reflector
(Retroreflex - retroreflective)
Geen glimmende, spiegelende, doorzichtige voorwerpen
Detectieafstand : ca. 5 m
Ivan Maesen
43
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, met reflector
(Retroreflex - retroreflective)
Ivan Maesen
44
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, met reflector
(Retroreflex - retroreflective)
Foto Siemens
Ivan Maesen
45
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Foto’s Siemens
Ivan Maesen
46
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, met reflector
(Polarisatie - polarized)
Wel glimmende, spiegelende, doorzichtige voorwerpen
Detectieafstand : ca. 3 m
Ivan Maesen
47
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Gepolariseerd licht
Spiegelend voorwerp
Ivan Maesen
48
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, objectreflectie
(strooing – diffuse)
Voorwerpen met mat en ruw oppervlak kunnen gedetecteerd worden
Detectieafstand : enkele tientallen centimeters
Ivan Maesen
49
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, objectreflectie
(strooing – diffuse)
Foto Siemens
Ivan Maesen
50
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, objectreflectie focuspunt (convergent)
Preciesiedetectie, achtergrond geen invloed
Detectieafstand : enkele tientallen centimeters
Ivan Maesen
51
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger afzonderlijk, met glasvezels
Ivan Maesen
52
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, objectreflectie,
met glasvezels
Ivan Maesen
53
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Foto Siemens
Ivan Maesen
54
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Lichtgordijn
Multi beam safety senor
Ivan Maesen
55
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Nominale schakelafstand Sn
Afstand waarbij de sensor schakelt
• Genormalisseerd meetobject
• Nominale spanning
• Nominale temperatuur
Ivan Maesen
56
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Werkelijke schakelafstand
Rekening houden met:
• Werkelijke temperatuur
• Nabijheid andere sensoren
• Soort materiaal
• Afmetingen object
• Kleur (optische sensoren)
• …
Ivan Maesen
57
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Werkelijke schakelafstand
Correctiefactoren inductieve schakelaar
- staal
1
- CrNi
0,85
- Al
0,50
- Cu
0,45
- ….
Ivan Maesen
58
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Werkelijke schakelafstand
Correctiefactoren capacitieve schakelaar:
- Staal
1
- Al
0,95
- Cu
0,95
- H2O
0,64
- Plexiglas
0,20
-…
Ivan Maesen
59
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Schakelfrequentie
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.
Ivan Maesen
60
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Uitgangsbelasing
De stroom die de sensor kan schakelen,
uitgedrukt in mA.
Ivan Maesen
61
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Afgeschermde (shielded) en niet-afgeschermde
(unshielded) senoren
Ivan Maesen
62
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Niet-afgeschermde senoren
Kop niet afgeschermd, uit kunststof
Grotere detectieafstand
Inbouwen geeft problemen
Ivan Maesen
Foto Siemens
63
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Afgeschermde senoren
Volledig uit metaal (uitgezonderd detectievlak)
Kleinere detectieafstand
Ivan Maesen
64
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
65
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen inductieve sensoren
Ongevoelig voor trillingen
Geen contactdender
Geen onderhoud, geen slijtage
Kostprijs € 20 tot ca. € 50
Foto Siemens
Ivan Maesen
66
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen inductieve sensoren
Beperkingen
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.
Ivan Maesen
67
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
68
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
69
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen capacitieve sensoren
Beperkingen
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
Ivan Maesen
70
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
71
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen ultrasone sensoren
Beperkingen
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.
Ivan Maesen
72
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
73
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
74
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen optische sensoren
Beperkingen
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.
Ivan Maesen
75
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Rekening houden met:
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
76
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Draadkleur
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
77
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Driedraadse sensor PNP (capacitief)
Ivan Maesen
78
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Driedraadse sensor NPN (inductief)
Ivan Maesen
79
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Vierdraadse sensor PNP
Ivan Maesen
80
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Tweedraadse sensor DC (capacitief)
Ivan Maesen
81
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Tweedraadse NAMUR sensor DC (capacitief)
Ivan Maesen
82
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Tweedraadse sensor AC - NC (inductief)
Ivan Maesen
83
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Tweedraadse sensor AC - NO (inductief)
Ivan Maesen
84
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Vijfdraadse sensor AC (optisch)
Ivan Maesen
85
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Vijfdraadse sensor AC - NO (optisch)
Ivan Maesen
86
Sensoren – Testen van sensoren
Driedraadse sensoren
Als voorbeeld een sensor met PNP-uitgang
Het aansluitschema
Testen met V-meter – Je kunt uiteraard met de Vmeter ook over de belasting meten.
Ivan Maesen
87
Sensoren – Testen van sensoren
Tweedraadse
sensoren
Het aansluitschema
Testen met V-meter
Testen met A-meter
Ivan Maesen
88
Sensoren
Ivan Maesen
89
Slide 35
Installatiemethoden 6 ET
Foto Heidelberg
Ivan Maesen
1
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
2
Sensoren - Algemeen
Inductieve sensoren
Capacitieve sensoren
Optische sensoren
Magnetische sensoren
Ultrasone sensoren
Foto Turck
Ivan Maesen
3
Sensoren – Algemene werking
Ivan Maesen
4
Sensoren – Algemene werking
Ivan Maesen
5
Sensoren – Algemene werking
Ivan Maesen
6
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Foto Siemens
Ivan Maesen
7
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Detectie van blik
en deksel
Foto Siemens
Ivan Maesen
8
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Controle van afbreken van
boorkop
Foto Siemens
Ivan Maesen
9
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Positionering en controle
draaizin
Foto Siemens
Ivan Maesen
10
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Standdetectie van een
klep
Foto Siemens
Ivan Maesen
11
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
oscillator
gelijkrichtier
smitt-trigger
versterker
spoel
Ivan Maesen
12
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Warmteontwikkeling
Ivan Maesen
Amplitude
kleiner
13
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Foto Siemens
Ivan Maesen
14
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Detectie vulniveau in
silo
Foto Siemens
Ivan Maesen
15
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Detectie van vulling
van brik
Foto Siemens
Ivan Maesen
16
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Het sensorvlak vormt een condensator. De lucht is het
diëlektricum.
C
A
d
Ivan Maesen
17
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Een niet-metalen object in het detectieveld: de
diëlektrische constante van de middenstof verandert.
C verandert
Ivan Maesen
18
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
De capaciteit wordt bepaald door het diëlektricum en de
afstand d tussen te platen.
C
A
d
Ivan Maesen
19
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Bij een elektrische geleidend object verkleint de afstand
tussen de platen.
C verandert
Ivan Maesen
20
Sensoren – Werking van de optische sensor
Ivan Maesen
21
Sensoren – Werking van de optische sensor
impulsgenerator (modulator)
IR of laser-LED
lichtgevoelige transistor
synchronisatie, gelijkrichter (demodulator)
smitt-trigger
versterker
Ivan Maesen
22
Sensoren – Werking van de ultrasone sensor
Ivan Maesen
23
Sensoren
ultrasone sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Kwaliteitscontrole met
sonar
Foto Siemens
Ivan Maesen
24
Sensoren
ultrasone sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Hoogtemeting met sonar
Foto Siemens
Ivan Maesen
25
Sensoren
ultrasone sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Afstandsmeting met sonar
Foto Siemens
Ivan Maesen
26
Sensoren
ultrasone sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Controle op doorhangen
met sonar
Foto Siemens
Ivan Maesen
27
Sensoren
ultrasone sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Niveaumetingen
met sonar
Foto’s Siemens
Ivan Maesen
28
Sensoren – Werking van de ultrasone sensor
oscillator
gelijkrichtier
smitt-trigger
versterker
piëzo element (opwekken en verwerken geluidsgolven)
Ivan Maesen
29
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen volgens de vorm
Cilindrische sensoren
Balkvormige or rechthoekige sensoren
Ivan Maesen
30
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen vvolgens de vorm
Speciale vormen:
• vork of sleufsensoren,
• ringsensoren,
• …
Foto Turck
Ivan Maesen
31
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Materiaal van de behuizing (cilindrische sensoren)
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
32
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Maten van cilindrische sensoren
Schroefdraad: M 4, M6,5 M8, M12, M18, M30,
PG 36
Gladde uitvoering: Ø11, Ø20, Ø40
Maten van rechthoekige sensoren
Bouwvormen zie maatschetsen catalogie.
Foto Siemens
Ivan Maesen
33
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens aansluiting
• Sensoren met aansluitklemmen
• Aangegoten kabel zonder connector
• Aangegoten kabel met connector
• Sensoren met connnector
Ivan Maesen
34
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens de aansluiting
Aangegoten kabel
Sensoren met
aansluitklem
Ivan Maesen
35
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens aansluiting
Sensoren met connnector
Ivan Maesen
36
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens aansluiting
Sensoren met connector:
aansluitkabels
Ivan Maesen
37
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens aansluiting
Aansluitkabels en aansluitdozen voor sensoren
Foto Turck
Ivan Maesen
38
Sensoren – Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Foto Siemens
Ivan Maesen
39
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger afzonderlijk (directe scan, thru scan)
Groot detectiebereik (tientallen meters)
Geen doorschijnende materialen detecteren
Ivan Maesen
40
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger afzonderlijk (directe scan, thru scan)
Foto Siemens
Ivan Maesen
41
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger afzonderlijk – spiegeling
(specular)
Detecteren van spiegelende opbjecten
Ivan Maesen
42
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, met reflector
(Retroreflex - retroreflective)
Geen glimmende, spiegelende, doorzichtige voorwerpen
Detectieafstand : ca. 5 m
Ivan Maesen
43
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, met reflector
(Retroreflex - retroreflective)
Ivan Maesen
44
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, met reflector
(Retroreflex - retroreflective)
Foto Siemens
Ivan Maesen
45
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Foto’s Siemens
Ivan Maesen
46
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, met reflector
(Polarisatie - polarized)
Wel glimmende, spiegelende, doorzichtige voorwerpen
Detectieafstand : ca. 3 m
Ivan Maesen
47
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Gepolariseerd licht
Spiegelend voorwerp
Ivan Maesen
48
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, objectreflectie
(strooing – diffuse)
Voorwerpen met mat en ruw oppervlak kunnen gedetecteerd worden
Detectieafstand : enkele tientallen centimeters
Ivan Maesen
49
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, objectreflectie
(strooing – diffuse)
Foto Siemens
Ivan Maesen
50
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, objectreflectie focuspunt (convergent)
Preciesiedetectie, achtergrond geen invloed
Detectieafstand : enkele tientallen centimeters
Ivan Maesen
51
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger afzonderlijk, met glasvezels
Ivan Maesen
52
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, objectreflectie,
met glasvezels
Ivan Maesen
53
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Foto Siemens
Ivan Maesen
54
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Lichtgordijn
Multi beam safety senor
Ivan Maesen
55
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Nominale schakelafstand Sn
Afstand waarbij de sensor schakelt
• Genormalisseerd meetobject
• Nominale spanning
• Nominale temperatuur
Ivan Maesen
56
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Werkelijke schakelafstand
Rekening houden met:
• Werkelijke temperatuur
• Nabijheid andere sensoren
• Soort materiaal
• Afmetingen object
• Kleur (optische sensoren)
• …
Ivan Maesen
57
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Werkelijke schakelafstand
Correctiefactoren inductieve schakelaar
- staal
1
- CrNi
0,85
- Al
0,50
- Cu
0,45
- ….
Ivan Maesen
58
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Werkelijke schakelafstand
Correctiefactoren capacitieve schakelaar:
- Staal
1
- Al
0,95
- Cu
0,95
- H2O
0,64
- Plexiglas
0,20
-…
Ivan Maesen
59
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Schakelfrequentie
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.
Ivan Maesen
60
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Uitgangsbelasing
De stroom die de sensor kan schakelen,
uitgedrukt in mA.
Ivan Maesen
61
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Afgeschermde (shielded) en niet-afgeschermde
(unshielded) senoren
Ivan Maesen
62
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Niet-afgeschermde senoren
Kop niet afgeschermd, uit kunststof
Grotere detectieafstand
Inbouwen geeft problemen
Ivan Maesen
Foto Siemens
63
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Afgeschermde senoren
Volledig uit metaal (uitgezonderd detectievlak)
Kleinere detectieafstand
Ivan Maesen
64
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
65
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen inductieve sensoren
Ongevoelig voor trillingen
Geen contactdender
Geen onderhoud, geen slijtage
Kostprijs € 20 tot ca. € 50
Foto Siemens
Ivan Maesen
66
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen inductieve sensoren
Beperkingen
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.
Ivan Maesen
67
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
68
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
69
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen capacitieve sensoren
Beperkingen
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
Ivan Maesen
70
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
71
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen ultrasone sensoren
Beperkingen
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.
Ivan Maesen
72
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
73
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
74
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen optische sensoren
Beperkingen
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.
Ivan Maesen
75
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Rekening houden met:
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
76
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Draadkleur
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
77
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Driedraadse sensor PNP (capacitief)
Ivan Maesen
78
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Driedraadse sensor NPN (inductief)
Ivan Maesen
79
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Vierdraadse sensor PNP
Ivan Maesen
80
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Tweedraadse sensor DC (capacitief)
Ivan Maesen
81
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Tweedraadse NAMUR sensor DC (capacitief)
Ivan Maesen
82
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Tweedraadse sensor AC - NC (inductief)
Ivan Maesen
83
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Tweedraadse sensor AC - NO (inductief)
Ivan Maesen
84
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Vijfdraadse sensor AC (optisch)
Ivan Maesen
85
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Vijfdraadse sensor AC - NO (optisch)
Ivan Maesen
86
Sensoren – Testen van sensoren
Driedraadse sensoren
Als voorbeeld een sensor met PNP-uitgang
Het aansluitschema
Testen met V-meter – Je kunt uiteraard met de Vmeter ook over de belasting meten.
Ivan Maesen
87
Sensoren – Testen van sensoren
Tweedraadse
sensoren
Het aansluitschema
Testen met V-meter
Testen met A-meter
Ivan Maesen
88
Sensoren
Ivan Maesen
89
Slide 36
Installatiemethoden 6 ET
Foto Heidelberg
Ivan Maesen
1
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
2
Sensoren - Algemeen
Inductieve sensoren
Capacitieve sensoren
Optische sensoren
Magnetische sensoren
Ultrasone sensoren
Foto Turck
Ivan Maesen
3
Sensoren – Algemene werking
Ivan Maesen
4
Sensoren – Algemene werking
Ivan Maesen
5
Sensoren – Algemene werking
Ivan Maesen
6
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Foto Siemens
Ivan Maesen
7
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Detectie van blik
en deksel
Foto Siemens
Ivan Maesen
8
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Controle van afbreken van
boorkop
Foto Siemens
Ivan Maesen
9
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Positionering en controle
draaizin
Foto Siemens
Ivan Maesen
10
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Standdetectie van een
klep
Foto Siemens
Ivan Maesen
11
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
oscillator
gelijkrichtier
smitt-trigger
versterker
spoel
Ivan Maesen
12
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Warmteontwikkeling
Ivan Maesen
Amplitude
kleiner
13
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Foto Siemens
Ivan Maesen
14
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Detectie vulniveau in
silo
Foto Siemens
Ivan Maesen
15
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Detectie van vulling
van brik
Foto Siemens
Ivan Maesen
16
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Het sensorvlak vormt een condensator. De lucht is het
diëlektricum.
C
A
d
Ivan Maesen
17
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Een niet-metalen object in het detectieveld: de
diëlektrische constante van de middenstof verandert.
C verandert
Ivan Maesen
18
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
De capaciteit wordt bepaald door het diëlektricum en de
afstand d tussen te platen.
C
A
d
Ivan Maesen
19
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Bij een elektrische geleidend object verkleint de afstand
tussen de platen.
C verandert
Ivan Maesen
20
Sensoren – Werking van de optische sensor
Ivan Maesen
21
Sensoren – Werking van de optische sensor
impulsgenerator (modulator)
IR of laser-LED
lichtgevoelige transistor
synchronisatie, gelijkrichter (demodulator)
smitt-trigger
versterker
Ivan Maesen
22
Sensoren – Werking van de ultrasone sensor
Ivan Maesen
23
Sensoren
ultrasone sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Kwaliteitscontrole met
sonar
Foto Siemens
Ivan Maesen
24
Sensoren
ultrasone sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Hoogtemeting met sonar
Foto Siemens
Ivan Maesen
25
Sensoren
ultrasone sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Afstandsmeting met sonar
Foto Siemens
Ivan Maesen
26
Sensoren
ultrasone sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Controle op doorhangen
met sonar
Foto Siemens
Ivan Maesen
27
Sensoren
ultrasone sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Niveaumetingen
met sonar
Foto’s Siemens
Ivan Maesen
28
Sensoren – Werking van de ultrasone sensor
oscillator
gelijkrichtier
smitt-trigger
versterker
piëzo element (opwekken en verwerken geluidsgolven)
Ivan Maesen
29
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen volgens de vorm
Cilindrische sensoren
Balkvormige or rechthoekige sensoren
Ivan Maesen
30
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen vvolgens de vorm
Speciale vormen:
• vork of sleufsensoren,
• ringsensoren,
• …
Foto Turck
Ivan Maesen
31
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Materiaal van de behuizing (cilindrische sensoren)
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
32
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Maten van cilindrische sensoren
Schroefdraad: M 4, M6,5 M8, M12, M18, M30,
PG 36
Gladde uitvoering: Ø11, Ø20, Ø40
Maten van rechthoekige sensoren
Bouwvormen zie maatschetsen catalogie.
Foto Siemens
Ivan Maesen
33
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens aansluiting
• Sensoren met aansluitklemmen
• Aangegoten kabel zonder connector
• Aangegoten kabel met connector
• Sensoren met connnector
Ivan Maesen
34
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens de aansluiting
Aangegoten kabel
Sensoren met
aansluitklem
Ivan Maesen
35
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens aansluiting
Sensoren met connnector
Ivan Maesen
36
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens aansluiting
Sensoren met connector:
aansluitkabels
Ivan Maesen
37
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens aansluiting
Aansluitkabels en aansluitdozen voor sensoren
Foto Turck
Ivan Maesen
38
Sensoren – Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Foto Siemens
Ivan Maesen
39
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger afzonderlijk (directe scan, thru scan)
Groot detectiebereik (tientallen meters)
Geen doorschijnende materialen detecteren
Ivan Maesen
40
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger afzonderlijk (directe scan, thru scan)
Foto Siemens
Ivan Maesen
41
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger afzonderlijk – spiegeling
(specular)
Detecteren van spiegelende opbjecten
Ivan Maesen
42
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, met reflector
(Retroreflex - retroreflective)
Geen glimmende, spiegelende, doorzichtige voorwerpen
Detectieafstand : ca. 5 m
Ivan Maesen
43
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, met reflector
(Retroreflex - retroreflective)
Ivan Maesen
44
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, met reflector
(Retroreflex - retroreflective)
Foto Siemens
Ivan Maesen
45
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Foto’s Siemens
Ivan Maesen
46
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, met reflector
(Polarisatie - polarized)
Wel glimmende, spiegelende, doorzichtige voorwerpen
Detectieafstand : ca. 3 m
Ivan Maesen
47
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Gepolariseerd licht
Spiegelend voorwerp
Ivan Maesen
48
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, objectreflectie
(strooing – diffuse)
Voorwerpen met mat en ruw oppervlak kunnen gedetecteerd worden
Detectieafstand : enkele tientallen centimeters
Ivan Maesen
49
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, objectreflectie
(strooing – diffuse)
Foto Siemens
Ivan Maesen
50
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, objectreflectie focuspunt (convergent)
Preciesiedetectie, achtergrond geen invloed
Detectieafstand : enkele tientallen centimeters
Ivan Maesen
51
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger afzonderlijk, met glasvezels
Ivan Maesen
52
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, objectreflectie,
met glasvezels
Ivan Maesen
53
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Foto Siemens
Ivan Maesen
54
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Lichtgordijn
Multi beam safety senor
Ivan Maesen
55
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Nominale schakelafstand Sn
Afstand waarbij de sensor schakelt
• Genormalisseerd meetobject
• Nominale spanning
• Nominale temperatuur
Ivan Maesen
56
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Werkelijke schakelafstand
Rekening houden met:
• Werkelijke temperatuur
• Nabijheid andere sensoren
• Soort materiaal
• Afmetingen object
• Kleur (optische sensoren)
• …
Ivan Maesen
57
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Werkelijke schakelafstand
Correctiefactoren inductieve schakelaar
- staal
1
- CrNi
0,85
- Al
0,50
- Cu
0,45
- ….
Ivan Maesen
58
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Werkelijke schakelafstand
Correctiefactoren capacitieve schakelaar:
- Staal
1
- Al
0,95
- Cu
0,95
- H2O
0,64
- Plexiglas
0,20
-…
Ivan Maesen
59
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Schakelfrequentie
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.
Ivan Maesen
60
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Uitgangsbelasing
De stroom die de sensor kan schakelen,
uitgedrukt in mA.
Ivan Maesen
61
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Afgeschermde (shielded) en niet-afgeschermde
(unshielded) senoren
Ivan Maesen
62
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Niet-afgeschermde senoren
Kop niet afgeschermd, uit kunststof
Grotere detectieafstand
Inbouwen geeft problemen
Ivan Maesen
Foto Siemens
63
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Afgeschermde senoren
Volledig uit metaal (uitgezonderd detectievlak)
Kleinere detectieafstand
Ivan Maesen
64
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
65
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen inductieve sensoren
Ongevoelig voor trillingen
Geen contactdender
Geen onderhoud, geen slijtage
Kostprijs € 20 tot ca. € 50
Foto Siemens
Ivan Maesen
66
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen inductieve sensoren
Beperkingen
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.
Ivan Maesen
67
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
68
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
69
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen capacitieve sensoren
Beperkingen
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
Ivan Maesen
70
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
71
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen ultrasone sensoren
Beperkingen
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.
Ivan Maesen
72
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
73
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
74
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen optische sensoren
Beperkingen
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.
Ivan Maesen
75
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Rekening houden met:
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
76
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Draadkleur
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
77
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Driedraadse sensor PNP (capacitief)
Ivan Maesen
78
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Driedraadse sensor NPN (inductief)
Ivan Maesen
79
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Vierdraadse sensor PNP
Ivan Maesen
80
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Tweedraadse sensor DC (capacitief)
Ivan Maesen
81
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Tweedraadse NAMUR sensor DC (capacitief)
Ivan Maesen
82
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Tweedraadse sensor AC - NC (inductief)
Ivan Maesen
83
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Tweedraadse sensor AC - NO (inductief)
Ivan Maesen
84
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Vijfdraadse sensor AC (optisch)
Ivan Maesen
85
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Vijfdraadse sensor AC - NO (optisch)
Ivan Maesen
86
Sensoren – Testen van sensoren
Driedraadse sensoren
Als voorbeeld een sensor met PNP-uitgang
Het aansluitschema
Testen met V-meter – Je kunt uiteraard met de Vmeter ook over de belasting meten.
Ivan Maesen
87
Sensoren – Testen van sensoren
Tweedraadse
sensoren
Het aansluitschema
Testen met V-meter
Testen met A-meter
Ivan Maesen
88
Sensoren
Ivan Maesen
89
Slide 37
Installatiemethoden 6 ET
Foto Heidelberg
Ivan Maesen
1
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
2
Sensoren - Algemeen
Inductieve sensoren
Capacitieve sensoren
Optische sensoren
Magnetische sensoren
Ultrasone sensoren
Foto Turck
Ivan Maesen
3
Sensoren – Algemene werking
Ivan Maesen
4
Sensoren – Algemene werking
Ivan Maesen
5
Sensoren – Algemene werking
Ivan Maesen
6
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Foto Siemens
Ivan Maesen
7
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Detectie van blik
en deksel
Foto Siemens
Ivan Maesen
8
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Controle van afbreken van
boorkop
Foto Siemens
Ivan Maesen
9
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Positionering en controle
draaizin
Foto Siemens
Ivan Maesen
10
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Standdetectie van een
klep
Foto Siemens
Ivan Maesen
11
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
oscillator
gelijkrichtier
smitt-trigger
versterker
spoel
Ivan Maesen
12
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Warmteontwikkeling
Ivan Maesen
Amplitude
kleiner
13
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Foto Siemens
Ivan Maesen
14
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Detectie vulniveau in
silo
Foto Siemens
Ivan Maesen
15
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Detectie van vulling
van brik
Foto Siemens
Ivan Maesen
16
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Het sensorvlak vormt een condensator. De lucht is het
diëlektricum.
C
A
d
Ivan Maesen
17
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Een niet-metalen object in het detectieveld: de
diëlektrische constante van de middenstof verandert.
C verandert
Ivan Maesen
18
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
De capaciteit wordt bepaald door het diëlektricum en de
afstand d tussen te platen.
C
A
d
Ivan Maesen
19
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Bij een elektrische geleidend object verkleint de afstand
tussen de platen.
C verandert
Ivan Maesen
20
Sensoren – Werking van de optische sensor
Ivan Maesen
21
Sensoren – Werking van de optische sensor
impulsgenerator (modulator)
IR of laser-LED
lichtgevoelige transistor
synchronisatie, gelijkrichter (demodulator)
smitt-trigger
versterker
Ivan Maesen
22
Sensoren – Werking van de ultrasone sensor
Ivan Maesen
23
Sensoren
ultrasone sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Kwaliteitscontrole met
sonar
Foto Siemens
Ivan Maesen
24
Sensoren
ultrasone sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Hoogtemeting met sonar
Foto Siemens
Ivan Maesen
25
Sensoren
ultrasone sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Afstandsmeting met sonar
Foto Siemens
Ivan Maesen
26
Sensoren
ultrasone sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Controle op doorhangen
met sonar
Foto Siemens
Ivan Maesen
27
Sensoren
ultrasone sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Niveaumetingen
met sonar
Foto’s Siemens
Ivan Maesen
28
Sensoren – Werking van de ultrasone sensor
oscillator
gelijkrichtier
smitt-trigger
versterker
piëzo element (opwekken en verwerken geluidsgolven)
Ivan Maesen
29
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen volgens de vorm
Cilindrische sensoren
Balkvormige or rechthoekige sensoren
Ivan Maesen
30
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen vvolgens de vorm
Speciale vormen:
• vork of sleufsensoren,
• ringsensoren,
• …
Foto Turck
Ivan Maesen
31
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Materiaal van de behuizing (cilindrische sensoren)
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
32
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Maten van cilindrische sensoren
Schroefdraad: M 4, M6,5 M8, M12, M18, M30,
PG 36
Gladde uitvoering: Ø11, Ø20, Ø40
Maten van rechthoekige sensoren
Bouwvormen zie maatschetsen catalogie.
Foto Siemens
Ivan Maesen
33
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens aansluiting
• Sensoren met aansluitklemmen
• Aangegoten kabel zonder connector
• Aangegoten kabel met connector
• Sensoren met connnector
Ivan Maesen
34
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens de aansluiting
Aangegoten kabel
Sensoren met
aansluitklem
Ivan Maesen
35
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens aansluiting
Sensoren met connnector
Ivan Maesen
36
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens aansluiting
Sensoren met connector:
aansluitkabels
Ivan Maesen
37
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens aansluiting
Aansluitkabels en aansluitdozen voor sensoren
Foto Turck
Ivan Maesen
38
Sensoren – Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Foto Siemens
Ivan Maesen
39
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger afzonderlijk (directe scan, thru scan)
Groot detectiebereik (tientallen meters)
Geen doorschijnende materialen detecteren
Ivan Maesen
40
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger afzonderlijk (directe scan, thru scan)
Foto Siemens
Ivan Maesen
41
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger afzonderlijk – spiegeling
(specular)
Detecteren van spiegelende opbjecten
Ivan Maesen
42
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, met reflector
(Retroreflex - retroreflective)
Geen glimmende, spiegelende, doorzichtige voorwerpen
Detectieafstand : ca. 5 m
Ivan Maesen
43
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, met reflector
(Retroreflex - retroreflective)
Ivan Maesen
44
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, met reflector
(Retroreflex - retroreflective)
Foto Siemens
Ivan Maesen
45
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Foto’s Siemens
Ivan Maesen
46
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, met reflector
(Polarisatie - polarized)
Wel glimmende, spiegelende, doorzichtige voorwerpen
Detectieafstand : ca. 3 m
Ivan Maesen
47
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Gepolariseerd licht
Spiegelend voorwerp
Ivan Maesen
48
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, objectreflectie
(strooing – diffuse)
Voorwerpen met mat en ruw oppervlak kunnen gedetecteerd worden
Detectieafstand : enkele tientallen centimeters
Ivan Maesen
49
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, objectreflectie
(strooing – diffuse)
Foto Siemens
Ivan Maesen
50
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, objectreflectie focuspunt (convergent)
Preciesiedetectie, achtergrond geen invloed
Detectieafstand : enkele tientallen centimeters
Ivan Maesen
51
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger afzonderlijk, met glasvezels
Ivan Maesen
52
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, objectreflectie,
met glasvezels
Ivan Maesen
53
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Foto Siemens
Ivan Maesen
54
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Lichtgordijn
Multi beam safety senor
Ivan Maesen
55
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Nominale schakelafstand Sn
Afstand waarbij de sensor schakelt
• Genormalisseerd meetobject
• Nominale spanning
• Nominale temperatuur
Ivan Maesen
56
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Werkelijke schakelafstand
Rekening houden met:
• Werkelijke temperatuur
• Nabijheid andere sensoren
• Soort materiaal
• Afmetingen object
• Kleur (optische sensoren)
• …
Ivan Maesen
57
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Werkelijke schakelafstand
Correctiefactoren inductieve schakelaar
- staal
1
- CrNi
0,85
- Al
0,50
- Cu
0,45
- ….
Ivan Maesen
58
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Werkelijke schakelafstand
Correctiefactoren capacitieve schakelaar:
- Staal
1
- Al
0,95
- Cu
0,95
- H2O
0,64
- Plexiglas
0,20
-…
Ivan Maesen
59
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Schakelfrequentie
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.
Ivan Maesen
60
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Uitgangsbelasing
De stroom die de sensor kan schakelen,
uitgedrukt in mA.
Ivan Maesen
61
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Afgeschermde (shielded) en niet-afgeschermde
(unshielded) senoren
Ivan Maesen
62
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Niet-afgeschermde senoren
Kop niet afgeschermd, uit kunststof
Grotere detectieafstand
Inbouwen geeft problemen
Ivan Maesen
Foto Siemens
63
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Afgeschermde senoren
Volledig uit metaal (uitgezonderd detectievlak)
Kleinere detectieafstand
Ivan Maesen
64
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
65
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen inductieve sensoren
Ongevoelig voor trillingen
Geen contactdender
Geen onderhoud, geen slijtage
Kostprijs € 20 tot ca. € 50
Foto Siemens
Ivan Maesen
66
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen inductieve sensoren
Beperkingen
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.
Ivan Maesen
67
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
68
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
69
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen capacitieve sensoren
Beperkingen
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
Ivan Maesen
70
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
71
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen ultrasone sensoren
Beperkingen
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.
Ivan Maesen
72
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
73
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
74
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen optische sensoren
Beperkingen
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.
Ivan Maesen
75
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Rekening houden met:
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
76
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Draadkleur
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
77
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Driedraadse sensor PNP (capacitief)
Ivan Maesen
78
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Driedraadse sensor NPN (inductief)
Ivan Maesen
79
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Vierdraadse sensor PNP
Ivan Maesen
80
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Tweedraadse sensor DC (capacitief)
Ivan Maesen
81
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Tweedraadse NAMUR sensor DC (capacitief)
Ivan Maesen
82
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Tweedraadse sensor AC - NC (inductief)
Ivan Maesen
83
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Tweedraadse sensor AC - NO (inductief)
Ivan Maesen
84
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Vijfdraadse sensor AC (optisch)
Ivan Maesen
85
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Vijfdraadse sensor AC - NO (optisch)
Ivan Maesen
86
Sensoren – Testen van sensoren
Driedraadse sensoren
Als voorbeeld een sensor met PNP-uitgang
Het aansluitschema
Testen met V-meter – Je kunt uiteraard met de Vmeter ook over de belasting meten.
Ivan Maesen
87
Sensoren – Testen van sensoren
Tweedraadse
sensoren
Het aansluitschema
Testen met V-meter
Testen met A-meter
Ivan Maesen
88
Sensoren
Ivan Maesen
89
Slide 38
Installatiemethoden 6 ET
Foto Heidelberg
Ivan Maesen
1
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
2
Sensoren - Algemeen
Inductieve sensoren
Capacitieve sensoren
Optische sensoren
Magnetische sensoren
Ultrasone sensoren
Foto Turck
Ivan Maesen
3
Sensoren – Algemene werking
Ivan Maesen
4
Sensoren – Algemene werking
Ivan Maesen
5
Sensoren – Algemene werking
Ivan Maesen
6
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Foto Siemens
Ivan Maesen
7
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Detectie van blik
en deksel
Foto Siemens
Ivan Maesen
8
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Controle van afbreken van
boorkop
Foto Siemens
Ivan Maesen
9
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Positionering en controle
draaizin
Foto Siemens
Ivan Maesen
10
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Standdetectie van een
klep
Foto Siemens
Ivan Maesen
11
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
oscillator
gelijkrichtier
smitt-trigger
versterker
spoel
Ivan Maesen
12
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Warmteontwikkeling
Ivan Maesen
Amplitude
kleiner
13
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Foto Siemens
Ivan Maesen
14
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Detectie vulniveau in
silo
Foto Siemens
Ivan Maesen
15
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Detectie van vulling
van brik
Foto Siemens
Ivan Maesen
16
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Het sensorvlak vormt een condensator. De lucht is het
diëlektricum.
C
A
d
Ivan Maesen
17
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Een niet-metalen object in het detectieveld: de
diëlektrische constante van de middenstof verandert.
C verandert
Ivan Maesen
18
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
De capaciteit wordt bepaald door het diëlektricum en de
afstand d tussen te platen.
C
A
d
Ivan Maesen
19
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Bij een elektrische geleidend object verkleint de afstand
tussen de platen.
C verandert
Ivan Maesen
20
Sensoren – Werking van de optische sensor
Ivan Maesen
21
Sensoren – Werking van de optische sensor
impulsgenerator (modulator)
IR of laser-LED
lichtgevoelige transistor
synchronisatie, gelijkrichter (demodulator)
smitt-trigger
versterker
Ivan Maesen
22
Sensoren – Werking van de ultrasone sensor
Ivan Maesen
23
Sensoren
ultrasone sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Kwaliteitscontrole met
sonar
Foto Siemens
Ivan Maesen
24
Sensoren
ultrasone sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Hoogtemeting met sonar
Foto Siemens
Ivan Maesen
25
Sensoren
ultrasone sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Afstandsmeting met sonar
Foto Siemens
Ivan Maesen
26
Sensoren
ultrasone sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Controle op doorhangen
met sonar
Foto Siemens
Ivan Maesen
27
Sensoren
ultrasone sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Niveaumetingen
met sonar
Foto’s Siemens
Ivan Maesen
28
Sensoren – Werking van de ultrasone sensor
oscillator
gelijkrichtier
smitt-trigger
versterker
piëzo element (opwekken en verwerken geluidsgolven)
Ivan Maesen
29
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen volgens de vorm
Cilindrische sensoren
Balkvormige or rechthoekige sensoren
Ivan Maesen
30
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen vvolgens de vorm
Speciale vormen:
• vork of sleufsensoren,
• ringsensoren,
• …
Foto Turck
Ivan Maesen
31
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Materiaal van de behuizing (cilindrische sensoren)
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
32
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Maten van cilindrische sensoren
Schroefdraad: M 4, M6,5 M8, M12, M18, M30,
PG 36
Gladde uitvoering: Ø11, Ø20, Ø40
Maten van rechthoekige sensoren
Bouwvormen zie maatschetsen catalogie.
Foto Siemens
Ivan Maesen
33
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens aansluiting
• Sensoren met aansluitklemmen
• Aangegoten kabel zonder connector
• Aangegoten kabel met connector
• Sensoren met connnector
Ivan Maesen
34
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens de aansluiting
Aangegoten kabel
Sensoren met
aansluitklem
Ivan Maesen
35
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens aansluiting
Sensoren met connnector
Ivan Maesen
36
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens aansluiting
Sensoren met connector:
aansluitkabels
Ivan Maesen
37
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens aansluiting
Aansluitkabels en aansluitdozen voor sensoren
Foto Turck
Ivan Maesen
38
Sensoren – Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Foto Siemens
Ivan Maesen
39
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger afzonderlijk (directe scan, thru scan)
Groot detectiebereik (tientallen meters)
Geen doorschijnende materialen detecteren
Ivan Maesen
40
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger afzonderlijk (directe scan, thru scan)
Foto Siemens
Ivan Maesen
41
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger afzonderlijk – spiegeling
(specular)
Detecteren van spiegelende opbjecten
Ivan Maesen
42
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, met reflector
(Retroreflex - retroreflective)
Geen glimmende, spiegelende, doorzichtige voorwerpen
Detectieafstand : ca. 5 m
Ivan Maesen
43
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, met reflector
(Retroreflex - retroreflective)
Ivan Maesen
44
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, met reflector
(Retroreflex - retroreflective)
Foto Siemens
Ivan Maesen
45
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Foto’s Siemens
Ivan Maesen
46
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, met reflector
(Polarisatie - polarized)
Wel glimmende, spiegelende, doorzichtige voorwerpen
Detectieafstand : ca. 3 m
Ivan Maesen
47
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Gepolariseerd licht
Spiegelend voorwerp
Ivan Maesen
48
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, objectreflectie
(strooing – diffuse)
Voorwerpen met mat en ruw oppervlak kunnen gedetecteerd worden
Detectieafstand : enkele tientallen centimeters
Ivan Maesen
49
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, objectreflectie
(strooing – diffuse)
Foto Siemens
Ivan Maesen
50
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, objectreflectie focuspunt (convergent)
Preciesiedetectie, achtergrond geen invloed
Detectieafstand : enkele tientallen centimeters
Ivan Maesen
51
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger afzonderlijk, met glasvezels
Ivan Maesen
52
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, objectreflectie,
met glasvezels
Ivan Maesen
53
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Foto Siemens
Ivan Maesen
54
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Lichtgordijn
Multi beam safety senor
Ivan Maesen
55
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Nominale schakelafstand Sn
Afstand waarbij de sensor schakelt
• Genormalisseerd meetobject
• Nominale spanning
• Nominale temperatuur
Ivan Maesen
56
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Werkelijke schakelafstand
Rekening houden met:
• Werkelijke temperatuur
• Nabijheid andere sensoren
• Soort materiaal
• Afmetingen object
• Kleur (optische sensoren)
• …
Ivan Maesen
57
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Werkelijke schakelafstand
Correctiefactoren inductieve schakelaar
- staal
1
- CrNi
0,85
- Al
0,50
- Cu
0,45
- ….
Ivan Maesen
58
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Werkelijke schakelafstand
Correctiefactoren capacitieve schakelaar:
- Staal
1
- Al
0,95
- Cu
0,95
- H2O
0,64
- Plexiglas
0,20
-…
Ivan Maesen
59
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Schakelfrequentie
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.
Ivan Maesen
60
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Uitgangsbelasing
De stroom die de sensor kan schakelen,
uitgedrukt in mA.
Ivan Maesen
61
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Afgeschermde (shielded) en niet-afgeschermde
(unshielded) senoren
Ivan Maesen
62
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Niet-afgeschermde senoren
Kop niet afgeschermd, uit kunststof
Grotere detectieafstand
Inbouwen geeft problemen
Ivan Maesen
Foto Siemens
63
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Afgeschermde senoren
Volledig uit metaal (uitgezonderd detectievlak)
Kleinere detectieafstand
Ivan Maesen
64
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
65
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen inductieve sensoren
Ongevoelig voor trillingen
Geen contactdender
Geen onderhoud, geen slijtage
Kostprijs € 20 tot ca. € 50
Foto Siemens
Ivan Maesen
66
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen inductieve sensoren
Beperkingen
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.
Ivan Maesen
67
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
68
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
69
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen capacitieve sensoren
Beperkingen
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
Ivan Maesen
70
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
71
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen ultrasone sensoren
Beperkingen
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.
Ivan Maesen
72
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
73
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
74
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen optische sensoren
Beperkingen
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.
Ivan Maesen
75
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Rekening houden met:
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
76
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Draadkleur
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
77
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Driedraadse sensor PNP (capacitief)
Ivan Maesen
78
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Driedraadse sensor NPN (inductief)
Ivan Maesen
79
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Vierdraadse sensor PNP
Ivan Maesen
80
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Tweedraadse sensor DC (capacitief)
Ivan Maesen
81
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Tweedraadse NAMUR sensor DC (capacitief)
Ivan Maesen
82
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Tweedraadse sensor AC - NC (inductief)
Ivan Maesen
83
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Tweedraadse sensor AC - NO (inductief)
Ivan Maesen
84
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Vijfdraadse sensor AC (optisch)
Ivan Maesen
85
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Vijfdraadse sensor AC - NO (optisch)
Ivan Maesen
86
Sensoren – Testen van sensoren
Driedraadse sensoren
Als voorbeeld een sensor met PNP-uitgang
Het aansluitschema
Testen met V-meter – Je kunt uiteraard met de Vmeter ook over de belasting meten.
Ivan Maesen
87
Sensoren – Testen van sensoren
Tweedraadse
sensoren
Het aansluitschema
Testen met V-meter
Testen met A-meter
Ivan Maesen
88
Sensoren
Ivan Maesen
89
Slide 39
Installatiemethoden 6 ET
Foto Heidelberg
Ivan Maesen
1
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
2
Sensoren - Algemeen
Inductieve sensoren
Capacitieve sensoren
Optische sensoren
Magnetische sensoren
Ultrasone sensoren
Foto Turck
Ivan Maesen
3
Sensoren – Algemene werking
Ivan Maesen
4
Sensoren – Algemene werking
Ivan Maesen
5
Sensoren – Algemene werking
Ivan Maesen
6
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Foto Siemens
Ivan Maesen
7
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Detectie van blik
en deksel
Foto Siemens
Ivan Maesen
8
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Controle van afbreken van
boorkop
Foto Siemens
Ivan Maesen
9
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Positionering en controle
draaizin
Foto Siemens
Ivan Maesen
10
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Standdetectie van een
klep
Foto Siemens
Ivan Maesen
11
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
oscillator
gelijkrichtier
smitt-trigger
versterker
spoel
Ivan Maesen
12
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Warmteontwikkeling
Ivan Maesen
Amplitude
kleiner
13
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Foto Siemens
Ivan Maesen
14
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Detectie vulniveau in
silo
Foto Siemens
Ivan Maesen
15
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Detectie van vulling
van brik
Foto Siemens
Ivan Maesen
16
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Het sensorvlak vormt een condensator. De lucht is het
diëlektricum.
C
A
d
Ivan Maesen
17
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Een niet-metalen object in het detectieveld: de
diëlektrische constante van de middenstof verandert.
C verandert
Ivan Maesen
18
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
De capaciteit wordt bepaald door het diëlektricum en de
afstand d tussen te platen.
C
A
d
Ivan Maesen
19
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Bij een elektrische geleidend object verkleint de afstand
tussen de platen.
C verandert
Ivan Maesen
20
Sensoren – Werking van de optische sensor
Ivan Maesen
21
Sensoren – Werking van de optische sensor
impulsgenerator (modulator)
IR of laser-LED
lichtgevoelige transistor
synchronisatie, gelijkrichter (demodulator)
smitt-trigger
versterker
Ivan Maesen
22
Sensoren – Werking van de ultrasone sensor
Ivan Maesen
23
Sensoren
ultrasone sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Kwaliteitscontrole met
sonar
Foto Siemens
Ivan Maesen
24
Sensoren
ultrasone sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Hoogtemeting met sonar
Foto Siemens
Ivan Maesen
25
Sensoren
ultrasone sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Afstandsmeting met sonar
Foto Siemens
Ivan Maesen
26
Sensoren
ultrasone sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Controle op doorhangen
met sonar
Foto Siemens
Ivan Maesen
27
Sensoren
ultrasone sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Niveaumetingen
met sonar
Foto’s Siemens
Ivan Maesen
28
Sensoren – Werking van de ultrasone sensor
oscillator
gelijkrichtier
smitt-trigger
versterker
piëzo element (opwekken en verwerken geluidsgolven)
Ivan Maesen
29
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen volgens de vorm
Cilindrische sensoren
Balkvormige or rechthoekige sensoren
Ivan Maesen
30
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen vvolgens de vorm
Speciale vormen:
• vork of sleufsensoren,
• ringsensoren,
• …
Foto Turck
Ivan Maesen
31
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Materiaal van de behuizing (cilindrische sensoren)
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
32
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Maten van cilindrische sensoren
Schroefdraad: M 4, M6,5 M8, M12, M18, M30,
PG 36
Gladde uitvoering: Ø11, Ø20, Ø40
Maten van rechthoekige sensoren
Bouwvormen zie maatschetsen catalogie.
Foto Siemens
Ivan Maesen
33
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens aansluiting
• Sensoren met aansluitklemmen
• Aangegoten kabel zonder connector
• Aangegoten kabel met connector
• Sensoren met connnector
Ivan Maesen
34
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens de aansluiting
Aangegoten kabel
Sensoren met
aansluitklem
Ivan Maesen
35
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens aansluiting
Sensoren met connnector
Ivan Maesen
36
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens aansluiting
Sensoren met connector:
aansluitkabels
Ivan Maesen
37
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens aansluiting
Aansluitkabels en aansluitdozen voor sensoren
Foto Turck
Ivan Maesen
38
Sensoren – Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Foto Siemens
Ivan Maesen
39
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger afzonderlijk (directe scan, thru scan)
Groot detectiebereik (tientallen meters)
Geen doorschijnende materialen detecteren
Ivan Maesen
40
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger afzonderlijk (directe scan, thru scan)
Foto Siemens
Ivan Maesen
41
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger afzonderlijk – spiegeling
(specular)
Detecteren van spiegelende opbjecten
Ivan Maesen
42
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, met reflector
(Retroreflex - retroreflective)
Geen glimmende, spiegelende, doorzichtige voorwerpen
Detectieafstand : ca. 5 m
Ivan Maesen
43
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, met reflector
(Retroreflex - retroreflective)
Ivan Maesen
44
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, met reflector
(Retroreflex - retroreflective)
Foto Siemens
Ivan Maesen
45
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Foto’s Siemens
Ivan Maesen
46
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, met reflector
(Polarisatie - polarized)
Wel glimmende, spiegelende, doorzichtige voorwerpen
Detectieafstand : ca. 3 m
Ivan Maesen
47
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Gepolariseerd licht
Spiegelend voorwerp
Ivan Maesen
48
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, objectreflectie
(strooing – diffuse)
Voorwerpen met mat en ruw oppervlak kunnen gedetecteerd worden
Detectieafstand : enkele tientallen centimeters
Ivan Maesen
49
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, objectreflectie
(strooing – diffuse)
Foto Siemens
Ivan Maesen
50
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, objectreflectie focuspunt (convergent)
Preciesiedetectie, achtergrond geen invloed
Detectieafstand : enkele tientallen centimeters
Ivan Maesen
51
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger afzonderlijk, met glasvezels
Ivan Maesen
52
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, objectreflectie,
met glasvezels
Ivan Maesen
53
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Foto Siemens
Ivan Maesen
54
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Lichtgordijn
Multi beam safety senor
Ivan Maesen
55
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Nominale schakelafstand Sn
Afstand waarbij de sensor schakelt
• Genormalisseerd meetobject
• Nominale spanning
• Nominale temperatuur
Ivan Maesen
56
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Werkelijke schakelafstand
Rekening houden met:
• Werkelijke temperatuur
• Nabijheid andere sensoren
• Soort materiaal
• Afmetingen object
• Kleur (optische sensoren)
• …
Ivan Maesen
57
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Werkelijke schakelafstand
Correctiefactoren inductieve schakelaar
- staal
1
- CrNi
0,85
- Al
0,50
- Cu
0,45
- ….
Ivan Maesen
58
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Werkelijke schakelafstand
Correctiefactoren capacitieve schakelaar:
- Staal
1
- Al
0,95
- Cu
0,95
- H2O
0,64
- Plexiglas
0,20
-…
Ivan Maesen
59
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Schakelfrequentie
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.
Ivan Maesen
60
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Uitgangsbelasing
De stroom die de sensor kan schakelen,
uitgedrukt in mA.
Ivan Maesen
61
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Afgeschermde (shielded) en niet-afgeschermde
(unshielded) senoren
Ivan Maesen
62
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Niet-afgeschermde senoren
Kop niet afgeschermd, uit kunststof
Grotere detectieafstand
Inbouwen geeft problemen
Ivan Maesen
Foto Siemens
63
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Afgeschermde senoren
Volledig uit metaal (uitgezonderd detectievlak)
Kleinere detectieafstand
Ivan Maesen
64
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
65
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen inductieve sensoren
Ongevoelig voor trillingen
Geen contactdender
Geen onderhoud, geen slijtage
Kostprijs € 20 tot ca. € 50
Foto Siemens
Ivan Maesen
66
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen inductieve sensoren
Beperkingen
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.
Ivan Maesen
67
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
68
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
69
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen capacitieve sensoren
Beperkingen
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
Ivan Maesen
70
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
71
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen ultrasone sensoren
Beperkingen
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.
Ivan Maesen
72
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
73
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
74
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen optische sensoren
Beperkingen
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.
Ivan Maesen
75
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Rekening houden met:
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
76
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Draadkleur
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
77
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Driedraadse sensor PNP (capacitief)
Ivan Maesen
78
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Driedraadse sensor NPN (inductief)
Ivan Maesen
79
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Vierdraadse sensor PNP
Ivan Maesen
80
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Tweedraadse sensor DC (capacitief)
Ivan Maesen
81
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Tweedraadse NAMUR sensor DC (capacitief)
Ivan Maesen
82
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Tweedraadse sensor AC - NC (inductief)
Ivan Maesen
83
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Tweedraadse sensor AC - NO (inductief)
Ivan Maesen
84
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Vijfdraadse sensor AC (optisch)
Ivan Maesen
85
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Vijfdraadse sensor AC - NO (optisch)
Ivan Maesen
86
Sensoren – Testen van sensoren
Driedraadse sensoren
Als voorbeeld een sensor met PNP-uitgang
Het aansluitschema
Testen met V-meter – Je kunt uiteraard met de Vmeter ook over de belasting meten.
Ivan Maesen
87
Sensoren – Testen van sensoren
Tweedraadse
sensoren
Het aansluitschema
Testen met V-meter
Testen met A-meter
Ivan Maesen
88
Sensoren
Ivan Maesen
89
Slide 40
Installatiemethoden 6 ET
Foto Heidelberg
Ivan Maesen
1
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
2
Sensoren - Algemeen
Inductieve sensoren
Capacitieve sensoren
Optische sensoren
Magnetische sensoren
Ultrasone sensoren
Foto Turck
Ivan Maesen
3
Sensoren – Algemene werking
Ivan Maesen
4
Sensoren – Algemene werking
Ivan Maesen
5
Sensoren – Algemene werking
Ivan Maesen
6
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Foto Siemens
Ivan Maesen
7
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Detectie van blik
en deksel
Foto Siemens
Ivan Maesen
8
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Controle van afbreken van
boorkop
Foto Siemens
Ivan Maesen
9
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Positionering en controle
draaizin
Foto Siemens
Ivan Maesen
10
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Standdetectie van een
klep
Foto Siemens
Ivan Maesen
11
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
oscillator
gelijkrichtier
smitt-trigger
versterker
spoel
Ivan Maesen
12
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Warmteontwikkeling
Ivan Maesen
Amplitude
kleiner
13
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Foto Siemens
Ivan Maesen
14
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Detectie vulniveau in
silo
Foto Siemens
Ivan Maesen
15
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Detectie van vulling
van brik
Foto Siemens
Ivan Maesen
16
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Het sensorvlak vormt een condensator. De lucht is het
diëlektricum.
C
A
d
Ivan Maesen
17
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Een niet-metalen object in het detectieveld: de
diëlektrische constante van de middenstof verandert.
C verandert
Ivan Maesen
18
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
De capaciteit wordt bepaald door het diëlektricum en de
afstand d tussen te platen.
C
A
d
Ivan Maesen
19
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Bij een elektrische geleidend object verkleint de afstand
tussen de platen.
C verandert
Ivan Maesen
20
Sensoren – Werking van de optische sensor
Ivan Maesen
21
Sensoren – Werking van de optische sensor
impulsgenerator (modulator)
IR of laser-LED
lichtgevoelige transistor
synchronisatie, gelijkrichter (demodulator)
smitt-trigger
versterker
Ivan Maesen
22
Sensoren – Werking van de ultrasone sensor
Ivan Maesen
23
Sensoren
ultrasone sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Kwaliteitscontrole met
sonar
Foto Siemens
Ivan Maesen
24
Sensoren
ultrasone sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Hoogtemeting met sonar
Foto Siemens
Ivan Maesen
25
Sensoren
ultrasone sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Afstandsmeting met sonar
Foto Siemens
Ivan Maesen
26
Sensoren
ultrasone sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Controle op doorhangen
met sonar
Foto Siemens
Ivan Maesen
27
Sensoren
ultrasone sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Niveaumetingen
met sonar
Foto’s Siemens
Ivan Maesen
28
Sensoren – Werking van de ultrasone sensor
oscillator
gelijkrichtier
smitt-trigger
versterker
piëzo element (opwekken en verwerken geluidsgolven)
Ivan Maesen
29
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen volgens de vorm
Cilindrische sensoren
Balkvormige or rechthoekige sensoren
Ivan Maesen
30
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen vvolgens de vorm
Speciale vormen:
• vork of sleufsensoren,
• ringsensoren,
• …
Foto Turck
Ivan Maesen
31
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Materiaal van de behuizing (cilindrische sensoren)
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
32
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Maten van cilindrische sensoren
Schroefdraad: M 4, M6,5 M8, M12, M18, M30,
PG 36
Gladde uitvoering: Ø11, Ø20, Ø40
Maten van rechthoekige sensoren
Bouwvormen zie maatschetsen catalogie.
Foto Siemens
Ivan Maesen
33
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens aansluiting
• Sensoren met aansluitklemmen
• Aangegoten kabel zonder connector
• Aangegoten kabel met connector
• Sensoren met connnector
Ivan Maesen
34
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens de aansluiting
Aangegoten kabel
Sensoren met
aansluitklem
Ivan Maesen
35
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens aansluiting
Sensoren met connnector
Ivan Maesen
36
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens aansluiting
Sensoren met connector:
aansluitkabels
Ivan Maesen
37
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens aansluiting
Aansluitkabels en aansluitdozen voor sensoren
Foto Turck
Ivan Maesen
38
Sensoren – Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Foto Siemens
Ivan Maesen
39
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger afzonderlijk (directe scan, thru scan)
Groot detectiebereik (tientallen meters)
Geen doorschijnende materialen detecteren
Ivan Maesen
40
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger afzonderlijk (directe scan, thru scan)
Foto Siemens
Ivan Maesen
41
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger afzonderlijk – spiegeling
(specular)
Detecteren van spiegelende opbjecten
Ivan Maesen
42
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, met reflector
(Retroreflex - retroreflective)
Geen glimmende, spiegelende, doorzichtige voorwerpen
Detectieafstand : ca. 5 m
Ivan Maesen
43
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, met reflector
(Retroreflex - retroreflective)
Ivan Maesen
44
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, met reflector
(Retroreflex - retroreflective)
Foto Siemens
Ivan Maesen
45
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Foto’s Siemens
Ivan Maesen
46
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, met reflector
(Polarisatie - polarized)
Wel glimmende, spiegelende, doorzichtige voorwerpen
Detectieafstand : ca. 3 m
Ivan Maesen
47
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Gepolariseerd licht
Spiegelend voorwerp
Ivan Maesen
48
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, objectreflectie
(strooing – diffuse)
Voorwerpen met mat en ruw oppervlak kunnen gedetecteerd worden
Detectieafstand : enkele tientallen centimeters
Ivan Maesen
49
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, objectreflectie
(strooing – diffuse)
Foto Siemens
Ivan Maesen
50
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, objectreflectie focuspunt (convergent)
Preciesiedetectie, achtergrond geen invloed
Detectieafstand : enkele tientallen centimeters
Ivan Maesen
51
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger afzonderlijk, met glasvezels
Ivan Maesen
52
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, objectreflectie,
met glasvezels
Ivan Maesen
53
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Foto Siemens
Ivan Maesen
54
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Lichtgordijn
Multi beam safety senor
Ivan Maesen
55
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Nominale schakelafstand Sn
Afstand waarbij de sensor schakelt
• Genormalisseerd meetobject
• Nominale spanning
• Nominale temperatuur
Ivan Maesen
56
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Werkelijke schakelafstand
Rekening houden met:
• Werkelijke temperatuur
• Nabijheid andere sensoren
• Soort materiaal
• Afmetingen object
• Kleur (optische sensoren)
• …
Ivan Maesen
57
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Werkelijke schakelafstand
Correctiefactoren inductieve schakelaar
- staal
1
- CrNi
0,85
- Al
0,50
- Cu
0,45
- ….
Ivan Maesen
58
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Werkelijke schakelafstand
Correctiefactoren capacitieve schakelaar:
- Staal
1
- Al
0,95
- Cu
0,95
- H2O
0,64
- Plexiglas
0,20
-…
Ivan Maesen
59
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Schakelfrequentie
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.
Ivan Maesen
60
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Uitgangsbelasing
De stroom die de sensor kan schakelen,
uitgedrukt in mA.
Ivan Maesen
61
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Afgeschermde (shielded) en niet-afgeschermde
(unshielded) senoren
Ivan Maesen
62
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Niet-afgeschermde senoren
Kop niet afgeschermd, uit kunststof
Grotere detectieafstand
Inbouwen geeft problemen
Ivan Maesen
Foto Siemens
63
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Afgeschermde senoren
Volledig uit metaal (uitgezonderd detectievlak)
Kleinere detectieafstand
Ivan Maesen
64
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
65
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen inductieve sensoren
Ongevoelig voor trillingen
Geen contactdender
Geen onderhoud, geen slijtage
Kostprijs € 20 tot ca. € 50
Foto Siemens
Ivan Maesen
66
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen inductieve sensoren
Beperkingen
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.
Ivan Maesen
67
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
68
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
69
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen capacitieve sensoren
Beperkingen
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
Ivan Maesen
70
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
71
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen ultrasone sensoren
Beperkingen
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.
Ivan Maesen
72
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
73
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
74
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen optische sensoren
Beperkingen
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.
Ivan Maesen
75
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Rekening houden met:
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
76
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Draadkleur
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
77
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Driedraadse sensor PNP (capacitief)
Ivan Maesen
78
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Driedraadse sensor NPN (inductief)
Ivan Maesen
79
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Vierdraadse sensor PNP
Ivan Maesen
80
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Tweedraadse sensor DC (capacitief)
Ivan Maesen
81
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Tweedraadse NAMUR sensor DC (capacitief)
Ivan Maesen
82
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Tweedraadse sensor AC - NC (inductief)
Ivan Maesen
83
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Tweedraadse sensor AC - NO (inductief)
Ivan Maesen
84
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Vijfdraadse sensor AC (optisch)
Ivan Maesen
85
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Vijfdraadse sensor AC - NO (optisch)
Ivan Maesen
86
Sensoren – Testen van sensoren
Driedraadse sensoren
Als voorbeeld een sensor met PNP-uitgang
Het aansluitschema
Testen met V-meter – Je kunt uiteraard met de Vmeter ook over de belasting meten.
Ivan Maesen
87
Sensoren – Testen van sensoren
Tweedraadse
sensoren
Het aansluitschema
Testen met V-meter
Testen met A-meter
Ivan Maesen
88
Sensoren
Ivan Maesen
89
Slide 41
Installatiemethoden 6 ET
Foto Heidelberg
Ivan Maesen
1
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
2
Sensoren - Algemeen
Inductieve sensoren
Capacitieve sensoren
Optische sensoren
Magnetische sensoren
Ultrasone sensoren
Foto Turck
Ivan Maesen
3
Sensoren – Algemene werking
Ivan Maesen
4
Sensoren – Algemene werking
Ivan Maesen
5
Sensoren – Algemene werking
Ivan Maesen
6
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Foto Siemens
Ivan Maesen
7
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Detectie van blik
en deksel
Foto Siemens
Ivan Maesen
8
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Controle van afbreken van
boorkop
Foto Siemens
Ivan Maesen
9
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Positionering en controle
draaizin
Foto Siemens
Ivan Maesen
10
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Standdetectie van een
klep
Foto Siemens
Ivan Maesen
11
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
oscillator
gelijkrichtier
smitt-trigger
versterker
spoel
Ivan Maesen
12
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Warmteontwikkeling
Ivan Maesen
Amplitude
kleiner
13
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Foto Siemens
Ivan Maesen
14
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Detectie vulniveau in
silo
Foto Siemens
Ivan Maesen
15
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Detectie van vulling
van brik
Foto Siemens
Ivan Maesen
16
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Het sensorvlak vormt een condensator. De lucht is het
diëlektricum.
C
A
d
Ivan Maesen
17
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Een niet-metalen object in het detectieveld: de
diëlektrische constante van de middenstof verandert.
C verandert
Ivan Maesen
18
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
De capaciteit wordt bepaald door het diëlektricum en de
afstand d tussen te platen.
C
A
d
Ivan Maesen
19
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Bij een elektrische geleidend object verkleint de afstand
tussen de platen.
C verandert
Ivan Maesen
20
Sensoren – Werking van de optische sensor
Ivan Maesen
21
Sensoren – Werking van de optische sensor
impulsgenerator (modulator)
IR of laser-LED
lichtgevoelige transistor
synchronisatie, gelijkrichter (demodulator)
smitt-trigger
versterker
Ivan Maesen
22
Sensoren – Werking van de ultrasone sensor
Ivan Maesen
23
Sensoren
ultrasone sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Kwaliteitscontrole met
sonar
Foto Siemens
Ivan Maesen
24
Sensoren
ultrasone sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Hoogtemeting met sonar
Foto Siemens
Ivan Maesen
25
Sensoren
ultrasone sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Afstandsmeting met sonar
Foto Siemens
Ivan Maesen
26
Sensoren
ultrasone sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Controle op doorhangen
met sonar
Foto Siemens
Ivan Maesen
27
Sensoren
ultrasone sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Niveaumetingen
met sonar
Foto’s Siemens
Ivan Maesen
28
Sensoren – Werking van de ultrasone sensor
oscillator
gelijkrichtier
smitt-trigger
versterker
piëzo element (opwekken en verwerken geluidsgolven)
Ivan Maesen
29
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen volgens de vorm
Cilindrische sensoren
Balkvormige or rechthoekige sensoren
Ivan Maesen
30
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen vvolgens de vorm
Speciale vormen:
• vork of sleufsensoren,
• ringsensoren,
• …
Foto Turck
Ivan Maesen
31
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Materiaal van de behuizing (cilindrische sensoren)
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
32
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Maten van cilindrische sensoren
Schroefdraad: M 4, M6,5 M8, M12, M18, M30,
PG 36
Gladde uitvoering: Ø11, Ø20, Ø40
Maten van rechthoekige sensoren
Bouwvormen zie maatschetsen catalogie.
Foto Siemens
Ivan Maesen
33
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens aansluiting
• Sensoren met aansluitklemmen
• Aangegoten kabel zonder connector
• Aangegoten kabel met connector
• Sensoren met connnector
Ivan Maesen
34
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens de aansluiting
Aangegoten kabel
Sensoren met
aansluitklem
Ivan Maesen
35
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens aansluiting
Sensoren met connnector
Ivan Maesen
36
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens aansluiting
Sensoren met connector:
aansluitkabels
Ivan Maesen
37
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens aansluiting
Aansluitkabels en aansluitdozen voor sensoren
Foto Turck
Ivan Maesen
38
Sensoren – Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Foto Siemens
Ivan Maesen
39
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger afzonderlijk (directe scan, thru scan)
Groot detectiebereik (tientallen meters)
Geen doorschijnende materialen detecteren
Ivan Maesen
40
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger afzonderlijk (directe scan, thru scan)
Foto Siemens
Ivan Maesen
41
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger afzonderlijk – spiegeling
(specular)
Detecteren van spiegelende opbjecten
Ivan Maesen
42
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, met reflector
(Retroreflex - retroreflective)
Geen glimmende, spiegelende, doorzichtige voorwerpen
Detectieafstand : ca. 5 m
Ivan Maesen
43
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, met reflector
(Retroreflex - retroreflective)
Ivan Maesen
44
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, met reflector
(Retroreflex - retroreflective)
Foto Siemens
Ivan Maesen
45
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Foto’s Siemens
Ivan Maesen
46
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, met reflector
(Polarisatie - polarized)
Wel glimmende, spiegelende, doorzichtige voorwerpen
Detectieafstand : ca. 3 m
Ivan Maesen
47
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Gepolariseerd licht
Spiegelend voorwerp
Ivan Maesen
48
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, objectreflectie
(strooing – diffuse)
Voorwerpen met mat en ruw oppervlak kunnen gedetecteerd worden
Detectieafstand : enkele tientallen centimeters
Ivan Maesen
49
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, objectreflectie
(strooing – diffuse)
Foto Siemens
Ivan Maesen
50
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, objectreflectie focuspunt (convergent)
Preciesiedetectie, achtergrond geen invloed
Detectieafstand : enkele tientallen centimeters
Ivan Maesen
51
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger afzonderlijk, met glasvezels
Ivan Maesen
52
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, objectreflectie,
met glasvezels
Ivan Maesen
53
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Foto Siemens
Ivan Maesen
54
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Lichtgordijn
Multi beam safety senor
Ivan Maesen
55
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Nominale schakelafstand Sn
Afstand waarbij de sensor schakelt
• Genormalisseerd meetobject
• Nominale spanning
• Nominale temperatuur
Ivan Maesen
56
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Werkelijke schakelafstand
Rekening houden met:
• Werkelijke temperatuur
• Nabijheid andere sensoren
• Soort materiaal
• Afmetingen object
• Kleur (optische sensoren)
• …
Ivan Maesen
57
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Werkelijke schakelafstand
Correctiefactoren inductieve schakelaar
- staal
1
- CrNi
0,85
- Al
0,50
- Cu
0,45
- ….
Ivan Maesen
58
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Werkelijke schakelafstand
Correctiefactoren capacitieve schakelaar:
- Staal
1
- Al
0,95
- Cu
0,95
- H2O
0,64
- Plexiglas
0,20
-…
Ivan Maesen
59
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Schakelfrequentie
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.
Ivan Maesen
60
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Uitgangsbelasing
De stroom die de sensor kan schakelen,
uitgedrukt in mA.
Ivan Maesen
61
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Afgeschermde (shielded) en niet-afgeschermde
(unshielded) senoren
Ivan Maesen
62
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Niet-afgeschermde senoren
Kop niet afgeschermd, uit kunststof
Grotere detectieafstand
Inbouwen geeft problemen
Ivan Maesen
Foto Siemens
63
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Afgeschermde senoren
Volledig uit metaal (uitgezonderd detectievlak)
Kleinere detectieafstand
Ivan Maesen
64
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
65
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen inductieve sensoren
Ongevoelig voor trillingen
Geen contactdender
Geen onderhoud, geen slijtage
Kostprijs € 20 tot ca. € 50
Foto Siemens
Ivan Maesen
66
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen inductieve sensoren
Beperkingen
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.
Ivan Maesen
67
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
68
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
69
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen capacitieve sensoren
Beperkingen
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
Ivan Maesen
70
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
71
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen ultrasone sensoren
Beperkingen
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.
Ivan Maesen
72
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
73
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
74
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen optische sensoren
Beperkingen
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.
Ivan Maesen
75
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Rekening houden met:
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
76
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Draadkleur
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
77
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Driedraadse sensor PNP (capacitief)
Ivan Maesen
78
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Driedraadse sensor NPN (inductief)
Ivan Maesen
79
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Vierdraadse sensor PNP
Ivan Maesen
80
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Tweedraadse sensor DC (capacitief)
Ivan Maesen
81
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Tweedraadse NAMUR sensor DC (capacitief)
Ivan Maesen
82
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Tweedraadse sensor AC - NC (inductief)
Ivan Maesen
83
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Tweedraadse sensor AC - NO (inductief)
Ivan Maesen
84
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Vijfdraadse sensor AC (optisch)
Ivan Maesen
85
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Vijfdraadse sensor AC - NO (optisch)
Ivan Maesen
86
Sensoren – Testen van sensoren
Driedraadse sensoren
Als voorbeeld een sensor met PNP-uitgang
Het aansluitschema
Testen met V-meter – Je kunt uiteraard met de Vmeter ook over de belasting meten.
Ivan Maesen
87
Sensoren – Testen van sensoren
Tweedraadse
sensoren
Het aansluitschema
Testen met V-meter
Testen met A-meter
Ivan Maesen
88
Sensoren
Ivan Maesen
89
Slide 42
Installatiemethoden 6 ET
Foto Heidelberg
Ivan Maesen
1
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
2
Sensoren - Algemeen
Inductieve sensoren
Capacitieve sensoren
Optische sensoren
Magnetische sensoren
Ultrasone sensoren
Foto Turck
Ivan Maesen
3
Sensoren – Algemene werking
Ivan Maesen
4
Sensoren – Algemene werking
Ivan Maesen
5
Sensoren – Algemene werking
Ivan Maesen
6
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Foto Siemens
Ivan Maesen
7
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Detectie van blik
en deksel
Foto Siemens
Ivan Maesen
8
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Controle van afbreken van
boorkop
Foto Siemens
Ivan Maesen
9
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Positionering en controle
draaizin
Foto Siemens
Ivan Maesen
10
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Standdetectie van een
klep
Foto Siemens
Ivan Maesen
11
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
oscillator
gelijkrichtier
smitt-trigger
versterker
spoel
Ivan Maesen
12
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Warmteontwikkeling
Ivan Maesen
Amplitude
kleiner
13
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Foto Siemens
Ivan Maesen
14
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Detectie vulniveau in
silo
Foto Siemens
Ivan Maesen
15
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Detectie van vulling
van brik
Foto Siemens
Ivan Maesen
16
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Het sensorvlak vormt een condensator. De lucht is het
diëlektricum.
C
A
d
Ivan Maesen
17
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Een niet-metalen object in het detectieveld: de
diëlektrische constante van de middenstof verandert.
C verandert
Ivan Maesen
18
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
De capaciteit wordt bepaald door het diëlektricum en de
afstand d tussen te platen.
C
A
d
Ivan Maesen
19
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Bij een elektrische geleidend object verkleint de afstand
tussen de platen.
C verandert
Ivan Maesen
20
Sensoren – Werking van de optische sensor
Ivan Maesen
21
Sensoren – Werking van de optische sensor
impulsgenerator (modulator)
IR of laser-LED
lichtgevoelige transistor
synchronisatie, gelijkrichter (demodulator)
smitt-trigger
versterker
Ivan Maesen
22
Sensoren – Werking van de ultrasone sensor
Ivan Maesen
23
Sensoren
ultrasone sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Kwaliteitscontrole met
sonar
Foto Siemens
Ivan Maesen
24
Sensoren
ultrasone sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Hoogtemeting met sonar
Foto Siemens
Ivan Maesen
25
Sensoren
ultrasone sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Afstandsmeting met sonar
Foto Siemens
Ivan Maesen
26
Sensoren
ultrasone sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Controle op doorhangen
met sonar
Foto Siemens
Ivan Maesen
27
Sensoren
ultrasone sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Niveaumetingen
met sonar
Foto’s Siemens
Ivan Maesen
28
Sensoren – Werking van de ultrasone sensor
oscillator
gelijkrichtier
smitt-trigger
versterker
piëzo element (opwekken en verwerken geluidsgolven)
Ivan Maesen
29
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen volgens de vorm
Cilindrische sensoren
Balkvormige or rechthoekige sensoren
Ivan Maesen
30
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen vvolgens de vorm
Speciale vormen:
• vork of sleufsensoren,
• ringsensoren,
• …
Foto Turck
Ivan Maesen
31
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Materiaal van de behuizing (cilindrische sensoren)
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
32
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Maten van cilindrische sensoren
Schroefdraad: M 4, M6,5 M8, M12, M18, M30,
PG 36
Gladde uitvoering: Ø11, Ø20, Ø40
Maten van rechthoekige sensoren
Bouwvormen zie maatschetsen catalogie.
Foto Siemens
Ivan Maesen
33
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens aansluiting
• Sensoren met aansluitklemmen
• Aangegoten kabel zonder connector
• Aangegoten kabel met connector
• Sensoren met connnector
Ivan Maesen
34
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens de aansluiting
Aangegoten kabel
Sensoren met
aansluitklem
Ivan Maesen
35
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens aansluiting
Sensoren met connnector
Ivan Maesen
36
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens aansluiting
Sensoren met connector:
aansluitkabels
Ivan Maesen
37
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens aansluiting
Aansluitkabels en aansluitdozen voor sensoren
Foto Turck
Ivan Maesen
38
Sensoren – Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Foto Siemens
Ivan Maesen
39
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger afzonderlijk (directe scan, thru scan)
Groot detectiebereik (tientallen meters)
Geen doorschijnende materialen detecteren
Ivan Maesen
40
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger afzonderlijk (directe scan, thru scan)
Foto Siemens
Ivan Maesen
41
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger afzonderlijk – spiegeling
(specular)
Detecteren van spiegelende opbjecten
Ivan Maesen
42
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, met reflector
(Retroreflex - retroreflective)
Geen glimmende, spiegelende, doorzichtige voorwerpen
Detectieafstand : ca. 5 m
Ivan Maesen
43
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, met reflector
(Retroreflex - retroreflective)
Ivan Maesen
44
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, met reflector
(Retroreflex - retroreflective)
Foto Siemens
Ivan Maesen
45
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Foto’s Siemens
Ivan Maesen
46
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, met reflector
(Polarisatie - polarized)
Wel glimmende, spiegelende, doorzichtige voorwerpen
Detectieafstand : ca. 3 m
Ivan Maesen
47
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Gepolariseerd licht
Spiegelend voorwerp
Ivan Maesen
48
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, objectreflectie
(strooing – diffuse)
Voorwerpen met mat en ruw oppervlak kunnen gedetecteerd worden
Detectieafstand : enkele tientallen centimeters
Ivan Maesen
49
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, objectreflectie
(strooing – diffuse)
Foto Siemens
Ivan Maesen
50
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, objectreflectie focuspunt (convergent)
Preciesiedetectie, achtergrond geen invloed
Detectieafstand : enkele tientallen centimeters
Ivan Maesen
51
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger afzonderlijk, met glasvezels
Ivan Maesen
52
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, objectreflectie,
met glasvezels
Ivan Maesen
53
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Foto Siemens
Ivan Maesen
54
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Lichtgordijn
Multi beam safety senor
Ivan Maesen
55
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Nominale schakelafstand Sn
Afstand waarbij de sensor schakelt
• Genormalisseerd meetobject
• Nominale spanning
• Nominale temperatuur
Ivan Maesen
56
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Werkelijke schakelafstand
Rekening houden met:
• Werkelijke temperatuur
• Nabijheid andere sensoren
• Soort materiaal
• Afmetingen object
• Kleur (optische sensoren)
• …
Ivan Maesen
57
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Werkelijke schakelafstand
Correctiefactoren inductieve schakelaar
- staal
1
- CrNi
0,85
- Al
0,50
- Cu
0,45
- ….
Ivan Maesen
58
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Werkelijke schakelafstand
Correctiefactoren capacitieve schakelaar:
- Staal
1
- Al
0,95
- Cu
0,95
- H2O
0,64
- Plexiglas
0,20
-…
Ivan Maesen
59
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Schakelfrequentie
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.
Ivan Maesen
60
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Uitgangsbelasing
De stroom die de sensor kan schakelen,
uitgedrukt in mA.
Ivan Maesen
61
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Afgeschermde (shielded) en niet-afgeschermde
(unshielded) senoren
Ivan Maesen
62
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Niet-afgeschermde senoren
Kop niet afgeschermd, uit kunststof
Grotere detectieafstand
Inbouwen geeft problemen
Ivan Maesen
Foto Siemens
63
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Afgeschermde senoren
Volledig uit metaal (uitgezonderd detectievlak)
Kleinere detectieafstand
Ivan Maesen
64
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
65
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen inductieve sensoren
Ongevoelig voor trillingen
Geen contactdender
Geen onderhoud, geen slijtage
Kostprijs € 20 tot ca. € 50
Foto Siemens
Ivan Maesen
66
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen inductieve sensoren
Beperkingen
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.
Ivan Maesen
67
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
68
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
69
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen capacitieve sensoren
Beperkingen
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
Ivan Maesen
70
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
71
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen ultrasone sensoren
Beperkingen
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.
Ivan Maesen
72
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
73
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
74
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen optische sensoren
Beperkingen
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.
Ivan Maesen
75
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Rekening houden met:
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
76
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Draadkleur
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
77
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Driedraadse sensor PNP (capacitief)
Ivan Maesen
78
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Driedraadse sensor NPN (inductief)
Ivan Maesen
79
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Vierdraadse sensor PNP
Ivan Maesen
80
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Tweedraadse sensor DC (capacitief)
Ivan Maesen
81
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Tweedraadse NAMUR sensor DC (capacitief)
Ivan Maesen
82
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Tweedraadse sensor AC - NC (inductief)
Ivan Maesen
83
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Tweedraadse sensor AC - NO (inductief)
Ivan Maesen
84
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Vijfdraadse sensor AC (optisch)
Ivan Maesen
85
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Vijfdraadse sensor AC - NO (optisch)
Ivan Maesen
86
Sensoren – Testen van sensoren
Driedraadse sensoren
Als voorbeeld een sensor met PNP-uitgang
Het aansluitschema
Testen met V-meter – Je kunt uiteraard met de Vmeter ook over de belasting meten.
Ivan Maesen
87
Sensoren – Testen van sensoren
Tweedraadse
sensoren
Het aansluitschema
Testen met V-meter
Testen met A-meter
Ivan Maesen
88
Sensoren
Ivan Maesen
89
Slide 43
Installatiemethoden 6 ET
Foto Heidelberg
Ivan Maesen
1
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
2
Sensoren - Algemeen
Inductieve sensoren
Capacitieve sensoren
Optische sensoren
Magnetische sensoren
Ultrasone sensoren
Foto Turck
Ivan Maesen
3
Sensoren – Algemene werking
Ivan Maesen
4
Sensoren – Algemene werking
Ivan Maesen
5
Sensoren – Algemene werking
Ivan Maesen
6
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Foto Siemens
Ivan Maesen
7
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Detectie van blik
en deksel
Foto Siemens
Ivan Maesen
8
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Controle van afbreken van
boorkop
Foto Siemens
Ivan Maesen
9
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Positionering en controle
draaizin
Foto Siemens
Ivan Maesen
10
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Standdetectie van een
klep
Foto Siemens
Ivan Maesen
11
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
oscillator
gelijkrichtier
smitt-trigger
versterker
spoel
Ivan Maesen
12
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Warmteontwikkeling
Ivan Maesen
Amplitude
kleiner
13
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Foto Siemens
Ivan Maesen
14
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Detectie vulniveau in
silo
Foto Siemens
Ivan Maesen
15
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Detectie van vulling
van brik
Foto Siemens
Ivan Maesen
16
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Het sensorvlak vormt een condensator. De lucht is het
diëlektricum.
C
A
d
Ivan Maesen
17
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Een niet-metalen object in het detectieveld: de
diëlektrische constante van de middenstof verandert.
C verandert
Ivan Maesen
18
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
De capaciteit wordt bepaald door het diëlektricum en de
afstand d tussen te platen.
C
A
d
Ivan Maesen
19
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Bij een elektrische geleidend object verkleint de afstand
tussen de platen.
C verandert
Ivan Maesen
20
Sensoren – Werking van de optische sensor
Ivan Maesen
21
Sensoren – Werking van de optische sensor
impulsgenerator (modulator)
IR of laser-LED
lichtgevoelige transistor
synchronisatie, gelijkrichter (demodulator)
smitt-trigger
versterker
Ivan Maesen
22
Sensoren – Werking van de ultrasone sensor
Ivan Maesen
23
Sensoren
ultrasone sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Kwaliteitscontrole met
sonar
Foto Siemens
Ivan Maesen
24
Sensoren
ultrasone sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Hoogtemeting met sonar
Foto Siemens
Ivan Maesen
25
Sensoren
ultrasone sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Afstandsmeting met sonar
Foto Siemens
Ivan Maesen
26
Sensoren
ultrasone sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Controle op doorhangen
met sonar
Foto Siemens
Ivan Maesen
27
Sensoren
ultrasone sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Niveaumetingen
met sonar
Foto’s Siemens
Ivan Maesen
28
Sensoren – Werking van de ultrasone sensor
oscillator
gelijkrichtier
smitt-trigger
versterker
piëzo element (opwekken en verwerken geluidsgolven)
Ivan Maesen
29
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen volgens de vorm
Cilindrische sensoren
Balkvormige or rechthoekige sensoren
Ivan Maesen
30
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen vvolgens de vorm
Speciale vormen:
• vork of sleufsensoren,
• ringsensoren,
• …
Foto Turck
Ivan Maesen
31
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Materiaal van de behuizing (cilindrische sensoren)
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
32
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Maten van cilindrische sensoren
Schroefdraad: M 4, M6,5 M8, M12, M18, M30,
PG 36
Gladde uitvoering: Ø11, Ø20, Ø40
Maten van rechthoekige sensoren
Bouwvormen zie maatschetsen catalogie.
Foto Siemens
Ivan Maesen
33
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens aansluiting
• Sensoren met aansluitklemmen
• Aangegoten kabel zonder connector
• Aangegoten kabel met connector
• Sensoren met connnector
Ivan Maesen
34
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens de aansluiting
Aangegoten kabel
Sensoren met
aansluitklem
Ivan Maesen
35
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens aansluiting
Sensoren met connnector
Ivan Maesen
36
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens aansluiting
Sensoren met connector:
aansluitkabels
Ivan Maesen
37
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens aansluiting
Aansluitkabels en aansluitdozen voor sensoren
Foto Turck
Ivan Maesen
38
Sensoren – Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Foto Siemens
Ivan Maesen
39
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger afzonderlijk (directe scan, thru scan)
Groot detectiebereik (tientallen meters)
Geen doorschijnende materialen detecteren
Ivan Maesen
40
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger afzonderlijk (directe scan, thru scan)
Foto Siemens
Ivan Maesen
41
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger afzonderlijk – spiegeling
(specular)
Detecteren van spiegelende opbjecten
Ivan Maesen
42
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, met reflector
(Retroreflex - retroreflective)
Geen glimmende, spiegelende, doorzichtige voorwerpen
Detectieafstand : ca. 5 m
Ivan Maesen
43
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, met reflector
(Retroreflex - retroreflective)
Ivan Maesen
44
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, met reflector
(Retroreflex - retroreflective)
Foto Siemens
Ivan Maesen
45
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Foto’s Siemens
Ivan Maesen
46
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, met reflector
(Polarisatie - polarized)
Wel glimmende, spiegelende, doorzichtige voorwerpen
Detectieafstand : ca. 3 m
Ivan Maesen
47
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Gepolariseerd licht
Spiegelend voorwerp
Ivan Maesen
48
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, objectreflectie
(strooing – diffuse)
Voorwerpen met mat en ruw oppervlak kunnen gedetecteerd worden
Detectieafstand : enkele tientallen centimeters
Ivan Maesen
49
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, objectreflectie
(strooing – diffuse)
Foto Siemens
Ivan Maesen
50
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, objectreflectie focuspunt (convergent)
Preciesiedetectie, achtergrond geen invloed
Detectieafstand : enkele tientallen centimeters
Ivan Maesen
51
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger afzonderlijk, met glasvezels
Ivan Maesen
52
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, objectreflectie,
met glasvezels
Ivan Maesen
53
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Foto Siemens
Ivan Maesen
54
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Lichtgordijn
Multi beam safety senor
Ivan Maesen
55
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Nominale schakelafstand Sn
Afstand waarbij de sensor schakelt
• Genormalisseerd meetobject
• Nominale spanning
• Nominale temperatuur
Ivan Maesen
56
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Werkelijke schakelafstand
Rekening houden met:
• Werkelijke temperatuur
• Nabijheid andere sensoren
• Soort materiaal
• Afmetingen object
• Kleur (optische sensoren)
• …
Ivan Maesen
57
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Werkelijke schakelafstand
Correctiefactoren inductieve schakelaar
- staal
1
- CrNi
0,85
- Al
0,50
- Cu
0,45
- ….
Ivan Maesen
58
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Werkelijke schakelafstand
Correctiefactoren capacitieve schakelaar:
- Staal
1
- Al
0,95
- Cu
0,95
- H2O
0,64
- Plexiglas
0,20
-…
Ivan Maesen
59
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Schakelfrequentie
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.
Ivan Maesen
60
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Uitgangsbelasing
De stroom die de sensor kan schakelen,
uitgedrukt in mA.
Ivan Maesen
61
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Afgeschermde (shielded) en niet-afgeschermde
(unshielded) senoren
Ivan Maesen
62
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Niet-afgeschermde senoren
Kop niet afgeschermd, uit kunststof
Grotere detectieafstand
Inbouwen geeft problemen
Ivan Maesen
Foto Siemens
63
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Afgeschermde senoren
Volledig uit metaal (uitgezonderd detectievlak)
Kleinere detectieafstand
Ivan Maesen
64
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
65
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen inductieve sensoren
Ongevoelig voor trillingen
Geen contactdender
Geen onderhoud, geen slijtage
Kostprijs € 20 tot ca. € 50
Foto Siemens
Ivan Maesen
66
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen inductieve sensoren
Beperkingen
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.
Ivan Maesen
67
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
68
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
69
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen capacitieve sensoren
Beperkingen
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
Ivan Maesen
70
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
71
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen ultrasone sensoren
Beperkingen
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.
Ivan Maesen
72
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
73
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
74
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen optische sensoren
Beperkingen
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.
Ivan Maesen
75
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Rekening houden met:
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
76
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Draadkleur
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
77
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Driedraadse sensor PNP (capacitief)
Ivan Maesen
78
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Driedraadse sensor NPN (inductief)
Ivan Maesen
79
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Vierdraadse sensor PNP
Ivan Maesen
80
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Tweedraadse sensor DC (capacitief)
Ivan Maesen
81
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Tweedraadse NAMUR sensor DC (capacitief)
Ivan Maesen
82
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Tweedraadse sensor AC - NC (inductief)
Ivan Maesen
83
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Tweedraadse sensor AC - NO (inductief)
Ivan Maesen
84
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Vijfdraadse sensor AC (optisch)
Ivan Maesen
85
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Vijfdraadse sensor AC - NO (optisch)
Ivan Maesen
86
Sensoren – Testen van sensoren
Driedraadse sensoren
Als voorbeeld een sensor met PNP-uitgang
Het aansluitschema
Testen met V-meter – Je kunt uiteraard met de Vmeter ook over de belasting meten.
Ivan Maesen
87
Sensoren – Testen van sensoren
Tweedraadse
sensoren
Het aansluitschema
Testen met V-meter
Testen met A-meter
Ivan Maesen
88
Sensoren
Ivan Maesen
89
Slide 44
Installatiemethoden 6 ET
Foto Heidelberg
Ivan Maesen
1
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
2
Sensoren - Algemeen
Inductieve sensoren
Capacitieve sensoren
Optische sensoren
Magnetische sensoren
Ultrasone sensoren
Foto Turck
Ivan Maesen
3
Sensoren – Algemene werking
Ivan Maesen
4
Sensoren – Algemene werking
Ivan Maesen
5
Sensoren – Algemene werking
Ivan Maesen
6
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Foto Siemens
Ivan Maesen
7
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Detectie van blik
en deksel
Foto Siemens
Ivan Maesen
8
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Controle van afbreken van
boorkop
Foto Siemens
Ivan Maesen
9
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Positionering en controle
draaizin
Foto Siemens
Ivan Maesen
10
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Standdetectie van een
klep
Foto Siemens
Ivan Maesen
11
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
oscillator
gelijkrichtier
smitt-trigger
versterker
spoel
Ivan Maesen
12
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Warmteontwikkeling
Ivan Maesen
Amplitude
kleiner
13
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Foto Siemens
Ivan Maesen
14
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Detectie vulniveau in
silo
Foto Siemens
Ivan Maesen
15
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Detectie van vulling
van brik
Foto Siemens
Ivan Maesen
16
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Het sensorvlak vormt een condensator. De lucht is het
diëlektricum.
C
A
d
Ivan Maesen
17
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Een niet-metalen object in het detectieveld: de
diëlektrische constante van de middenstof verandert.
C verandert
Ivan Maesen
18
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
De capaciteit wordt bepaald door het diëlektricum en de
afstand d tussen te platen.
C
A
d
Ivan Maesen
19
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Bij een elektrische geleidend object verkleint de afstand
tussen de platen.
C verandert
Ivan Maesen
20
Sensoren – Werking van de optische sensor
Ivan Maesen
21
Sensoren – Werking van de optische sensor
impulsgenerator (modulator)
IR of laser-LED
lichtgevoelige transistor
synchronisatie, gelijkrichter (demodulator)
smitt-trigger
versterker
Ivan Maesen
22
Sensoren – Werking van de ultrasone sensor
Ivan Maesen
23
Sensoren
ultrasone sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Kwaliteitscontrole met
sonar
Foto Siemens
Ivan Maesen
24
Sensoren
ultrasone sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Hoogtemeting met sonar
Foto Siemens
Ivan Maesen
25
Sensoren
ultrasone sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Afstandsmeting met sonar
Foto Siemens
Ivan Maesen
26
Sensoren
ultrasone sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Controle op doorhangen
met sonar
Foto Siemens
Ivan Maesen
27
Sensoren
ultrasone sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Niveaumetingen
met sonar
Foto’s Siemens
Ivan Maesen
28
Sensoren – Werking van de ultrasone sensor
oscillator
gelijkrichtier
smitt-trigger
versterker
piëzo element (opwekken en verwerken geluidsgolven)
Ivan Maesen
29
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen volgens de vorm
Cilindrische sensoren
Balkvormige or rechthoekige sensoren
Ivan Maesen
30
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen vvolgens de vorm
Speciale vormen:
• vork of sleufsensoren,
• ringsensoren,
• …
Foto Turck
Ivan Maesen
31
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Materiaal van de behuizing (cilindrische sensoren)
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
32
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Maten van cilindrische sensoren
Schroefdraad: M 4, M6,5 M8, M12, M18, M30,
PG 36
Gladde uitvoering: Ø11, Ø20, Ø40
Maten van rechthoekige sensoren
Bouwvormen zie maatschetsen catalogie.
Foto Siemens
Ivan Maesen
33
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens aansluiting
• Sensoren met aansluitklemmen
• Aangegoten kabel zonder connector
• Aangegoten kabel met connector
• Sensoren met connnector
Ivan Maesen
34
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens de aansluiting
Aangegoten kabel
Sensoren met
aansluitklem
Ivan Maesen
35
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens aansluiting
Sensoren met connnector
Ivan Maesen
36
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens aansluiting
Sensoren met connector:
aansluitkabels
Ivan Maesen
37
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens aansluiting
Aansluitkabels en aansluitdozen voor sensoren
Foto Turck
Ivan Maesen
38
Sensoren – Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Foto Siemens
Ivan Maesen
39
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger afzonderlijk (directe scan, thru scan)
Groot detectiebereik (tientallen meters)
Geen doorschijnende materialen detecteren
Ivan Maesen
40
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger afzonderlijk (directe scan, thru scan)
Foto Siemens
Ivan Maesen
41
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger afzonderlijk – spiegeling
(specular)
Detecteren van spiegelende opbjecten
Ivan Maesen
42
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, met reflector
(Retroreflex - retroreflective)
Geen glimmende, spiegelende, doorzichtige voorwerpen
Detectieafstand : ca. 5 m
Ivan Maesen
43
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, met reflector
(Retroreflex - retroreflective)
Ivan Maesen
44
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, met reflector
(Retroreflex - retroreflective)
Foto Siemens
Ivan Maesen
45
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Foto’s Siemens
Ivan Maesen
46
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, met reflector
(Polarisatie - polarized)
Wel glimmende, spiegelende, doorzichtige voorwerpen
Detectieafstand : ca. 3 m
Ivan Maesen
47
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Gepolariseerd licht
Spiegelend voorwerp
Ivan Maesen
48
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, objectreflectie
(strooing – diffuse)
Voorwerpen met mat en ruw oppervlak kunnen gedetecteerd worden
Detectieafstand : enkele tientallen centimeters
Ivan Maesen
49
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, objectreflectie
(strooing – diffuse)
Foto Siemens
Ivan Maesen
50
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, objectreflectie focuspunt (convergent)
Preciesiedetectie, achtergrond geen invloed
Detectieafstand : enkele tientallen centimeters
Ivan Maesen
51
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger afzonderlijk, met glasvezels
Ivan Maesen
52
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, objectreflectie,
met glasvezels
Ivan Maesen
53
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Foto Siemens
Ivan Maesen
54
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Lichtgordijn
Multi beam safety senor
Ivan Maesen
55
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Nominale schakelafstand Sn
Afstand waarbij de sensor schakelt
• Genormalisseerd meetobject
• Nominale spanning
• Nominale temperatuur
Ivan Maesen
56
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Werkelijke schakelafstand
Rekening houden met:
• Werkelijke temperatuur
• Nabijheid andere sensoren
• Soort materiaal
• Afmetingen object
• Kleur (optische sensoren)
• …
Ivan Maesen
57
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Werkelijke schakelafstand
Correctiefactoren inductieve schakelaar
- staal
1
- CrNi
0,85
- Al
0,50
- Cu
0,45
- ….
Ivan Maesen
58
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Werkelijke schakelafstand
Correctiefactoren capacitieve schakelaar:
- Staal
1
- Al
0,95
- Cu
0,95
- H2O
0,64
- Plexiglas
0,20
-…
Ivan Maesen
59
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Schakelfrequentie
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.
Ivan Maesen
60
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Uitgangsbelasing
De stroom die de sensor kan schakelen,
uitgedrukt in mA.
Ivan Maesen
61
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Afgeschermde (shielded) en niet-afgeschermde
(unshielded) senoren
Ivan Maesen
62
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Niet-afgeschermde senoren
Kop niet afgeschermd, uit kunststof
Grotere detectieafstand
Inbouwen geeft problemen
Ivan Maesen
Foto Siemens
63
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Afgeschermde senoren
Volledig uit metaal (uitgezonderd detectievlak)
Kleinere detectieafstand
Ivan Maesen
64
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
65
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen inductieve sensoren
Ongevoelig voor trillingen
Geen contactdender
Geen onderhoud, geen slijtage
Kostprijs € 20 tot ca. € 50
Foto Siemens
Ivan Maesen
66
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen inductieve sensoren
Beperkingen
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.
Ivan Maesen
67
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
68
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
69
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen capacitieve sensoren
Beperkingen
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
Ivan Maesen
70
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
71
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen ultrasone sensoren
Beperkingen
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.
Ivan Maesen
72
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
73
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
74
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen optische sensoren
Beperkingen
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.
Ivan Maesen
75
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Rekening houden met:
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
76
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Draadkleur
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
77
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Driedraadse sensor PNP (capacitief)
Ivan Maesen
78
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Driedraadse sensor NPN (inductief)
Ivan Maesen
79
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Vierdraadse sensor PNP
Ivan Maesen
80
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Tweedraadse sensor DC (capacitief)
Ivan Maesen
81
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Tweedraadse NAMUR sensor DC (capacitief)
Ivan Maesen
82
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Tweedraadse sensor AC - NC (inductief)
Ivan Maesen
83
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Tweedraadse sensor AC - NO (inductief)
Ivan Maesen
84
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Vijfdraadse sensor AC (optisch)
Ivan Maesen
85
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Vijfdraadse sensor AC - NO (optisch)
Ivan Maesen
86
Sensoren – Testen van sensoren
Driedraadse sensoren
Als voorbeeld een sensor met PNP-uitgang
Het aansluitschema
Testen met V-meter – Je kunt uiteraard met de Vmeter ook over de belasting meten.
Ivan Maesen
87
Sensoren – Testen van sensoren
Tweedraadse
sensoren
Het aansluitschema
Testen met V-meter
Testen met A-meter
Ivan Maesen
88
Sensoren
Ivan Maesen
89
Slide 45
Installatiemethoden 6 ET
Foto Heidelberg
Ivan Maesen
1
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
2
Sensoren - Algemeen
Inductieve sensoren
Capacitieve sensoren
Optische sensoren
Magnetische sensoren
Ultrasone sensoren
Foto Turck
Ivan Maesen
3
Sensoren – Algemene werking
Ivan Maesen
4
Sensoren – Algemene werking
Ivan Maesen
5
Sensoren – Algemene werking
Ivan Maesen
6
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Foto Siemens
Ivan Maesen
7
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Detectie van blik
en deksel
Foto Siemens
Ivan Maesen
8
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Controle van afbreken van
boorkop
Foto Siemens
Ivan Maesen
9
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Positionering en controle
draaizin
Foto Siemens
Ivan Maesen
10
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Standdetectie van een
klep
Foto Siemens
Ivan Maesen
11
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
oscillator
gelijkrichtier
smitt-trigger
versterker
spoel
Ivan Maesen
12
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Warmteontwikkeling
Ivan Maesen
Amplitude
kleiner
13
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Foto Siemens
Ivan Maesen
14
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Detectie vulniveau in
silo
Foto Siemens
Ivan Maesen
15
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Detectie van vulling
van brik
Foto Siemens
Ivan Maesen
16
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Het sensorvlak vormt een condensator. De lucht is het
diëlektricum.
C
A
d
Ivan Maesen
17
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Een niet-metalen object in het detectieveld: de
diëlektrische constante van de middenstof verandert.
C verandert
Ivan Maesen
18
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
De capaciteit wordt bepaald door het diëlektricum en de
afstand d tussen te platen.
C
A
d
Ivan Maesen
19
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Bij een elektrische geleidend object verkleint de afstand
tussen de platen.
C verandert
Ivan Maesen
20
Sensoren – Werking van de optische sensor
Ivan Maesen
21
Sensoren – Werking van de optische sensor
impulsgenerator (modulator)
IR of laser-LED
lichtgevoelige transistor
synchronisatie, gelijkrichter (demodulator)
smitt-trigger
versterker
Ivan Maesen
22
Sensoren – Werking van de ultrasone sensor
Ivan Maesen
23
Sensoren
ultrasone sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Kwaliteitscontrole met
sonar
Foto Siemens
Ivan Maesen
24
Sensoren
ultrasone sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Hoogtemeting met sonar
Foto Siemens
Ivan Maesen
25
Sensoren
ultrasone sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Afstandsmeting met sonar
Foto Siemens
Ivan Maesen
26
Sensoren
ultrasone sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Controle op doorhangen
met sonar
Foto Siemens
Ivan Maesen
27
Sensoren
ultrasone sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Niveaumetingen
met sonar
Foto’s Siemens
Ivan Maesen
28
Sensoren – Werking van de ultrasone sensor
oscillator
gelijkrichtier
smitt-trigger
versterker
piëzo element (opwekken en verwerken geluidsgolven)
Ivan Maesen
29
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen volgens de vorm
Cilindrische sensoren
Balkvormige or rechthoekige sensoren
Ivan Maesen
30
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen vvolgens de vorm
Speciale vormen:
• vork of sleufsensoren,
• ringsensoren,
• …
Foto Turck
Ivan Maesen
31
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Materiaal van de behuizing (cilindrische sensoren)
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
32
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Maten van cilindrische sensoren
Schroefdraad: M 4, M6,5 M8, M12, M18, M30,
PG 36
Gladde uitvoering: Ø11, Ø20, Ø40
Maten van rechthoekige sensoren
Bouwvormen zie maatschetsen catalogie.
Foto Siemens
Ivan Maesen
33
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens aansluiting
• Sensoren met aansluitklemmen
• Aangegoten kabel zonder connector
• Aangegoten kabel met connector
• Sensoren met connnector
Ivan Maesen
34
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens de aansluiting
Aangegoten kabel
Sensoren met
aansluitklem
Ivan Maesen
35
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens aansluiting
Sensoren met connnector
Ivan Maesen
36
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens aansluiting
Sensoren met connector:
aansluitkabels
Ivan Maesen
37
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens aansluiting
Aansluitkabels en aansluitdozen voor sensoren
Foto Turck
Ivan Maesen
38
Sensoren – Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Foto Siemens
Ivan Maesen
39
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger afzonderlijk (directe scan, thru scan)
Groot detectiebereik (tientallen meters)
Geen doorschijnende materialen detecteren
Ivan Maesen
40
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger afzonderlijk (directe scan, thru scan)
Foto Siemens
Ivan Maesen
41
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger afzonderlijk – spiegeling
(specular)
Detecteren van spiegelende opbjecten
Ivan Maesen
42
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, met reflector
(Retroreflex - retroreflective)
Geen glimmende, spiegelende, doorzichtige voorwerpen
Detectieafstand : ca. 5 m
Ivan Maesen
43
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, met reflector
(Retroreflex - retroreflective)
Ivan Maesen
44
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, met reflector
(Retroreflex - retroreflective)
Foto Siemens
Ivan Maesen
45
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Foto’s Siemens
Ivan Maesen
46
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, met reflector
(Polarisatie - polarized)
Wel glimmende, spiegelende, doorzichtige voorwerpen
Detectieafstand : ca. 3 m
Ivan Maesen
47
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Gepolariseerd licht
Spiegelend voorwerp
Ivan Maesen
48
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, objectreflectie
(strooing – diffuse)
Voorwerpen met mat en ruw oppervlak kunnen gedetecteerd worden
Detectieafstand : enkele tientallen centimeters
Ivan Maesen
49
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, objectreflectie
(strooing – diffuse)
Foto Siemens
Ivan Maesen
50
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, objectreflectie focuspunt (convergent)
Preciesiedetectie, achtergrond geen invloed
Detectieafstand : enkele tientallen centimeters
Ivan Maesen
51
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger afzonderlijk, met glasvezels
Ivan Maesen
52
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, objectreflectie,
met glasvezels
Ivan Maesen
53
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Foto Siemens
Ivan Maesen
54
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Lichtgordijn
Multi beam safety senor
Ivan Maesen
55
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Nominale schakelafstand Sn
Afstand waarbij de sensor schakelt
• Genormalisseerd meetobject
• Nominale spanning
• Nominale temperatuur
Ivan Maesen
56
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Werkelijke schakelafstand
Rekening houden met:
• Werkelijke temperatuur
• Nabijheid andere sensoren
• Soort materiaal
• Afmetingen object
• Kleur (optische sensoren)
• …
Ivan Maesen
57
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Werkelijke schakelafstand
Correctiefactoren inductieve schakelaar
- staal
1
- CrNi
0,85
- Al
0,50
- Cu
0,45
- ….
Ivan Maesen
58
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Werkelijke schakelafstand
Correctiefactoren capacitieve schakelaar:
- Staal
1
- Al
0,95
- Cu
0,95
- H2O
0,64
- Plexiglas
0,20
-…
Ivan Maesen
59
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Schakelfrequentie
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.
Ivan Maesen
60
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Uitgangsbelasing
De stroom die de sensor kan schakelen,
uitgedrukt in mA.
Ivan Maesen
61
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Afgeschermde (shielded) en niet-afgeschermde
(unshielded) senoren
Ivan Maesen
62
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Niet-afgeschermde senoren
Kop niet afgeschermd, uit kunststof
Grotere detectieafstand
Inbouwen geeft problemen
Ivan Maesen
Foto Siemens
63
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Afgeschermde senoren
Volledig uit metaal (uitgezonderd detectievlak)
Kleinere detectieafstand
Ivan Maesen
64
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
65
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen inductieve sensoren
Ongevoelig voor trillingen
Geen contactdender
Geen onderhoud, geen slijtage
Kostprijs € 20 tot ca. € 50
Foto Siemens
Ivan Maesen
66
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen inductieve sensoren
Beperkingen
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.
Ivan Maesen
67
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
68
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
69
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen capacitieve sensoren
Beperkingen
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
Ivan Maesen
70
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
71
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen ultrasone sensoren
Beperkingen
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.
Ivan Maesen
72
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
73
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
74
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen optische sensoren
Beperkingen
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.
Ivan Maesen
75
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Rekening houden met:
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
76
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Draadkleur
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
77
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Driedraadse sensor PNP (capacitief)
Ivan Maesen
78
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Driedraadse sensor NPN (inductief)
Ivan Maesen
79
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Vierdraadse sensor PNP
Ivan Maesen
80
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Tweedraadse sensor DC (capacitief)
Ivan Maesen
81
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Tweedraadse NAMUR sensor DC (capacitief)
Ivan Maesen
82
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Tweedraadse sensor AC - NC (inductief)
Ivan Maesen
83
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Tweedraadse sensor AC - NO (inductief)
Ivan Maesen
84
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Vijfdraadse sensor AC (optisch)
Ivan Maesen
85
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Vijfdraadse sensor AC - NO (optisch)
Ivan Maesen
86
Sensoren – Testen van sensoren
Driedraadse sensoren
Als voorbeeld een sensor met PNP-uitgang
Het aansluitschema
Testen met V-meter – Je kunt uiteraard met de Vmeter ook over de belasting meten.
Ivan Maesen
87
Sensoren – Testen van sensoren
Tweedraadse
sensoren
Het aansluitschema
Testen met V-meter
Testen met A-meter
Ivan Maesen
88
Sensoren
Ivan Maesen
89
Slide 46
Installatiemethoden 6 ET
Foto Heidelberg
Ivan Maesen
1
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
2
Sensoren - Algemeen
Inductieve sensoren
Capacitieve sensoren
Optische sensoren
Magnetische sensoren
Ultrasone sensoren
Foto Turck
Ivan Maesen
3
Sensoren – Algemene werking
Ivan Maesen
4
Sensoren – Algemene werking
Ivan Maesen
5
Sensoren – Algemene werking
Ivan Maesen
6
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Foto Siemens
Ivan Maesen
7
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Detectie van blik
en deksel
Foto Siemens
Ivan Maesen
8
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Controle van afbreken van
boorkop
Foto Siemens
Ivan Maesen
9
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Positionering en controle
draaizin
Foto Siemens
Ivan Maesen
10
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Standdetectie van een
klep
Foto Siemens
Ivan Maesen
11
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
oscillator
gelijkrichtier
smitt-trigger
versterker
spoel
Ivan Maesen
12
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Warmteontwikkeling
Ivan Maesen
Amplitude
kleiner
13
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Foto Siemens
Ivan Maesen
14
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Detectie vulniveau in
silo
Foto Siemens
Ivan Maesen
15
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Detectie van vulling
van brik
Foto Siemens
Ivan Maesen
16
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Het sensorvlak vormt een condensator. De lucht is het
diëlektricum.
C
A
d
Ivan Maesen
17
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Een niet-metalen object in het detectieveld: de
diëlektrische constante van de middenstof verandert.
C verandert
Ivan Maesen
18
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
De capaciteit wordt bepaald door het diëlektricum en de
afstand d tussen te platen.
C
A
d
Ivan Maesen
19
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Bij een elektrische geleidend object verkleint de afstand
tussen de platen.
C verandert
Ivan Maesen
20
Sensoren – Werking van de optische sensor
Ivan Maesen
21
Sensoren – Werking van de optische sensor
impulsgenerator (modulator)
IR of laser-LED
lichtgevoelige transistor
synchronisatie, gelijkrichter (demodulator)
smitt-trigger
versterker
Ivan Maesen
22
Sensoren – Werking van de ultrasone sensor
Ivan Maesen
23
Sensoren
ultrasone sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Kwaliteitscontrole met
sonar
Foto Siemens
Ivan Maesen
24
Sensoren
ultrasone sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Hoogtemeting met sonar
Foto Siemens
Ivan Maesen
25
Sensoren
ultrasone sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Afstandsmeting met sonar
Foto Siemens
Ivan Maesen
26
Sensoren
ultrasone sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Controle op doorhangen
met sonar
Foto Siemens
Ivan Maesen
27
Sensoren
ultrasone sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Niveaumetingen
met sonar
Foto’s Siemens
Ivan Maesen
28
Sensoren – Werking van de ultrasone sensor
oscillator
gelijkrichtier
smitt-trigger
versterker
piëzo element (opwekken en verwerken geluidsgolven)
Ivan Maesen
29
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen volgens de vorm
Cilindrische sensoren
Balkvormige or rechthoekige sensoren
Ivan Maesen
30
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen vvolgens de vorm
Speciale vormen:
• vork of sleufsensoren,
• ringsensoren,
• …
Foto Turck
Ivan Maesen
31
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Materiaal van de behuizing (cilindrische sensoren)
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
32
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Maten van cilindrische sensoren
Schroefdraad: M 4, M6,5 M8, M12, M18, M30,
PG 36
Gladde uitvoering: Ø11, Ø20, Ø40
Maten van rechthoekige sensoren
Bouwvormen zie maatschetsen catalogie.
Foto Siemens
Ivan Maesen
33
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens aansluiting
• Sensoren met aansluitklemmen
• Aangegoten kabel zonder connector
• Aangegoten kabel met connector
• Sensoren met connnector
Ivan Maesen
34
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens de aansluiting
Aangegoten kabel
Sensoren met
aansluitklem
Ivan Maesen
35
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens aansluiting
Sensoren met connnector
Ivan Maesen
36
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens aansluiting
Sensoren met connector:
aansluitkabels
Ivan Maesen
37
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens aansluiting
Aansluitkabels en aansluitdozen voor sensoren
Foto Turck
Ivan Maesen
38
Sensoren – Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Foto Siemens
Ivan Maesen
39
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger afzonderlijk (directe scan, thru scan)
Groot detectiebereik (tientallen meters)
Geen doorschijnende materialen detecteren
Ivan Maesen
40
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger afzonderlijk (directe scan, thru scan)
Foto Siemens
Ivan Maesen
41
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger afzonderlijk – spiegeling
(specular)
Detecteren van spiegelende opbjecten
Ivan Maesen
42
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, met reflector
(Retroreflex - retroreflective)
Geen glimmende, spiegelende, doorzichtige voorwerpen
Detectieafstand : ca. 5 m
Ivan Maesen
43
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, met reflector
(Retroreflex - retroreflective)
Ivan Maesen
44
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, met reflector
(Retroreflex - retroreflective)
Foto Siemens
Ivan Maesen
45
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Foto’s Siemens
Ivan Maesen
46
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, met reflector
(Polarisatie - polarized)
Wel glimmende, spiegelende, doorzichtige voorwerpen
Detectieafstand : ca. 3 m
Ivan Maesen
47
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Gepolariseerd licht
Spiegelend voorwerp
Ivan Maesen
48
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, objectreflectie
(strooing – diffuse)
Voorwerpen met mat en ruw oppervlak kunnen gedetecteerd worden
Detectieafstand : enkele tientallen centimeters
Ivan Maesen
49
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, objectreflectie
(strooing – diffuse)
Foto Siemens
Ivan Maesen
50
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, objectreflectie focuspunt (convergent)
Preciesiedetectie, achtergrond geen invloed
Detectieafstand : enkele tientallen centimeters
Ivan Maesen
51
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger afzonderlijk, met glasvezels
Ivan Maesen
52
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, objectreflectie,
met glasvezels
Ivan Maesen
53
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Foto Siemens
Ivan Maesen
54
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Lichtgordijn
Multi beam safety senor
Ivan Maesen
55
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Nominale schakelafstand Sn
Afstand waarbij de sensor schakelt
• Genormalisseerd meetobject
• Nominale spanning
• Nominale temperatuur
Ivan Maesen
56
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Werkelijke schakelafstand
Rekening houden met:
• Werkelijke temperatuur
• Nabijheid andere sensoren
• Soort materiaal
• Afmetingen object
• Kleur (optische sensoren)
• …
Ivan Maesen
57
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Werkelijke schakelafstand
Correctiefactoren inductieve schakelaar
- staal
1
- CrNi
0,85
- Al
0,50
- Cu
0,45
- ….
Ivan Maesen
58
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Werkelijke schakelafstand
Correctiefactoren capacitieve schakelaar:
- Staal
1
- Al
0,95
- Cu
0,95
- H2O
0,64
- Plexiglas
0,20
-…
Ivan Maesen
59
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Schakelfrequentie
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.
Ivan Maesen
60
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Uitgangsbelasing
De stroom die de sensor kan schakelen,
uitgedrukt in mA.
Ivan Maesen
61
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Afgeschermde (shielded) en niet-afgeschermde
(unshielded) senoren
Ivan Maesen
62
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Niet-afgeschermde senoren
Kop niet afgeschermd, uit kunststof
Grotere detectieafstand
Inbouwen geeft problemen
Ivan Maesen
Foto Siemens
63
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Afgeschermde senoren
Volledig uit metaal (uitgezonderd detectievlak)
Kleinere detectieafstand
Ivan Maesen
64
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
65
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen inductieve sensoren
Ongevoelig voor trillingen
Geen contactdender
Geen onderhoud, geen slijtage
Kostprijs € 20 tot ca. € 50
Foto Siemens
Ivan Maesen
66
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen inductieve sensoren
Beperkingen
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.
Ivan Maesen
67
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
68
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
69
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen capacitieve sensoren
Beperkingen
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
Ivan Maesen
70
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
71
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen ultrasone sensoren
Beperkingen
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.
Ivan Maesen
72
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
73
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
74
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen optische sensoren
Beperkingen
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.
Ivan Maesen
75
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Rekening houden met:
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
76
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Draadkleur
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
77
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Driedraadse sensor PNP (capacitief)
Ivan Maesen
78
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Driedraadse sensor NPN (inductief)
Ivan Maesen
79
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Vierdraadse sensor PNP
Ivan Maesen
80
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Tweedraadse sensor DC (capacitief)
Ivan Maesen
81
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Tweedraadse NAMUR sensor DC (capacitief)
Ivan Maesen
82
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Tweedraadse sensor AC - NC (inductief)
Ivan Maesen
83
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Tweedraadse sensor AC - NO (inductief)
Ivan Maesen
84
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Vijfdraadse sensor AC (optisch)
Ivan Maesen
85
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Vijfdraadse sensor AC - NO (optisch)
Ivan Maesen
86
Sensoren – Testen van sensoren
Driedraadse sensoren
Als voorbeeld een sensor met PNP-uitgang
Het aansluitschema
Testen met V-meter – Je kunt uiteraard met de Vmeter ook over de belasting meten.
Ivan Maesen
87
Sensoren – Testen van sensoren
Tweedraadse
sensoren
Het aansluitschema
Testen met V-meter
Testen met A-meter
Ivan Maesen
88
Sensoren
Ivan Maesen
89
Slide 47
Installatiemethoden 6 ET
Foto Heidelberg
Ivan Maesen
1
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
2
Sensoren - Algemeen
Inductieve sensoren
Capacitieve sensoren
Optische sensoren
Magnetische sensoren
Ultrasone sensoren
Foto Turck
Ivan Maesen
3
Sensoren – Algemene werking
Ivan Maesen
4
Sensoren – Algemene werking
Ivan Maesen
5
Sensoren – Algemene werking
Ivan Maesen
6
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Foto Siemens
Ivan Maesen
7
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Detectie van blik
en deksel
Foto Siemens
Ivan Maesen
8
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Controle van afbreken van
boorkop
Foto Siemens
Ivan Maesen
9
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Positionering en controle
draaizin
Foto Siemens
Ivan Maesen
10
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Standdetectie van een
klep
Foto Siemens
Ivan Maesen
11
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
oscillator
gelijkrichtier
smitt-trigger
versterker
spoel
Ivan Maesen
12
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Warmteontwikkeling
Ivan Maesen
Amplitude
kleiner
13
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Foto Siemens
Ivan Maesen
14
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Detectie vulniveau in
silo
Foto Siemens
Ivan Maesen
15
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Detectie van vulling
van brik
Foto Siemens
Ivan Maesen
16
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Het sensorvlak vormt een condensator. De lucht is het
diëlektricum.
C
A
d
Ivan Maesen
17
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Een niet-metalen object in het detectieveld: de
diëlektrische constante van de middenstof verandert.
C verandert
Ivan Maesen
18
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
De capaciteit wordt bepaald door het diëlektricum en de
afstand d tussen te platen.
C
A
d
Ivan Maesen
19
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Bij een elektrische geleidend object verkleint de afstand
tussen de platen.
C verandert
Ivan Maesen
20
Sensoren – Werking van de optische sensor
Ivan Maesen
21
Sensoren – Werking van de optische sensor
impulsgenerator (modulator)
IR of laser-LED
lichtgevoelige transistor
synchronisatie, gelijkrichter (demodulator)
smitt-trigger
versterker
Ivan Maesen
22
Sensoren – Werking van de ultrasone sensor
Ivan Maesen
23
Sensoren
ultrasone sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Kwaliteitscontrole met
sonar
Foto Siemens
Ivan Maesen
24
Sensoren
ultrasone sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Hoogtemeting met sonar
Foto Siemens
Ivan Maesen
25
Sensoren
ultrasone sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Afstandsmeting met sonar
Foto Siemens
Ivan Maesen
26
Sensoren
ultrasone sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Controle op doorhangen
met sonar
Foto Siemens
Ivan Maesen
27
Sensoren
ultrasone sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Niveaumetingen
met sonar
Foto’s Siemens
Ivan Maesen
28
Sensoren – Werking van de ultrasone sensor
oscillator
gelijkrichtier
smitt-trigger
versterker
piëzo element (opwekken en verwerken geluidsgolven)
Ivan Maesen
29
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen volgens de vorm
Cilindrische sensoren
Balkvormige or rechthoekige sensoren
Ivan Maesen
30
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen vvolgens de vorm
Speciale vormen:
• vork of sleufsensoren,
• ringsensoren,
• …
Foto Turck
Ivan Maesen
31
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Materiaal van de behuizing (cilindrische sensoren)
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
32
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Maten van cilindrische sensoren
Schroefdraad: M 4, M6,5 M8, M12, M18, M30,
PG 36
Gladde uitvoering: Ø11, Ø20, Ø40
Maten van rechthoekige sensoren
Bouwvormen zie maatschetsen catalogie.
Foto Siemens
Ivan Maesen
33
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens aansluiting
• Sensoren met aansluitklemmen
• Aangegoten kabel zonder connector
• Aangegoten kabel met connector
• Sensoren met connnector
Ivan Maesen
34
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens de aansluiting
Aangegoten kabel
Sensoren met
aansluitklem
Ivan Maesen
35
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens aansluiting
Sensoren met connnector
Ivan Maesen
36
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens aansluiting
Sensoren met connector:
aansluitkabels
Ivan Maesen
37
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens aansluiting
Aansluitkabels en aansluitdozen voor sensoren
Foto Turck
Ivan Maesen
38
Sensoren – Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Foto Siemens
Ivan Maesen
39
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger afzonderlijk (directe scan, thru scan)
Groot detectiebereik (tientallen meters)
Geen doorschijnende materialen detecteren
Ivan Maesen
40
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger afzonderlijk (directe scan, thru scan)
Foto Siemens
Ivan Maesen
41
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger afzonderlijk – spiegeling
(specular)
Detecteren van spiegelende opbjecten
Ivan Maesen
42
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, met reflector
(Retroreflex - retroreflective)
Geen glimmende, spiegelende, doorzichtige voorwerpen
Detectieafstand : ca. 5 m
Ivan Maesen
43
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, met reflector
(Retroreflex - retroreflective)
Ivan Maesen
44
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, met reflector
(Retroreflex - retroreflective)
Foto Siemens
Ivan Maesen
45
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Foto’s Siemens
Ivan Maesen
46
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, met reflector
(Polarisatie - polarized)
Wel glimmende, spiegelende, doorzichtige voorwerpen
Detectieafstand : ca. 3 m
Ivan Maesen
47
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Gepolariseerd licht
Spiegelend voorwerp
Ivan Maesen
48
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, objectreflectie
(strooing – diffuse)
Voorwerpen met mat en ruw oppervlak kunnen gedetecteerd worden
Detectieafstand : enkele tientallen centimeters
Ivan Maesen
49
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, objectreflectie
(strooing – diffuse)
Foto Siemens
Ivan Maesen
50
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, objectreflectie focuspunt (convergent)
Preciesiedetectie, achtergrond geen invloed
Detectieafstand : enkele tientallen centimeters
Ivan Maesen
51
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger afzonderlijk, met glasvezels
Ivan Maesen
52
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, objectreflectie,
met glasvezels
Ivan Maesen
53
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Foto Siemens
Ivan Maesen
54
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Lichtgordijn
Multi beam safety senor
Ivan Maesen
55
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Nominale schakelafstand Sn
Afstand waarbij de sensor schakelt
• Genormalisseerd meetobject
• Nominale spanning
• Nominale temperatuur
Ivan Maesen
56
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Werkelijke schakelafstand
Rekening houden met:
• Werkelijke temperatuur
• Nabijheid andere sensoren
• Soort materiaal
• Afmetingen object
• Kleur (optische sensoren)
• …
Ivan Maesen
57
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Werkelijke schakelafstand
Correctiefactoren inductieve schakelaar
- staal
1
- CrNi
0,85
- Al
0,50
- Cu
0,45
- ….
Ivan Maesen
58
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Werkelijke schakelafstand
Correctiefactoren capacitieve schakelaar:
- Staal
1
- Al
0,95
- Cu
0,95
- H2O
0,64
- Plexiglas
0,20
-…
Ivan Maesen
59
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Schakelfrequentie
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.
Ivan Maesen
60
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Uitgangsbelasing
De stroom die de sensor kan schakelen,
uitgedrukt in mA.
Ivan Maesen
61
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Afgeschermde (shielded) en niet-afgeschermde
(unshielded) senoren
Ivan Maesen
62
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Niet-afgeschermde senoren
Kop niet afgeschermd, uit kunststof
Grotere detectieafstand
Inbouwen geeft problemen
Ivan Maesen
Foto Siemens
63
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Afgeschermde senoren
Volledig uit metaal (uitgezonderd detectievlak)
Kleinere detectieafstand
Ivan Maesen
64
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
65
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen inductieve sensoren
Ongevoelig voor trillingen
Geen contactdender
Geen onderhoud, geen slijtage
Kostprijs € 20 tot ca. € 50
Foto Siemens
Ivan Maesen
66
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen inductieve sensoren
Beperkingen
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.
Ivan Maesen
67
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
68
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
69
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen capacitieve sensoren
Beperkingen
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
Ivan Maesen
70
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
71
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen ultrasone sensoren
Beperkingen
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.
Ivan Maesen
72
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
73
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
74
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen optische sensoren
Beperkingen
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.
Ivan Maesen
75
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Rekening houden met:
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
76
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Draadkleur
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
77
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Driedraadse sensor PNP (capacitief)
Ivan Maesen
78
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Driedraadse sensor NPN (inductief)
Ivan Maesen
79
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Vierdraadse sensor PNP
Ivan Maesen
80
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Tweedraadse sensor DC (capacitief)
Ivan Maesen
81
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Tweedraadse NAMUR sensor DC (capacitief)
Ivan Maesen
82
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Tweedraadse sensor AC - NC (inductief)
Ivan Maesen
83
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Tweedraadse sensor AC - NO (inductief)
Ivan Maesen
84
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Vijfdraadse sensor AC (optisch)
Ivan Maesen
85
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Vijfdraadse sensor AC - NO (optisch)
Ivan Maesen
86
Sensoren – Testen van sensoren
Driedraadse sensoren
Als voorbeeld een sensor met PNP-uitgang
Het aansluitschema
Testen met V-meter – Je kunt uiteraard met de Vmeter ook over de belasting meten.
Ivan Maesen
87
Sensoren – Testen van sensoren
Tweedraadse
sensoren
Het aansluitschema
Testen met V-meter
Testen met A-meter
Ivan Maesen
88
Sensoren
Ivan Maesen
89
Slide 48
Installatiemethoden 6 ET
Foto Heidelberg
Ivan Maesen
1
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
2
Sensoren - Algemeen
Inductieve sensoren
Capacitieve sensoren
Optische sensoren
Magnetische sensoren
Ultrasone sensoren
Foto Turck
Ivan Maesen
3
Sensoren – Algemene werking
Ivan Maesen
4
Sensoren – Algemene werking
Ivan Maesen
5
Sensoren – Algemene werking
Ivan Maesen
6
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Foto Siemens
Ivan Maesen
7
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Detectie van blik
en deksel
Foto Siemens
Ivan Maesen
8
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Controle van afbreken van
boorkop
Foto Siemens
Ivan Maesen
9
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Positionering en controle
draaizin
Foto Siemens
Ivan Maesen
10
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Standdetectie van een
klep
Foto Siemens
Ivan Maesen
11
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
oscillator
gelijkrichtier
smitt-trigger
versterker
spoel
Ivan Maesen
12
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Warmteontwikkeling
Ivan Maesen
Amplitude
kleiner
13
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Foto Siemens
Ivan Maesen
14
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Detectie vulniveau in
silo
Foto Siemens
Ivan Maesen
15
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Detectie van vulling
van brik
Foto Siemens
Ivan Maesen
16
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Het sensorvlak vormt een condensator. De lucht is het
diëlektricum.
C
A
d
Ivan Maesen
17
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Een niet-metalen object in het detectieveld: de
diëlektrische constante van de middenstof verandert.
C verandert
Ivan Maesen
18
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
De capaciteit wordt bepaald door het diëlektricum en de
afstand d tussen te platen.
C
A
d
Ivan Maesen
19
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Bij een elektrische geleidend object verkleint de afstand
tussen de platen.
C verandert
Ivan Maesen
20
Sensoren – Werking van de optische sensor
Ivan Maesen
21
Sensoren – Werking van de optische sensor
impulsgenerator (modulator)
IR of laser-LED
lichtgevoelige transistor
synchronisatie, gelijkrichter (demodulator)
smitt-trigger
versterker
Ivan Maesen
22
Sensoren – Werking van de ultrasone sensor
Ivan Maesen
23
Sensoren
ultrasone sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Kwaliteitscontrole met
sonar
Foto Siemens
Ivan Maesen
24
Sensoren
ultrasone sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Hoogtemeting met sonar
Foto Siemens
Ivan Maesen
25
Sensoren
ultrasone sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Afstandsmeting met sonar
Foto Siemens
Ivan Maesen
26
Sensoren
ultrasone sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Controle op doorhangen
met sonar
Foto Siemens
Ivan Maesen
27
Sensoren
ultrasone sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Niveaumetingen
met sonar
Foto’s Siemens
Ivan Maesen
28
Sensoren – Werking van de ultrasone sensor
oscillator
gelijkrichtier
smitt-trigger
versterker
piëzo element (opwekken en verwerken geluidsgolven)
Ivan Maesen
29
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen volgens de vorm
Cilindrische sensoren
Balkvormige or rechthoekige sensoren
Ivan Maesen
30
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen vvolgens de vorm
Speciale vormen:
• vork of sleufsensoren,
• ringsensoren,
• …
Foto Turck
Ivan Maesen
31
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Materiaal van de behuizing (cilindrische sensoren)
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
32
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Maten van cilindrische sensoren
Schroefdraad: M 4, M6,5 M8, M12, M18, M30,
PG 36
Gladde uitvoering: Ø11, Ø20, Ø40
Maten van rechthoekige sensoren
Bouwvormen zie maatschetsen catalogie.
Foto Siemens
Ivan Maesen
33
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens aansluiting
• Sensoren met aansluitklemmen
• Aangegoten kabel zonder connector
• Aangegoten kabel met connector
• Sensoren met connnector
Ivan Maesen
34
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens de aansluiting
Aangegoten kabel
Sensoren met
aansluitklem
Ivan Maesen
35
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens aansluiting
Sensoren met connnector
Ivan Maesen
36
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens aansluiting
Sensoren met connector:
aansluitkabels
Ivan Maesen
37
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens aansluiting
Aansluitkabels en aansluitdozen voor sensoren
Foto Turck
Ivan Maesen
38
Sensoren – Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Foto Siemens
Ivan Maesen
39
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger afzonderlijk (directe scan, thru scan)
Groot detectiebereik (tientallen meters)
Geen doorschijnende materialen detecteren
Ivan Maesen
40
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger afzonderlijk (directe scan, thru scan)
Foto Siemens
Ivan Maesen
41
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger afzonderlijk – spiegeling
(specular)
Detecteren van spiegelende opbjecten
Ivan Maesen
42
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, met reflector
(Retroreflex - retroreflective)
Geen glimmende, spiegelende, doorzichtige voorwerpen
Detectieafstand : ca. 5 m
Ivan Maesen
43
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, met reflector
(Retroreflex - retroreflective)
Ivan Maesen
44
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, met reflector
(Retroreflex - retroreflective)
Foto Siemens
Ivan Maesen
45
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Foto’s Siemens
Ivan Maesen
46
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, met reflector
(Polarisatie - polarized)
Wel glimmende, spiegelende, doorzichtige voorwerpen
Detectieafstand : ca. 3 m
Ivan Maesen
47
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Gepolariseerd licht
Spiegelend voorwerp
Ivan Maesen
48
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, objectreflectie
(strooing – diffuse)
Voorwerpen met mat en ruw oppervlak kunnen gedetecteerd worden
Detectieafstand : enkele tientallen centimeters
Ivan Maesen
49
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, objectreflectie
(strooing – diffuse)
Foto Siemens
Ivan Maesen
50
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, objectreflectie focuspunt (convergent)
Preciesiedetectie, achtergrond geen invloed
Detectieafstand : enkele tientallen centimeters
Ivan Maesen
51
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger afzonderlijk, met glasvezels
Ivan Maesen
52
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, objectreflectie,
met glasvezels
Ivan Maesen
53
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Foto Siemens
Ivan Maesen
54
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Lichtgordijn
Multi beam safety senor
Ivan Maesen
55
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Nominale schakelafstand Sn
Afstand waarbij de sensor schakelt
• Genormalisseerd meetobject
• Nominale spanning
• Nominale temperatuur
Ivan Maesen
56
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Werkelijke schakelafstand
Rekening houden met:
• Werkelijke temperatuur
• Nabijheid andere sensoren
• Soort materiaal
• Afmetingen object
• Kleur (optische sensoren)
• …
Ivan Maesen
57
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Werkelijke schakelafstand
Correctiefactoren inductieve schakelaar
- staal
1
- CrNi
0,85
- Al
0,50
- Cu
0,45
- ….
Ivan Maesen
58
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Werkelijke schakelafstand
Correctiefactoren capacitieve schakelaar:
- Staal
1
- Al
0,95
- Cu
0,95
- H2O
0,64
- Plexiglas
0,20
-…
Ivan Maesen
59
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Schakelfrequentie
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.
Ivan Maesen
60
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Uitgangsbelasing
De stroom die de sensor kan schakelen,
uitgedrukt in mA.
Ivan Maesen
61
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Afgeschermde (shielded) en niet-afgeschermde
(unshielded) senoren
Ivan Maesen
62
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Niet-afgeschermde senoren
Kop niet afgeschermd, uit kunststof
Grotere detectieafstand
Inbouwen geeft problemen
Ivan Maesen
Foto Siemens
63
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Afgeschermde senoren
Volledig uit metaal (uitgezonderd detectievlak)
Kleinere detectieafstand
Ivan Maesen
64
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
65
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen inductieve sensoren
Ongevoelig voor trillingen
Geen contactdender
Geen onderhoud, geen slijtage
Kostprijs € 20 tot ca. € 50
Foto Siemens
Ivan Maesen
66
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen inductieve sensoren
Beperkingen
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.
Ivan Maesen
67
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
68
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
69
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen capacitieve sensoren
Beperkingen
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
Ivan Maesen
70
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
71
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen ultrasone sensoren
Beperkingen
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.
Ivan Maesen
72
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
73
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
74
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen optische sensoren
Beperkingen
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.
Ivan Maesen
75
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Rekening houden met:
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
76
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Draadkleur
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
77
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Driedraadse sensor PNP (capacitief)
Ivan Maesen
78
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Driedraadse sensor NPN (inductief)
Ivan Maesen
79
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Vierdraadse sensor PNP
Ivan Maesen
80
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Tweedraadse sensor DC (capacitief)
Ivan Maesen
81
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Tweedraadse NAMUR sensor DC (capacitief)
Ivan Maesen
82
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Tweedraadse sensor AC - NC (inductief)
Ivan Maesen
83
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Tweedraadse sensor AC - NO (inductief)
Ivan Maesen
84
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Vijfdraadse sensor AC (optisch)
Ivan Maesen
85
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Vijfdraadse sensor AC - NO (optisch)
Ivan Maesen
86
Sensoren – Testen van sensoren
Driedraadse sensoren
Als voorbeeld een sensor met PNP-uitgang
Het aansluitschema
Testen met V-meter – Je kunt uiteraard met de Vmeter ook over de belasting meten.
Ivan Maesen
87
Sensoren – Testen van sensoren
Tweedraadse
sensoren
Het aansluitschema
Testen met V-meter
Testen met A-meter
Ivan Maesen
88
Sensoren
Ivan Maesen
89
Slide 49
Installatiemethoden 6 ET
Foto Heidelberg
Ivan Maesen
1
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
2
Sensoren - Algemeen
Inductieve sensoren
Capacitieve sensoren
Optische sensoren
Magnetische sensoren
Ultrasone sensoren
Foto Turck
Ivan Maesen
3
Sensoren – Algemene werking
Ivan Maesen
4
Sensoren – Algemene werking
Ivan Maesen
5
Sensoren – Algemene werking
Ivan Maesen
6
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Foto Siemens
Ivan Maesen
7
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Detectie van blik
en deksel
Foto Siemens
Ivan Maesen
8
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Controle van afbreken van
boorkop
Foto Siemens
Ivan Maesen
9
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Positionering en controle
draaizin
Foto Siemens
Ivan Maesen
10
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Standdetectie van een
klep
Foto Siemens
Ivan Maesen
11
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
oscillator
gelijkrichtier
smitt-trigger
versterker
spoel
Ivan Maesen
12
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Warmteontwikkeling
Ivan Maesen
Amplitude
kleiner
13
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Foto Siemens
Ivan Maesen
14
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Detectie vulniveau in
silo
Foto Siemens
Ivan Maesen
15
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Detectie van vulling
van brik
Foto Siemens
Ivan Maesen
16
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Het sensorvlak vormt een condensator. De lucht is het
diëlektricum.
C
A
d
Ivan Maesen
17
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Een niet-metalen object in het detectieveld: de
diëlektrische constante van de middenstof verandert.
C verandert
Ivan Maesen
18
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
De capaciteit wordt bepaald door het diëlektricum en de
afstand d tussen te platen.
C
A
d
Ivan Maesen
19
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Bij een elektrische geleidend object verkleint de afstand
tussen de platen.
C verandert
Ivan Maesen
20
Sensoren – Werking van de optische sensor
Ivan Maesen
21
Sensoren – Werking van de optische sensor
impulsgenerator (modulator)
IR of laser-LED
lichtgevoelige transistor
synchronisatie, gelijkrichter (demodulator)
smitt-trigger
versterker
Ivan Maesen
22
Sensoren – Werking van de ultrasone sensor
Ivan Maesen
23
Sensoren
ultrasone sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Kwaliteitscontrole met
sonar
Foto Siemens
Ivan Maesen
24
Sensoren
ultrasone sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Hoogtemeting met sonar
Foto Siemens
Ivan Maesen
25
Sensoren
ultrasone sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Afstandsmeting met sonar
Foto Siemens
Ivan Maesen
26
Sensoren
ultrasone sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Controle op doorhangen
met sonar
Foto Siemens
Ivan Maesen
27
Sensoren
ultrasone sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Niveaumetingen
met sonar
Foto’s Siemens
Ivan Maesen
28
Sensoren – Werking van de ultrasone sensor
oscillator
gelijkrichtier
smitt-trigger
versterker
piëzo element (opwekken en verwerken geluidsgolven)
Ivan Maesen
29
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen volgens de vorm
Cilindrische sensoren
Balkvormige or rechthoekige sensoren
Ivan Maesen
30
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen vvolgens de vorm
Speciale vormen:
• vork of sleufsensoren,
• ringsensoren,
• …
Foto Turck
Ivan Maesen
31
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Materiaal van de behuizing (cilindrische sensoren)
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
32
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Maten van cilindrische sensoren
Schroefdraad: M 4, M6,5 M8, M12, M18, M30,
PG 36
Gladde uitvoering: Ø11, Ø20, Ø40
Maten van rechthoekige sensoren
Bouwvormen zie maatschetsen catalogie.
Foto Siemens
Ivan Maesen
33
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens aansluiting
• Sensoren met aansluitklemmen
• Aangegoten kabel zonder connector
• Aangegoten kabel met connector
• Sensoren met connnector
Ivan Maesen
34
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens de aansluiting
Aangegoten kabel
Sensoren met
aansluitklem
Ivan Maesen
35
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens aansluiting
Sensoren met connnector
Ivan Maesen
36
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens aansluiting
Sensoren met connector:
aansluitkabels
Ivan Maesen
37
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens aansluiting
Aansluitkabels en aansluitdozen voor sensoren
Foto Turck
Ivan Maesen
38
Sensoren – Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Foto Siemens
Ivan Maesen
39
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger afzonderlijk (directe scan, thru scan)
Groot detectiebereik (tientallen meters)
Geen doorschijnende materialen detecteren
Ivan Maesen
40
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger afzonderlijk (directe scan, thru scan)
Foto Siemens
Ivan Maesen
41
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger afzonderlijk – spiegeling
(specular)
Detecteren van spiegelende opbjecten
Ivan Maesen
42
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, met reflector
(Retroreflex - retroreflective)
Geen glimmende, spiegelende, doorzichtige voorwerpen
Detectieafstand : ca. 5 m
Ivan Maesen
43
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, met reflector
(Retroreflex - retroreflective)
Ivan Maesen
44
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, met reflector
(Retroreflex - retroreflective)
Foto Siemens
Ivan Maesen
45
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Foto’s Siemens
Ivan Maesen
46
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, met reflector
(Polarisatie - polarized)
Wel glimmende, spiegelende, doorzichtige voorwerpen
Detectieafstand : ca. 3 m
Ivan Maesen
47
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Gepolariseerd licht
Spiegelend voorwerp
Ivan Maesen
48
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, objectreflectie
(strooing – diffuse)
Voorwerpen met mat en ruw oppervlak kunnen gedetecteerd worden
Detectieafstand : enkele tientallen centimeters
Ivan Maesen
49
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, objectreflectie
(strooing – diffuse)
Foto Siemens
Ivan Maesen
50
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, objectreflectie focuspunt (convergent)
Preciesiedetectie, achtergrond geen invloed
Detectieafstand : enkele tientallen centimeters
Ivan Maesen
51
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger afzonderlijk, met glasvezels
Ivan Maesen
52
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, objectreflectie,
met glasvezels
Ivan Maesen
53
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Foto Siemens
Ivan Maesen
54
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Lichtgordijn
Multi beam safety senor
Ivan Maesen
55
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Nominale schakelafstand Sn
Afstand waarbij de sensor schakelt
• Genormalisseerd meetobject
• Nominale spanning
• Nominale temperatuur
Ivan Maesen
56
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Werkelijke schakelafstand
Rekening houden met:
• Werkelijke temperatuur
• Nabijheid andere sensoren
• Soort materiaal
• Afmetingen object
• Kleur (optische sensoren)
• …
Ivan Maesen
57
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Werkelijke schakelafstand
Correctiefactoren inductieve schakelaar
- staal
1
- CrNi
0,85
- Al
0,50
- Cu
0,45
- ….
Ivan Maesen
58
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Werkelijke schakelafstand
Correctiefactoren capacitieve schakelaar:
- Staal
1
- Al
0,95
- Cu
0,95
- H2O
0,64
- Plexiglas
0,20
-…
Ivan Maesen
59
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Schakelfrequentie
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.
Ivan Maesen
60
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Uitgangsbelasing
De stroom die de sensor kan schakelen,
uitgedrukt in mA.
Ivan Maesen
61
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Afgeschermde (shielded) en niet-afgeschermde
(unshielded) senoren
Ivan Maesen
62
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Niet-afgeschermde senoren
Kop niet afgeschermd, uit kunststof
Grotere detectieafstand
Inbouwen geeft problemen
Ivan Maesen
Foto Siemens
63
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Afgeschermde senoren
Volledig uit metaal (uitgezonderd detectievlak)
Kleinere detectieafstand
Ivan Maesen
64
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
65
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen inductieve sensoren
Ongevoelig voor trillingen
Geen contactdender
Geen onderhoud, geen slijtage
Kostprijs € 20 tot ca. € 50
Foto Siemens
Ivan Maesen
66
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen inductieve sensoren
Beperkingen
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.
Ivan Maesen
67
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
68
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
69
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen capacitieve sensoren
Beperkingen
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
Ivan Maesen
70
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
71
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen ultrasone sensoren
Beperkingen
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.
Ivan Maesen
72
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
73
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
74
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen optische sensoren
Beperkingen
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.
Ivan Maesen
75
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Rekening houden met:
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
76
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Draadkleur
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
77
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Driedraadse sensor PNP (capacitief)
Ivan Maesen
78
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Driedraadse sensor NPN (inductief)
Ivan Maesen
79
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Vierdraadse sensor PNP
Ivan Maesen
80
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Tweedraadse sensor DC (capacitief)
Ivan Maesen
81
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Tweedraadse NAMUR sensor DC (capacitief)
Ivan Maesen
82
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Tweedraadse sensor AC - NC (inductief)
Ivan Maesen
83
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Tweedraadse sensor AC - NO (inductief)
Ivan Maesen
84
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Vijfdraadse sensor AC (optisch)
Ivan Maesen
85
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Vijfdraadse sensor AC - NO (optisch)
Ivan Maesen
86
Sensoren – Testen van sensoren
Driedraadse sensoren
Als voorbeeld een sensor met PNP-uitgang
Het aansluitschema
Testen met V-meter – Je kunt uiteraard met de Vmeter ook over de belasting meten.
Ivan Maesen
87
Sensoren – Testen van sensoren
Tweedraadse
sensoren
Het aansluitschema
Testen met V-meter
Testen met A-meter
Ivan Maesen
88
Sensoren
Ivan Maesen
89
Slide 50
Installatiemethoden 6 ET
Foto Heidelberg
Ivan Maesen
1
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
2
Sensoren - Algemeen
Inductieve sensoren
Capacitieve sensoren
Optische sensoren
Magnetische sensoren
Ultrasone sensoren
Foto Turck
Ivan Maesen
3
Sensoren – Algemene werking
Ivan Maesen
4
Sensoren – Algemene werking
Ivan Maesen
5
Sensoren – Algemene werking
Ivan Maesen
6
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Foto Siemens
Ivan Maesen
7
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Detectie van blik
en deksel
Foto Siemens
Ivan Maesen
8
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Controle van afbreken van
boorkop
Foto Siemens
Ivan Maesen
9
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Positionering en controle
draaizin
Foto Siemens
Ivan Maesen
10
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Standdetectie van een
klep
Foto Siemens
Ivan Maesen
11
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
oscillator
gelijkrichtier
smitt-trigger
versterker
spoel
Ivan Maesen
12
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Warmteontwikkeling
Ivan Maesen
Amplitude
kleiner
13
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Foto Siemens
Ivan Maesen
14
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Detectie vulniveau in
silo
Foto Siemens
Ivan Maesen
15
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Detectie van vulling
van brik
Foto Siemens
Ivan Maesen
16
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Het sensorvlak vormt een condensator. De lucht is het
diëlektricum.
C
A
d
Ivan Maesen
17
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Een niet-metalen object in het detectieveld: de
diëlektrische constante van de middenstof verandert.
C verandert
Ivan Maesen
18
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
De capaciteit wordt bepaald door het diëlektricum en de
afstand d tussen te platen.
C
A
d
Ivan Maesen
19
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Bij een elektrische geleidend object verkleint de afstand
tussen de platen.
C verandert
Ivan Maesen
20
Sensoren – Werking van de optische sensor
Ivan Maesen
21
Sensoren – Werking van de optische sensor
impulsgenerator (modulator)
IR of laser-LED
lichtgevoelige transistor
synchronisatie, gelijkrichter (demodulator)
smitt-trigger
versterker
Ivan Maesen
22
Sensoren – Werking van de ultrasone sensor
Ivan Maesen
23
Sensoren
ultrasone sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Kwaliteitscontrole met
sonar
Foto Siemens
Ivan Maesen
24
Sensoren
ultrasone sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Hoogtemeting met sonar
Foto Siemens
Ivan Maesen
25
Sensoren
ultrasone sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Afstandsmeting met sonar
Foto Siemens
Ivan Maesen
26
Sensoren
ultrasone sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Controle op doorhangen
met sonar
Foto Siemens
Ivan Maesen
27
Sensoren
ultrasone sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Niveaumetingen
met sonar
Foto’s Siemens
Ivan Maesen
28
Sensoren – Werking van de ultrasone sensor
oscillator
gelijkrichtier
smitt-trigger
versterker
piëzo element (opwekken en verwerken geluidsgolven)
Ivan Maesen
29
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen volgens de vorm
Cilindrische sensoren
Balkvormige or rechthoekige sensoren
Ivan Maesen
30
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen vvolgens de vorm
Speciale vormen:
• vork of sleufsensoren,
• ringsensoren,
• …
Foto Turck
Ivan Maesen
31
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Materiaal van de behuizing (cilindrische sensoren)
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
32
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Maten van cilindrische sensoren
Schroefdraad: M 4, M6,5 M8, M12, M18, M30,
PG 36
Gladde uitvoering: Ø11, Ø20, Ø40
Maten van rechthoekige sensoren
Bouwvormen zie maatschetsen catalogie.
Foto Siemens
Ivan Maesen
33
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens aansluiting
• Sensoren met aansluitklemmen
• Aangegoten kabel zonder connector
• Aangegoten kabel met connector
• Sensoren met connnector
Ivan Maesen
34
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens de aansluiting
Aangegoten kabel
Sensoren met
aansluitklem
Ivan Maesen
35
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens aansluiting
Sensoren met connnector
Ivan Maesen
36
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens aansluiting
Sensoren met connector:
aansluitkabels
Ivan Maesen
37
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens aansluiting
Aansluitkabels en aansluitdozen voor sensoren
Foto Turck
Ivan Maesen
38
Sensoren – Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Foto Siemens
Ivan Maesen
39
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger afzonderlijk (directe scan, thru scan)
Groot detectiebereik (tientallen meters)
Geen doorschijnende materialen detecteren
Ivan Maesen
40
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger afzonderlijk (directe scan, thru scan)
Foto Siemens
Ivan Maesen
41
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger afzonderlijk – spiegeling
(specular)
Detecteren van spiegelende opbjecten
Ivan Maesen
42
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, met reflector
(Retroreflex - retroreflective)
Geen glimmende, spiegelende, doorzichtige voorwerpen
Detectieafstand : ca. 5 m
Ivan Maesen
43
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, met reflector
(Retroreflex - retroreflective)
Ivan Maesen
44
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, met reflector
(Retroreflex - retroreflective)
Foto Siemens
Ivan Maesen
45
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Foto’s Siemens
Ivan Maesen
46
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, met reflector
(Polarisatie - polarized)
Wel glimmende, spiegelende, doorzichtige voorwerpen
Detectieafstand : ca. 3 m
Ivan Maesen
47
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Gepolariseerd licht
Spiegelend voorwerp
Ivan Maesen
48
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, objectreflectie
(strooing – diffuse)
Voorwerpen met mat en ruw oppervlak kunnen gedetecteerd worden
Detectieafstand : enkele tientallen centimeters
Ivan Maesen
49
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, objectreflectie
(strooing – diffuse)
Foto Siemens
Ivan Maesen
50
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, objectreflectie focuspunt (convergent)
Preciesiedetectie, achtergrond geen invloed
Detectieafstand : enkele tientallen centimeters
Ivan Maesen
51
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger afzonderlijk, met glasvezels
Ivan Maesen
52
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, objectreflectie,
met glasvezels
Ivan Maesen
53
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Foto Siemens
Ivan Maesen
54
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Lichtgordijn
Multi beam safety senor
Ivan Maesen
55
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Nominale schakelafstand Sn
Afstand waarbij de sensor schakelt
• Genormalisseerd meetobject
• Nominale spanning
• Nominale temperatuur
Ivan Maesen
56
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Werkelijke schakelafstand
Rekening houden met:
• Werkelijke temperatuur
• Nabijheid andere sensoren
• Soort materiaal
• Afmetingen object
• Kleur (optische sensoren)
• …
Ivan Maesen
57
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Werkelijke schakelafstand
Correctiefactoren inductieve schakelaar
- staal
1
- CrNi
0,85
- Al
0,50
- Cu
0,45
- ….
Ivan Maesen
58
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Werkelijke schakelafstand
Correctiefactoren capacitieve schakelaar:
- Staal
1
- Al
0,95
- Cu
0,95
- H2O
0,64
- Plexiglas
0,20
-…
Ivan Maesen
59
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Schakelfrequentie
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.
Ivan Maesen
60
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Uitgangsbelasing
De stroom die de sensor kan schakelen,
uitgedrukt in mA.
Ivan Maesen
61
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Afgeschermde (shielded) en niet-afgeschermde
(unshielded) senoren
Ivan Maesen
62
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Niet-afgeschermde senoren
Kop niet afgeschermd, uit kunststof
Grotere detectieafstand
Inbouwen geeft problemen
Ivan Maesen
Foto Siemens
63
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Afgeschermde senoren
Volledig uit metaal (uitgezonderd detectievlak)
Kleinere detectieafstand
Ivan Maesen
64
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
65
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen inductieve sensoren
Ongevoelig voor trillingen
Geen contactdender
Geen onderhoud, geen slijtage
Kostprijs € 20 tot ca. € 50
Foto Siemens
Ivan Maesen
66
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen inductieve sensoren
Beperkingen
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.
Ivan Maesen
67
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
68
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
69
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen capacitieve sensoren
Beperkingen
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
Ivan Maesen
70
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
71
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen ultrasone sensoren
Beperkingen
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.
Ivan Maesen
72
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
73
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
74
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen optische sensoren
Beperkingen
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.
Ivan Maesen
75
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Rekening houden met:
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
76
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Draadkleur
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
77
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Driedraadse sensor PNP (capacitief)
Ivan Maesen
78
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Driedraadse sensor NPN (inductief)
Ivan Maesen
79
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Vierdraadse sensor PNP
Ivan Maesen
80
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Tweedraadse sensor DC (capacitief)
Ivan Maesen
81
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Tweedraadse NAMUR sensor DC (capacitief)
Ivan Maesen
82
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Tweedraadse sensor AC - NC (inductief)
Ivan Maesen
83
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Tweedraadse sensor AC - NO (inductief)
Ivan Maesen
84
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Vijfdraadse sensor AC (optisch)
Ivan Maesen
85
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Vijfdraadse sensor AC - NO (optisch)
Ivan Maesen
86
Sensoren – Testen van sensoren
Driedraadse sensoren
Als voorbeeld een sensor met PNP-uitgang
Het aansluitschema
Testen met V-meter – Je kunt uiteraard met de Vmeter ook over de belasting meten.
Ivan Maesen
87
Sensoren – Testen van sensoren
Tweedraadse
sensoren
Het aansluitschema
Testen met V-meter
Testen met A-meter
Ivan Maesen
88
Sensoren
Ivan Maesen
89
Slide 51
Installatiemethoden 6 ET
Foto Heidelberg
Ivan Maesen
1
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
2
Sensoren - Algemeen
Inductieve sensoren
Capacitieve sensoren
Optische sensoren
Magnetische sensoren
Ultrasone sensoren
Foto Turck
Ivan Maesen
3
Sensoren – Algemene werking
Ivan Maesen
4
Sensoren – Algemene werking
Ivan Maesen
5
Sensoren – Algemene werking
Ivan Maesen
6
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Foto Siemens
Ivan Maesen
7
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Detectie van blik
en deksel
Foto Siemens
Ivan Maesen
8
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Controle van afbreken van
boorkop
Foto Siemens
Ivan Maesen
9
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Positionering en controle
draaizin
Foto Siemens
Ivan Maesen
10
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Standdetectie van een
klep
Foto Siemens
Ivan Maesen
11
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
oscillator
gelijkrichtier
smitt-trigger
versterker
spoel
Ivan Maesen
12
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Warmteontwikkeling
Ivan Maesen
Amplitude
kleiner
13
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Foto Siemens
Ivan Maesen
14
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Detectie vulniveau in
silo
Foto Siemens
Ivan Maesen
15
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Detectie van vulling
van brik
Foto Siemens
Ivan Maesen
16
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Het sensorvlak vormt een condensator. De lucht is het
diëlektricum.
C
A
d
Ivan Maesen
17
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Een niet-metalen object in het detectieveld: de
diëlektrische constante van de middenstof verandert.
C verandert
Ivan Maesen
18
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
De capaciteit wordt bepaald door het diëlektricum en de
afstand d tussen te platen.
C
A
d
Ivan Maesen
19
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Bij een elektrische geleidend object verkleint de afstand
tussen de platen.
C verandert
Ivan Maesen
20
Sensoren – Werking van de optische sensor
Ivan Maesen
21
Sensoren – Werking van de optische sensor
impulsgenerator (modulator)
IR of laser-LED
lichtgevoelige transistor
synchronisatie, gelijkrichter (demodulator)
smitt-trigger
versterker
Ivan Maesen
22
Sensoren – Werking van de ultrasone sensor
Ivan Maesen
23
Sensoren
ultrasone sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Kwaliteitscontrole met
sonar
Foto Siemens
Ivan Maesen
24
Sensoren
ultrasone sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Hoogtemeting met sonar
Foto Siemens
Ivan Maesen
25
Sensoren
ultrasone sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Afstandsmeting met sonar
Foto Siemens
Ivan Maesen
26
Sensoren
ultrasone sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Controle op doorhangen
met sonar
Foto Siemens
Ivan Maesen
27
Sensoren
ultrasone sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Niveaumetingen
met sonar
Foto’s Siemens
Ivan Maesen
28
Sensoren – Werking van de ultrasone sensor
oscillator
gelijkrichtier
smitt-trigger
versterker
piëzo element (opwekken en verwerken geluidsgolven)
Ivan Maesen
29
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen volgens de vorm
Cilindrische sensoren
Balkvormige or rechthoekige sensoren
Ivan Maesen
30
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen vvolgens de vorm
Speciale vormen:
• vork of sleufsensoren,
• ringsensoren,
• …
Foto Turck
Ivan Maesen
31
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Materiaal van de behuizing (cilindrische sensoren)
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
32
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Maten van cilindrische sensoren
Schroefdraad: M 4, M6,5 M8, M12, M18, M30,
PG 36
Gladde uitvoering: Ø11, Ø20, Ø40
Maten van rechthoekige sensoren
Bouwvormen zie maatschetsen catalogie.
Foto Siemens
Ivan Maesen
33
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens aansluiting
• Sensoren met aansluitklemmen
• Aangegoten kabel zonder connector
• Aangegoten kabel met connector
• Sensoren met connnector
Ivan Maesen
34
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens de aansluiting
Aangegoten kabel
Sensoren met
aansluitklem
Ivan Maesen
35
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens aansluiting
Sensoren met connnector
Ivan Maesen
36
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens aansluiting
Sensoren met connector:
aansluitkabels
Ivan Maesen
37
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens aansluiting
Aansluitkabels en aansluitdozen voor sensoren
Foto Turck
Ivan Maesen
38
Sensoren – Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Foto Siemens
Ivan Maesen
39
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger afzonderlijk (directe scan, thru scan)
Groot detectiebereik (tientallen meters)
Geen doorschijnende materialen detecteren
Ivan Maesen
40
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger afzonderlijk (directe scan, thru scan)
Foto Siemens
Ivan Maesen
41
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger afzonderlijk – spiegeling
(specular)
Detecteren van spiegelende opbjecten
Ivan Maesen
42
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, met reflector
(Retroreflex - retroreflective)
Geen glimmende, spiegelende, doorzichtige voorwerpen
Detectieafstand : ca. 5 m
Ivan Maesen
43
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, met reflector
(Retroreflex - retroreflective)
Ivan Maesen
44
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, met reflector
(Retroreflex - retroreflective)
Foto Siemens
Ivan Maesen
45
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Foto’s Siemens
Ivan Maesen
46
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, met reflector
(Polarisatie - polarized)
Wel glimmende, spiegelende, doorzichtige voorwerpen
Detectieafstand : ca. 3 m
Ivan Maesen
47
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Gepolariseerd licht
Spiegelend voorwerp
Ivan Maesen
48
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, objectreflectie
(strooing – diffuse)
Voorwerpen met mat en ruw oppervlak kunnen gedetecteerd worden
Detectieafstand : enkele tientallen centimeters
Ivan Maesen
49
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, objectreflectie
(strooing – diffuse)
Foto Siemens
Ivan Maesen
50
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, objectreflectie focuspunt (convergent)
Preciesiedetectie, achtergrond geen invloed
Detectieafstand : enkele tientallen centimeters
Ivan Maesen
51
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger afzonderlijk, met glasvezels
Ivan Maesen
52
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, objectreflectie,
met glasvezels
Ivan Maesen
53
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Foto Siemens
Ivan Maesen
54
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Lichtgordijn
Multi beam safety senor
Ivan Maesen
55
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Nominale schakelafstand Sn
Afstand waarbij de sensor schakelt
• Genormalisseerd meetobject
• Nominale spanning
• Nominale temperatuur
Ivan Maesen
56
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Werkelijke schakelafstand
Rekening houden met:
• Werkelijke temperatuur
• Nabijheid andere sensoren
• Soort materiaal
• Afmetingen object
• Kleur (optische sensoren)
• …
Ivan Maesen
57
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Werkelijke schakelafstand
Correctiefactoren inductieve schakelaar
- staal
1
- CrNi
0,85
- Al
0,50
- Cu
0,45
- ….
Ivan Maesen
58
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Werkelijke schakelafstand
Correctiefactoren capacitieve schakelaar:
- Staal
1
- Al
0,95
- Cu
0,95
- H2O
0,64
- Plexiglas
0,20
-…
Ivan Maesen
59
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Schakelfrequentie
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.
Ivan Maesen
60
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Uitgangsbelasing
De stroom die de sensor kan schakelen,
uitgedrukt in mA.
Ivan Maesen
61
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Afgeschermde (shielded) en niet-afgeschermde
(unshielded) senoren
Ivan Maesen
62
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Niet-afgeschermde senoren
Kop niet afgeschermd, uit kunststof
Grotere detectieafstand
Inbouwen geeft problemen
Ivan Maesen
Foto Siemens
63
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Afgeschermde senoren
Volledig uit metaal (uitgezonderd detectievlak)
Kleinere detectieafstand
Ivan Maesen
64
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
65
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen inductieve sensoren
Ongevoelig voor trillingen
Geen contactdender
Geen onderhoud, geen slijtage
Kostprijs € 20 tot ca. € 50
Foto Siemens
Ivan Maesen
66
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen inductieve sensoren
Beperkingen
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.
Ivan Maesen
67
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
68
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
69
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen capacitieve sensoren
Beperkingen
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
Ivan Maesen
70
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
71
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen ultrasone sensoren
Beperkingen
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.
Ivan Maesen
72
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
73
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
74
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen optische sensoren
Beperkingen
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.
Ivan Maesen
75
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Rekening houden met:
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
76
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Draadkleur
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
77
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Driedraadse sensor PNP (capacitief)
Ivan Maesen
78
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Driedraadse sensor NPN (inductief)
Ivan Maesen
79
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Vierdraadse sensor PNP
Ivan Maesen
80
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Tweedraadse sensor DC (capacitief)
Ivan Maesen
81
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Tweedraadse NAMUR sensor DC (capacitief)
Ivan Maesen
82
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Tweedraadse sensor AC - NC (inductief)
Ivan Maesen
83
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Tweedraadse sensor AC - NO (inductief)
Ivan Maesen
84
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Vijfdraadse sensor AC (optisch)
Ivan Maesen
85
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Vijfdraadse sensor AC - NO (optisch)
Ivan Maesen
86
Sensoren – Testen van sensoren
Driedraadse sensoren
Als voorbeeld een sensor met PNP-uitgang
Het aansluitschema
Testen met V-meter – Je kunt uiteraard met de Vmeter ook over de belasting meten.
Ivan Maesen
87
Sensoren – Testen van sensoren
Tweedraadse
sensoren
Het aansluitschema
Testen met V-meter
Testen met A-meter
Ivan Maesen
88
Sensoren
Ivan Maesen
89
Slide 52
Installatiemethoden 6 ET
Foto Heidelberg
Ivan Maesen
1
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
2
Sensoren - Algemeen
Inductieve sensoren
Capacitieve sensoren
Optische sensoren
Magnetische sensoren
Ultrasone sensoren
Foto Turck
Ivan Maesen
3
Sensoren – Algemene werking
Ivan Maesen
4
Sensoren – Algemene werking
Ivan Maesen
5
Sensoren – Algemene werking
Ivan Maesen
6
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Foto Siemens
Ivan Maesen
7
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Detectie van blik
en deksel
Foto Siemens
Ivan Maesen
8
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Controle van afbreken van
boorkop
Foto Siemens
Ivan Maesen
9
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Positionering en controle
draaizin
Foto Siemens
Ivan Maesen
10
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Standdetectie van een
klep
Foto Siemens
Ivan Maesen
11
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
oscillator
gelijkrichtier
smitt-trigger
versterker
spoel
Ivan Maesen
12
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Warmteontwikkeling
Ivan Maesen
Amplitude
kleiner
13
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Foto Siemens
Ivan Maesen
14
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Detectie vulniveau in
silo
Foto Siemens
Ivan Maesen
15
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Detectie van vulling
van brik
Foto Siemens
Ivan Maesen
16
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Het sensorvlak vormt een condensator. De lucht is het
diëlektricum.
C
A
d
Ivan Maesen
17
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Een niet-metalen object in het detectieveld: de
diëlektrische constante van de middenstof verandert.
C verandert
Ivan Maesen
18
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
De capaciteit wordt bepaald door het diëlektricum en de
afstand d tussen te platen.
C
A
d
Ivan Maesen
19
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Bij een elektrische geleidend object verkleint de afstand
tussen de platen.
C verandert
Ivan Maesen
20
Sensoren – Werking van de optische sensor
Ivan Maesen
21
Sensoren – Werking van de optische sensor
impulsgenerator (modulator)
IR of laser-LED
lichtgevoelige transistor
synchronisatie, gelijkrichter (demodulator)
smitt-trigger
versterker
Ivan Maesen
22
Sensoren – Werking van de ultrasone sensor
Ivan Maesen
23
Sensoren
ultrasone sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Kwaliteitscontrole met
sonar
Foto Siemens
Ivan Maesen
24
Sensoren
ultrasone sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Hoogtemeting met sonar
Foto Siemens
Ivan Maesen
25
Sensoren
ultrasone sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Afstandsmeting met sonar
Foto Siemens
Ivan Maesen
26
Sensoren
ultrasone sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Controle op doorhangen
met sonar
Foto Siemens
Ivan Maesen
27
Sensoren
ultrasone sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Niveaumetingen
met sonar
Foto’s Siemens
Ivan Maesen
28
Sensoren – Werking van de ultrasone sensor
oscillator
gelijkrichtier
smitt-trigger
versterker
piëzo element (opwekken en verwerken geluidsgolven)
Ivan Maesen
29
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen volgens de vorm
Cilindrische sensoren
Balkvormige or rechthoekige sensoren
Ivan Maesen
30
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen vvolgens de vorm
Speciale vormen:
• vork of sleufsensoren,
• ringsensoren,
• …
Foto Turck
Ivan Maesen
31
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Materiaal van de behuizing (cilindrische sensoren)
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
32
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Maten van cilindrische sensoren
Schroefdraad: M 4, M6,5 M8, M12, M18, M30,
PG 36
Gladde uitvoering: Ø11, Ø20, Ø40
Maten van rechthoekige sensoren
Bouwvormen zie maatschetsen catalogie.
Foto Siemens
Ivan Maesen
33
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens aansluiting
• Sensoren met aansluitklemmen
• Aangegoten kabel zonder connector
• Aangegoten kabel met connector
• Sensoren met connnector
Ivan Maesen
34
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens de aansluiting
Aangegoten kabel
Sensoren met
aansluitklem
Ivan Maesen
35
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens aansluiting
Sensoren met connnector
Ivan Maesen
36
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens aansluiting
Sensoren met connector:
aansluitkabels
Ivan Maesen
37
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens aansluiting
Aansluitkabels en aansluitdozen voor sensoren
Foto Turck
Ivan Maesen
38
Sensoren – Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Foto Siemens
Ivan Maesen
39
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger afzonderlijk (directe scan, thru scan)
Groot detectiebereik (tientallen meters)
Geen doorschijnende materialen detecteren
Ivan Maesen
40
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger afzonderlijk (directe scan, thru scan)
Foto Siemens
Ivan Maesen
41
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger afzonderlijk – spiegeling
(specular)
Detecteren van spiegelende opbjecten
Ivan Maesen
42
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, met reflector
(Retroreflex - retroreflective)
Geen glimmende, spiegelende, doorzichtige voorwerpen
Detectieafstand : ca. 5 m
Ivan Maesen
43
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, met reflector
(Retroreflex - retroreflective)
Ivan Maesen
44
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, met reflector
(Retroreflex - retroreflective)
Foto Siemens
Ivan Maesen
45
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Foto’s Siemens
Ivan Maesen
46
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, met reflector
(Polarisatie - polarized)
Wel glimmende, spiegelende, doorzichtige voorwerpen
Detectieafstand : ca. 3 m
Ivan Maesen
47
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Gepolariseerd licht
Spiegelend voorwerp
Ivan Maesen
48
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, objectreflectie
(strooing – diffuse)
Voorwerpen met mat en ruw oppervlak kunnen gedetecteerd worden
Detectieafstand : enkele tientallen centimeters
Ivan Maesen
49
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, objectreflectie
(strooing – diffuse)
Foto Siemens
Ivan Maesen
50
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, objectreflectie focuspunt (convergent)
Preciesiedetectie, achtergrond geen invloed
Detectieafstand : enkele tientallen centimeters
Ivan Maesen
51
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger afzonderlijk, met glasvezels
Ivan Maesen
52
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, objectreflectie,
met glasvezels
Ivan Maesen
53
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Foto Siemens
Ivan Maesen
54
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Lichtgordijn
Multi beam safety senor
Ivan Maesen
55
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Nominale schakelafstand Sn
Afstand waarbij de sensor schakelt
• Genormalisseerd meetobject
• Nominale spanning
• Nominale temperatuur
Ivan Maesen
56
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Werkelijke schakelafstand
Rekening houden met:
• Werkelijke temperatuur
• Nabijheid andere sensoren
• Soort materiaal
• Afmetingen object
• Kleur (optische sensoren)
• …
Ivan Maesen
57
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Werkelijke schakelafstand
Correctiefactoren inductieve schakelaar
- staal
1
- CrNi
0,85
- Al
0,50
- Cu
0,45
- ….
Ivan Maesen
58
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Werkelijke schakelafstand
Correctiefactoren capacitieve schakelaar:
- Staal
1
- Al
0,95
- Cu
0,95
- H2O
0,64
- Plexiglas
0,20
-…
Ivan Maesen
59
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Schakelfrequentie
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.
Ivan Maesen
60
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Uitgangsbelasing
De stroom die de sensor kan schakelen,
uitgedrukt in mA.
Ivan Maesen
61
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Afgeschermde (shielded) en niet-afgeschermde
(unshielded) senoren
Ivan Maesen
62
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Niet-afgeschermde senoren
Kop niet afgeschermd, uit kunststof
Grotere detectieafstand
Inbouwen geeft problemen
Ivan Maesen
Foto Siemens
63
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Afgeschermde senoren
Volledig uit metaal (uitgezonderd detectievlak)
Kleinere detectieafstand
Ivan Maesen
64
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
65
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen inductieve sensoren
Ongevoelig voor trillingen
Geen contactdender
Geen onderhoud, geen slijtage
Kostprijs € 20 tot ca. € 50
Foto Siemens
Ivan Maesen
66
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen inductieve sensoren
Beperkingen
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.
Ivan Maesen
67
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
68
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
69
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen capacitieve sensoren
Beperkingen
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
Ivan Maesen
70
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
71
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen ultrasone sensoren
Beperkingen
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.
Ivan Maesen
72
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
73
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
74
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen optische sensoren
Beperkingen
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.
Ivan Maesen
75
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Rekening houden met:
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
76
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Draadkleur
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
77
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Driedraadse sensor PNP (capacitief)
Ivan Maesen
78
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Driedraadse sensor NPN (inductief)
Ivan Maesen
79
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Vierdraadse sensor PNP
Ivan Maesen
80
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Tweedraadse sensor DC (capacitief)
Ivan Maesen
81
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Tweedraadse NAMUR sensor DC (capacitief)
Ivan Maesen
82
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Tweedraadse sensor AC - NC (inductief)
Ivan Maesen
83
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Tweedraadse sensor AC - NO (inductief)
Ivan Maesen
84
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Vijfdraadse sensor AC (optisch)
Ivan Maesen
85
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Vijfdraadse sensor AC - NO (optisch)
Ivan Maesen
86
Sensoren – Testen van sensoren
Driedraadse sensoren
Als voorbeeld een sensor met PNP-uitgang
Het aansluitschema
Testen met V-meter – Je kunt uiteraard met de Vmeter ook over de belasting meten.
Ivan Maesen
87
Sensoren – Testen van sensoren
Tweedraadse
sensoren
Het aansluitschema
Testen met V-meter
Testen met A-meter
Ivan Maesen
88
Sensoren
Ivan Maesen
89
Slide 53
Installatiemethoden 6 ET
Foto Heidelberg
Ivan Maesen
1
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
2
Sensoren - Algemeen
Inductieve sensoren
Capacitieve sensoren
Optische sensoren
Magnetische sensoren
Ultrasone sensoren
Foto Turck
Ivan Maesen
3
Sensoren – Algemene werking
Ivan Maesen
4
Sensoren – Algemene werking
Ivan Maesen
5
Sensoren – Algemene werking
Ivan Maesen
6
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Foto Siemens
Ivan Maesen
7
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Detectie van blik
en deksel
Foto Siemens
Ivan Maesen
8
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Controle van afbreken van
boorkop
Foto Siemens
Ivan Maesen
9
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Positionering en controle
draaizin
Foto Siemens
Ivan Maesen
10
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Standdetectie van een
klep
Foto Siemens
Ivan Maesen
11
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
oscillator
gelijkrichtier
smitt-trigger
versterker
spoel
Ivan Maesen
12
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Warmteontwikkeling
Ivan Maesen
Amplitude
kleiner
13
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Foto Siemens
Ivan Maesen
14
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Detectie vulniveau in
silo
Foto Siemens
Ivan Maesen
15
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Detectie van vulling
van brik
Foto Siemens
Ivan Maesen
16
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Het sensorvlak vormt een condensator. De lucht is het
diëlektricum.
C
A
d
Ivan Maesen
17
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Een niet-metalen object in het detectieveld: de
diëlektrische constante van de middenstof verandert.
C verandert
Ivan Maesen
18
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
De capaciteit wordt bepaald door het diëlektricum en de
afstand d tussen te platen.
C
A
d
Ivan Maesen
19
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Bij een elektrische geleidend object verkleint de afstand
tussen de platen.
C verandert
Ivan Maesen
20
Sensoren – Werking van de optische sensor
Ivan Maesen
21
Sensoren – Werking van de optische sensor
impulsgenerator (modulator)
IR of laser-LED
lichtgevoelige transistor
synchronisatie, gelijkrichter (demodulator)
smitt-trigger
versterker
Ivan Maesen
22
Sensoren – Werking van de ultrasone sensor
Ivan Maesen
23
Sensoren
ultrasone sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Kwaliteitscontrole met
sonar
Foto Siemens
Ivan Maesen
24
Sensoren
ultrasone sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Hoogtemeting met sonar
Foto Siemens
Ivan Maesen
25
Sensoren
ultrasone sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Afstandsmeting met sonar
Foto Siemens
Ivan Maesen
26
Sensoren
ultrasone sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Controle op doorhangen
met sonar
Foto Siemens
Ivan Maesen
27
Sensoren
ultrasone sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Niveaumetingen
met sonar
Foto’s Siemens
Ivan Maesen
28
Sensoren – Werking van de ultrasone sensor
oscillator
gelijkrichtier
smitt-trigger
versterker
piëzo element (opwekken en verwerken geluidsgolven)
Ivan Maesen
29
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen volgens de vorm
Cilindrische sensoren
Balkvormige or rechthoekige sensoren
Ivan Maesen
30
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen vvolgens de vorm
Speciale vormen:
• vork of sleufsensoren,
• ringsensoren,
• …
Foto Turck
Ivan Maesen
31
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Materiaal van de behuizing (cilindrische sensoren)
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
32
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Maten van cilindrische sensoren
Schroefdraad: M 4, M6,5 M8, M12, M18, M30,
PG 36
Gladde uitvoering: Ø11, Ø20, Ø40
Maten van rechthoekige sensoren
Bouwvormen zie maatschetsen catalogie.
Foto Siemens
Ivan Maesen
33
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens aansluiting
• Sensoren met aansluitklemmen
• Aangegoten kabel zonder connector
• Aangegoten kabel met connector
• Sensoren met connnector
Ivan Maesen
34
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens de aansluiting
Aangegoten kabel
Sensoren met
aansluitklem
Ivan Maesen
35
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens aansluiting
Sensoren met connnector
Ivan Maesen
36
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens aansluiting
Sensoren met connector:
aansluitkabels
Ivan Maesen
37
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens aansluiting
Aansluitkabels en aansluitdozen voor sensoren
Foto Turck
Ivan Maesen
38
Sensoren – Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Foto Siemens
Ivan Maesen
39
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger afzonderlijk (directe scan, thru scan)
Groot detectiebereik (tientallen meters)
Geen doorschijnende materialen detecteren
Ivan Maesen
40
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger afzonderlijk (directe scan, thru scan)
Foto Siemens
Ivan Maesen
41
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger afzonderlijk – spiegeling
(specular)
Detecteren van spiegelende opbjecten
Ivan Maesen
42
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, met reflector
(Retroreflex - retroreflective)
Geen glimmende, spiegelende, doorzichtige voorwerpen
Detectieafstand : ca. 5 m
Ivan Maesen
43
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, met reflector
(Retroreflex - retroreflective)
Ivan Maesen
44
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, met reflector
(Retroreflex - retroreflective)
Foto Siemens
Ivan Maesen
45
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Foto’s Siemens
Ivan Maesen
46
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, met reflector
(Polarisatie - polarized)
Wel glimmende, spiegelende, doorzichtige voorwerpen
Detectieafstand : ca. 3 m
Ivan Maesen
47
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Gepolariseerd licht
Spiegelend voorwerp
Ivan Maesen
48
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, objectreflectie
(strooing – diffuse)
Voorwerpen met mat en ruw oppervlak kunnen gedetecteerd worden
Detectieafstand : enkele tientallen centimeters
Ivan Maesen
49
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, objectreflectie
(strooing – diffuse)
Foto Siemens
Ivan Maesen
50
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, objectreflectie focuspunt (convergent)
Preciesiedetectie, achtergrond geen invloed
Detectieafstand : enkele tientallen centimeters
Ivan Maesen
51
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger afzonderlijk, met glasvezels
Ivan Maesen
52
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, objectreflectie,
met glasvezels
Ivan Maesen
53
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Foto Siemens
Ivan Maesen
54
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Lichtgordijn
Multi beam safety senor
Ivan Maesen
55
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Nominale schakelafstand Sn
Afstand waarbij de sensor schakelt
• Genormalisseerd meetobject
• Nominale spanning
• Nominale temperatuur
Ivan Maesen
56
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Werkelijke schakelafstand
Rekening houden met:
• Werkelijke temperatuur
• Nabijheid andere sensoren
• Soort materiaal
• Afmetingen object
• Kleur (optische sensoren)
• …
Ivan Maesen
57
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Werkelijke schakelafstand
Correctiefactoren inductieve schakelaar
- staal
1
- CrNi
0,85
- Al
0,50
- Cu
0,45
- ….
Ivan Maesen
58
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Werkelijke schakelafstand
Correctiefactoren capacitieve schakelaar:
- Staal
1
- Al
0,95
- Cu
0,95
- H2O
0,64
- Plexiglas
0,20
-…
Ivan Maesen
59
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Schakelfrequentie
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.
Ivan Maesen
60
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Uitgangsbelasing
De stroom die de sensor kan schakelen,
uitgedrukt in mA.
Ivan Maesen
61
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Afgeschermde (shielded) en niet-afgeschermde
(unshielded) senoren
Ivan Maesen
62
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Niet-afgeschermde senoren
Kop niet afgeschermd, uit kunststof
Grotere detectieafstand
Inbouwen geeft problemen
Ivan Maesen
Foto Siemens
63
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Afgeschermde senoren
Volledig uit metaal (uitgezonderd detectievlak)
Kleinere detectieafstand
Ivan Maesen
64
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
65
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen inductieve sensoren
Ongevoelig voor trillingen
Geen contactdender
Geen onderhoud, geen slijtage
Kostprijs € 20 tot ca. € 50
Foto Siemens
Ivan Maesen
66
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen inductieve sensoren
Beperkingen
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.
Ivan Maesen
67
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
68
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
69
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen capacitieve sensoren
Beperkingen
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
Ivan Maesen
70
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
71
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen ultrasone sensoren
Beperkingen
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.
Ivan Maesen
72
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
73
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
74
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen optische sensoren
Beperkingen
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.
Ivan Maesen
75
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Rekening houden met:
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
76
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Draadkleur
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
77
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Driedraadse sensor PNP (capacitief)
Ivan Maesen
78
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Driedraadse sensor NPN (inductief)
Ivan Maesen
79
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Vierdraadse sensor PNP
Ivan Maesen
80
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Tweedraadse sensor DC (capacitief)
Ivan Maesen
81
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Tweedraadse NAMUR sensor DC (capacitief)
Ivan Maesen
82
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Tweedraadse sensor AC - NC (inductief)
Ivan Maesen
83
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Tweedraadse sensor AC - NO (inductief)
Ivan Maesen
84
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Vijfdraadse sensor AC (optisch)
Ivan Maesen
85
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Vijfdraadse sensor AC - NO (optisch)
Ivan Maesen
86
Sensoren – Testen van sensoren
Driedraadse sensoren
Als voorbeeld een sensor met PNP-uitgang
Het aansluitschema
Testen met V-meter – Je kunt uiteraard met de Vmeter ook over de belasting meten.
Ivan Maesen
87
Sensoren – Testen van sensoren
Tweedraadse
sensoren
Het aansluitschema
Testen met V-meter
Testen met A-meter
Ivan Maesen
88
Sensoren
Ivan Maesen
89
Slide 54
Installatiemethoden 6 ET
Foto Heidelberg
Ivan Maesen
1
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
2
Sensoren - Algemeen
Inductieve sensoren
Capacitieve sensoren
Optische sensoren
Magnetische sensoren
Ultrasone sensoren
Foto Turck
Ivan Maesen
3
Sensoren – Algemene werking
Ivan Maesen
4
Sensoren – Algemene werking
Ivan Maesen
5
Sensoren – Algemene werking
Ivan Maesen
6
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Foto Siemens
Ivan Maesen
7
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Detectie van blik
en deksel
Foto Siemens
Ivan Maesen
8
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Controle van afbreken van
boorkop
Foto Siemens
Ivan Maesen
9
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Positionering en controle
draaizin
Foto Siemens
Ivan Maesen
10
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Standdetectie van een
klep
Foto Siemens
Ivan Maesen
11
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
oscillator
gelijkrichtier
smitt-trigger
versterker
spoel
Ivan Maesen
12
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Warmteontwikkeling
Ivan Maesen
Amplitude
kleiner
13
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Foto Siemens
Ivan Maesen
14
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Detectie vulniveau in
silo
Foto Siemens
Ivan Maesen
15
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Detectie van vulling
van brik
Foto Siemens
Ivan Maesen
16
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Het sensorvlak vormt een condensator. De lucht is het
diëlektricum.
C
A
d
Ivan Maesen
17
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Een niet-metalen object in het detectieveld: de
diëlektrische constante van de middenstof verandert.
C verandert
Ivan Maesen
18
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
De capaciteit wordt bepaald door het diëlektricum en de
afstand d tussen te platen.
C
A
d
Ivan Maesen
19
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Bij een elektrische geleidend object verkleint de afstand
tussen de platen.
C verandert
Ivan Maesen
20
Sensoren – Werking van de optische sensor
Ivan Maesen
21
Sensoren – Werking van de optische sensor
impulsgenerator (modulator)
IR of laser-LED
lichtgevoelige transistor
synchronisatie, gelijkrichter (demodulator)
smitt-trigger
versterker
Ivan Maesen
22
Sensoren – Werking van de ultrasone sensor
Ivan Maesen
23
Sensoren
ultrasone sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Kwaliteitscontrole met
sonar
Foto Siemens
Ivan Maesen
24
Sensoren
ultrasone sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Hoogtemeting met sonar
Foto Siemens
Ivan Maesen
25
Sensoren
ultrasone sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Afstandsmeting met sonar
Foto Siemens
Ivan Maesen
26
Sensoren
ultrasone sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Controle op doorhangen
met sonar
Foto Siemens
Ivan Maesen
27
Sensoren
ultrasone sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Niveaumetingen
met sonar
Foto’s Siemens
Ivan Maesen
28
Sensoren – Werking van de ultrasone sensor
oscillator
gelijkrichtier
smitt-trigger
versterker
piëzo element (opwekken en verwerken geluidsgolven)
Ivan Maesen
29
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen volgens de vorm
Cilindrische sensoren
Balkvormige or rechthoekige sensoren
Ivan Maesen
30
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen vvolgens de vorm
Speciale vormen:
• vork of sleufsensoren,
• ringsensoren,
• …
Foto Turck
Ivan Maesen
31
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Materiaal van de behuizing (cilindrische sensoren)
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
32
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Maten van cilindrische sensoren
Schroefdraad: M 4, M6,5 M8, M12, M18, M30,
PG 36
Gladde uitvoering: Ø11, Ø20, Ø40
Maten van rechthoekige sensoren
Bouwvormen zie maatschetsen catalogie.
Foto Siemens
Ivan Maesen
33
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens aansluiting
• Sensoren met aansluitklemmen
• Aangegoten kabel zonder connector
• Aangegoten kabel met connector
• Sensoren met connnector
Ivan Maesen
34
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens de aansluiting
Aangegoten kabel
Sensoren met
aansluitklem
Ivan Maesen
35
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens aansluiting
Sensoren met connnector
Ivan Maesen
36
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens aansluiting
Sensoren met connector:
aansluitkabels
Ivan Maesen
37
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens aansluiting
Aansluitkabels en aansluitdozen voor sensoren
Foto Turck
Ivan Maesen
38
Sensoren – Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Foto Siemens
Ivan Maesen
39
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger afzonderlijk (directe scan, thru scan)
Groot detectiebereik (tientallen meters)
Geen doorschijnende materialen detecteren
Ivan Maesen
40
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger afzonderlijk (directe scan, thru scan)
Foto Siemens
Ivan Maesen
41
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger afzonderlijk – spiegeling
(specular)
Detecteren van spiegelende opbjecten
Ivan Maesen
42
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, met reflector
(Retroreflex - retroreflective)
Geen glimmende, spiegelende, doorzichtige voorwerpen
Detectieafstand : ca. 5 m
Ivan Maesen
43
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, met reflector
(Retroreflex - retroreflective)
Ivan Maesen
44
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, met reflector
(Retroreflex - retroreflective)
Foto Siemens
Ivan Maesen
45
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Foto’s Siemens
Ivan Maesen
46
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, met reflector
(Polarisatie - polarized)
Wel glimmende, spiegelende, doorzichtige voorwerpen
Detectieafstand : ca. 3 m
Ivan Maesen
47
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Gepolariseerd licht
Spiegelend voorwerp
Ivan Maesen
48
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, objectreflectie
(strooing – diffuse)
Voorwerpen met mat en ruw oppervlak kunnen gedetecteerd worden
Detectieafstand : enkele tientallen centimeters
Ivan Maesen
49
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, objectreflectie
(strooing – diffuse)
Foto Siemens
Ivan Maesen
50
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, objectreflectie focuspunt (convergent)
Preciesiedetectie, achtergrond geen invloed
Detectieafstand : enkele tientallen centimeters
Ivan Maesen
51
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger afzonderlijk, met glasvezels
Ivan Maesen
52
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, objectreflectie,
met glasvezels
Ivan Maesen
53
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Foto Siemens
Ivan Maesen
54
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Lichtgordijn
Multi beam safety senor
Ivan Maesen
55
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Nominale schakelafstand Sn
Afstand waarbij de sensor schakelt
• Genormalisseerd meetobject
• Nominale spanning
• Nominale temperatuur
Ivan Maesen
56
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Werkelijke schakelafstand
Rekening houden met:
• Werkelijke temperatuur
• Nabijheid andere sensoren
• Soort materiaal
• Afmetingen object
• Kleur (optische sensoren)
• …
Ivan Maesen
57
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Werkelijke schakelafstand
Correctiefactoren inductieve schakelaar
- staal
1
- CrNi
0,85
- Al
0,50
- Cu
0,45
- ….
Ivan Maesen
58
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Werkelijke schakelafstand
Correctiefactoren capacitieve schakelaar:
- Staal
1
- Al
0,95
- Cu
0,95
- H2O
0,64
- Plexiglas
0,20
-…
Ivan Maesen
59
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Schakelfrequentie
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.
Ivan Maesen
60
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Uitgangsbelasing
De stroom die de sensor kan schakelen,
uitgedrukt in mA.
Ivan Maesen
61
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Afgeschermde (shielded) en niet-afgeschermde
(unshielded) senoren
Ivan Maesen
62
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Niet-afgeschermde senoren
Kop niet afgeschermd, uit kunststof
Grotere detectieafstand
Inbouwen geeft problemen
Ivan Maesen
Foto Siemens
63
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Afgeschermde senoren
Volledig uit metaal (uitgezonderd detectievlak)
Kleinere detectieafstand
Ivan Maesen
64
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
65
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen inductieve sensoren
Ongevoelig voor trillingen
Geen contactdender
Geen onderhoud, geen slijtage
Kostprijs € 20 tot ca. € 50
Foto Siemens
Ivan Maesen
66
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen inductieve sensoren
Beperkingen
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.
Ivan Maesen
67
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
68
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
69
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen capacitieve sensoren
Beperkingen
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
Ivan Maesen
70
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
71
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen ultrasone sensoren
Beperkingen
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.
Ivan Maesen
72
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
73
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
74
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen optische sensoren
Beperkingen
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.
Ivan Maesen
75
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Rekening houden met:
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
76
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Draadkleur
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
77
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Driedraadse sensor PNP (capacitief)
Ivan Maesen
78
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Driedraadse sensor NPN (inductief)
Ivan Maesen
79
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Vierdraadse sensor PNP
Ivan Maesen
80
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Tweedraadse sensor DC (capacitief)
Ivan Maesen
81
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Tweedraadse NAMUR sensor DC (capacitief)
Ivan Maesen
82
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Tweedraadse sensor AC - NC (inductief)
Ivan Maesen
83
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Tweedraadse sensor AC - NO (inductief)
Ivan Maesen
84
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Vijfdraadse sensor AC (optisch)
Ivan Maesen
85
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Vijfdraadse sensor AC - NO (optisch)
Ivan Maesen
86
Sensoren – Testen van sensoren
Driedraadse sensoren
Als voorbeeld een sensor met PNP-uitgang
Het aansluitschema
Testen met V-meter – Je kunt uiteraard met de Vmeter ook over de belasting meten.
Ivan Maesen
87
Sensoren – Testen van sensoren
Tweedraadse
sensoren
Het aansluitschema
Testen met V-meter
Testen met A-meter
Ivan Maesen
88
Sensoren
Ivan Maesen
89
Slide 55
Installatiemethoden 6 ET
Foto Heidelberg
Ivan Maesen
1
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
2
Sensoren - Algemeen
Inductieve sensoren
Capacitieve sensoren
Optische sensoren
Magnetische sensoren
Ultrasone sensoren
Foto Turck
Ivan Maesen
3
Sensoren – Algemene werking
Ivan Maesen
4
Sensoren – Algemene werking
Ivan Maesen
5
Sensoren – Algemene werking
Ivan Maesen
6
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Foto Siemens
Ivan Maesen
7
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Detectie van blik
en deksel
Foto Siemens
Ivan Maesen
8
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Controle van afbreken van
boorkop
Foto Siemens
Ivan Maesen
9
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Positionering en controle
draaizin
Foto Siemens
Ivan Maesen
10
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Standdetectie van een
klep
Foto Siemens
Ivan Maesen
11
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
oscillator
gelijkrichtier
smitt-trigger
versterker
spoel
Ivan Maesen
12
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Warmteontwikkeling
Ivan Maesen
Amplitude
kleiner
13
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Foto Siemens
Ivan Maesen
14
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Detectie vulniveau in
silo
Foto Siemens
Ivan Maesen
15
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Detectie van vulling
van brik
Foto Siemens
Ivan Maesen
16
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Het sensorvlak vormt een condensator. De lucht is het
diëlektricum.
C
A
d
Ivan Maesen
17
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Een niet-metalen object in het detectieveld: de
diëlektrische constante van de middenstof verandert.
C verandert
Ivan Maesen
18
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
De capaciteit wordt bepaald door het diëlektricum en de
afstand d tussen te platen.
C
A
d
Ivan Maesen
19
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Bij een elektrische geleidend object verkleint de afstand
tussen de platen.
C verandert
Ivan Maesen
20
Sensoren – Werking van de optische sensor
Ivan Maesen
21
Sensoren – Werking van de optische sensor
impulsgenerator (modulator)
IR of laser-LED
lichtgevoelige transistor
synchronisatie, gelijkrichter (demodulator)
smitt-trigger
versterker
Ivan Maesen
22
Sensoren – Werking van de ultrasone sensor
Ivan Maesen
23
Sensoren
ultrasone sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Kwaliteitscontrole met
sonar
Foto Siemens
Ivan Maesen
24
Sensoren
ultrasone sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Hoogtemeting met sonar
Foto Siemens
Ivan Maesen
25
Sensoren
ultrasone sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Afstandsmeting met sonar
Foto Siemens
Ivan Maesen
26
Sensoren
ultrasone sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Controle op doorhangen
met sonar
Foto Siemens
Ivan Maesen
27
Sensoren
ultrasone sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Niveaumetingen
met sonar
Foto’s Siemens
Ivan Maesen
28
Sensoren – Werking van de ultrasone sensor
oscillator
gelijkrichtier
smitt-trigger
versterker
piëzo element (opwekken en verwerken geluidsgolven)
Ivan Maesen
29
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen volgens de vorm
Cilindrische sensoren
Balkvormige or rechthoekige sensoren
Ivan Maesen
30
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen vvolgens de vorm
Speciale vormen:
• vork of sleufsensoren,
• ringsensoren,
• …
Foto Turck
Ivan Maesen
31
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Materiaal van de behuizing (cilindrische sensoren)
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
32
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Maten van cilindrische sensoren
Schroefdraad: M 4, M6,5 M8, M12, M18, M30,
PG 36
Gladde uitvoering: Ø11, Ø20, Ø40
Maten van rechthoekige sensoren
Bouwvormen zie maatschetsen catalogie.
Foto Siemens
Ivan Maesen
33
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens aansluiting
• Sensoren met aansluitklemmen
• Aangegoten kabel zonder connector
• Aangegoten kabel met connector
• Sensoren met connnector
Ivan Maesen
34
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens de aansluiting
Aangegoten kabel
Sensoren met
aansluitklem
Ivan Maesen
35
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens aansluiting
Sensoren met connnector
Ivan Maesen
36
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens aansluiting
Sensoren met connector:
aansluitkabels
Ivan Maesen
37
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens aansluiting
Aansluitkabels en aansluitdozen voor sensoren
Foto Turck
Ivan Maesen
38
Sensoren – Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Foto Siemens
Ivan Maesen
39
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger afzonderlijk (directe scan, thru scan)
Groot detectiebereik (tientallen meters)
Geen doorschijnende materialen detecteren
Ivan Maesen
40
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger afzonderlijk (directe scan, thru scan)
Foto Siemens
Ivan Maesen
41
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger afzonderlijk – spiegeling
(specular)
Detecteren van spiegelende opbjecten
Ivan Maesen
42
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, met reflector
(Retroreflex - retroreflective)
Geen glimmende, spiegelende, doorzichtige voorwerpen
Detectieafstand : ca. 5 m
Ivan Maesen
43
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, met reflector
(Retroreflex - retroreflective)
Ivan Maesen
44
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, met reflector
(Retroreflex - retroreflective)
Foto Siemens
Ivan Maesen
45
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Foto’s Siemens
Ivan Maesen
46
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, met reflector
(Polarisatie - polarized)
Wel glimmende, spiegelende, doorzichtige voorwerpen
Detectieafstand : ca. 3 m
Ivan Maesen
47
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Gepolariseerd licht
Spiegelend voorwerp
Ivan Maesen
48
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, objectreflectie
(strooing – diffuse)
Voorwerpen met mat en ruw oppervlak kunnen gedetecteerd worden
Detectieafstand : enkele tientallen centimeters
Ivan Maesen
49
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, objectreflectie
(strooing – diffuse)
Foto Siemens
Ivan Maesen
50
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, objectreflectie focuspunt (convergent)
Preciesiedetectie, achtergrond geen invloed
Detectieafstand : enkele tientallen centimeters
Ivan Maesen
51
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger afzonderlijk, met glasvezels
Ivan Maesen
52
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, objectreflectie,
met glasvezels
Ivan Maesen
53
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Foto Siemens
Ivan Maesen
54
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Lichtgordijn
Multi beam safety senor
Ivan Maesen
55
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Nominale schakelafstand Sn
Afstand waarbij de sensor schakelt
• Genormalisseerd meetobject
• Nominale spanning
• Nominale temperatuur
Ivan Maesen
56
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Werkelijke schakelafstand
Rekening houden met:
• Werkelijke temperatuur
• Nabijheid andere sensoren
• Soort materiaal
• Afmetingen object
• Kleur (optische sensoren)
• …
Ivan Maesen
57
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Werkelijke schakelafstand
Correctiefactoren inductieve schakelaar
- staal
1
- CrNi
0,85
- Al
0,50
- Cu
0,45
- ….
Ivan Maesen
58
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Werkelijke schakelafstand
Correctiefactoren capacitieve schakelaar:
- Staal
1
- Al
0,95
- Cu
0,95
- H2O
0,64
- Plexiglas
0,20
-…
Ivan Maesen
59
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Schakelfrequentie
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.
Ivan Maesen
60
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Uitgangsbelasing
De stroom die de sensor kan schakelen,
uitgedrukt in mA.
Ivan Maesen
61
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Afgeschermde (shielded) en niet-afgeschermde
(unshielded) senoren
Ivan Maesen
62
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Niet-afgeschermde senoren
Kop niet afgeschermd, uit kunststof
Grotere detectieafstand
Inbouwen geeft problemen
Ivan Maesen
Foto Siemens
63
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Afgeschermde senoren
Volledig uit metaal (uitgezonderd detectievlak)
Kleinere detectieafstand
Ivan Maesen
64
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
65
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen inductieve sensoren
Ongevoelig voor trillingen
Geen contactdender
Geen onderhoud, geen slijtage
Kostprijs € 20 tot ca. € 50
Foto Siemens
Ivan Maesen
66
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen inductieve sensoren
Beperkingen
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.
Ivan Maesen
67
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
68
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
69
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen capacitieve sensoren
Beperkingen
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
Ivan Maesen
70
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
71
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen ultrasone sensoren
Beperkingen
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.
Ivan Maesen
72
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
73
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
74
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen optische sensoren
Beperkingen
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.
Ivan Maesen
75
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Rekening houden met:
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
76
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Draadkleur
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
77
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Driedraadse sensor PNP (capacitief)
Ivan Maesen
78
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Driedraadse sensor NPN (inductief)
Ivan Maesen
79
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Vierdraadse sensor PNP
Ivan Maesen
80
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Tweedraadse sensor DC (capacitief)
Ivan Maesen
81
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Tweedraadse NAMUR sensor DC (capacitief)
Ivan Maesen
82
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Tweedraadse sensor AC - NC (inductief)
Ivan Maesen
83
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Tweedraadse sensor AC - NO (inductief)
Ivan Maesen
84
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Vijfdraadse sensor AC (optisch)
Ivan Maesen
85
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Vijfdraadse sensor AC - NO (optisch)
Ivan Maesen
86
Sensoren – Testen van sensoren
Driedraadse sensoren
Als voorbeeld een sensor met PNP-uitgang
Het aansluitschema
Testen met V-meter – Je kunt uiteraard met de Vmeter ook over de belasting meten.
Ivan Maesen
87
Sensoren – Testen van sensoren
Tweedraadse
sensoren
Het aansluitschema
Testen met V-meter
Testen met A-meter
Ivan Maesen
88
Sensoren
Ivan Maesen
89
Slide 56
Installatiemethoden 6 ET
Foto Heidelberg
Ivan Maesen
1
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
2
Sensoren - Algemeen
Inductieve sensoren
Capacitieve sensoren
Optische sensoren
Magnetische sensoren
Ultrasone sensoren
Foto Turck
Ivan Maesen
3
Sensoren – Algemene werking
Ivan Maesen
4
Sensoren – Algemene werking
Ivan Maesen
5
Sensoren – Algemene werking
Ivan Maesen
6
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Foto Siemens
Ivan Maesen
7
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Detectie van blik
en deksel
Foto Siemens
Ivan Maesen
8
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Controle van afbreken van
boorkop
Foto Siemens
Ivan Maesen
9
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Positionering en controle
draaizin
Foto Siemens
Ivan Maesen
10
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Standdetectie van een
klep
Foto Siemens
Ivan Maesen
11
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
oscillator
gelijkrichtier
smitt-trigger
versterker
spoel
Ivan Maesen
12
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Warmteontwikkeling
Ivan Maesen
Amplitude
kleiner
13
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Foto Siemens
Ivan Maesen
14
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Detectie vulniveau in
silo
Foto Siemens
Ivan Maesen
15
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Detectie van vulling
van brik
Foto Siemens
Ivan Maesen
16
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Het sensorvlak vormt een condensator. De lucht is het
diëlektricum.
C
A
d
Ivan Maesen
17
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Een niet-metalen object in het detectieveld: de
diëlektrische constante van de middenstof verandert.
C verandert
Ivan Maesen
18
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
De capaciteit wordt bepaald door het diëlektricum en de
afstand d tussen te platen.
C
A
d
Ivan Maesen
19
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Bij een elektrische geleidend object verkleint de afstand
tussen de platen.
C verandert
Ivan Maesen
20
Sensoren – Werking van de optische sensor
Ivan Maesen
21
Sensoren – Werking van de optische sensor
impulsgenerator (modulator)
IR of laser-LED
lichtgevoelige transistor
synchronisatie, gelijkrichter (demodulator)
smitt-trigger
versterker
Ivan Maesen
22
Sensoren – Werking van de ultrasone sensor
Ivan Maesen
23
Sensoren
ultrasone sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Kwaliteitscontrole met
sonar
Foto Siemens
Ivan Maesen
24
Sensoren
ultrasone sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Hoogtemeting met sonar
Foto Siemens
Ivan Maesen
25
Sensoren
ultrasone sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Afstandsmeting met sonar
Foto Siemens
Ivan Maesen
26
Sensoren
ultrasone sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Controle op doorhangen
met sonar
Foto Siemens
Ivan Maesen
27
Sensoren
ultrasone sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Niveaumetingen
met sonar
Foto’s Siemens
Ivan Maesen
28
Sensoren – Werking van de ultrasone sensor
oscillator
gelijkrichtier
smitt-trigger
versterker
piëzo element (opwekken en verwerken geluidsgolven)
Ivan Maesen
29
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen volgens de vorm
Cilindrische sensoren
Balkvormige or rechthoekige sensoren
Ivan Maesen
30
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen vvolgens de vorm
Speciale vormen:
• vork of sleufsensoren,
• ringsensoren,
• …
Foto Turck
Ivan Maesen
31
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Materiaal van de behuizing (cilindrische sensoren)
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
32
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Maten van cilindrische sensoren
Schroefdraad: M 4, M6,5 M8, M12, M18, M30,
PG 36
Gladde uitvoering: Ø11, Ø20, Ø40
Maten van rechthoekige sensoren
Bouwvormen zie maatschetsen catalogie.
Foto Siemens
Ivan Maesen
33
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens aansluiting
• Sensoren met aansluitklemmen
• Aangegoten kabel zonder connector
• Aangegoten kabel met connector
• Sensoren met connnector
Ivan Maesen
34
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens de aansluiting
Aangegoten kabel
Sensoren met
aansluitklem
Ivan Maesen
35
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens aansluiting
Sensoren met connnector
Ivan Maesen
36
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens aansluiting
Sensoren met connector:
aansluitkabels
Ivan Maesen
37
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens aansluiting
Aansluitkabels en aansluitdozen voor sensoren
Foto Turck
Ivan Maesen
38
Sensoren – Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Foto Siemens
Ivan Maesen
39
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger afzonderlijk (directe scan, thru scan)
Groot detectiebereik (tientallen meters)
Geen doorschijnende materialen detecteren
Ivan Maesen
40
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger afzonderlijk (directe scan, thru scan)
Foto Siemens
Ivan Maesen
41
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger afzonderlijk – spiegeling
(specular)
Detecteren van spiegelende opbjecten
Ivan Maesen
42
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, met reflector
(Retroreflex - retroreflective)
Geen glimmende, spiegelende, doorzichtige voorwerpen
Detectieafstand : ca. 5 m
Ivan Maesen
43
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, met reflector
(Retroreflex - retroreflective)
Ivan Maesen
44
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, met reflector
(Retroreflex - retroreflective)
Foto Siemens
Ivan Maesen
45
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Foto’s Siemens
Ivan Maesen
46
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, met reflector
(Polarisatie - polarized)
Wel glimmende, spiegelende, doorzichtige voorwerpen
Detectieafstand : ca. 3 m
Ivan Maesen
47
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Gepolariseerd licht
Spiegelend voorwerp
Ivan Maesen
48
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, objectreflectie
(strooing – diffuse)
Voorwerpen met mat en ruw oppervlak kunnen gedetecteerd worden
Detectieafstand : enkele tientallen centimeters
Ivan Maesen
49
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, objectreflectie
(strooing – diffuse)
Foto Siemens
Ivan Maesen
50
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, objectreflectie focuspunt (convergent)
Preciesiedetectie, achtergrond geen invloed
Detectieafstand : enkele tientallen centimeters
Ivan Maesen
51
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger afzonderlijk, met glasvezels
Ivan Maesen
52
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, objectreflectie,
met glasvezels
Ivan Maesen
53
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Foto Siemens
Ivan Maesen
54
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Lichtgordijn
Multi beam safety senor
Ivan Maesen
55
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Nominale schakelafstand Sn
Afstand waarbij de sensor schakelt
• Genormalisseerd meetobject
• Nominale spanning
• Nominale temperatuur
Ivan Maesen
56
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Werkelijke schakelafstand
Rekening houden met:
• Werkelijke temperatuur
• Nabijheid andere sensoren
• Soort materiaal
• Afmetingen object
• Kleur (optische sensoren)
• …
Ivan Maesen
57
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Werkelijke schakelafstand
Correctiefactoren inductieve schakelaar
- staal
1
- CrNi
0,85
- Al
0,50
- Cu
0,45
- ….
Ivan Maesen
58
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Werkelijke schakelafstand
Correctiefactoren capacitieve schakelaar:
- Staal
1
- Al
0,95
- Cu
0,95
- H2O
0,64
- Plexiglas
0,20
-…
Ivan Maesen
59
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Schakelfrequentie
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.
Ivan Maesen
60
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Uitgangsbelasing
De stroom die de sensor kan schakelen,
uitgedrukt in mA.
Ivan Maesen
61
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Afgeschermde (shielded) en niet-afgeschermde
(unshielded) senoren
Ivan Maesen
62
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Niet-afgeschermde senoren
Kop niet afgeschermd, uit kunststof
Grotere detectieafstand
Inbouwen geeft problemen
Ivan Maesen
Foto Siemens
63
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Afgeschermde senoren
Volledig uit metaal (uitgezonderd detectievlak)
Kleinere detectieafstand
Ivan Maesen
64
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
65
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen inductieve sensoren
Ongevoelig voor trillingen
Geen contactdender
Geen onderhoud, geen slijtage
Kostprijs € 20 tot ca. € 50
Foto Siemens
Ivan Maesen
66
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen inductieve sensoren
Beperkingen
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.
Ivan Maesen
67
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
68
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
69
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen capacitieve sensoren
Beperkingen
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
Ivan Maesen
70
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
71
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen ultrasone sensoren
Beperkingen
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.
Ivan Maesen
72
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
73
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
74
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen optische sensoren
Beperkingen
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.
Ivan Maesen
75
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Rekening houden met:
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
76
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Draadkleur
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
77
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Driedraadse sensor PNP (capacitief)
Ivan Maesen
78
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Driedraadse sensor NPN (inductief)
Ivan Maesen
79
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Vierdraadse sensor PNP
Ivan Maesen
80
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Tweedraadse sensor DC (capacitief)
Ivan Maesen
81
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Tweedraadse NAMUR sensor DC (capacitief)
Ivan Maesen
82
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Tweedraadse sensor AC - NC (inductief)
Ivan Maesen
83
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Tweedraadse sensor AC - NO (inductief)
Ivan Maesen
84
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Vijfdraadse sensor AC (optisch)
Ivan Maesen
85
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Vijfdraadse sensor AC - NO (optisch)
Ivan Maesen
86
Sensoren – Testen van sensoren
Driedraadse sensoren
Als voorbeeld een sensor met PNP-uitgang
Het aansluitschema
Testen met V-meter – Je kunt uiteraard met de Vmeter ook over de belasting meten.
Ivan Maesen
87
Sensoren – Testen van sensoren
Tweedraadse
sensoren
Het aansluitschema
Testen met V-meter
Testen met A-meter
Ivan Maesen
88
Sensoren
Ivan Maesen
89
Slide 57
Installatiemethoden 6 ET
Foto Heidelberg
Ivan Maesen
1
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
2
Sensoren - Algemeen
Inductieve sensoren
Capacitieve sensoren
Optische sensoren
Magnetische sensoren
Ultrasone sensoren
Foto Turck
Ivan Maesen
3
Sensoren – Algemene werking
Ivan Maesen
4
Sensoren – Algemene werking
Ivan Maesen
5
Sensoren – Algemene werking
Ivan Maesen
6
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Foto Siemens
Ivan Maesen
7
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Detectie van blik
en deksel
Foto Siemens
Ivan Maesen
8
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Controle van afbreken van
boorkop
Foto Siemens
Ivan Maesen
9
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Positionering en controle
draaizin
Foto Siemens
Ivan Maesen
10
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Standdetectie van een
klep
Foto Siemens
Ivan Maesen
11
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
oscillator
gelijkrichtier
smitt-trigger
versterker
spoel
Ivan Maesen
12
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Warmteontwikkeling
Ivan Maesen
Amplitude
kleiner
13
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Foto Siemens
Ivan Maesen
14
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Detectie vulniveau in
silo
Foto Siemens
Ivan Maesen
15
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Detectie van vulling
van brik
Foto Siemens
Ivan Maesen
16
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Het sensorvlak vormt een condensator. De lucht is het
diëlektricum.
C
A
d
Ivan Maesen
17
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Een niet-metalen object in het detectieveld: de
diëlektrische constante van de middenstof verandert.
C verandert
Ivan Maesen
18
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
De capaciteit wordt bepaald door het diëlektricum en de
afstand d tussen te platen.
C
A
d
Ivan Maesen
19
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Bij een elektrische geleidend object verkleint de afstand
tussen de platen.
C verandert
Ivan Maesen
20
Sensoren – Werking van de optische sensor
Ivan Maesen
21
Sensoren – Werking van de optische sensor
impulsgenerator (modulator)
IR of laser-LED
lichtgevoelige transistor
synchronisatie, gelijkrichter (demodulator)
smitt-trigger
versterker
Ivan Maesen
22
Sensoren – Werking van de ultrasone sensor
Ivan Maesen
23
Sensoren
ultrasone sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Kwaliteitscontrole met
sonar
Foto Siemens
Ivan Maesen
24
Sensoren
ultrasone sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Hoogtemeting met sonar
Foto Siemens
Ivan Maesen
25
Sensoren
ultrasone sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Afstandsmeting met sonar
Foto Siemens
Ivan Maesen
26
Sensoren
ultrasone sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Controle op doorhangen
met sonar
Foto Siemens
Ivan Maesen
27
Sensoren
ultrasone sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Niveaumetingen
met sonar
Foto’s Siemens
Ivan Maesen
28
Sensoren – Werking van de ultrasone sensor
oscillator
gelijkrichtier
smitt-trigger
versterker
piëzo element (opwekken en verwerken geluidsgolven)
Ivan Maesen
29
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen volgens de vorm
Cilindrische sensoren
Balkvormige or rechthoekige sensoren
Ivan Maesen
30
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen vvolgens de vorm
Speciale vormen:
• vork of sleufsensoren,
• ringsensoren,
• …
Foto Turck
Ivan Maesen
31
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Materiaal van de behuizing (cilindrische sensoren)
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
32
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Maten van cilindrische sensoren
Schroefdraad: M 4, M6,5 M8, M12, M18, M30,
PG 36
Gladde uitvoering: Ø11, Ø20, Ø40
Maten van rechthoekige sensoren
Bouwvormen zie maatschetsen catalogie.
Foto Siemens
Ivan Maesen
33
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens aansluiting
• Sensoren met aansluitklemmen
• Aangegoten kabel zonder connector
• Aangegoten kabel met connector
• Sensoren met connnector
Ivan Maesen
34
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens de aansluiting
Aangegoten kabel
Sensoren met
aansluitklem
Ivan Maesen
35
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens aansluiting
Sensoren met connnector
Ivan Maesen
36
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens aansluiting
Sensoren met connector:
aansluitkabels
Ivan Maesen
37
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens aansluiting
Aansluitkabels en aansluitdozen voor sensoren
Foto Turck
Ivan Maesen
38
Sensoren – Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Foto Siemens
Ivan Maesen
39
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger afzonderlijk (directe scan, thru scan)
Groot detectiebereik (tientallen meters)
Geen doorschijnende materialen detecteren
Ivan Maesen
40
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger afzonderlijk (directe scan, thru scan)
Foto Siemens
Ivan Maesen
41
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger afzonderlijk – spiegeling
(specular)
Detecteren van spiegelende opbjecten
Ivan Maesen
42
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, met reflector
(Retroreflex - retroreflective)
Geen glimmende, spiegelende, doorzichtige voorwerpen
Detectieafstand : ca. 5 m
Ivan Maesen
43
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, met reflector
(Retroreflex - retroreflective)
Ivan Maesen
44
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, met reflector
(Retroreflex - retroreflective)
Foto Siemens
Ivan Maesen
45
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Foto’s Siemens
Ivan Maesen
46
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, met reflector
(Polarisatie - polarized)
Wel glimmende, spiegelende, doorzichtige voorwerpen
Detectieafstand : ca. 3 m
Ivan Maesen
47
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Gepolariseerd licht
Spiegelend voorwerp
Ivan Maesen
48
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, objectreflectie
(strooing – diffuse)
Voorwerpen met mat en ruw oppervlak kunnen gedetecteerd worden
Detectieafstand : enkele tientallen centimeters
Ivan Maesen
49
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, objectreflectie
(strooing – diffuse)
Foto Siemens
Ivan Maesen
50
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, objectreflectie focuspunt (convergent)
Preciesiedetectie, achtergrond geen invloed
Detectieafstand : enkele tientallen centimeters
Ivan Maesen
51
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger afzonderlijk, met glasvezels
Ivan Maesen
52
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, objectreflectie,
met glasvezels
Ivan Maesen
53
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Foto Siemens
Ivan Maesen
54
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Lichtgordijn
Multi beam safety senor
Ivan Maesen
55
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Nominale schakelafstand Sn
Afstand waarbij de sensor schakelt
• Genormalisseerd meetobject
• Nominale spanning
• Nominale temperatuur
Ivan Maesen
56
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Werkelijke schakelafstand
Rekening houden met:
• Werkelijke temperatuur
• Nabijheid andere sensoren
• Soort materiaal
• Afmetingen object
• Kleur (optische sensoren)
• …
Ivan Maesen
57
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Werkelijke schakelafstand
Correctiefactoren inductieve schakelaar
- staal
1
- CrNi
0,85
- Al
0,50
- Cu
0,45
- ….
Ivan Maesen
58
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Werkelijke schakelafstand
Correctiefactoren capacitieve schakelaar:
- Staal
1
- Al
0,95
- Cu
0,95
- H2O
0,64
- Plexiglas
0,20
-…
Ivan Maesen
59
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Schakelfrequentie
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.
Ivan Maesen
60
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Uitgangsbelasing
De stroom die de sensor kan schakelen,
uitgedrukt in mA.
Ivan Maesen
61
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Afgeschermde (shielded) en niet-afgeschermde
(unshielded) senoren
Ivan Maesen
62
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Niet-afgeschermde senoren
Kop niet afgeschermd, uit kunststof
Grotere detectieafstand
Inbouwen geeft problemen
Ivan Maesen
Foto Siemens
63
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Afgeschermde senoren
Volledig uit metaal (uitgezonderd detectievlak)
Kleinere detectieafstand
Ivan Maesen
64
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
65
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen inductieve sensoren
Ongevoelig voor trillingen
Geen contactdender
Geen onderhoud, geen slijtage
Kostprijs € 20 tot ca. € 50
Foto Siemens
Ivan Maesen
66
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen inductieve sensoren
Beperkingen
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.
Ivan Maesen
67
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
68
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
69
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen capacitieve sensoren
Beperkingen
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
Ivan Maesen
70
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
71
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen ultrasone sensoren
Beperkingen
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.
Ivan Maesen
72
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
73
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
74
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen optische sensoren
Beperkingen
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.
Ivan Maesen
75
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Rekening houden met:
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
76
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Draadkleur
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
77
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Driedraadse sensor PNP (capacitief)
Ivan Maesen
78
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Driedraadse sensor NPN (inductief)
Ivan Maesen
79
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Vierdraadse sensor PNP
Ivan Maesen
80
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Tweedraadse sensor DC (capacitief)
Ivan Maesen
81
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Tweedraadse NAMUR sensor DC (capacitief)
Ivan Maesen
82
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Tweedraadse sensor AC - NC (inductief)
Ivan Maesen
83
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Tweedraadse sensor AC - NO (inductief)
Ivan Maesen
84
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Vijfdraadse sensor AC (optisch)
Ivan Maesen
85
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Vijfdraadse sensor AC - NO (optisch)
Ivan Maesen
86
Sensoren – Testen van sensoren
Driedraadse sensoren
Als voorbeeld een sensor met PNP-uitgang
Het aansluitschema
Testen met V-meter – Je kunt uiteraard met de Vmeter ook over de belasting meten.
Ivan Maesen
87
Sensoren – Testen van sensoren
Tweedraadse
sensoren
Het aansluitschema
Testen met V-meter
Testen met A-meter
Ivan Maesen
88
Sensoren
Ivan Maesen
89
Slide 58
Installatiemethoden 6 ET
Foto Heidelberg
Ivan Maesen
1
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
2
Sensoren - Algemeen
Inductieve sensoren
Capacitieve sensoren
Optische sensoren
Magnetische sensoren
Ultrasone sensoren
Foto Turck
Ivan Maesen
3
Sensoren – Algemene werking
Ivan Maesen
4
Sensoren – Algemene werking
Ivan Maesen
5
Sensoren – Algemene werking
Ivan Maesen
6
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Foto Siemens
Ivan Maesen
7
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Detectie van blik
en deksel
Foto Siemens
Ivan Maesen
8
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Controle van afbreken van
boorkop
Foto Siemens
Ivan Maesen
9
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Positionering en controle
draaizin
Foto Siemens
Ivan Maesen
10
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Standdetectie van een
klep
Foto Siemens
Ivan Maesen
11
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
oscillator
gelijkrichtier
smitt-trigger
versterker
spoel
Ivan Maesen
12
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Warmteontwikkeling
Ivan Maesen
Amplitude
kleiner
13
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Foto Siemens
Ivan Maesen
14
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Detectie vulniveau in
silo
Foto Siemens
Ivan Maesen
15
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Detectie van vulling
van brik
Foto Siemens
Ivan Maesen
16
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Het sensorvlak vormt een condensator. De lucht is het
diëlektricum.
C
A
d
Ivan Maesen
17
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Een niet-metalen object in het detectieveld: de
diëlektrische constante van de middenstof verandert.
C verandert
Ivan Maesen
18
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
De capaciteit wordt bepaald door het diëlektricum en de
afstand d tussen te platen.
C
A
d
Ivan Maesen
19
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Bij een elektrische geleidend object verkleint de afstand
tussen de platen.
C verandert
Ivan Maesen
20
Sensoren – Werking van de optische sensor
Ivan Maesen
21
Sensoren – Werking van de optische sensor
impulsgenerator (modulator)
IR of laser-LED
lichtgevoelige transistor
synchronisatie, gelijkrichter (demodulator)
smitt-trigger
versterker
Ivan Maesen
22
Sensoren – Werking van de ultrasone sensor
Ivan Maesen
23
Sensoren
ultrasone sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Kwaliteitscontrole met
sonar
Foto Siemens
Ivan Maesen
24
Sensoren
ultrasone sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Hoogtemeting met sonar
Foto Siemens
Ivan Maesen
25
Sensoren
ultrasone sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Afstandsmeting met sonar
Foto Siemens
Ivan Maesen
26
Sensoren
ultrasone sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Controle op doorhangen
met sonar
Foto Siemens
Ivan Maesen
27
Sensoren
ultrasone sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Niveaumetingen
met sonar
Foto’s Siemens
Ivan Maesen
28
Sensoren – Werking van de ultrasone sensor
oscillator
gelijkrichtier
smitt-trigger
versterker
piëzo element (opwekken en verwerken geluidsgolven)
Ivan Maesen
29
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen volgens de vorm
Cilindrische sensoren
Balkvormige or rechthoekige sensoren
Ivan Maesen
30
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen vvolgens de vorm
Speciale vormen:
• vork of sleufsensoren,
• ringsensoren,
• …
Foto Turck
Ivan Maesen
31
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Materiaal van de behuizing (cilindrische sensoren)
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
32
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Maten van cilindrische sensoren
Schroefdraad: M 4, M6,5 M8, M12, M18, M30,
PG 36
Gladde uitvoering: Ø11, Ø20, Ø40
Maten van rechthoekige sensoren
Bouwvormen zie maatschetsen catalogie.
Foto Siemens
Ivan Maesen
33
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens aansluiting
• Sensoren met aansluitklemmen
• Aangegoten kabel zonder connector
• Aangegoten kabel met connector
• Sensoren met connnector
Ivan Maesen
34
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens de aansluiting
Aangegoten kabel
Sensoren met
aansluitklem
Ivan Maesen
35
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens aansluiting
Sensoren met connnector
Ivan Maesen
36
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens aansluiting
Sensoren met connector:
aansluitkabels
Ivan Maesen
37
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens aansluiting
Aansluitkabels en aansluitdozen voor sensoren
Foto Turck
Ivan Maesen
38
Sensoren – Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Foto Siemens
Ivan Maesen
39
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger afzonderlijk (directe scan, thru scan)
Groot detectiebereik (tientallen meters)
Geen doorschijnende materialen detecteren
Ivan Maesen
40
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger afzonderlijk (directe scan, thru scan)
Foto Siemens
Ivan Maesen
41
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger afzonderlijk – spiegeling
(specular)
Detecteren van spiegelende opbjecten
Ivan Maesen
42
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, met reflector
(Retroreflex - retroreflective)
Geen glimmende, spiegelende, doorzichtige voorwerpen
Detectieafstand : ca. 5 m
Ivan Maesen
43
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, met reflector
(Retroreflex - retroreflective)
Ivan Maesen
44
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, met reflector
(Retroreflex - retroreflective)
Foto Siemens
Ivan Maesen
45
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Foto’s Siemens
Ivan Maesen
46
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, met reflector
(Polarisatie - polarized)
Wel glimmende, spiegelende, doorzichtige voorwerpen
Detectieafstand : ca. 3 m
Ivan Maesen
47
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Gepolariseerd licht
Spiegelend voorwerp
Ivan Maesen
48
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, objectreflectie
(strooing – diffuse)
Voorwerpen met mat en ruw oppervlak kunnen gedetecteerd worden
Detectieafstand : enkele tientallen centimeters
Ivan Maesen
49
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, objectreflectie
(strooing – diffuse)
Foto Siemens
Ivan Maesen
50
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, objectreflectie focuspunt (convergent)
Preciesiedetectie, achtergrond geen invloed
Detectieafstand : enkele tientallen centimeters
Ivan Maesen
51
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger afzonderlijk, met glasvezels
Ivan Maesen
52
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, objectreflectie,
met glasvezels
Ivan Maesen
53
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Foto Siemens
Ivan Maesen
54
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Lichtgordijn
Multi beam safety senor
Ivan Maesen
55
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Nominale schakelafstand Sn
Afstand waarbij de sensor schakelt
• Genormalisseerd meetobject
• Nominale spanning
• Nominale temperatuur
Ivan Maesen
56
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Werkelijke schakelafstand
Rekening houden met:
• Werkelijke temperatuur
• Nabijheid andere sensoren
• Soort materiaal
• Afmetingen object
• Kleur (optische sensoren)
• …
Ivan Maesen
57
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Werkelijke schakelafstand
Correctiefactoren inductieve schakelaar
- staal
1
- CrNi
0,85
- Al
0,50
- Cu
0,45
- ….
Ivan Maesen
58
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Werkelijke schakelafstand
Correctiefactoren capacitieve schakelaar:
- Staal
1
- Al
0,95
- Cu
0,95
- H2O
0,64
- Plexiglas
0,20
-…
Ivan Maesen
59
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Schakelfrequentie
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.
Ivan Maesen
60
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Uitgangsbelasing
De stroom die de sensor kan schakelen,
uitgedrukt in mA.
Ivan Maesen
61
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Afgeschermde (shielded) en niet-afgeschermde
(unshielded) senoren
Ivan Maesen
62
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Niet-afgeschermde senoren
Kop niet afgeschermd, uit kunststof
Grotere detectieafstand
Inbouwen geeft problemen
Ivan Maesen
Foto Siemens
63
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Afgeschermde senoren
Volledig uit metaal (uitgezonderd detectievlak)
Kleinere detectieafstand
Ivan Maesen
64
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
65
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen inductieve sensoren
Ongevoelig voor trillingen
Geen contactdender
Geen onderhoud, geen slijtage
Kostprijs € 20 tot ca. € 50
Foto Siemens
Ivan Maesen
66
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen inductieve sensoren
Beperkingen
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.
Ivan Maesen
67
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
68
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
69
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen capacitieve sensoren
Beperkingen
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
Ivan Maesen
70
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
71
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen ultrasone sensoren
Beperkingen
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.
Ivan Maesen
72
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
73
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
74
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen optische sensoren
Beperkingen
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.
Ivan Maesen
75
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Rekening houden met:
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
76
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Draadkleur
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
77
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Driedraadse sensor PNP (capacitief)
Ivan Maesen
78
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Driedraadse sensor NPN (inductief)
Ivan Maesen
79
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Vierdraadse sensor PNP
Ivan Maesen
80
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Tweedraadse sensor DC (capacitief)
Ivan Maesen
81
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Tweedraadse NAMUR sensor DC (capacitief)
Ivan Maesen
82
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Tweedraadse sensor AC - NC (inductief)
Ivan Maesen
83
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Tweedraadse sensor AC - NO (inductief)
Ivan Maesen
84
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Vijfdraadse sensor AC (optisch)
Ivan Maesen
85
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Vijfdraadse sensor AC - NO (optisch)
Ivan Maesen
86
Sensoren – Testen van sensoren
Driedraadse sensoren
Als voorbeeld een sensor met PNP-uitgang
Het aansluitschema
Testen met V-meter – Je kunt uiteraard met de Vmeter ook over de belasting meten.
Ivan Maesen
87
Sensoren – Testen van sensoren
Tweedraadse
sensoren
Het aansluitschema
Testen met V-meter
Testen met A-meter
Ivan Maesen
88
Sensoren
Ivan Maesen
89
Slide 59
Installatiemethoden 6 ET
Foto Heidelberg
Ivan Maesen
1
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
2
Sensoren - Algemeen
Inductieve sensoren
Capacitieve sensoren
Optische sensoren
Magnetische sensoren
Ultrasone sensoren
Foto Turck
Ivan Maesen
3
Sensoren – Algemene werking
Ivan Maesen
4
Sensoren – Algemene werking
Ivan Maesen
5
Sensoren – Algemene werking
Ivan Maesen
6
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Foto Siemens
Ivan Maesen
7
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Detectie van blik
en deksel
Foto Siemens
Ivan Maesen
8
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Controle van afbreken van
boorkop
Foto Siemens
Ivan Maesen
9
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Positionering en controle
draaizin
Foto Siemens
Ivan Maesen
10
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Standdetectie van een
klep
Foto Siemens
Ivan Maesen
11
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
oscillator
gelijkrichtier
smitt-trigger
versterker
spoel
Ivan Maesen
12
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Warmteontwikkeling
Ivan Maesen
Amplitude
kleiner
13
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Foto Siemens
Ivan Maesen
14
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Detectie vulniveau in
silo
Foto Siemens
Ivan Maesen
15
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Detectie van vulling
van brik
Foto Siemens
Ivan Maesen
16
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Het sensorvlak vormt een condensator. De lucht is het
diëlektricum.
C
A
d
Ivan Maesen
17
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Een niet-metalen object in het detectieveld: de
diëlektrische constante van de middenstof verandert.
C verandert
Ivan Maesen
18
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
De capaciteit wordt bepaald door het diëlektricum en de
afstand d tussen te platen.
C
A
d
Ivan Maesen
19
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Bij een elektrische geleidend object verkleint de afstand
tussen de platen.
C verandert
Ivan Maesen
20
Sensoren – Werking van de optische sensor
Ivan Maesen
21
Sensoren – Werking van de optische sensor
impulsgenerator (modulator)
IR of laser-LED
lichtgevoelige transistor
synchronisatie, gelijkrichter (demodulator)
smitt-trigger
versterker
Ivan Maesen
22
Sensoren – Werking van de ultrasone sensor
Ivan Maesen
23
Sensoren
ultrasone sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Kwaliteitscontrole met
sonar
Foto Siemens
Ivan Maesen
24
Sensoren
ultrasone sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Hoogtemeting met sonar
Foto Siemens
Ivan Maesen
25
Sensoren
ultrasone sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Afstandsmeting met sonar
Foto Siemens
Ivan Maesen
26
Sensoren
ultrasone sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Controle op doorhangen
met sonar
Foto Siemens
Ivan Maesen
27
Sensoren
ultrasone sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Niveaumetingen
met sonar
Foto’s Siemens
Ivan Maesen
28
Sensoren – Werking van de ultrasone sensor
oscillator
gelijkrichtier
smitt-trigger
versterker
piëzo element (opwekken en verwerken geluidsgolven)
Ivan Maesen
29
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen volgens de vorm
Cilindrische sensoren
Balkvormige or rechthoekige sensoren
Ivan Maesen
30
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen vvolgens de vorm
Speciale vormen:
• vork of sleufsensoren,
• ringsensoren,
• …
Foto Turck
Ivan Maesen
31
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Materiaal van de behuizing (cilindrische sensoren)
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
32
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Maten van cilindrische sensoren
Schroefdraad: M 4, M6,5 M8, M12, M18, M30,
PG 36
Gladde uitvoering: Ø11, Ø20, Ø40
Maten van rechthoekige sensoren
Bouwvormen zie maatschetsen catalogie.
Foto Siemens
Ivan Maesen
33
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens aansluiting
• Sensoren met aansluitklemmen
• Aangegoten kabel zonder connector
• Aangegoten kabel met connector
• Sensoren met connnector
Ivan Maesen
34
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens de aansluiting
Aangegoten kabel
Sensoren met
aansluitklem
Ivan Maesen
35
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens aansluiting
Sensoren met connnector
Ivan Maesen
36
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens aansluiting
Sensoren met connector:
aansluitkabels
Ivan Maesen
37
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens aansluiting
Aansluitkabels en aansluitdozen voor sensoren
Foto Turck
Ivan Maesen
38
Sensoren – Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Foto Siemens
Ivan Maesen
39
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger afzonderlijk (directe scan, thru scan)
Groot detectiebereik (tientallen meters)
Geen doorschijnende materialen detecteren
Ivan Maesen
40
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger afzonderlijk (directe scan, thru scan)
Foto Siemens
Ivan Maesen
41
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger afzonderlijk – spiegeling
(specular)
Detecteren van spiegelende opbjecten
Ivan Maesen
42
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, met reflector
(Retroreflex - retroreflective)
Geen glimmende, spiegelende, doorzichtige voorwerpen
Detectieafstand : ca. 5 m
Ivan Maesen
43
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, met reflector
(Retroreflex - retroreflective)
Ivan Maesen
44
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, met reflector
(Retroreflex - retroreflective)
Foto Siemens
Ivan Maesen
45
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Foto’s Siemens
Ivan Maesen
46
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, met reflector
(Polarisatie - polarized)
Wel glimmende, spiegelende, doorzichtige voorwerpen
Detectieafstand : ca. 3 m
Ivan Maesen
47
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Gepolariseerd licht
Spiegelend voorwerp
Ivan Maesen
48
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, objectreflectie
(strooing – diffuse)
Voorwerpen met mat en ruw oppervlak kunnen gedetecteerd worden
Detectieafstand : enkele tientallen centimeters
Ivan Maesen
49
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, objectreflectie
(strooing – diffuse)
Foto Siemens
Ivan Maesen
50
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, objectreflectie focuspunt (convergent)
Preciesiedetectie, achtergrond geen invloed
Detectieafstand : enkele tientallen centimeters
Ivan Maesen
51
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger afzonderlijk, met glasvezels
Ivan Maesen
52
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, objectreflectie,
met glasvezels
Ivan Maesen
53
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Foto Siemens
Ivan Maesen
54
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Lichtgordijn
Multi beam safety senor
Ivan Maesen
55
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Nominale schakelafstand Sn
Afstand waarbij de sensor schakelt
• Genormalisseerd meetobject
• Nominale spanning
• Nominale temperatuur
Ivan Maesen
56
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Werkelijke schakelafstand
Rekening houden met:
• Werkelijke temperatuur
• Nabijheid andere sensoren
• Soort materiaal
• Afmetingen object
• Kleur (optische sensoren)
• …
Ivan Maesen
57
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Werkelijke schakelafstand
Correctiefactoren inductieve schakelaar
- staal
1
- CrNi
0,85
- Al
0,50
- Cu
0,45
- ….
Ivan Maesen
58
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Werkelijke schakelafstand
Correctiefactoren capacitieve schakelaar:
- Staal
1
- Al
0,95
- Cu
0,95
- H2O
0,64
- Plexiglas
0,20
-…
Ivan Maesen
59
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Schakelfrequentie
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.
Ivan Maesen
60
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Uitgangsbelasing
De stroom die de sensor kan schakelen,
uitgedrukt in mA.
Ivan Maesen
61
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Afgeschermde (shielded) en niet-afgeschermde
(unshielded) senoren
Ivan Maesen
62
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Niet-afgeschermde senoren
Kop niet afgeschermd, uit kunststof
Grotere detectieafstand
Inbouwen geeft problemen
Ivan Maesen
Foto Siemens
63
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Afgeschermde senoren
Volledig uit metaal (uitgezonderd detectievlak)
Kleinere detectieafstand
Ivan Maesen
64
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
65
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen inductieve sensoren
Ongevoelig voor trillingen
Geen contactdender
Geen onderhoud, geen slijtage
Kostprijs € 20 tot ca. € 50
Foto Siemens
Ivan Maesen
66
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen inductieve sensoren
Beperkingen
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.
Ivan Maesen
67
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
68
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
69
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen capacitieve sensoren
Beperkingen
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
Ivan Maesen
70
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
71
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen ultrasone sensoren
Beperkingen
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.
Ivan Maesen
72
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
73
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
74
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen optische sensoren
Beperkingen
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.
Ivan Maesen
75
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Rekening houden met:
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
76
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Draadkleur
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
77
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Driedraadse sensor PNP (capacitief)
Ivan Maesen
78
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Driedraadse sensor NPN (inductief)
Ivan Maesen
79
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Vierdraadse sensor PNP
Ivan Maesen
80
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Tweedraadse sensor DC (capacitief)
Ivan Maesen
81
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Tweedraadse NAMUR sensor DC (capacitief)
Ivan Maesen
82
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Tweedraadse sensor AC - NC (inductief)
Ivan Maesen
83
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Tweedraadse sensor AC - NO (inductief)
Ivan Maesen
84
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Vijfdraadse sensor AC (optisch)
Ivan Maesen
85
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Vijfdraadse sensor AC - NO (optisch)
Ivan Maesen
86
Sensoren – Testen van sensoren
Driedraadse sensoren
Als voorbeeld een sensor met PNP-uitgang
Het aansluitschema
Testen met V-meter – Je kunt uiteraard met de Vmeter ook over de belasting meten.
Ivan Maesen
87
Sensoren – Testen van sensoren
Tweedraadse
sensoren
Het aansluitschema
Testen met V-meter
Testen met A-meter
Ivan Maesen
88
Sensoren
Ivan Maesen
89
Slide 60
Installatiemethoden 6 ET
Foto Heidelberg
Ivan Maesen
1
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
2
Sensoren - Algemeen
Inductieve sensoren
Capacitieve sensoren
Optische sensoren
Magnetische sensoren
Ultrasone sensoren
Foto Turck
Ivan Maesen
3
Sensoren – Algemene werking
Ivan Maesen
4
Sensoren – Algemene werking
Ivan Maesen
5
Sensoren – Algemene werking
Ivan Maesen
6
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Foto Siemens
Ivan Maesen
7
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Detectie van blik
en deksel
Foto Siemens
Ivan Maesen
8
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Controle van afbreken van
boorkop
Foto Siemens
Ivan Maesen
9
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Positionering en controle
draaizin
Foto Siemens
Ivan Maesen
10
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Standdetectie van een
klep
Foto Siemens
Ivan Maesen
11
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
oscillator
gelijkrichtier
smitt-trigger
versterker
spoel
Ivan Maesen
12
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Warmteontwikkeling
Ivan Maesen
Amplitude
kleiner
13
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Foto Siemens
Ivan Maesen
14
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Detectie vulniveau in
silo
Foto Siemens
Ivan Maesen
15
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Detectie van vulling
van brik
Foto Siemens
Ivan Maesen
16
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Het sensorvlak vormt een condensator. De lucht is het
diëlektricum.
C
A
d
Ivan Maesen
17
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Een niet-metalen object in het detectieveld: de
diëlektrische constante van de middenstof verandert.
C verandert
Ivan Maesen
18
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
De capaciteit wordt bepaald door het diëlektricum en de
afstand d tussen te platen.
C
A
d
Ivan Maesen
19
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Bij een elektrische geleidend object verkleint de afstand
tussen de platen.
C verandert
Ivan Maesen
20
Sensoren – Werking van de optische sensor
Ivan Maesen
21
Sensoren – Werking van de optische sensor
impulsgenerator (modulator)
IR of laser-LED
lichtgevoelige transistor
synchronisatie, gelijkrichter (demodulator)
smitt-trigger
versterker
Ivan Maesen
22
Sensoren – Werking van de ultrasone sensor
Ivan Maesen
23
Sensoren
ultrasone sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Kwaliteitscontrole met
sonar
Foto Siemens
Ivan Maesen
24
Sensoren
ultrasone sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Hoogtemeting met sonar
Foto Siemens
Ivan Maesen
25
Sensoren
ultrasone sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Afstandsmeting met sonar
Foto Siemens
Ivan Maesen
26
Sensoren
ultrasone sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Controle op doorhangen
met sonar
Foto Siemens
Ivan Maesen
27
Sensoren
ultrasone sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Niveaumetingen
met sonar
Foto’s Siemens
Ivan Maesen
28
Sensoren – Werking van de ultrasone sensor
oscillator
gelijkrichtier
smitt-trigger
versterker
piëzo element (opwekken en verwerken geluidsgolven)
Ivan Maesen
29
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen volgens de vorm
Cilindrische sensoren
Balkvormige or rechthoekige sensoren
Ivan Maesen
30
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen vvolgens de vorm
Speciale vormen:
• vork of sleufsensoren,
• ringsensoren,
• …
Foto Turck
Ivan Maesen
31
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Materiaal van de behuizing (cilindrische sensoren)
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
32
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Maten van cilindrische sensoren
Schroefdraad: M 4, M6,5 M8, M12, M18, M30,
PG 36
Gladde uitvoering: Ø11, Ø20, Ø40
Maten van rechthoekige sensoren
Bouwvormen zie maatschetsen catalogie.
Foto Siemens
Ivan Maesen
33
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens aansluiting
• Sensoren met aansluitklemmen
• Aangegoten kabel zonder connector
• Aangegoten kabel met connector
• Sensoren met connnector
Ivan Maesen
34
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens de aansluiting
Aangegoten kabel
Sensoren met
aansluitklem
Ivan Maesen
35
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens aansluiting
Sensoren met connnector
Ivan Maesen
36
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens aansluiting
Sensoren met connector:
aansluitkabels
Ivan Maesen
37
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens aansluiting
Aansluitkabels en aansluitdozen voor sensoren
Foto Turck
Ivan Maesen
38
Sensoren – Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Foto Siemens
Ivan Maesen
39
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger afzonderlijk (directe scan, thru scan)
Groot detectiebereik (tientallen meters)
Geen doorschijnende materialen detecteren
Ivan Maesen
40
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger afzonderlijk (directe scan, thru scan)
Foto Siemens
Ivan Maesen
41
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger afzonderlijk – spiegeling
(specular)
Detecteren van spiegelende opbjecten
Ivan Maesen
42
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, met reflector
(Retroreflex - retroreflective)
Geen glimmende, spiegelende, doorzichtige voorwerpen
Detectieafstand : ca. 5 m
Ivan Maesen
43
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, met reflector
(Retroreflex - retroreflective)
Ivan Maesen
44
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, met reflector
(Retroreflex - retroreflective)
Foto Siemens
Ivan Maesen
45
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Foto’s Siemens
Ivan Maesen
46
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, met reflector
(Polarisatie - polarized)
Wel glimmende, spiegelende, doorzichtige voorwerpen
Detectieafstand : ca. 3 m
Ivan Maesen
47
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Gepolariseerd licht
Spiegelend voorwerp
Ivan Maesen
48
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, objectreflectie
(strooing – diffuse)
Voorwerpen met mat en ruw oppervlak kunnen gedetecteerd worden
Detectieafstand : enkele tientallen centimeters
Ivan Maesen
49
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, objectreflectie
(strooing – diffuse)
Foto Siemens
Ivan Maesen
50
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, objectreflectie focuspunt (convergent)
Preciesiedetectie, achtergrond geen invloed
Detectieafstand : enkele tientallen centimeters
Ivan Maesen
51
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger afzonderlijk, met glasvezels
Ivan Maesen
52
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, objectreflectie,
met glasvezels
Ivan Maesen
53
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Foto Siemens
Ivan Maesen
54
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Lichtgordijn
Multi beam safety senor
Ivan Maesen
55
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Nominale schakelafstand Sn
Afstand waarbij de sensor schakelt
• Genormalisseerd meetobject
• Nominale spanning
• Nominale temperatuur
Ivan Maesen
56
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Werkelijke schakelafstand
Rekening houden met:
• Werkelijke temperatuur
• Nabijheid andere sensoren
• Soort materiaal
• Afmetingen object
• Kleur (optische sensoren)
• …
Ivan Maesen
57
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Werkelijke schakelafstand
Correctiefactoren inductieve schakelaar
- staal
1
- CrNi
0,85
- Al
0,50
- Cu
0,45
- ….
Ivan Maesen
58
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Werkelijke schakelafstand
Correctiefactoren capacitieve schakelaar:
- Staal
1
- Al
0,95
- Cu
0,95
- H2O
0,64
- Plexiglas
0,20
-…
Ivan Maesen
59
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Schakelfrequentie
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.
Ivan Maesen
60
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Uitgangsbelasing
De stroom die de sensor kan schakelen,
uitgedrukt in mA.
Ivan Maesen
61
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Afgeschermde (shielded) en niet-afgeschermde
(unshielded) senoren
Ivan Maesen
62
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Niet-afgeschermde senoren
Kop niet afgeschermd, uit kunststof
Grotere detectieafstand
Inbouwen geeft problemen
Ivan Maesen
Foto Siemens
63
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Afgeschermde senoren
Volledig uit metaal (uitgezonderd detectievlak)
Kleinere detectieafstand
Ivan Maesen
64
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
65
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen inductieve sensoren
Ongevoelig voor trillingen
Geen contactdender
Geen onderhoud, geen slijtage
Kostprijs € 20 tot ca. € 50
Foto Siemens
Ivan Maesen
66
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen inductieve sensoren
Beperkingen
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.
Ivan Maesen
67
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
68
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
69
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen capacitieve sensoren
Beperkingen
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
Ivan Maesen
70
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
71
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen ultrasone sensoren
Beperkingen
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.
Ivan Maesen
72
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
73
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
74
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen optische sensoren
Beperkingen
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.
Ivan Maesen
75
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Rekening houden met:
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
76
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Draadkleur
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
77
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Driedraadse sensor PNP (capacitief)
Ivan Maesen
78
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Driedraadse sensor NPN (inductief)
Ivan Maesen
79
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Vierdraadse sensor PNP
Ivan Maesen
80
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Tweedraadse sensor DC (capacitief)
Ivan Maesen
81
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Tweedraadse NAMUR sensor DC (capacitief)
Ivan Maesen
82
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Tweedraadse sensor AC - NC (inductief)
Ivan Maesen
83
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Tweedraadse sensor AC - NO (inductief)
Ivan Maesen
84
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Vijfdraadse sensor AC (optisch)
Ivan Maesen
85
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Vijfdraadse sensor AC - NO (optisch)
Ivan Maesen
86
Sensoren – Testen van sensoren
Driedraadse sensoren
Als voorbeeld een sensor met PNP-uitgang
Het aansluitschema
Testen met V-meter – Je kunt uiteraard met de Vmeter ook over de belasting meten.
Ivan Maesen
87
Sensoren – Testen van sensoren
Tweedraadse
sensoren
Het aansluitschema
Testen met V-meter
Testen met A-meter
Ivan Maesen
88
Sensoren
Ivan Maesen
89
Slide 61
Installatiemethoden 6 ET
Foto Heidelberg
Ivan Maesen
1
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
2
Sensoren - Algemeen
Inductieve sensoren
Capacitieve sensoren
Optische sensoren
Magnetische sensoren
Ultrasone sensoren
Foto Turck
Ivan Maesen
3
Sensoren – Algemene werking
Ivan Maesen
4
Sensoren – Algemene werking
Ivan Maesen
5
Sensoren – Algemene werking
Ivan Maesen
6
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Foto Siemens
Ivan Maesen
7
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Detectie van blik
en deksel
Foto Siemens
Ivan Maesen
8
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Controle van afbreken van
boorkop
Foto Siemens
Ivan Maesen
9
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Positionering en controle
draaizin
Foto Siemens
Ivan Maesen
10
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Standdetectie van een
klep
Foto Siemens
Ivan Maesen
11
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
oscillator
gelijkrichtier
smitt-trigger
versterker
spoel
Ivan Maesen
12
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Warmteontwikkeling
Ivan Maesen
Amplitude
kleiner
13
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Foto Siemens
Ivan Maesen
14
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Detectie vulniveau in
silo
Foto Siemens
Ivan Maesen
15
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Detectie van vulling
van brik
Foto Siemens
Ivan Maesen
16
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Het sensorvlak vormt een condensator. De lucht is het
diëlektricum.
C
A
d
Ivan Maesen
17
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Een niet-metalen object in het detectieveld: de
diëlektrische constante van de middenstof verandert.
C verandert
Ivan Maesen
18
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
De capaciteit wordt bepaald door het diëlektricum en de
afstand d tussen te platen.
C
A
d
Ivan Maesen
19
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Bij een elektrische geleidend object verkleint de afstand
tussen de platen.
C verandert
Ivan Maesen
20
Sensoren – Werking van de optische sensor
Ivan Maesen
21
Sensoren – Werking van de optische sensor
impulsgenerator (modulator)
IR of laser-LED
lichtgevoelige transistor
synchronisatie, gelijkrichter (demodulator)
smitt-trigger
versterker
Ivan Maesen
22
Sensoren – Werking van de ultrasone sensor
Ivan Maesen
23
Sensoren
ultrasone sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Kwaliteitscontrole met
sonar
Foto Siemens
Ivan Maesen
24
Sensoren
ultrasone sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Hoogtemeting met sonar
Foto Siemens
Ivan Maesen
25
Sensoren
ultrasone sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Afstandsmeting met sonar
Foto Siemens
Ivan Maesen
26
Sensoren
ultrasone sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Controle op doorhangen
met sonar
Foto Siemens
Ivan Maesen
27
Sensoren
ultrasone sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Niveaumetingen
met sonar
Foto’s Siemens
Ivan Maesen
28
Sensoren – Werking van de ultrasone sensor
oscillator
gelijkrichtier
smitt-trigger
versterker
piëzo element (opwekken en verwerken geluidsgolven)
Ivan Maesen
29
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen volgens de vorm
Cilindrische sensoren
Balkvormige or rechthoekige sensoren
Ivan Maesen
30
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen vvolgens de vorm
Speciale vormen:
• vork of sleufsensoren,
• ringsensoren,
• …
Foto Turck
Ivan Maesen
31
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Materiaal van de behuizing (cilindrische sensoren)
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
32
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Maten van cilindrische sensoren
Schroefdraad: M 4, M6,5 M8, M12, M18, M30,
PG 36
Gladde uitvoering: Ø11, Ø20, Ø40
Maten van rechthoekige sensoren
Bouwvormen zie maatschetsen catalogie.
Foto Siemens
Ivan Maesen
33
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens aansluiting
• Sensoren met aansluitklemmen
• Aangegoten kabel zonder connector
• Aangegoten kabel met connector
• Sensoren met connnector
Ivan Maesen
34
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens de aansluiting
Aangegoten kabel
Sensoren met
aansluitklem
Ivan Maesen
35
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens aansluiting
Sensoren met connnector
Ivan Maesen
36
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens aansluiting
Sensoren met connector:
aansluitkabels
Ivan Maesen
37
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens aansluiting
Aansluitkabels en aansluitdozen voor sensoren
Foto Turck
Ivan Maesen
38
Sensoren – Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Foto Siemens
Ivan Maesen
39
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger afzonderlijk (directe scan, thru scan)
Groot detectiebereik (tientallen meters)
Geen doorschijnende materialen detecteren
Ivan Maesen
40
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger afzonderlijk (directe scan, thru scan)
Foto Siemens
Ivan Maesen
41
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger afzonderlijk – spiegeling
(specular)
Detecteren van spiegelende opbjecten
Ivan Maesen
42
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, met reflector
(Retroreflex - retroreflective)
Geen glimmende, spiegelende, doorzichtige voorwerpen
Detectieafstand : ca. 5 m
Ivan Maesen
43
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, met reflector
(Retroreflex - retroreflective)
Ivan Maesen
44
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, met reflector
(Retroreflex - retroreflective)
Foto Siemens
Ivan Maesen
45
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Foto’s Siemens
Ivan Maesen
46
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, met reflector
(Polarisatie - polarized)
Wel glimmende, spiegelende, doorzichtige voorwerpen
Detectieafstand : ca. 3 m
Ivan Maesen
47
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Gepolariseerd licht
Spiegelend voorwerp
Ivan Maesen
48
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, objectreflectie
(strooing – diffuse)
Voorwerpen met mat en ruw oppervlak kunnen gedetecteerd worden
Detectieafstand : enkele tientallen centimeters
Ivan Maesen
49
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, objectreflectie
(strooing – diffuse)
Foto Siemens
Ivan Maesen
50
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, objectreflectie focuspunt (convergent)
Preciesiedetectie, achtergrond geen invloed
Detectieafstand : enkele tientallen centimeters
Ivan Maesen
51
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger afzonderlijk, met glasvezels
Ivan Maesen
52
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, objectreflectie,
met glasvezels
Ivan Maesen
53
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Foto Siemens
Ivan Maesen
54
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Lichtgordijn
Multi beam safety senor
Ivan Maesen
55
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Nominale schakelafstand Sn
Afstand waarbij de sensor schakelt
• Genormalisseerd meetobject
• Nominale spanning
• Nominale temperatuur
Ivan Maesen
56
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Werkelijke schakelafstand
Rekening houden met:
• Werkelijke temperatuur
• Nabijheid andere sensoren
• Soort materiaal
• Afmetingen object
• Kleur (optische sensoren)
• …
Ivan Maesen
57
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Werkelijke schakelafstand
Correctiefactoren inductieve schakelaar
- staal
1
- CrNi
0,85
- Al
0,50
- Cu
0,45
- ….
Ivan Maesen
58
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Werkelijke schakelafstand
Correctiefactoren capacitieve schakelaar:
- Staal
1
- Al
0,95
- Cu
0,95
- H2O
0,64
- Plexiglas
0,20
-…
Ivan Maesen
59
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Schakelfrequentie
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.
Ivan Maesen
60
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Uitgangsbelasing
De stroom die de sensor kan schakelen,
uitgedrukt in mA.
Ivan Maesen
61
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Afgeschermde (shielded) en niet-afgeschermde
(unshielded) senoren
Ivan Maesen
62
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Niet-afgeschermde senoren
Kop niet afgeschermd, uit kunststof
Grotere detectieafstand
Inbouwen geeft problemen
Ivan Maesen
Foto Siemens
63
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Afgeschermde senoren
Volledig uit metaal (uitgezonderd detectievlak)
Kleinere detectieafstand
Ivan Maesen
64
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
65
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen inductieve sensoren
Ongevoelig voor trillingen
Geen contactdender
Geen onderhoud, geen slijtage
Kostprijs € 20 tot ca. € 50
Foto Siemens
Ivan Maesen
66
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen inductieve sensoren
Beperkingen
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.
Ivan Maesen
67
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
68
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
69
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen capacitieve sensoren
Beperkingen
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
Ivan Maesen
70
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
71
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen ultrasone sensoren
Beperkingen
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.
Ivan Maesen
72
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
73
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
74
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen optische sensoren
Beperkingen
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.
Ivan Maesen
75
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Rekening houden met:
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
76
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Draadkleur
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
77
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Driedraadse sensor PNP (capacitief)
Ivan Maesen
78
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Driedraadse sensor NPN (inductief)
Ivan Maesen
79
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Vierdraadse sensor PNP
Ivan Maesen
80
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Tweedraadse sensor DC (capacitief)
Ivan Maesen
81
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Tweedraadse NAMUR sensor DC (capacitief)
Ivan Maesen
82
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Tweedraadse sensor AC - NC (inductief)
Ivan Maesen
83
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Tweedraadse sensor AC - NO (inductief)
Ivan Maesen
84
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Vijfdraadse sensor AC (optisch)
Ivan Maesen
85
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Vijfdraadse sensor AC - NO (optisch)
Ivan Maesen
86
Sensoren – Testen van sensoren
Driedraadse sensoren
Als voorbeeld een sensor met PNP-uitgang
Het aansluitschema
Testen met V-meter – Je kunt uiteraard met de Vmeter ook over de belasting meten.
Ivan Maesen
87
Sensoren – Testen van sensoren
Tweedraadse
sensoren
Het aansluitschema
Testen met V-meter
Testen met A-meter
Ivan Maesen
88
Sensoren
Ivan Maesen
89
Slide 62
Installatiemethoden 6 ET
Foto Heidelberg
Ivan Maesen
1
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
2
Sensoren - Algemeen
Inductieve sensoren
Capacitieve sensoren
Optische sensoren
Magnetische sensoren
Ultrasone sensoren
Foto Turck
Ivan Maesen
3
Sensoren – Algemene werking
Ivan Maesen
4
Sensoren – Algemene werking
Ivan Maesen
5
Sensoren – Algemene werking
Ivan Maesen
6
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Foto Siemens
Ivan Maesen
7
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Detectie van blik
en deksel
Foto Siemens
Ivan Maesen
8
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Controle van afbreken van
boorkop
Foto Siemens
Ivan Maesen
9
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Positionering en controle
draaizin
Foto Siemens
Ivan Maesen
10
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Standdetectie van een
klep
Foto Siemens
Ivan Maesen
11
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
oscillator
gelijkrichtier
smitt-trigger
versterker
spoel
Ivan Maesen
12
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Warmteontwikkeling
Ivan Maesen
Amplitude
kleiner
13
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Foto Siemens
Ivan Maesen
14
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Detectie vulniveau in
silo
Foto Siemens
Ivan Maesen
15
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Detectie van vulling
van brik
Foto Siemens
Ivan Maesen
16
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Het sensorvlak vormt een condensator. De lucht is het
diëlektricum.
C
A
d
Ivan Maesen
17
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Een niet-metalen object in het detectieveld: de
diëlektrische constante van de middenstof verandert.
C verandert
Ivan Maesen
18
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
De capaciteit wordt bepaald door het diëlektricum en de
afstand d tussen te platen.
C
A
d
Ivan Maesen
19
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Bij een elektrische geleidend object verkleint de afstand
tussen de platen.
C verandert
Ivan Maesen
20
Sensoren – Werking van de optische sensor
Ivan Maesen
21
Sensoren – Werking van de optische sensor
impulsgenerator (modulator)
IR of laser-LED
lichtgevoelige transistor
synchronisatie, gelijkrichter (demodulator)
smitt-trigger
versterker
Ivan Maesen
22
Sensoren – Werking van de ultrasone sensor
Ivan Maesen
23
Sensoren
ultrasone sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Kwaliteitscontrole met
sonar
Foto Siemens
Ivan Maesen
24
Sensoren
ultrasone sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Hoogtemeting met sonar
Foto Siemens
Ivan Maesen
25
Sensoren
ultrasone sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Afstandsmeting met sonar
Foto Siemens
Ivan Maesen
26
Sensoren
ultrasone sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Controle op doorhangen
met sonar
Foto Siemens
Ivan Maesen
27
Sensoren
ultrasone sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Niveaumetingen
met sonar
Foto’s Siemens
Ivan Maesen
28
Sensoren – Werking van de ultrasone sensor
oscillator
gelijkrichtier
smitt-trigger
versterker
piëzo element (opwekken en verwerken geluidsgolven)
Ivan Maesen
29
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen volgens de vorm
Cilindrische sensoren
Balkvormige or rechthoekige sensoren
Ivan Maesen
30
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen vvolgens de vorm
Speciale vormen:
• vork of sleufsensoren,
• ringsensoren,
• …
Foto Turck
Ivan Maesen
31
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Materiaal van de behuizing (cilindrische sensoren)
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
32
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Maten van cilindrische sensoren
Schroefdraad: M 4, M6,5 M8, M12, M18, M30,
PG 36
Gladde uitvoering: Ø11, Ø20, Ø40
Maten van rechthoekige sensoren
Bouwvormen zie maatschetsen catalogie.
Foto Siemens
Ivan Maesen
33
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens aansluiting
• Sensoren met aansluitklemmen
• Aangegoten kabel zonder connector
• Aangegoten kabel met connector
• Sensoren met connnector
Ivan Maesen
34
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens de aansluiting
Aangegoten kabel
Sensoren met
aansluitklem
Ivan Maesen
35
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens aansluiting
Sensoren met connnector
Ivan Maesen
36
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens aansluiting
Sensoren met connector:
aansluitkabels
Ivan Maesen
37
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens aansluiting
Aansluitkabels en aansluitdozen voor sensoren
Foto Turck
Ivan Maesen
38
Sensoren – Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Foto Siemens
Ivan Maesen
39
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger afzonderlijk (directe scan, thru scan)
Groot detectiebereik (tientallen meters)
Geen doorschijnende materialen detecteren
Ivan Maesen
40
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger afzonderlijk (directe scan, thru scan)
Foto Siemens
Ivan Maesen
41
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger afzonderlijk – spiegeling
(specular)
Detecteren van spiegelende opbjecten
Ivan Maesen
42
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, met reflector
(Retroreflex - retroreflective)
Geen glimmende, spiegelende, doorzichtige voorwerpen
Detectieafstand : ca. 5 m
Ivan Maesen
43
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, met reflector
(Retroreflex - retroreflective)
Ivan Maesen
44
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, met reflector
(Retroreflex - retroreflective)
Foto Siemens
Ivan Maesen
45
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Foto’s Siemens
Ivan Maesen
46
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, met reflector
(Polarisatie - polarized)
Wel glimmende, spiegelende, doorzichtige voorwerpen
Detectieafstand : ca. 3 m
Ivan Maesen
47
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Gepolariseerd licht
Spiegelend voorwerp
Ivan Maesen
48
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, objectreflectie
(strooing – diffuse)
Voorwerpen met mat en ruw oppervlak kunnen gedetecteerd worden
Detectieafstand : enkele tientallen centimeters
Ivan Maesen
49
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, objectreflectie
(strooing – diffuse)
Foto Siemens
Ivan Maesen
50
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, objectreflectie focuspunt (convergent)
Preciesiedetectie, achtergrond geen invloed
Detectieafstand : enkele tientallen centimeters
Ivan Maesen
51
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger afzonderlijk, met glasvezels
Ivan Maesen
52
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, objectreflectie,
met glasvezels
Ivan Maesen
53
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Foto Siemens
Ivan Maesen
54
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Lichtgordijn
Multi beam safety senor
Ivan Maesen
55
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Nominale schakelafstand Sn
Afstand waarbij de sensor schakelt
• Genormalisseerd meetobject
• Nominale spanning
• Nominale temperatuur
Ivan Maesen
56
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Werkelijke schakelafstand
Rekening houden met:
• Werkelijke temperatuur
• Nabijheid andere sensoren
• Soort materiaal
• Afmetingen object
• Kleur (optische sensoren)
• …
Ivan Maesen
57
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Werkelijke schakelafstand
Correctiefactoren inductieve schakelaar
- staal
1
- CrNi
0,85
- Al
0,50
- Cu
0,45
- ….
Ivan Maesen
58
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Werkelijke schakelafstand
Correctiefactoren capacitieve schakelaar:
- Staal
1
- Al
0,95
- Cu
0,95
- H2O
0,64
- Plexiglas
0,20
-…
Ivan Maesen
59
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Schakelfrequentie
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.
Ivan Maesen
60
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Uitgangsbelasing
De stroom die de sensor kan schakelen,
uitgedrukt in mA.
Ivan Maesen
61
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Afgeschermde (shielded) en niet-afgeschermde
(unshielded) senoren
Ivan Maesen
62
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Niet-afgeschermde senoren
Kop niet afgeschermd, uit kunststof
Grotere detectieafstand
Inbouwen geeft problemen
Ivan Maesen
Foto Siemens
63
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Afgeschermde senoren
Volledig uit metaal (uitgezonderd detectievlak)
Kleinere detectieafstand
Ivan Maesen
64
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
65
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen inductieve sensoren
Ongevoelig voor trillingen
Geen contactdender
Geen onderhoud, geen slijtage
Kostprijs € 20 tot ca. € 50
Foto Siemens
Ivan Maesen
66
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen inductieve sensoren
Beperkingen
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.
Ivan Maesen
67
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
68
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
69
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen capacitieve sensoren
Beperkingen
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
Ivan Maesen
70
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
71
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen ultrasone sensoren
Beperkingen
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.
Ivan Maesen
72
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
73
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
74
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen optische sensoren
Beperkingen
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.
Ivan Maesen
75
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Rekening houden met:
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
76
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Draadkleur
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
77
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Driedraadse sensor PNP (capacitief)
Ivan Maesen
78
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Driedraadse sensor NPN (inductief)
Ivan Maesen
79
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Vierdraadse sensor PNP
Ivan Maesen
80
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Tweedraadse sensor DC (capacitief)
Ivan Maesen
81
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Tweedraadse NAMUR sensor DC (capacitief)
Ivan Maesen
82
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Tweedraadse sensor AC - NC (inductief)
Ivan Maesen
83
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Tweedraadse sensor AC - NO (inductief)
Ivan Maesen
84
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Vijfdraadse sensor AC (optisch)
Ivan Maesen
85
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Vijfdraadse sensor AC - NO (optisch)
Ivan Maesen
86
Sensoren – Testen van sensoren
Driedraadse sensoren
Als voorbeeld een sensor met PNP-uitgang
Het aansluitschema
Testen met V-meter – Je kunt uiteraard met de Vmeter ook over de belasting meten.
Ivan Maesen
87
Sensoren – Testen van sensoren
Tweedraadse
sensoren
Het aansluitschema
Testen met V-meter
Testen met A-meter
Ivan Maesen
88
Sensoren
Ivan Maesen
89
Slide 63
Installatiemethoden 6 ET
Foto Heidelberg
Ivan Maesen
1
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
2
Sensoren - Algemeen
Inductieve sensoren
Capacitieve sensoren
Optische sensoren
Magnetische sensoren
Ultrasone sensoren
Foto Turck
Ivan Maesen
3
Sensoren – Algemene werking
Ivan Maesen
4
Sensoren – Algemene werking
Ivan Maesen
5
Sensoren – Algemene werking
Ivan Maesen
6
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Foto Siemens
Ivan Maesen
7
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Detectie van blik
en deksel
Foto Siemens
Ivan Maesen
8
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Controle van afbreken van
boorkop
Foto Siemens
Ivan Maesen
9
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Positionering en controle
draaizin
Foto Siemens
Ivan Maesen
10
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Standdetectie van een
klep
Foto Siemens
Ivan Maesen
11
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
oscillator
gelijkrichtier
smitt-trigger
versterker
spoel
Ivan Maesen
12
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Warmteontwikkeling
Ivan Maesen
Amplitude
kleiner
13
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Foto Siemens
Ivan Maesen
14
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Detectie vulniveau in
silo
Foto Siemens
Ivan Maesen
15
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Detectie van vulling
van brik
Foto Siemens
Ivan Maesen
16
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Het sensorvlak vormt een condensator. De lucht is het
diëlektricum.
C
A
d
Ivan Maesen
17
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Een niet-metalen object in het detectieveld: de
diëlektrische constante van de middenstof verandert.
C verandert
Ivan Maesen
18
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
De capaciteit wordt bepaald door het diëlektricum en de
afstand d tussen te platen.
C
A
d
Ivan Maesen
19
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Bij een elektrische geleidend object verkleint de afstand
tussen de platen.
C verandert
Ivan Maesen
20
Sensoren – Werking van de optische sensor
Ivan Maesen
21
Sensoren – Werking van de optische sensor
impulsgenerator (modulator)
IR of laser-LED
lichtgevoelige transistor
synchronisatie, gelijkrichter (demodulator)
smitt-trigger
versterker
Ivan Maesen
22
Sensoren – Werking van de ultrasone sensor
Ivan Maesen
23
Sensoren
ultrasone sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Kwaliteitscontrole met
sonar
Foto Siemens
Ivan Maesen
24
Sensoren
ultrasone sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Hoogtemeting met sonar
Foto Siemens
Ivan Maesen
25
Sensoren
ultrasone sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Afstandsmeting met sonar
Foto Siemens
Ivan Maesen
26
Sensoren
ultrasone sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Controle op doorhangen
met sonar
Foto Siemens
Ivan Maesen
27
Sensoren
ultrasone sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Niveaumetingen
met sonar
Foto’s Siemens
Ivan Maesen
28
Sensoren – Werking van de ultrasone sensor
oscillator
gelijkrichtier
smitt-trigger
versterker
piëzo element (opwekken en verwerken geluidsgolven)
Ivan Maesen
29
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen volgens de vorm
Cilindrische sensoren
Balkvormige or rechthoekige sensoren
Ivan Maesen
30
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen vvolgens de vorm
Speciale vormen:
• vork of sleufsensoren,
• ringsensoren,
• …
Foto Turck
Ivan Maesen
31
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Materiaal van de behuizing (cilindrische sensoren)
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
32
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Maten van cilindrische sensoren
Schroefdraad: M 4, M6,5 M8, M12, M18, M30,
PG 36
Gladde uitvoering: Ø11, Ø20, Ø40
Maten van rechthoekige sensoren
Bouwvormen zie maatschetsen catalogie.
Foto Siemens
Ivan Maesen
33
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens aansluiting
• Sensoren met aansluitklemmen
• Aangegoten kabel zonder connector
• Aangegoten kabel met connector
• Sensoren met connnector
Ivan Maesen
34
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens de aansluiting
Aangegoten kabel
Sensoren met
aansluitklem
Ivan Maesen
35
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens aansluiting
Sensoren met connnector
Ivan Maesen
36
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens aansluiting
Sensoren met connector:
aansluitkabels
Ivan Maesen
37
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens aansluiting
Aansluitkabels en aansluitdozen voor sensoren
Foto Turck
Ivan Maesen
38
Sensoren – Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Foto Siemens
Ivan Maesen
39
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger afzonderlijk (directe scan, thru scan)
Groot detectiebereik (tientallen meters)
Geen doorschijnende materialen detecteren
Ivan Maesen
40
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger afzonderlijk (directe scan, thru scan)
Foto Siemens
Ivan Maesen
41
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger afzonderlijk – spiegeling
(specular)
Detecteren van spiegelende opbjecten
Ivan Maesen
42
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, met reflector
(Retroreflex - retroreflective)
Geen glimmende, spiegelende, doorzichtige voorwerpen
Detectieafstand : ca. 5 m
Ivan Maesen
43
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, met reflector
(Retroreflex - retroreflective)
Ivan Maesen
44
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, met reflector
(Retroreflex - retroreflective)
Foto Siemens
Ivan Maesen
45
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Foto’s Siemens
Ivan Maesen
46
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, met reflector
(Polarisatie - polarized)
Wel glimmende, spiegelende, doorzichtige voorwerpen
Detectieafstand : ca. 3 m
Ivan Maesen
47
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Gepolariseerd licht
Spiegelend voorwerp
Ivan Maesen
48
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, objectreflectie
(strooing – diffuse)
Voorwerpen met mat en ruw oppervlak kunnen gedetecteerd worden
Detectieafstand : enkele tientallen centimeters
Ivan Maesen
49
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, objectreflectie
(strooing – diffuse)
Foto Siemens
Ivan Maesen
50
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, objectreflectie focuspunt (convergent)
Preciesiedetectie, achtergrond geen invloed
Detectieafstand : enkele tientallen centimeters
Ivan Maesen
51
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger afzonderlijk, met glasvezels
Ivan Maesen
52
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, objectreflectie,
met glasvezels
Ivan Maesen
53
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Foto Siemens
Ivan Maesen
54
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Lichtgordijn
Multi beam safety senor
Ivan Maesen
55
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Nominale schakelafstand Sn
Afstand waarbij de sensor schakelt
• Genormalisseerd meetobject
• Nominale spanning
• Nominale temperatuur
Ivan Maesen
56
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Werkelijke schakelafstand
Rekening houden met:
• Werkelijke temperatuur
• Nabijheid andere sensoren
• Soort materiaal
• Afmetingen object
• Kleur (optische sensoren)
• …
Ivan Maesen
57
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Werkelijke schakelafstand
Correctiefactoren inductieve schakelaar
- staal
1
- CrNi
0,85
- Al
0,50
- Cu
0,45
- ….
Ivan Maesen
58
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Werkelijke schakelafstand
Correctiefactoren capacitieve schakelaar:
- Staal
1
- Al
0,95
- Cu
0,95
- H2O
0,64
- Plexiglas
0,20
-…
Ivan Maesen
59
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Schakelfrequentie
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.
Ivan Maesen
60
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Uitgangsbelasing
De stroom die de sensor kan schakelen,
uitgedrukt in mA.
Ivan Maesen
61
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Afgeschermde (shielded) en niet-afgeschermde
(unshielded) senoren
Ivan Maesen
62
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Niet-afgeschermde senoren
Kop niet afgeschermd, uit kunststof
Grotere detectieafstand
Inbouwen geeft problemen
Ivan Maesen
Foto Siemens
63
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Afgeschermde senoren
Volledig uit metaal (uitgezonderd detectievlak)
Kleinere detectieafstand
Ivan Maesen
64
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
65
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen inductieve sensoren
Ongevoelig voor trillingen
Geen contactdender
Geen onderhoud, geen slijtage
Kostprijs € 20 tot ca. € 50
Foto Siemens
Ivan Maesen
66
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen inductieve sensoren
Beperkingen
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.
Ivan Maesen
67
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
68
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
69
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen capacitieve sensoren
Beperkingen
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
Ivan Maesen
70
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
71
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen ultrasone sensoren
Beperkingen
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.
Ivan Maesen
72
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
73
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
74
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen optische sensoren
Beperkingen
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.
Ivan Maesen
75
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Rekening houden met:
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
76
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Draadkleur
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
77
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Driedraadse sensor PNP (capacitief)
Ivan Maesen
78
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Driedraadse sensor NPN (inductief)
Ivan Maesen
79
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Vierdraadse sensor PNP
Ivan Maesen
80
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Tweedraadse sensor DC (capacitief)
Ivan Maesen
81
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Tweedraadse NAMUR sensor DC (capacitief)
Ivan Maesen
82
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Tweedraadse sensor AC - NC (inductief)
Ivan Maesen
83
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Tweedraadse sensor AC - NO (inductief)
Ivan Maesen
84
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Vijfdraadse sensor AC (optisch)
Ivan Maesen
85
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Vijfdraadse sensor AC - NO (optisch)
Ivan Maesen
86
Sensoren – Testen van sensoren
Driedraadse sensoren
Als voorbeeld een sensor met PNP-uitgang
Het aansluitschema
Testen met V-meter – Je kunt uiteraard met de Vmeter ook over de belasting meten.
Ivan Maesen
87
Sensoren – Testen van sensoren
Tweedraadse
sensoren
Het aansluitschema
Testen met V-meter
Testen met A-meter
Ivan Maesen
88
Sensoren
Ivan Maesen
89
Slide 64
Installatiemethoden 6 ET
Foto Heidelberg
Ivan Maesen
1
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
2
Sensoren - Algemeen
Inductieve sensoren
Capacitieve sensoren
Optische sensoren
Magnetische sensoren
Ultrasone sensoren
Foto Turck
Ivan Maesen
3
Sensoren – Algemene werking
Ivan Maesen
4
Sensoren – Algemene werking
Ivan Maesen
5
Sensoren – Algemene werking
Ivan Maesen
6
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Foto Siemens
Ivan Maesen
7
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Detectie van blik
en deksel
Foto Siemens
Ivan Maesen
8
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Controle van afbreken van
boorkop
Foto Siemens
Ivan Maesen
9
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Positionering en controle
draaizin
Foto Siemens
Ivan Maesen
10
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Standdetectie van een
klep
Foto Siemens
Ivan Maesen
11
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
oscillator
gelijkrichtier
smitt-trigger
versterker
spoel
Ivan Maesen
12
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Warmteontwikkeling
Ivan Maesen
Amplitude
kleiner
13
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Foto Siemens
Ivan Maesen
14
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Detectie vulniveau in
silo
Foto Siemens
Ivan Maesen
15
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Detectie van vulling
van brik
Foto Siemens
Ivan Maesen
16
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Het sensorvlak vormt een condensator. De lucht is het
diëlektricum.
C
A
d
Ivan Maesen
17
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Een niet-metalen object in het detectieveld: de
diëlektrische constante van de middenstof verandert.
C verandert
Ivan Maesen
18
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
De capaciteit wordt bepaald door het diëlektricum en de
afstand d tussen te platen.
C
A
d
Ivan Maesen
19
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Bij een elektrische geleidend object verkleint de afstand
tussen de platen.
C verandert
Ivan Maesen
20
Sensoren – Werking van de optische sensor
Ivan Maesen
21
Sensoren – Werking van de optische sensor
impulsgenerator (modulator)
IR of laser-LED
lichtgevoelige transistor
synchronisatie, gelijkrichter (demodulator)
smitt-trigger
versterker
Ivan Maesen
22
Sensoren – Werking van de ultrasone sensor
Ivan Maesen
23
Sensoren
ultrasone sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Kwaliteitscontrole met
sonar
Foto Siemens
Ivan Maesen
24
Sensoren
ultrasone sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Hoogtemeting met sonar
Foto Siemens
Ivan Maesen
25
Sensoren
ultrasone sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Afstandsmeting met sonar
Foto Siemens
Ivan Maesen
26
Sensoren
ultrasone sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Controle op doorhangen
met sonar
Foto Siemens
Ivan Maesen
27
Sensoren
ultrasone sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Niveaumetingen
met sonar
Foto’s Siemens
Ivan Maesen
28
Sensoren – Werking van de ultrasone sensor
oscillator
gelijkrichtier
smitt-trigger
versterker
piëzo element (opwekken en verwerken geluidsgolven)
Ivan Maesen
29
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen volgens de vorm
Cilindrische sensoren
Balkvormige or rechthoekige sensoren
Ivan Maesen
30
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen vvolgens de vorm
Speciale vormen:
• vork of sleufsensoren,
• ringsensoren,
• …
Foto Turck
Ivan Maesen
31
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Materiaal van de behuizing (cilindrische sensoren)
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
32
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Maten van cilindrische sensoren
Schroefdraad: M 4, M6,5 M8, M12, M18, M30,
PG 36
Gladde uitvoering: Ø11, Ø20, Ø40
Maten van rechthoekige sensoren
Bouwvormen zie maatschetsen catalogie.
Foto Siemens
Ivan Maesen
33
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens aansluiting
• Sensoren met aansluitklemmen
• Aangegoten kabel zonder connector
• Aangegoten kabel met connector
• Sensoren met connnector
Ivan Maesen
34
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens de aansluiting
Aangegoten kabel
Sensoren met
aansluitklem
Ivan Maesen
35
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens aansluiting
Sensoren met connnector
Ivan Maesen
36
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens aansluiting
Sensoren met connector:
aansluitkabels
Ivan Maesen
37
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens aansluiting
Aansluitkabels en aansluitdozen voor sensoren
Foto Turck
Ivan Maesen
38
Sensoren – Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Foto Siemens
Ivan Maesen
39
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger afzonderlijk (directe scan, thru scan)
Groot detectiebereik (tientallen meters)
Geen doorschijnende materialen detecteren
Ivan Maesen
40
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger afzonderlijk (directe scan, thru scan)
Foto Siemens
Ivan Maesen
41
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger afzonderlijk – spiegeling
(specular)
Detecteren van spiegelende opbjecten
Ivan Maesen
42
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, met reflector
(Retroreflex - retroreflective)
Geen glimmende, spiegelende, doorzichtige voorwerpen
Detectieafstand : ca. 5 m
Ivan Maesen
43
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, met reflector
(Retroreflex - retroreflective)
Ivan Maesen
44
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, met reflector
(Retroreflex - retroreflective)
Foto Siemens
Ivan Maesen
45
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Foto’s Siemens
Ivan Maesen
46
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, met reflector
(Polarisatie - polarized)
Wel glimmende, spiegelende, doorzichtige voorwerpen
Detectieafstand : ca. 3 m
Ivan Maesen
47
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Gepolariseerd licht
Spiegelend voorwerp
Ivan Maesen
48
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, objectreflectie
(strooing – diffuse)
Voorwerpen met mat en ruw oppervlak kunnen gedetecteerd worden
Detectieafstand : enkele tientallen centimeters
Ivan Maesen
49
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, objectreflectie
(strooing – diffuse)
Foto Siemens
Ivan Maesen
50
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, objectreflectie focuspunt (convergent)
Preciesiedetectie, achtergrond geen invloed
Detectieafstand : enkele tientallen centimeters
Ivan Maesen
51
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger afzonderlijk, met glasvezels
Ivan Maesen
52
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, objectreflectie,
met glasvezels
Ivan Maesen
53
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Foto Siemens
Ivan Maesen
54
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Lichtgordijn
Multi beam safety senor
Ivan Maesen
55
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Nominale schakelafstand Sn
Afstand waarbij de sensor schakelt
• Genormalisseerd meetobject
• Nominale spanning
• Nominale temperatuur
Ivan Maesen
56
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Werkelijke schakelafstand
Rekening houden met:
• Werkelijke temperatuur
• Nabijheid andere sensoren
• Soort materiaal
• Afmetingen object
• Kleur (optische sensoren)
• …
Ivan Maesen
57
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Werkelijke schakelafstand
Correctiefactoren inductieve schakelaar
- staal
1
- CrNi
0,85
- Al
0,50
- Cu
0,45
- ….
Ivan Maesen
58
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Werkelijke schakelafstand
Correctiefactoren capacitieve schakelaar:
- Staal
1
- Al
0,95
- Cu
0,95
- H2O
0,64
- Plexiglas
0,20
-…
Ivan Maesen
59
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Schakelfrequentie
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.
Ivan Maesen
60
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Uitgangsbelasing
De stroom die de sensor kan schakelen,
uitgedrukt in mA.
Ivan Maesen
61
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Afgeschermde (shielded) en niet-afgeschermde
(unshielded) senoren
Ivan Maesen
62
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Niet-afgeschermde senoren
Kop niet afgeschermd, uit kunststof
Grotere detectieafstand
Inbouwen geeft problemen
Ivan Maesen
Foto Siemens
63
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Afgeschermde senoren
Volledig uit metaal (uitgezonderd detectievlak)
Kleinere detectieafstand
Ivan Maesen
64
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
65
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen inductieve sensoren
Ongevoelig voor trillingen
Geen contactdender
Geen onderhoud, geen slijtage
Kostprijs € 20 tot ca. € 50
Foto Siemens
Ivan Maesen
66
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen inductieve sensoren
Beperkingen
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.
Ivan Maesen
67
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
68
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
69
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen capacitieve sensoren
Beperkingen
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
Ivan Maesen
70
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
71
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen ultrasone sensoren
Beperkingen
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.
Ivan Maesen
72
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
73
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
74
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen optische sensoren
Beperkingen
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.
Ivan Maesen
75
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Rekening houden met:
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
76
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Draadkleur
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
77
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Driedraadse sensor PNP (capacitief)
Ivan Maesen
78
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Driedraadse sensor NPN (inductief)
Ivan Maesen
79
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Vierdraadse sensor PNP
Ivan Maesen
80
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Tweedraadse sensor DC (capacitief)
Ivan Maesen
81
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Tweedraadse NAMUR sensor DC (capacitief)
Ivan Maesen
82
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Tweedraadse sensor AC - NC (inductief)
Ivan Maesen
83
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Tweedraadse sensor AC - NO (inductief)
Ivan Maesen
84
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Vijfdraadse sensor AC (optisch)
Ivan Maesen
85
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Vijfdraadse sensor AC - NO (optisch)
Ivan Maesen
86
Sensoren – Testen van sensoren
Driedraadse sensoren
Als voorbeeld een sensor met PNP-uitgang
Het aansluitschema
Testen met V-meter – Je kunt uiteraard met de Vmeter ook over de belasting meten.
Ivan Maesen
87
Sensoren – Testen van sensoren
Tweedraadse
sensoren
Het aansluitschema
Testen met V-meter
Testen met A-meter
Ivan Maesen
88
Sensoren
Ivan Maesen
89
Slide 65
Installatiemethoden 6 ET
Foto Heidelberg
Ivan Maesen
1
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
2
Sensoren - Algemeen
Inductieve sensoren
Capacitieve sensoren
Optische sensoren
Magnetische sensoren
Ultrasone sensoren
Foto Turck
Ivan Maesen
3
Sensoren – Algemene werking
Ivan Maesen
4
Sensoren – Algemene werking
Ivan Maesen
5
Sensoren – Algemene werking
Ivan Maesen
6
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Foto Siemens
Ivan Maesen
7
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Detectie van blik
en deksel
Foto Siemens
Ivan Maesen
8
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Controle van afbreken van
boorkop
Foto Siemens
Ivan Maesen
9
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Positionering en controle
draaizin
Foto Siemens
Ivan Maesen
10
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Standdetectie van een
klep
Foto Siemens
Ivan Maesen
11
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
oscillator
gelijkrichtier
smitt-trigger
versterker
spoel
Ivan Maesen
12
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Warmteontwikkeling
Ivan Maesen
Amplitude
kleiner
13
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Foto Siemens
Ivan Maesen
14
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Detectie vulniveau in
silo
Foto Siemens
Ivan Maesen
15
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Detectie van vulling
van brik
Foto Siemens
Ivan Maesen
16
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Het sensorvlak vormt een condensator. De lucht is het
diëlektricum.
C
A
d
Ivan Maesen
17
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Een niet-metalen object in het detectieveld: de
diëlektrische constante van de middenstof verandert.
C verandert
Ivan Maesen
18
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
De capaciteit wordt bepaald door het diëlektricum en de
afstand d tussen te platen.
C
A
d
Ivan Maesen
19
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Bij een elektrische geleidend object verkleint de afstand
tussen de platen.
C verandert
Ivan Maesen
20
Sensoren – Werking van de optische sensor
Ivan Maesen
21
Sensoren – Werking van de optische sensor
impulsgenerator (modulator)
IR of laser-LED
lichtgevoelige transistor
synchronisatie, gelijkrichter (demodulator)
smitt-trigger
versterker
Ivan Maesen
22
Sensoren – Werking van de ultrasone sensor
Ivan Maesen
23
Sensoren
ultrasone sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Kwaliteitscontrole met
sonar
Foto Siemens
Ivan Maesen
24
Sensoren
ultrasone sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Hoogtemeting met sonar
Foto Siemens
Ivan Maesen
25
Sensoren
ultrasone sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Afstandsmeting met sonar
Foto Siemens
Ivan Maesen
26
Sensoren
ultrasone sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Controle op doorhangen
met sonar
Foto Siemens
Ivan Maesen
27
Sensoren
ultrasone sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Niveaumetingen
met sonar
Foto’s Siemens
Ivan Maesen
28
Sensoren – Werking van de ultrasone sensor
oscillator
gelijkrichtier
smitt-trigger
versterker
piëzo element (opwekken en verwerken geluidsgolven)
Ivan Maesen
29
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen volgens de vorm
Cilindrische sensoren
Balkvormige or rechthoekige sensoren
Ivan Maesen
30
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen vvolgens de vorm
Speciale vormen:
• vork of sleufsensoren,
• ringsensoren,
• …
Foto Turck
Ivan Maesen
31
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Materiaal van de behuizing (cilindrische sensoren)
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
32
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Maten van cilindrische sensoren
Schroefdraad: M 4, M6,5 M8, M12, M18, M30,
PG 36
Gladde uitvoering: Ø11, Ø20, Ø40
Maten van rechthoekige sensoren
Bouwvormen zie maatschetsen catalogie.
Foto Siemens
Ivan Maesen
33
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens aansluiting
• Sensoren met aansluitklemmen
• Aangegoten kabel zonder connector
• Aangegoten kabel met connector
• Sensoren met connnector
Ivan Maesen
34
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens de aansluiting
Aangegoten kabel
Sensoren met
aansluitklem
Ivan Maesen
35
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens aansluiting
Sensoren met connnector
Ivan Maesen
36
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens aansluiting
Sensoren met connector:
aansluitkabels
Ivan Maesen
37
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens aansluiting
Aansluitkabels en aansluitdozen voor sensoren
Foto Turck
Ivan Maesen
38
Sensoren – Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Foto Siemens
Ivan Maesen
39
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger afzonderlijk (directe scan, thru scan)
Groot detectiebereik (tientallen meters)
Geen doorschijnende materialen detecteren
Ivan Maesen
40
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger afzonderlijk (directe scan, thru scan)
Foto Siemens
Ivan Maesen
41
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger afzonderlijk – spiegeling
(specular)
Detecteren van spiegelende opbjecten
Ivan Maesen
42
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, met reflector
(Retroreflex - retroreflective)
Geen glimmende, spiegelende, doorzichtige voorwerpen
Detectieafstand : ca. 5 m
Ivan Maesen
43
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, met reflector
(Retroreflex - retroreflective)
Ivan Maesen
44
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, met reflector
(Retroreflex - retroreflective)
Foto Siemens
Ivan Maesen
45
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Foto’s Siemens
Ivan Maesen
46
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, met reflector
(Polarisatie - polarized)
Wel glimmende, spiegelende, doorzichtige voorwerpen
Detectieafstand : ca. 3 m
Ivan Maesen
47
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Gepolariseerd licht
Spiegelend voorwerp
Ivan Maesen
48
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, objectreflectie
(strooing – diffuse)
Voorwerpen met mat en ruw oppervlak kunnen gedetecteerd worden
Detectieafstand : enkele tientallen centimeters
Ivan Maesen
49
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, objectreflectie
(strooing – diffuse)
Foto Siemens
Ivan Maesen
50
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, objectreflectie focuspunt (convergent)
Preciesiedetectie, achtergrond geen invloed
Detectieafstand : enkele tientallen centimeters
Ivan Maesen
51
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger afzonderlijk, met glasvezels
Ivan Maesen
52
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, objectreflectie,
met glasvezels
Ivan Maesen
53
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Foto Siemens
Ivan Maesen
54
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Lichtgordijn
Multi beam safety senor
Ivan Maesen
55
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Nominale schakelafstand Sn
Afstand waarbij de sensor schakelt
• Genormalisseerd meetobject
• Nominale spanning
• Nominale temperatuur
Ivan Maesen
56
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Werkelijke schakelafstand
Rekening houden met:
• Werkelijke temperatuur
• Nabijheid andere sensoren
• Soort materiaal
• Afmetingen object
• Kleur (optische sensoren)
• …
Ivan Maesen
57
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Werkelijke schakelafstand
Correctiefactoren inductieve schakelaar
- staal
1
- CrNi
0,85
- Al
0,50
- Cu
0,45
- ….
Ivan Maesen
58
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Werkelijke schakelafstand
Correctiefactoren capacitieve schakelaar:
- Staal
1
- Al
0,95
- Cu
0,95
- H2O
0,64
- Plexiglas
0,20
-…
Ivan Maesen
59
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Schakelfrequentie
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.
Ivan Maesen
60
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Uitgangsbelasing
De stroom die de sensor kan schakelen,
uitgedrukt in mA.
Ivan Maesen
61
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Afgeschermde (shielded) en niet-afgeschermde
(unshielded) senoren
Ivan Maesen
62
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Niet-afgeschermde senoren
Kop niet afgeschermd, uit kunststof
Grotere detectieafstand
Inbouwen geeft problemen
Ivan Maesen
Foto Siemens
63
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Afgeschermde senoren
Volledig uit metaal (uitgezonderd detectievlak)
Kleinere detectieafstand
Ivan Maesen
64
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
65
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen inductieve sensoren
Ongevoelig voor trillingen
Geen contactdender
Geen onderhoud, geen slijtage
Kostprijs € 20 tot ca. € 50
Foto Siemens
Ivan Maesen
66
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen inductieve sensoren
Beperkingen
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.
Ivan Maesen
67
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
68
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
69
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen capacitieve sensoren
Beperkingen
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
Ivan Maesen
70
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
71
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen ultrasone sensoren
Beperkingen
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.
Ivan Maesen
72
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
73
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
74
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen optische sensoren
Beperkingen
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.
Ivan Maesen
75
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Rekening houden met:
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
76
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Draadkleur
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
77
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Driedraadse sensor PNP (capacitief)
Ivan Maesen
78
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Driedraadse sensor NPN (inductief)
Ivan Maesen
79
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Vierdraadse sensor PNP
Ivan Maesen
80
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Tweedraadse sensor DC (capacitief)
Ivan Maesen
81
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Tweedraadse NAMUR sensor DC (capacitief)
Ivan Maesen
82
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Tweedraadse sensor AC - NC (inductief)
Ivan Maesen
83
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Tweedraadse sensor AC - NO (inductief)
Ivan Maesen
84
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Vijfdraadse sensor AC (optisch)
Ivan Maesen
85
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Vijfdraadse sensor AC - NO (optisch)
Ivan Maesen
86
Sensoren – Testen van sensoren
Driedraadse sensoren
Als voorbeeld een sensor met PNP-uitgang
Het aansluitschema
Testen met V-meter – Je kunt uiteraard met de Vmeter ook over de belasting meten.
Ivan Maesen
87
Sensoren – Testen van sensoren
Tweedraadse
sensoren
Het aansluitschema
Testen met V-meter
Testen met A-meter
Ivan Maesen
88
Sensoren
Ivan Maesen
89
Slide 66
Installatiemethoden 6 ET
Foto Heidelberg
Ivan Maesen
1
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
2
Sensoren - Algemeen
Inductieve sensoren
Capacitieve sensoren
Optische sensoren
Magnetische sensoren
Ultrasone sensoren
Foto Turck
Ivan Maesen
3
Sensoren – Algemene werking
Ivan Maesen
4
Sensoren – Algemene werking
Ivan Maesen
5
Sensoren – Algemene werking
Ivan Maesen
6
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Foto Siemens
Ivan Maesen
7
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Detectie van blik
en deksel
Foto Siemens
Ivan Maesen
8
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Controle van afbreken van
boorkop
Foto Siemens
Ivan Maesen
9
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Positionering en controle
draaizin
Foto Siemens
Ivan Maesen
10
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Standdetectie van een
klep
Foto Siemens
Ivan Maesen
11
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
oscillator
gelijkrichtier
smitt-trigger
versterker
spoel
Ivan Maesen
12
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Warmteontwikkeling
Ivan Maesen
Amplitude
kleiner
13
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Foto Siemens
Ivan Maesen
14
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Detectie vulniveau in
silo
Foto Siemens
Ivan Maesen
15
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Detectie van vulling
van brik
Foto Siemens
Ivan Maesen
16
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Het sensorvlak vormt een condensator. De lucht is het
diëlektricum.
C
A
d
Ivan Maesen
17
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Een niet-metalen object in het detectieveld: de
diëlektrische constante van de middenstof verandert.
C verandert
Ivan Maesen
18
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
De capaciteit wordt bepaald door het diëlektricum en de
afstand d tussen te platen.
C
A
d
Ivan Maesen
19
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Bij een elektrische geleidend object verkleint de afstand
tussen de platen.
C verandert
Ivan Maesen
20
Sensoren – Werking van de optische sensor
Ivan Maesen
21
Sensoren – Werking van de optische sensor
impulsgenerator (modulator)
IR of laser-LED
lichtgevoelige transistor
synchronisatie, gelijkrichter (demodulator)
smitt-trigger
versterker
Ivan Maesen
22
Sensoren – Werking van de ultrasone sensor
Ivan Maesen
23
Sensoren
ultrasone sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Kwaliteitscontrole met
sonar
Foto Siemens
Ivan Maesen
24
Sensoren
ultrasone sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Hoogtemeting met sonar
Foto Siemens
Ivan Maesen
25
Sensoren
ultrasone sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Afstandsmeting met sonar
Foto Siemens
Ivan Maesen
26
Sensoren
ultrasone sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Controle op doorhangen
met sonar
Foto Siemens
Ivan Maesen
27
Sensoren
ultrasone sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Niveaumetingen
met sonar
Foto’s Siemens
Ivan Maesen
28
Sensoren – Werking van de ultrasone sensor
oscillator
gelijkrichtier
smitt-trigger
versterker
piëzo element (opwekken en verwerken geluidsgolven)
Ivan Maesen
29
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen volgens de vorm
Cilindrische sensoren
Balkvormige or rechthoekige sensoren
Ivan Maesen
30
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen vvolgens de vorm
Speciale vormen:
• vork of sleufsensoren,
• ringsensoren,
• …
Foto Turck
Ivan Maesen
31
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Materiaal van de behuizing (cilindrische sensoren)
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
32
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Maten van cilindrische sensoren
Schroefdraad: M 4, M6,5 M8, M12, M18, M30,
PG 36
Gladde uitvoering: Ø11, Ø20, Ø40
Maten van rechthoekige sensoren
Bouwvormen zie maatschetsen catalogie.
Foto Siemens
Ivan Maesen
33
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens aansluiting
• Sensoren met aansluitklemmen
• Aangegoten kabel zonder connector
• Aangegoten kabel met connector
• Sensoren met connnector
Ivan Maesen
34
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens de aansluiting
Aangegoten kabel
Sensoren met
aansluitklem
Ivan Maesen
35
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens aansluiting
Sensoren met connnector
Ivan Maesen
36
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens aansluiting
Sensoren met connector:
aansluitkabels
Ivan Maesen
37
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens aansluiting
Aansluitkabels en aansluitdozen voor sensoren
Foto Turck
Ivan Maesen
38
Sensoren – Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Foto Siemens
Ivan Maesen
39
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger afzonderlijk (directe scan, thru scan)
Groot detectiebereik (tientallen meters)
Geen doorschijnende materialen detecteren
Ivan Maesen
40
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger afzonderlijk (directe scan, thru scan)
Foto Siemens
Ivan Maesen
41
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger afzonderlijk – spiegeling
(specular)
Detecteren van spiegelende opbjecten
Ivan Maesen
42
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, met reflector
(Retroreflex - retroreflective)
Geen glimmende, spiegelende, doorzichtige voorwerpen
Detectieafstand : ca. 5 m
Ivan Maesen
43
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, met reflector
(Retroreflex - retroreflective)
Ivan Maesen
44
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, met reflector
(Retroreflex - retroreflective)
Foto Siemens
Ivan Maesen
45
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Foto’s Siemens
Ivan Maesen
46
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, met reflector
(Polarisatie - polarized)
Wel glimmende, spiegelende, doorzichtige voorwerpen
Detectieafstand : ca. 3 m
Ivan Maesen
47
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Gepolariseerd licht
Spiegelend voorwerp
Ivan Maesen
48
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, objectreflectie
(strooing – diffuse)
Voorwerpen met mat en ruw oppervlak kunnen gedetecteerd worden
Detectieafstand : enkele tientallen centimeters
Ivan Maesen
49
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, objectreflectie
(strooing – diffuse)
Foto Siemens
Ivan Maesen
50
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, objectreflectie focuspunt (convergent)
Preciesiedetectie, achtergrond geen invloed
Detectieafstand : enkele tientallen centimeters
Ivan Maesen
51
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger afzonderlijk, met glasvezels
Ivan Maesen
52
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, objectreflectie,
met glasvezels
Ivan Maesen
53
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Foto Siemens
Ivan Maesen
54
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Lichtgordijn
Multi beam safety senor
Ivan Maesen
55
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Nominale schakelafstand Sn
Afstand waarbij de sensor schakelt
• Genormalisseerd meetobject
• Nominale spanning
• Nominale temperatuur
Ivan Maesen
56
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Werkelijke schakelafstand
Rekening houden met:
• Werkelijke temperatuur
• Nabijheid andere sensoren
• Soort materiaal
• Afmetingen object
• Kleur (optische sensoren)
• …
Ivan Maesen
57
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Werkelijke schakelafstand
Correctiefactoren inductieve schakelaar
- staal
1
- CrNi
0,85
- Al
0,50
- Cu
0,45
- ….
Ivan Maesen
58
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Werkelijke schakelafstand
Correctiefactoren capacitieve schakelaar:
- Staal
1
- Al
0,95
- Cu
0,95
- H2O
0,64
- Plexiglas
0,20
-…
Ivan Maesen
59
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Schakelfrequentie
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.
Ivan Maesen
60
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Uitgangsbelasing
De stroom die de sensor kan schakelen,
uitgedrukt in mA.
Ivan Maesen
61
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Afgeschermde (shielded) en niet-afgeschermde
(unshielded) senoren
Ivan Maesen
62
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Niet-afgeschermde senoren
Kop niet afgeschermd, uit kunststof
Grotere detectieafstand
Inbouwen geeft problemen
Ivan Maesen
Foto Siemens
63
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Afgeschermde senoren
Volledig uit metaal (uitgezonderd detectievlak)
Kleinere detectieafstand
Ivan Maesen
64
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
65
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen inductieve sensoren
Ongevoelig voor trillingen
Geen contactdender
Geen onderhoud, geen slijtage
Kostprijs € 20 tot ca. € 50
Foto Siemens
Ivan Maesen
66
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen inductieve sensoren
Beperkingen
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.
Ivan Maesen
67
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
68
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
69
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen capacitieve sensoren
Beperkingen
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
Ivan Maesen
70
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
71
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen ultrasone sensoren
Beperkingen
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.
Ivan Maesen
72
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
73
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
74
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen optische sensoren
Beperkingen
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.
Ivan Maesen
75
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Rekening houden met:
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
76
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Draadkleur
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
77
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Driedraadse sensor PNP (capacitief)
Ivan Maesen
78
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Driedraadse sensor NPN (inductief)
Ivan Maesen
79
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Vierdraadse sensor PNP
Ivan Maesen
80
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Tweedraadse sensor DC (capacitief)
Ivan Maesen
81
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Tweedraadse NAMUR sensor DC (capacitief)
Ivan Maesen
82
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Tweedraadse sensor AC - NC (inductief)
Ivan Maesen
83
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Tweedraadse sensor AC - NO (inductief)
Ivan Maesen
84
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Vijfdraadse sensor AC (optisch)
Ivan Maesen
85
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Vijfdraadse sensor AC - NO (optisch)
Ivan Maesen
86
Sensoren – Testen van sensoren
Driedraadse sensoren
Als voorbeeld een sensor met PNP-uitgang
Het aansluitschema
Testen met V-meter – Je kunt uiteraard met de Vmeter ook over de belasting meten.
Ivan Maesen
87
Sensoren – Testen van sensoren
Tweedraadse
sensoren
Het aansluitschema
Testen met V-meter
Testen met A-meter
Ivan Maesen
88
Sensoren
Ivan Maesen
89
Slide 67
Installatiemethoden 6 ET
Foto Heidelberg
Ivan Maesen
1
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
2
Sensoren - Algemeen
Inductieve sensoren
Capacitieve sensoren
Optische sensoren
Magnetische sensoren
Ultrasone sensoren
Foto Turck
Ivan Maesen
3
Sensoren – Algemene werking
Ivan Maesen
4
Sensoren – Algemene werking
Ivan Maesen
5
Sensoren – Algemene werking
Ivan Maesen
6
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Foto Siemens
Ivan Maesen
7
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Detectie van blik
en deksel
Foto Siemens
Ivan Maesen
8
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Controle van afbreken van
boorkop
Foto Siemens
Ivan Maesen
9
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Positionering en controle
draaizin
Foto Siemens
Ivan Maesen
10
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Standdetectie van een
klep
Foto Siemens
Ivan Maesen
11
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
oscillator
gelijkrichtier
smitt-trigger
versterker
spoel
Ivan Maesen
12
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Warmteontwikkeling
Ivan Maesen
Amplitude
kleiner
13
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Foto Siemens
Ivan Maesen
14
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Detectie vulniveau in
silo
Foto Siemens
Ivan Maesen
15
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Detectie van vulling
van brik
Foto Siemens
Ivan Maesen
16
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Het sensorvlak vormt een condensator. De lucht is het
diëlektricum.
C
A
d
Ivan Maesen
17
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Een niet-metalen object in het detectieveld: de
diëlektrische constante van de middenstof verandert.
C verandert
Ivan Maesen
18
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
De capaciteit wordt bepaald door het diëlektricum en de
afstand d tussen te platen.
C
A
d
Ivan Maesen
19
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Bij een elektrische geleidend object verkleint de afstand
tussen de platen.
C verandert
Ivan Maesen
20
Sensoren – Werking van de optische sensor
Ivan Maesen
21
Sensoren – Werking van de optische sensor
impulsgenerator (modulator)
IR of laser-LED
lichtgevoelige transistor
synchronisatie, gelijkrichter (demodulator)
smitt-trigger
versterker
Ivan Maesen
22
Sensoren – Werking van de ultrasone sensor
Ivan Maesen
23
Sensoren
ultrasone sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Kwaliteitscontrole met
sonar
Foto Siemens
Ivan Maesen
24
Sensoren
ultrasone sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Hoogtemeting met sonar
Foto Siemens
Ivan Maesen
25
Sensoren
ultrasone sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Afstandsmeting met sonar
Foto Siemens
Ivan Maesen
26
Sensoren
ultrasone sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Controle op doorhangen
met sonar
Foto Siemens
Ivan Maesen
27
Sensoren
ultrasone sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Niveaumetingen
met sonar
Foto’s Siemens
Ivan Maesen
28
Sensoren – Werking van de ultrasone sensor
oscillator
gelijkrichtier
smitt-trigger
versterker
piëzo element (opwekken en verwerken geluidsgolven)
Ivan Maesen
29
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen volgens de vorm
Cilindrische sensoren
Balkvormige or rechthoekige sensoren
Ivan Maesen
30
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen vvolgens de vorm
Speciale vormen:
• vork of sleufsensoren,
• ringsensoren,
• …
Foto Turck
Ivan Maesen
31
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Materiaal van de behuizing (cilindrische sensoren)
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
32
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Maten van cilindrische sensoren
Schroefdraad: M 4, M6,5 M8, M12, M18, M30,
PG 36
Gladde uitvoering: Ø11, Ø20, Ø40
Maten van rechthoekige sensoren
Bouwvormen zie maatschetsen catalogie.
Foto Siemens
Ivan Maesen
33
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens aansluiting
• Sensoren met aansluitklemmen
• Aangegoten kabel zonder connector
• Aangegoten kabel met connector
• Sensoren met connnector
Ivan Maesen
34
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens de aansluiting
Aangegoten kabel
Sensoren met
aansluitklem
Ivan Maesen
35
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens aansluiting
Sensoren met connnector
Ivan Maesen
36
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens aansluiting
Sensoren met connector:
aansluitkabels
Ivan Maesen
37
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens aansluiting
Aansluitkabels en aansluitdozen voor sensoren
Foto Turck
Ivan Maesen
38
Sensoren – Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Foto Siemens
Ivan Maesen
39
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger afzonderlijk (directe scan, thru scan)
Groot detectiebereik (tientallen meters)
Geen doorschijnende materialen detecteren
Ivan Maesen
40
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger afzonderlijk (directe scan, thru scan)
Foto Siemens
Ivan Maesen
41
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger afzonderlijk – spiegeling
(specular)
Detecteren van spiegelende opbjecten
Ivan Maesen
42
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, met reflector
(Retroreflex - retroreflective)
Geen glimmende, spiegelende, doorzichtige voorwerpen
Detectieafstand : ca. 5 m
Ivan Maesen
43
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, met reflector
(Retroreflex - retroreflective)
Ivan Maesen
44
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, met reflector
(Retroreflex - retroreflective)
Foto Siemens
Ivan Maesen
45
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Foto’s Siemens
Ivan Maesen
46
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, met reflector
(Polarisatie - polarized)
Wel glimmende, spiegelende, doorzichtige voorwerpen
Detectieafstand : ca. 3 m
Ivan Maesen
47
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Gepolariseerd licht
Spiegelend voorwerp
Ivan Maesen
48
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, objectreflectie
(strooing – diffuse)
Voorwerpen met mat en ruw oppervlak kunnen gedetecteerd worden
Detectieafstand : enkele tientallen centimeters
Ivan Maesen
49
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, objectreflectie
(strooing – diffuse)
Foto Siemens
Ivan Maesen
50
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, objectreflectie focuspunt (convergent)
Preciesiedetectie, achtergrond geen invloed
Detectieafstand : enkele tientallen centimeters
Ivan Maesen
51
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger afzonderlijk, met glasvezels
Ivan Maesen
52
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, objectreflectie,
met glasvezels
Ivan Maesen
53
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Foto Siemens
Ivan Maesen
54
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Lichtgordijn
Multi beam safety senor
Ivan Maesen
55
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Nominale schakelafstand Sn
Afstand waarbij de sensor schakelt
• Genormalisseerd meetobject
• Nominale spanning
• Nominale temperatuur
Ivan Maesen
56
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Werkelijke schakelafstand
Rekening houden met:
• Werkelijke temperatuur
• Nabijheid andere sensoren
• Soort materiaal
• Afmetingen object
• Kleur (optische sensoren)
• …
Ivan Maesen
57
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Werkelijke schakelafstand
Correctiefactoren inductieve schakelaar
- staal
1
- CrNi
0,85
- Al
0,50
- Cu
0,45
- ….
Ivan Maesen
58
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Werkelijke schakelafstand
Correctiefactoren capacitieve schakelaar:
- Staal
1
- Al
0,95
- Cu
0,95
- H2O
0,64
- Plexiglas
0,20
-…
Ivan Maesen
59
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Schakelfrequentie
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.
Ivan Maesen
60
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Uitgangsbelasing
De stroom die de sensor kan schakelen,
uitgedrukt in mA.
Ivan Maesen
61
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Afgeschermde (shielded) en niet-afgeschermde
(unshielded) senoren
Ivan Maesen
62
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Niet-afgeschermde senoren
Kop niet afgeschermd, uit kunststof
Grotere detectieafstand
Inbouwen geeft problemen
Ivan Maesen
Foto Siemens
63
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Afgeschermde senoren
Volledig uit metaal (uitgezonderd detectievlak)
Kleinere detectieafstand
Ivan Maesen
64
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
65
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen inductieve sensoren
Ongevoelig voor trillingen
Geen contactdender
Geen onderhoud, geen slijtage
Kostprijs € 20 tot ca. € 50
Foto Siemens
Ivan Maesen
66
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen inductieve sensoren
Beperkingen
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.
Ivan Maesen
67
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
68
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
69
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen capacitieve sensoren
Beperkingen
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
Ivan Maesen
70
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
71
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen ultrasone sensoren
Beperkingen
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.
Ivan Maesen
72
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
73
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
74
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen optische sensoren
Beperkingen
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.
Ivan Maesen
75
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Rekening houden met:
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
76
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Draadkleur
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
77
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Driedraadse sensor PNP (capacitief)
Ivan Maesen
78
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Driedraadse sensor NPN (inductief)
Ivan Maesen
79
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Vierdraadse sensor PNP
Ivan Maesen
80
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Tweedraadse sensor DC (capacitief)
Ivan Maesen
81
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Tweedraadse NAMUR sensor DC (capacitief)
Ivan Maesen
82
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Tweedraadse sensor AC - NC (inductief)
Ivan Maesen
83
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Tweedraadse sensor AC - NO (inductief)
Ivan Maesen
84
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Vijfdraadse sensor AC (optisch)
Ivan Maesen
85
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Vijfdraadse sensor AC - NO (optisch)
Ivan Maesen
86
Sensoren – Testen van sensoren
Driedraadse sensoren
Als voorbeeld een sensor met PNP-uitgang
Het aansluitschema
Testen met V-meter – Je kunt uiteraard met de Vmeter ook over de belasting meten.
Ivan Maesen
87
Sensoren – Testen van sensoren
Tweedraadse
sensoren
Het aansluitschema
Testen met V-meter
Testen met A-meter
Ivan Maesen
88
Sensoren
Ivan Maesen
89
Slide 68
Installatiemethoden 6 ET
Foto Heidelberg
Ivan Maesen
1
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
2
Sensoren - Algemeen
Inductieve sensoren
Capacitieve sensoren
Optische sensoren
Magnetische sensoren
Ultrasone sensoren
Foto Turck
Ivan Maesen
3
Sensoren – Algemene werking
Ivan Maesen
4
Sensoren – Algemene werking
Ivan Maesen
5
Sensoren – Algemene werking
Ivan Maesen
6
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Foto Siemens
Ivan Maesen
7
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Detectie van blik
en deksel
Foto Siemens
Ivan Maesen
8
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Controle van afbreken van
boorkop
Foto Siemens
Ivan Maesen
9
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Positionering en controle
draaizin
Foto Siemens
Ivan Maesen
10
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Standdetectie van een
klep
Foto Siemens
Ivan Maesen
11
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
oscillator
gelijkrichtier
smitt-trigger
versterker
spoel
Ivan Maesen
12
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Warmteontwikkeling
Ivan Maesen
Amplitude
kleiner
13
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Foto Siemens
Ivan Maesen
14
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Detectie vulniveau in
silo
Foto Siemens
Ivan Maesen
15
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Detectie van vulling
van brik
Foto Siemens
Ivan Maesen
16
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Het sensorvlak vormt een condensator. De lucht is het
diëlektricum.
C
A
d
Ivan Maesen
17
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Een niet-metalen object in het detectieveld: de
diëlektrische constante van de middenstof verandert.
C verandert
Ivan Maesen
18
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
De capaciteit wordt bepaald door het diëlektricum en de
afstand d tussen te platen.
C
A
d
Ivan Maesen
19
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Bij een elektrische geleidend object verkleint de afstand
tussen de platen.
C verandert
Ivan Maesen
20
Sensoren – Werking van de optische sensor
Ivan Maesen
21
Sensoren – Werking van de optische sensor
impulsgenerator (modulator)
IR of laser-LED
lichtgevoelige transistor
synchronisatie, gelijkrichter (demodulator)
smitt-trigger
versterker
Ivan Maesen
22
Sensoren – Werking van de ultrasone sensor
Ivan Maesen
23
Sensoren
ultrasone sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Kwaliteitscontrole met
sonar
Foto Siemens
Ivan Maesen
24
Sensoren
ultrasone sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Hoogtemeting met sonar
Foto Siemens
Ivan Maesen
25
Sensoren
ultrasone sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Afstandsmeting met sonar
Foto Siemens
Ivan Maesen
26
Sensoren
ultrasone sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Controle op doorhangen
met sonar
Foto Siemens
Ivan Maesen
27
Sensoren
ultrasone sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Niveaumetingen
met sonar
Foto’s Siemens
Ivan Maesen
28
Sensoren – Werking van de ultrasone sensor
oscillator
gelijkrichtier
smitt-trigger
versterker
piëzo element (opwekken en verwerken geluidsgolven)
Ivan Maesen
29
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen volgens de vorm
Cilindrische sensoren
Balkvormige or rechthoekige sensoren
Ivan Maesen
30
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen vvolgens de vorm
Speciale vormen:
• vork of sleufsensoren,
• ringsensoren,
• …
Foto Turck
Ivan Maesen
31
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Materiaal van de behuizing (cilindrische sensoren)
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
32
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Maten van cilindrische sensoren
Schroefdraad: M 4, M6,5 M8, M12, M18, M30,
PG 36
Gladde uitvoering: Ø11, Ø20, Ø40
Maten van rechthoekige sensoren
Bouwvormen zie maatschetsen catalogie.
Foto Siemens
Ivan Maesen
33
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens aansluiting
• Sensoren met aansluitklemmen
• Aangegoten kabel zonder connector
• Aangegoten kabel met connector
• Sensoren met connnector
Ivan Maesen
34
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens de aansluiting
Aangegoten kabel
Sensoren met
aansluitklem
Ivan Maesen
35
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens aansluiting
Sensoren met connnector
Ivan Maesen
36
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens aansluiting
Sensoren met connector:
aansluitkabels
Ivan Maesen
37
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens aansluiting
Aansluitkabels en aansluitdozen voor sensoren
Foto Turck
Ivan Maesen
38
Sensoren – Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Foto Siemens
Ivan Maesen
39
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger afzonderlijk (directe scan, thru scan)
Groot detectiebereik (tientallen meters)
Geen doorschijnende materialen detecteren
Ivan Maesen
40
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger afzonderlijk (directe scan, thru scan)
Foto Siemens
Ivan Maesen
41
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger afzonderlijk – spiegeling
(specular)
Detecteren van spiegelende opbjecten
Ivan Maesen
42
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, met reflector
(Retroreflex - retroreflective)
Geen glimmende, spiegelende, doorzichtige voorwerpen
Detectieafstand : ca. 5 m
Ivan Maesen
43
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, met reflector
(Retroreflex - retroreflective)
Ivan Maesen
44
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, met reflector
(Retroreflex - retroreflective)
Foto Siemens
Ivan Maesen
45
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Foto’s Siemens
Ivan Maesen
46
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, met reflector
(Polarisatie - polarized)
Wel glimmende, spiegelende, doorzichtige voorwerpen
Detectieafstand : ca. 3 m
Ivan Maesen
47
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Gepolariseerd licht
Spiegelend voorwerp
Ivan Maesen
48
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, objectreflectie
(strooing – diffuse)
Voorwerpen met mat en ruw oppervlak kunnen gedetecteerd worden
Detectieafstand : enkele tientallen centimeters
Ivan Maesen
49
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, objectreflectie
(strooing – diffuse)
Foto Siemens
Ivan Maesen
50
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, objectreflectie focuspunt (convergent)
Preciesiedetectie, achtergrond geen invloed
Detectieafstand : enkele tientallen centimeters
Ivan Maesen
51
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger afzonderlijk, met glasvezels
Ivan Maesen
52
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, objectreflectie,
met glasvezels
Ivan Maesen
53
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Foto Siemens
Ivan Maesen
54
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Lichtgordijn
Multi beam safety senor
Ivan Maesen
55
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Nominale schakelafstand Sn
Afstand waarbij de sensor schakelt
• Genormalisseerd meetobject
• Nominale spanning
• Nominale temperatuur
Ivan Maesen
56
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Werkelijke schakelafstand
Rekening houden met:
• Werkelijke temperatuur
• Nabijheid andere sensoren
• Soort materiaal
• Afmetingen object
• Kleur (optische sensoren)
• …
Ivan Maesen
57
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Werkelijke schakelafstand
Correctiefactoren inductieve schakelaar
- staal
1
- CrNi
0,85
- Al
0,50
- Cu
0,45
- ….
Ivan Maesen
58
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Werkelijke schakelafstand
Correctiefactoren capacitieve schakelaar:
- Staal
1
- Al
0,95
- Cu
0,95
- H2O
0,64
- Plexiglas
0,20
-…
Ivan Maesen
59
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Schakelfrequentie
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.
Ivan Maesen
60
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Uitgangsbelasing
De stroom die de sensor kan schakelen,
uitgedrukt in mA.
Ivan Maesen
61
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Afgeschermde (shielded) en niet-afgeschermde
(unshielded) senoren
Ivan Maesen
62
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Niet-afgeschermde senoren
Kop niet afgeschermd, uit kunststof
Grotere detectieafstand
Inbouwen geeft problemen
Ivan Maesen
Foto Siemens
63
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Afgeschermde senoren
Volledig uit metaal (uitgezonderd detectievlak)
Kleinere detectieafstand
Ivan Maesen
64
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
65
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen inductieve sensoren
Ongevoelig voor trillingen
Geen contactdender
Geen onderhoud, geen slijtage
Kostprijs € 20 tot ca. € 50
Foto Siemens
Ivan Maesen
66
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen inductieve sensoren
Beperkingen
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.
Ivan Maesen
67
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
68
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
69
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen capacitieve sensoren
Beperkingen
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
Ivan Maesen
70
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
71
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen ultrasone sensoren
Beperkingen
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.
Ivan Maesen
72
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
73
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
74
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen optische sensoren
Beperkingen
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.
Ivan Maesen
75
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Rekening houden met:
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
76
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Draadkleur
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
77
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Driedraadse sensor PNP (capacitief)
Ivan Maesen
78
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Driedraadse sensor NPN (inductief)
Ivan Maesen
79
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Vierdraadse sensor PNP
Ivan Maesen
80
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Tweedraadse sensor DC (capacitief)
Ivan Maesen
81
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Tweedraadse NAMUR sensor DC (capacitief)
Ivan Maesen
82
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Tweedraadse sensor AC - NC (inductief)
Ivan Maesen
83
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Tweedraadse sensor AC - NO (inductief)
Ivan Maesen
84
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Vijfdraadse sensor AC (optisch)
Ivan Maesen
85
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Vijfdraadse sensor AC - NO (optisch)
Ivan Maesen
86
Sensoren – Testen van sensoren
Driedraadse sensoren
Als voorbeeld een sensor met PNP-uitgang
Het aansluitschema
Testen met V-meter – Je kunt uiteraard met de Vmeter ook over de belasting meten.
Ivan Maesen
87
Sensoren – Testen van sensoren
Tweedraadse
sensoren
Het aansluitschema
Testen met V-meter
Testen met A-meter
Ivan Maesen
88
Sensoren
Ivan Maesen
89
Slide 69
Installatiemethoden 6 ET
Foto Heidelberg
Ivan Maesen
1
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
2
Sensoren - Algemeen
Inductieve sensoren
Capacitieve sensoren
Optische sensoren
Magnetische sensoren
Ultrasone sensoren
Foto Turck
Ivan Maesen
3
Sensoren – Algemene werking
Ivan Maesen
4
Sensoren – Algemene werking
Ivan Maesen
5
Sensoren – Algemene werking
Ivan Maesen
6
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Foto Siemens
Ivan Maesen
7
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Detectie van blik
en deksel
Foto Siemens
Ivan Maesen
8
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Controle van afbreken van
boorkop
Foto Siemens
Ivan Maesen
9
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Positionering en controle
draaizin
Foto Siemens
Ivan Maesen
10
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Standdetectie van een
klep
Foto Siemens
Ivan Maesen
11
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
oscillator
gelijkrichtier
smitt-trigger
versterker
spoel
Ivan Maesen
12
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Warmteontwikkeling
Ivan Maesen
Amplitude
kleiner
13
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Foto Siemens
Ivan Maesen
14
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Detectie vulniveau in
silo
Foto Siemens
Ivan Maesen
15
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Detectie van vulling
van brik
Foto Siemens
Ivan Maesen
16
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Het sensorvlak vormt een condensator. De lucht is het
diëlektricum.
C
A
d
Ivan Maesen
17
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Een niet-metalen object in het detectieveld: de
diëlektrische constante van de middenstof verandert.
C verandert
Ivan Maesen
18
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
De capaciteit wordt bepaald door het diëlektricum en de
afstand d tussen te platen.
C
A
d
Ivan Maesen
19
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Bij een elektrische geleidend object verkleint de afstand
tussen de platen.
C verandert
Ivan Maesen
20
Sensoren – Werking van de optische sensor
Ivan Maesen
21
Sensoren – Werking van de optische sensor
impulsgenerator (modulator)
IR of laser-LED
lichtgevoelige transistor
synchronisatie, gelijkrichter (demodulator)
smitt-trigger
versterker
Ivan Maesen
22
Sensoren – Werking van de ultrasone sensor
Ivan Maesen
23
Sensoren
ultrasone sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Kwaliteitscontrole met
sonar
Foto Siemens
Ivan Maesen
24
Sensoren
ultrasone sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Hoogtemeting met sonar
Foto Siemens
Ivan Maesen
25
Sensoren
ultrasone sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Afstandsmeting met sonar
Foto Siemens
Ivan Maesen
26
Sensoren
ultrasone sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Controle op doorhangen
met sonar
Foto Siemens
Ivan Maesen
27
Sensoren
ultrasone sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Niveaumetingen
met sonar
Foto’s Siemens
Ivan Maesen
28
Sensoren – Werking van de ultrasone sensor
oscillator
gelijkrichtier
smitt-trigger
versterker
piëzo element (opwekken en verwerken geluidsgolven)
Ivan Maesen
29
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen volgens de vorm
Cilindrische sensoren
Balkvormige or rechthoekige sensoren
Ivan Maesen
30
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen vvolgens de vorm
Speciale vormen:
• vork of sleufsensoren,
• ringsensoren,
• …
Foto Turck
Ivan Maesen
31
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Materiaal van de behuizing (cilindrische sensoren)
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
32
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Maten van cilindrische sensoren
Schroefdraad: M 4, M6,5 M8, M12, M18, M30,
PG 36
Gladde uitvoering: Ø11, Ø20, Ø40
Maten van rechthoekige sensoren
Bouwvormen zie maatschetsen catalogie.
Foto Siemens
Ivan Maesen
33
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens aansluiting
• Sensoren met aansluitklemmen
• Aangegoten kabel zonder connector
• Aangegoten kabel met connector
• Sensoren met connnector
Ivan Maesen
34
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens de aansluiting
Aangegoten kabel
Sensoren met
aansluitklem
Ivan Maesen
35
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens aansluiting
Sensoren met connnector
Ivan Maesen
36
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens aansluiting
Sensoren met connector:
aansluitkabels
Ivan Maesen
37
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens aansluiting
Aansluitkabels en aansluitdozen voor sensoren
Foto Turck
Ivan Maesen
38
Sensoren – Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Foto Siemens
Ivan Maesen
39
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger afzonderlijk (directe scan, thru scan)
Groot detectiebereik (tientallen meters)
Geen doorschijnende materialen detecteren
Ivan Maesen
40
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger afzonderlijk (directe scan, thru scan)
Foto Siemens
Ivan Maesen
41
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger afzonderlijk – spiegeling
(specular)
Detecteren van spiegelende opbjecten
Ivan Maesen
42
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, met reflector
(Retroreflex - retroreflective)
Geen glimmende, spiegelende, doorzichtige voorwerpen
Detectieafstand : ca. 5 m
Ivan Maesen
43
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, met reflector
(Retroreflex - retroreflective)
Ivan Maesen
44
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, met reflector
(Retroreflex - retroreflective)
Foto Siemens
Ivan Maesen
45
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Foto’s Siemens
Ivan Maesen
46
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, met reflector
(Polarisatie - polarized)
Wel glimmende, spiegelende, doorzichtige voorwerpen
Detectieafstand : ca. 3 m
Ivan Maesen
47
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Gepolariseerd licht
Spiegelend voorwerp
Ivan Maesen
48
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, objectreflectie
(strooing – diffuse)
Voorwerpen met mat en ruw oppervlak kunnen gedetecteerd worden
Detectieafstand : enkele tientallen centimeters
Ivan Maesen
49
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, objectreflectie
(strooing – diffuse)
Foto Siemens
Ivan Maesen
50
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, objectreflectie focuspunt (convergent)
Preciesiedetectie, achtergrond geen invloed
Detectieafstand : enkele tientallen centimeters
Ivan Maesen
51
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger afzonderlijk, met glasvezels
Ivan Maesen
52
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, objectreflectie,
met glasvezels
Ivan Maesen
53
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Foto Siemens
Ivan Maesen
54
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Lichtgordijn
Multi beam safety senor
Ivan Maesen
55
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Nominale schakelafstand Sn
Afstand waarbij de sensor schakelt
• Genormalisseerd meetobject
• Nominale spanning
• Nominale temperatuur
Ivan Maesen
56
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Werkelijke schakelafstand
Rekening houden met:
• Werkelijke temperatuur
• Nabijheid andere sensoren
• Soort materiaal
• Afmetingen object
• Kleur (optische sensoren)
• …
Ivan Maesen
57
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Werkelijke schakelafstand
Correctiefactoren inductieve schakelaar
- staal
1
- CrNi
0,85
- Al
0,50
- Cu
0,45
- ….
Ivan Maesen
58
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Werkelijke schakelafstand
Correctiefactoren capacitieve schakelaar:
- Staal
1
- Al
0,95
- Cu
0,95
- H2O
0,64
- Plexiglas
0,20
-…
Ivan Maesen
59
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Schakelfrequentie
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.
Ivan Maesen
60
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Uitgangsbelasing
De stroom die de sensor kan schakelen,
uitgedrukt in mA.
Ivan Maesen
61
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Afgeschermde (shielded) en niet-afgeschermde
(unshielded) senoren
Ivan Maesen
62
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Niet-afgeschermde senoren
Kop niet afgeschermd, uit kunststof
Grotere detectieafstand
Inbouwen geeft problemen
Ivan Maesen
Foto Siemens
63
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Afgeschermde senoren
Volledig uit metaal (uitgezonderd detectievlak)
Kleinere detectieafstand
Ivan Maesen
64
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
65
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen inductieve sensoren
Ongevoelig voor trillingen
Geen contactdender
Geen onderhoud, geen slijtage
Kostprijs € 20 tot ca. € 50
Foto Siemens
Ivan Maesen
66
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen inductieve sensoren
Beperkingen
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.
Ivan Maesen
67
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
68
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
69
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen capacitieve sensoren
Beperkingen
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
Ivan Maesen
70
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
71
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen ultrasone sensoren
Beperkingen
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.
Ivan Maesen
72
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
73
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
74
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen optische sensoren
Beperkingen
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.
Ivan Maesen
75
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Rekening houden met:
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
76
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Draadkleur
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
77
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Driedraadse sensor PNP (capacitief)
Ivan Maesen
78
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Driedraadse sensor NPN (inductief)
Ivan Maesen
79
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Vierdraadse sensor PNP
Ivan Maesen
80
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Tweedraadse sensor DC (capacitief)
Ivan Maesen
81
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Tweedraadse NAMUR sensor DC (capacitief)
Ivan Maesen
82
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Tweedraadse sensor AC - NC (inductief)
Ivan Maesen
83
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Tweedraadse sensor AC - NO (inductief)
Ivan Maesen
84
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Vijfdraadse sensor AC (optisch)
Ivan Maesen
85
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Vijfdraadse sensor AC - NO (optisch)
Ivan Maesen
86
Sensoren – Testen van sensoren
Driedraadse sensoren
Als voorbeeld een sensor met PNP-uitgang
Het aansluitschema
Testen met V-meter – Je kunt uiteraard met de Vmeter ook over de belasting meten.
Ivan Maesen
87
Sensoren – Testen van sensoren
Tweedraadse
sensoren
Het aansluitschema
Testen met V-meter
Testen met A-meter
Ivan Maesen
88
Sensoren
Ivan Maesen
89
Slide 70
Installatiemethoden 6 ET
Foto Heidelberg
Ivan Maesen
1
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
2
Sensoren - Algemeen
Inductieve sensoren
Capacitieve sensoren
Optische sensoren
Magnetische sensoren
Ultrasone sensoren
Foto Turck
Ivan Maesen
3
Sensoren – Algemene werking
Ivan Maesen
4
Sensoren – Algemene werking
Ivan Maesen
5
Sensoren – Algemene werking
Ivan Maesen
6
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Foto Siemens
Ivan Maesen
7
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Detectie van blik
en deksel
Foto Siemens
Ivan Maesen
8
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Controle van afbreken van
boorkop
Foto Siemens
Ivan Maesen
9
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Positionering en controle
draaizin
Foto Siemens
Ivan Maesen
10
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Standdetectie van een
klep
Foto Siemens
Ivan Maesen
11
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
oscillator
gelijkrichtier
smitt-trigger
versterker
spoel
Ivan Maesen
12
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Warmteontwikkeling
Ivan Maesen
Amplitude
kleiner
13
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Foto Siemens
Ivan Maesen
14
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Detectie vulniveau in
silo
Foto Siemens
Ivan Maesen
15
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Detectie van vulling
van brik
Foto Siemens
Ivan Maesen
16
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Het sensorvlak vormt een condensator. De lucht is het
diëlektricum.
C
A
d
Ivan Maesen
17
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Een niet-metalen object in het detectieveld: de
diëlektrische constante van de middenstof verandert.
C verandert
Ivan Maesen
18
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
De capaciteit wordt bepaald door het diëlektricum en de
afstand d tussen te platen.
C
A
d
Ivan Maesen
19
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Bij een elektrische geleidend object verkleint de afstand
tussen de platen.
C verandert
Ivan Maesen
20
Sensoren – Werking van de optische sensor
Ivan Maesen
21
Sensoren – Werking van de optische sensor
impulsgenerator (modulator)
IR of laser-LED
lichtgevoelige transistor
synchronisatie, gelijkrichter (demodulator)
smitt-trigger
versterker
Ivan Maesen
22
Sensoren – Werking van de ultrasone sensor
Ivan Maesen
23
Sensoren
ultrasone sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Kwaliteitscontrole met
sonar
Foto Siemens
Ivan Maesen
24
Sensoren
ultrasone sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Hoogtemeting met sonar
Foto Siemens
Ivan Maesen
25
Sensoren
ultrasone sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Afstandsmeting met sonar
Foto Siemens
Ivan Maesen
26
Sensoren
ultrasone sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Controle op doorhangen
met sonar
Foto Siemens
Ivan Maesen
27
Sensoren
ultrasone sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Niveaumetingen
met sonar
Foto’s Siemens
Ivan Maesen
28
Sensoren – Werking van de ultrasone sensor
oscillator
gelijkrichtier
smitt-trigger
versterker
piëzo element (opwekken en verwerken geluidsgolven)
Ivan Maesen
29
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen volgens de vorm
Cilindrische sensoren
Balkvormige or rechthoekige sensoren
Ivan Maesen
30
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen vvolgens de vorm
Speciale vormen:
• vork of sleufsensoren,
• ringsensoren,
• …
Foto Turck
Ivan Maesen
31
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Materiaal van de behuizing (cilindrische sensoren)
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
32
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Maten van cilindrische sensoren
Schroefdraad: M 4, M6,5 M8, M12, M18, M30,
PG 36
Gladde uitvoering: Ø11, Ø20, Ø40
Maten van rechthoekige sensoren
Bouwvormen zie maatschetsen catalogie.
Foto Siemens
Ivan Maesen
33
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens aansluiting
• Sensoren met aansluitklemmen
• Aangegoten kabel zonder connector
• Aangegoten kabel met connector
• Sensoren met connnector
Ivan Maesen
34
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens de aansluiting
Aangegoten kabel
Sensoren met
aansluitklem
Ivan Maesen
35
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens aansluiting
Sensoren met connnector
Ivan Maesen
36
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens aansluiting
Sensoren met connector:
aansluitkabels
Ivan Maesen
37
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens aansluiting
Aansluitkabels en aansluitdozen voor sensoren
Foto Turck
Ivan Maesen
38
Sensoren – Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Foto Siemens
Ivan Maesen
39
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger afzonderlijk (directe scan, thru scan)
Groot detectiebereik (tientallen meters)
Geen doorschijnende materialen detecteren
Ivan Maesen
40
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger afzonderlijk (directe scan, thru scan)
Foto Siemens
Ivan Maesen
41
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger afzonderlijk – spiegeling
(specular)
Detecteren van spiegelende opbjecten
Ivan Maesen
42
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, met reflector
(Retroreflex - retroreflective)
Geen glimmende, spiegelende, doorzichtige voorwerpen
Detectieafstand : ca. 5 m
Ivan Maesen
43
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, met reflector
(Retroreflex - retroreflective)
Ivan Maesen
44
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, met reflector
(Retroreflex - retroreflective)
Foto Siemens
Ivan Maesen
45
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Foto’s Siemens
Ivan Maesen
46
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, met reflector
(Polarisatie - polarized)
Wel glimmende, spiegelende, doorzichtige voorwerpen
Detectieafstand : ca. 3 m
Ivan Maesen
47
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Gepolariseerd licht
Spiegelend voorwerp
Ivan Maesen
48
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, objectreflectie
(strooing – diffuse)
Voorwerpen met mat en ruw oppervlak kunnen gedetecteerd worden
Detectieafstand : enkele tientallen centimeters
Ivan Maesen
49
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, objectreflectie
(strooing – diffuse)
Foto Siemens
Ivan Maesen
50
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, objectreflectie focuspunt (convergent)
Preciesiedetectie, achtergrond geen invloed
Detectieafstand : enkele tientallen centimeters
Ivan Maesen
51
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger afzonderlijk, met glasvezels
Ivan Maesen
52
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, objectreflectie,
met glasvezels
Ivan Maesen
53
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Foto Siemens
Ivan Maesen
54
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Lichtgordijn
Multi beam safety senor
Ivan Maesen
55
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Nominale schakelafstand Sn
Afstand waarbij de sensor schakelt
• Genormalisseerd meetobject
• Nominale spanning
• Nominale temperatuur
Ivan Maesen
56
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Werkelijke schakelafstand
Rekening houden met:
• Werkelijke temperatuur
• Nabijheid andere sensoren
• Soort materiaal
• Afmetingen object
• Kleur (optische sensoren)
• …
Ivan Maesen
57
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Werkelijke schakelafstand
Correctiefactoren inductieve schakelaar
- staal
1
- CrNi
0,85
- Al
0,50
- Cu
0,45
- ….
Ivan Maesen
58
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Werkelijke schakelafstand
Correctiefactoren capacitieve schakelaar:
- Staal
1
- Al
0,95
- Cu
0,95
- H2O
0,64
- Plexiglas
0,20
-…
Ivan Maesen
59
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Schakelfrequentie
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.
Ivan Maesen
60
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Uitgangsbelasing
De stroom die de sensor kan schakelen,
uitgedrukt in mA.
Ivan Maesen
61
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Afgeschermde (shielded) en niet-afgeschermde
(unshielded) senoren
Ivan Maesen
62
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Niet-afgeschermde senoren
Kop niet afgeschermd, uit kunststof
Grotere detectieafstand
Inbouwen geeft problemen
Ivan Maesen
Foto Siemens
63
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Afgeschermde senoren
Volledig uit metaal (uitgezonderd detectievlak)
Kleinere detectieafstand
Ivan Maesen
64
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
65
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen inductieve sensoren
Ongevoelig voor trillingen
Geen contactdender
Geen onderhoud, geen slijtage
Kostprijs € 20 tot ca. € 50
Foto Siemens
Ivan Maesen
66
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen inductieve sensoren
Beperkingen
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.
Ivan Maesen
67
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
68
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
69
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen capacitieve sensoren
Beperkingen
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
Ivan Maesen
70
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
71
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen ultrasone sensoren
Beperkingen
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.
Ivan Maesen
72
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
73
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
74
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen optische sensoren
Beperkingen
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.
Ivan Maesen
75
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Rekening houden met:
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
76
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Draadkleur
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
77
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Driedraadse sensor PNP (capacitief)
Ivan Maesen
78
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Driedraadse sensor NPN (inductief)
Ivan Maesen
79
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Vierdraadse sensor PNP
Ivan Maesen
80
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Tweedraadse sensor DC (capacitief)
Ivan Maesen
81
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Tweedraadse NAMUR sensor DC (capacitief)
Ivan Maesen
82
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Tweedraadse sensor AC - NC (inductief)
Ivan Maesen
83
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Tweedraadse sensor AC - NO (inductief)
Ivan Maesen
84
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Vijfdraadse sensor AC (optisch)
Ivan Maesen
85
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Vijfdraadse sensor AC - NO (optisch)
Ivan Maesen
86
Sensoren – Testen van sensoren
Driedraadse sensoren
Als voorbeeld een sensor met PNP-uitgang
Het aansluitschema
Testen met V-meter – Je kunt uiteraard met de Vmeter ook over de belasting meten.
Ivan Maesen
87
Sensoren – Testen van sensoren
Tweedraadse
sensoren
Het aansluitschema
Testen met V-meter
Testen met A-meter
Ivan Maesen
88
Sensoren
Ivan Maesen
89
Slide 71
Installatiemethoden 6 ET
Foto Heidelberg
Ivan Maesen
1
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
2
Sensoren - Algemeen
Inductieve sensoren
Capacitieve sensoren
Optische sensoren
Magnetische sensoren
Ultrasone sensoren
Foto Turck
Ivan Maesen
3
Sensoren – Algemene werking
Ivan Maesen
4
Sensoren – Algemene werking
Ivan Maesen
5
Sensoren – Algemene werking
Ivan Maesen
6
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Foto Siemens
Ivan Maesen
7
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Detectie van blik
en deksel
Foto Siemens
Ivan Maesen
8
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Controle van afbreken van
boorkop
Foto Siemens
Ivan Maesen
9
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Positionering en controle
draaizin
Foto Siemens
Ivan Maesen
10
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Standdetectie van een
klep
Foto Siemens
Ivan Maesen
11
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
oscillator
gelijkrichtier
smitt-trigger
versterker
spoel
Ivan Maesen
12
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Warmteontwikkeling
Ivan Maesen
Amplitude
kleiner
13
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Foto Siemens
Ivan Maesen
14
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Detectie vulniveau in
silo
Foto Siemens
Ivan Maesen
15
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Detectie van vulling
van brik
Foto Siemens
Ivan Maesen
16
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Het sensorvlak vormt een condensator. De lucht is het
diëlektricum.
C
A
d
Ivan Maesen
17
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Een niet-metalen object in het detectieveld: de
diëlektrische constante van de middenstof verandert.
C verandert
Ivan Maesen
18
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
De capaciteit wordt bepaald door het diëlektricum en de
afstand d tussen te platen.
C
A
d
Ivan Maesen
19
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Bij een elektrische geleidend object verkleint de afstand
tussen de platen.
C verandert
Ivan Maesen
20
Sensoren – Werking van de optische sensor
Ivan Maesen
21
Sensoren – Werking van de optische sensor
impulsgenerator (modulator)
IR of laser-LED
lichtgevoelige transistor
synchronisatie, gelijkrichter (demodulator)
smitt-trigger
versterker
Ivan Maesen
22
Sensoren – Werking van de ultrasone sensor
Ivan Maesen
23
Sensoren
ultrasone sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Kwaliteitscontrole met
sonar
Foto Siemens
Ivan Maesen
24
Sensoren
ultrasone sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Hoogtemeting met sonar
Foto Siemens
Ivan Maesen
25
Sensoren
ultrasone sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Afstandsmeting met sonar
Foto Siemens
Ivan Maesen
26
Sensoren
ultrasone sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Controle op doorhangen
met sonar
Foto Siemens
Ivan Maesen
27
Sensoren
ultrasone sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Niveaumetingen
met sonar
Foto’s Siemens
Ivan Maesen
28
Sensoren – Werking van de ultrasone sensor
oscillator
gelijkrichtier
smitt-trigger
versterker
piëzo element (opwekken en verwerken geluidsgolven)
Ivan Maesen
29
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen volgens de vorm
Cilindrische sensoren
Balkvormige or rechthoekige sensoren
Ivan Maesen
30
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen vvolgens de vorm
Speciale vormen:
• vork of sleufsensoren,
• ringsensoren,
• …
Foto Turck
Ivan Maesen
31
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Materiaal van de behuizing (cilindrische sensoren)
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
32
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Maten van cilindrische sensoren
Schroefdraad: M 4, M6,5 M8, M12, M18, M30,
PG 36
Gladde uitvoering: Ø11, Ø20, Ø40
Maten van rechthoekige sensoren
Bouwvormen zie maatschetsen catalogie.
Foto Siemens
Ivan Maesen
33
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens aansluiting
• Sensoren met aansluitklemmen
• Aangegoten kabel zonder connector
• Aangegoten kabel met connector
• Sensoren met connnector
Ivan Maesen
34
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens de aansluiting
Aangegoten kabel
Sensoren met
aansluitklem
Ivan Maesen
35
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens aansluiting
Sensoren met connnector
Ivan Maesen
36
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens aansluiting
Sensoren met connector:
aansluitkabels
Ivan Maesen
37
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens aansluiting
Aansluitkabels en aansluitdozen voor sensoren
Foto Turck
Ivan Maesen
38
Sensoren – Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Foto Siemens
Ivan Maesen
39
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger afzonderlijk (directe scan, thru scan)
Groot detectiebereik (tientallen meters)
Geen doorschijnende materialen detecteren
Ivan Maesen
40
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger afzonderlijk (directe scan, thru scan)
Foto Siemens
Ivan Maesen
41
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger afzonderlijk – spiegeling
(specular)
Detecteren van spiegelende opbjecten
Ivan Maesen
42
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, met reflector
(Retroreflex - retroreflective)
Geen glimmende, spiegelende, doorzichtige voorwerpen
Detectieafstand : ca. 5 m
Ivan Maesen
43
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, met reflector
(Retroreflex - retroreflective)
Ivan Maesen
44
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, met reflector
(Retroreflex - retroreflective)
Foto Siemens
Ivan Maesen
45
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Foto’s Siemens
Ivan Maesen
46
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, met reflector
(Polarisatie - polarized)
Wel glimmende, spiegelende, doorzichtige voorwerpen
Detectieafstand : ca. 3 m
Ivan Maesen
47
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Gepolariseerd licht
Spiegelend voorwerp
Ivan Maesen
48
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, objectreflectie
(strooing – diffuse)
Voorwerpen met mat en ruw oppervlak kunnen gedetecteerd worden
Detectieafstand : enkele tientallen centimeters
Ivan Maesen
49
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, objectreflectie
(strooing – diffuse)
Foto Siemens
Ivan Maesen
50
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, objectreflectie focuspunt (convergent)
Preciesiedetectie, achtergrond geen invloed
Detectieafstand : enkele tientallen centimeters
Ivan Maesen
51
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger afzonderlijk, met glasvezels
Ivan Maesen
52
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, objectreflectie,
met glasvezels
Ivan Maesen
53
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Foto Siemens
Ivan Maesen
54
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Lichtgordijn
Multi beam safety senor
Ivan Maesen
55
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Nominale schakelafstand Sn
Afstand waarbij de sensor schakelt
• Genormalisseerd meetobject
• Nominale spanning
• Nominale temperatuur
Ivan Maesen
56
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Werkelijke schakelafstand
Rekening houden met:
• Werkelijke temperatuur
• Nabijheid andere sensoren
• Soort materiaal
• Afmetingen object
• Kleur (optische sensoren)
• …
Ivan Maesen
57
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Werkelijke schakelafstand
Correctiefactoren inductieve schakelaar
- staal
1
- CrNi
0,85
- Al
0,50
- Cu
0,45
- ….
Ivan Maesen
58
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Werkelijke schakelafstand
Correctiefactoren capacitieve schakelaar:
- Staal
1
- Al
0,95
- Cu
0,95
- H2O
0,64
- Plexiglas
0,20
-…
Ivan Maesen
59
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Schakelfrequentie
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.
Ivan Maesen
60
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Uitgangsbelasing
De stroom die de sensor kan schakelen,
uitgedrukt in mA.
Ivan Maesen
61
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Afgeschermde (shielded) en niet-afgeschermde
(unshielded) senoren
Ivan Maesen
62
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Niet-afgeschermde senoren
Kop niet afgeschermd, uit kunststof
Grotere detectieafstand
Inbouwen geeft problemen
Ivan Maesen
Foto Siemens
63
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Afgeschermde senoren
Volledig uit metaal (uitgezonderd detectievlak)
Kleinere detectieafstand
Ivan Maesen
64
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
65
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen inductieve sensoren
Ongevoelig voor trillingen
Geen contactdender
Geen onderhoud, geen slijtage
Kostprijs € 20 tot ca. € 50
Foto Siemens
Ivan Maesen
66
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen inductieve sensoren
Beperkingen
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.
Ivan Maesen
67
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
68
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
69
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen capacitieve sensoren
Beperkingen
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
Ivan Maesen
70
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
71
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen ultrasone sensoren
Beperkingen
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.
Ivan Maesen
72
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
73
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
74
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen optische sensoren
Beperkingen
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.
Ivan Maesen
75
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Rekening houden met:
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
76
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Draadkleur
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
77
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Driedraadse sensor PNP (capacitief)
Ivan Maesen
78
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Driedraadse sensor NPN (inductief)
Ivan Maesen
79
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Vierdraadse sensor PNP
Ivan Maesen
80
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Tweedraadse sensor DC (capacitief)
Ivan Maesen
81
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Tweedraadse NAMUR sensor DC (capacitief)
Ivan Maesen
82
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Tweedraadse sensor AC - NC (inductief)
Ivan Maesen
83
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Tweedraadse sensor AC - NO (inductief)
Ivan Maesen
84
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Vijfdraadse sensor AC (optisch)
Ivan Maesen
85
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Vijfdraadse sensor AC - NO (optisch)
Ivan Maesen
86
Sensoren – Testen van sensoren
Driedraadse sensoren
Als voorbeeld een sensor met PNP-uitgang
Het aansluitschema
Testen met V-meter – Je kunt uiteraard met de Vmeter ook over de belasting meten.
Ivan Maesen
87
Sensoren – Testen van sensoren
Tweedraadse
sensoren
Het aansluitschema
Testen met V-meter
Testen met A-meter
Ivan Maesen
88
Sensoren
Ivan Maesen
89
Slide 72
Installatiemethoden 6 ET
Foto Heidelberg
Ivan Maesen
1
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
2
Sensoren - Algemeen
Inductieve sensoren
Capacitieve sensoren
Optische sensoren
Magnetische sensoren
Ultrasone sensoren
Foto Turck
Ivan Maesen
3
Sensoren – Algemene werking
Ivan Maesen
4
Sensoren – Algemene werking
Ivan Maesen
5
Sensoren – Algemene werking
Ivan Maesen
6
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Foto Siemens
Ivan Maesen
7
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Detectie van blik
en deksel
Foto Siemens
Ivan Maesen
8
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Controle van afbreken van
boorkop
Foto Siemens
Ivan Maesen
9
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Positionering en controle
draaizin
Foto Siemens
Ivan Maesen
10
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Standdetectie van een
klep
Foto Siemens
Ivan Maesen
11
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
oscillator
gelijkrichtier
smitt-trigger
versterker
spoel
Ivan Maesen
12
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Warmteontwikkeling
Ivan Maesen
Amplitude
kleiner
13
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Foto Siemens
Ivan Maesen
14
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Detectie vulniveau in
silo
Foto Siemens
Ivan Maesen
15
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Detectie van vulling
van brik
Foto Siemens
Ivan Maesen
16
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Het sensorvlak vormt een condensator. De lucht is het
diëlektricum.
C
A
d
Ivan Maesen
17
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Een niet-metalen object in het detectieveld: de
diëlektrische constante van de middenstof verandert.
C verandert
Ivan Maesen
18
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
De capaciteit wordt bepaald door het diëlektricum en de
afstand d tussen te platen.
C
A
d
Ivan Maesen
19
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Bij een elektrische geleidend object verkleint de afstand
tussen de platen.
C verandert
Ivan Maesen
20
Sensoren – Werking van de optische sensor
Ivan Maesen
21
Sensoren – Werking van de optische sensor
impulsgenerator (modulator)
IR of laser-LED
lichtgevoelige transistor
synchronisatie, gelijkrichter (demodulator)
smitt-trigger
versterker
Ivan Maesen
22
Sensoren – Werking van de ultrasone sensor
Ivan Maesen
23
Sensoren
ultrasone sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Kwaliteitscontrole met
sonar
Foto Siemens
Ivan Maesen
24
Sensoren
ultrasone sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Hoogtemeting met sonar
Foto Siemens
Ivan Maesen
25
Sensoren
ultrasone sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Afstandsmeting met sonar
Foto Siemens
Ivan Maesen
26
Sensoren
ultrasone sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Controle op doorhangen
met sonar
Foto Siemens
Ivan Maesen
27
Sensoren
ultrasone sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Niveaumetingen
met sonar
Foto’s Siemens
Ivan Maesen
28
Sensoren – Werking van de ultrasone sensor
oscillator
gelijkrichtier
smitt-trigger
versterker
piëzo element (opwekken en verwerken geluidsgolven)
Ivan Maesen
29
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen volgens de vorm
Cilindrische sensoren
Balkvormige or rechthoekige sensoren
Ivan Maesen
30
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen vvolgens de vorm
Speciale vormen:
• vork of sleufsensoren,
• ringsensoren,
• …
Foto Turck
Ivan Maesen
31
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Materiaal van de behuizing (cilindrische sensoren)
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
32
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Maten van cilindrische sensoren
Schroefdraad: M 4, M6,5 M8, M12, M18, M30,
PG 36
Gladde uitvoering: Ø11, Ø20, Ø40
Maten van rechthoekige sensoren
Bouwvormen zie maatschetsen catalogie.
Foto Siemens
Ivan Maesen
33
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens aansluiting
• Sensoren met aansluitklemmen
• Aangegoten kabel zonder connector
• Aangegoten kabel met connector
• Sensoren met connnector
Ivan Maesen
34
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens de aansluiting
Aangegoten kabel
Sensoren met
aansluitklem
Ivan Maesen
35
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens aansluiting
Sensoren met connnector
Ivan Maesen
36
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens aansluiting
Sensoren met connector:
aansluitkabels
Ivan Maesen
37
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens aansluiting
Aansluitkabels en aansluitdozen voor sensoren
Foto Turck
Ivan Maesen
38
Sensoren – Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Foto Siemens
Ivan Maesen
39
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger afzonderlijk (directe scan, thru scan)
Groot detectiebereik (tientallen meters)
Geen doorschijnende materialen detecteren
Ivan Maesen
40
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger afzonderlijk (directe scan, thru scan)
Foto Siemens
Ivan Maesen
41
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger afzonderlijk – spiegeling
(specular)
Detecteren van spiegelende opbjecten
Ivan Maesen
42
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, met reflector
(Retroreflex - retroreflective)
Geen glimmende, spiegelende, doorzichtige voorwerpen
Detectieafstand : ca. 5 m
Ivan Maesen
43
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, met reflector
(Retroreflex - retroreflective)
Ivan Maesen
44
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, met reflector
(Retroreflex - retroreflective)
Foto Siemens
Ivan Maesen
45
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Foto’s Siemens
Ivan Maesen
46
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, met reflector
(Polarisatie - polarized)
Wel glimmende, spiegelende, doorzichtige voorwerpen
Detectieafstand : ca. 3 m
Ivan Maesen
47
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Gepolariseerd licht
Spiegelend voorwerp
Ivan Maesen
48
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, objectreflectie
(strooing – diffuse)
Voorwerpen met mat en ruw oppervlak kunnen gedetecteerd worden
Detectieafstand : enkele tientallen centimeters
Ivan Maesen
49
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, objectreflectie
(strooing – diffuse)
Foto Siemens
Ivan Maesen
50
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, objectreflectie focuspunt (convergent)
Preciesiedetectie, achtergrond geen invloed
Detectieafstand : enkele tientallen centimeters
Ivan Maesen
51
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger afzonderlijk, met glasvezels
Ivan Maesen
52
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, objectreflectie,
met glasvezels
Ivan Maesen
53
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Foto Siemens
Ivan Maesen
54
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Lichtgordijn
Multi beam safety senor
Ivan Maesen
55
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Nominale schakelafstand Sn
Afstand waarbij de sensor schakelt
• Genormalisseerd meetobject
• Nominale spanning
• Nominale temperatuur
Ivan Maesen
56
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Werkelijke schakelafstand
Rekening houden met:
• Werkelijke temperatuur
• Nabijheid andere sensoren
• Soort materiaal
• Afmetingen object
• Kleur (optische sensoren)
• …
Ivan Maesen
57
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Werkelijke schakelafstand
Correctiefactoren inductieve schakelaar
- staal
1
- CrNi
0,85
- Al
0,50
- Cu
0,45
- ….
Ivan Maesen
58
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Werkelijke schakelafstand
Correctiefactoren capacitieve schakelaar:
- Staal
1
- Al
0,95
- Cu
0,95
- H2O
0,64
- Plexiglas
0,20
-…
Ivan Maesen
59
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Schakelfrequentie
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.
Ivan Maesen
60
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Uitgangsbelasing
De stroom die de sensor kan schakelen,
uitgedrukt in mA.
Ivan Maesen
61
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Afgeschermde (shielded) en niet-afgeschermde
(unshielded) senoren
Ivan Maesen
62
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Niet-afgeschermde senoren
Kop niet afgeschermd, uit kunststof
Grotere detectieafstand
Inbouwen geeft problemen
Ivan Maesen
Foto Siemens
63
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Afgeschermde senoren
Volledig uit metaal (uitgezonderd detectievlak)
Kleinere detectieafstand
Ivan Maesen
64
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
65
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen inductieve sensoren
Ongevoelig voor trillingen
Geen contactdender
Geen onderhoud, geen slijtage
Kostprijs € 20 tot ca. € 50
Foto Siemens
Ivan Maesen
66
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen inductieve sensoren
Beperkingen
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.
Ivan Maesen
67
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
68
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
69
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen capacitieve sensoren
Beperkingen
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
Ivan Maesen
70
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
71
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen ultrasone sensoren
Beperkingen
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.
Ivan Maesen
72
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
73
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
74
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen optische sensoren
Beperkingen
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.
Ivan Maesen
75
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Rekening houden met:
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
76
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Draadkleur
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
77
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Driedraadse sensor PNP (capacitief)
Ivan Maesen
78
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Driedraadse sensor NPN (inductief)
Ivan Maesen
79
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Vierdraadse sensor PNP
Ivan Maesen
80
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Tweedraadse sensor DC (capacitief)
Ivan Maesen
81
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Tweedraadse NAMUR sensor DC (capacitief)
Ivan Maesen
82
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Tweedraadse sensor AC - NC (inductief)
Ivan Maesen
83
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Tweedraadse sensor AC - NO (inductief)
Ivan Maesen
84
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Vijfdraadse sensor AC (optisch)
Ivan Maesen
85
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Vijfdraadse sensor AC - NO (optisch)
Ivan Maesen
86
Sensoren – Testen van sensoren
Driedraadse sensoren
Als voorbeeld een sensor met PNP-uitgang
Het aansluitschema
Testen met V-meter – Je kunt uiteraard met de Vmeter ook over de belasting meten.
Ivan Maesen
87
Sensoren – Testen van sensoren
Tweedraadse
sensoren
Het aansluitschema
Testen met V-meter
Testen met A-meter
Ivan Maesen
88
Sensoren
Ivan Maesen
89
Slide 73
Installatiemethoden 6 ET
Foto Heidelberg
Ivan Maesen
1
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
2
Sensoren - Algemeen
Inductieve sensoren
Capacitieve sensoren
Optische sensoren
Magnetische sensoren
Ultrasone sensoren
Foto Turck
Ivan Maesen
3
Sensoren – Algemene werking
Ivan Maesen
4
Sensoren – Algemene werking
Ivan Maesen
5
Sensoren – Algemene werking
Ivan Maesen
6
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Foto Siemens
Ivan Maesen
7
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Detectie van blik
en deksel
Foto Siemens
Ivan Maesen
8
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Controle van afbreken van
boorkop
Foto Siemens
Ivan Maesen
9
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Positionering en controle
draaizin
Foto Siemens
Ivan Maesen
10
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Standdetectie van een
klep
Foto Siemens
Ivan Maesen
11
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
oscillator
gelijkrichtier
smitt-trigger
versterker
spoel
Ivan Maesen
12
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Warmteontwikkeling
Ivan Maesen
Amplitude
kleiner
13
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Foto Siemens
Ivan Maesen
14
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Detectie vulniveau in
silo
Foto Siemens
Ivan Maesen
15
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Detectie van vulling
van brik
Foto Siemens
Ivan Maesen
16
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Het sensorvlak vormt een condensator. De lucht is het
diëlektricum.
C
A
d
Ivan Maesen
17
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Een niet-metalen object in het detectieveld: de
diëlektrische constante van de middenstof verandert.
C verandert
Ivan Maesen
18
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
De capaciteit wordt bepaald door het diëlektricum en de
afstand d tussen te platen.
C
A
d
Ivan Maesen
19
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Bij een elektrische geleidend object verkleint de afstand
tussen de platen.
C verandert
Ivan Maesen
20
Sensoren – Werking van de optische sensor
Ivan Maesen
21
Sensoren – Werking van de optische sensor
impulsgenerator (modulator)
IR of laser-LED
lichtgevoelige transistor
synchronisatie, gelijkrichter (demodulator)
smitt-trigger
versterker
Ivan Maesen
22
Sensoren – Werking van de ultrasone sensor
Ivan Maesen
23
Sensoren
ultrasone sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Kwaliteitscontrole met
sonar
Foto Siemens
Ivan Maesen
24
Sensoren
ultrasone sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Hoogtemeting met sonar
Foto Siemens
Ivan Maesen
25
Sensoren
ultrasone sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Afstandsmeting met sonar
Foto Siemens
Ivan Maesen
26
Sensoren
ultrasone sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Controle op doorhangen
met sonar
Foto Siemens
Ivan Maesen
27
Sensoren
ultrasone sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Niveaumetingen
met sonar
Foto’s Siemens
Ivan Maesen
28
Sensoren – Werking van de ultrasone sensor
oscillator
gelijkrichtier
smitt-trigger
versterker
piëzo element (opwekken en verwerken geluidsgolven)
Ivan Maesen
29
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen volgens de vorm
Cilindrische sensoren
Balkvormige or rechthoekige sensoren
Ivan Maesen
30
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen vvolgens de vorm
Speciale vormen:
• vork of sleufsensoren,
• ringsensoren,
• …
Foto Turck
Ivan Maesen
31
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Materiaal van de behuizing (cilindrische sensoren)
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
32
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Maten van cilindrische sensoren
Schroefdraad: M 4, M6,5 M8, M12, M18, M30,
PG 36
Gladde uitvoering: Ø11, Ø20, Ø40
Maten van rechthoekige sensoren
Bouwvormen zie maatschetsen catalogie.
Foto Siemens
Ivan Maesen
33
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens aansluiting
• Sensoren met aansluitklemmen
• Aangegoten kabel zonder connector
• Aangegoten kabel met connector
• Sensoren met connnector
Ivan Maesen
34
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens de aansluiting
Aangegoten kabel
Sensoren met
aansluitklem
Ivan Maesen
35
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens aansluiting
Sensoren met connnector
Ivan Maesen
36
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens aansluiting
Sensoren met connector:
aansluitkabels
Ivan Maesen
37
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens aansluiting
Aansluitkabels en aansluitdozen voor sensoren
Foto Turck
Ivan Maesen
38
Sensoren – Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Foto Siemens
Ivan Maesen
39
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger afzonderlijk (directe scan, thru scan)
Groot detectiebereik (tientallen meters)
Geen doorschijnende materialen detecteren
Ivan Maesen
40
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger afzonderlijk (directe scan, thru scan)
Foto Siemens
Ivan Maesen
41
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger afzonderlijk – spiegeling
(specular)
Detecteren van spiegelende opbjecten
Ivan Maesen
42
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, met reflector
(Retroreflex - retroreflective)
Geen glimmende, spiegelende, doorzichtige voorwerpen
Detectieafstand : ca. 5 m
Ivan Maesen
43
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, met reflector
(Retroreflex - retroreflective)
Ivan Maesen
44
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, met reflector
(Retroreflex - retroreflective)
Foto Siemens
Ivan Maesen
45
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Foto’s Siemens
Ivan Maesen
46
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, met reflector
(Polarisatie - polarized)
Wel glimmende, spiegelende, doorzichtige voorwerpen
Detectieafstand : ca. 3 m
Ivan Maesen
47
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Gepolariseerd licht
Spiegelend voorwerp
Ivan Maesen
48
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, objectreflectie
(strooing – diffuse)
Voorwerpen met mat en ruw oppervlak kunnen gedetecteerd worden
Detectieafstand : enkele tientallen centimeters
Ivan Maesen
49
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, objectreflectie
(strooing – diffuse)
Foto Siemens
Ivan Maesen
50
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, objectreflectie focuspunt (convergent)
Preciesiedetectie, achtergrond geen invloed
Detectieafstand : enkele tientallen centimeters
Ivan Maesen
51
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger afzonderlijk, met glasvezels
Ivan Maesen
52
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, objectreflectie,
met glasvezels
Ivan Maesen
53
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Foto Siemens
Ivan Maesen
54
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Lichtgordijn
Multi beam safety senor
Ivan Maesen
55
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Nominale schakelafstand Sn
Afstand waarbij de sensor schakelt
• Genormalisseerd meetobject
• Nominale spanning
• Nominale temperatuur
Ivan Maesen
56
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Werkelijke schakelafstand
Rekening houden met:
• Werkelijke temperatuur
• Nabijheid andere sensoren
• Soort materiaal
• Afmetingen object
• Kleur (optische sensoren)
• …
Ivan Maesen
57
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Werkelijke schakelafstand
Correctiefactoren inductieve schakelaar
- staal
1
- CrNi
0,85
- Al
0,50
- Cu
0,45
- ….
Ivan Maesen
58
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Werkelijke schakelafstand
Correctiefactoren capacitieve schakelaar:
- Staal
1
- Al
0,95
- Cu
0,95
- H2O
0,64
- Plexiglas
0,20
-…
Ivan Maesen
59
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Schakelfrequentie
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.
Ivan Maesen
60
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Uitgangsbelasing
De stroom die de sensor kan schakelen,
uitgedrukt in mA.
Ivan Maesen
61
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Afgeschermde (shielded) en niet-afgeschermde
(unshielded) senoren
Ivan Maesen
62
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Niet-afgeschermde senoren
Kop niet afgeschermd, uit kunststof
Grotere detectieafstand
Inbouwen geeft problemen
Ivan Maesen
Foto Siemens
63
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Afgeschermde senoren
Volledig uit metaal (uitgezonderd detectievlak)
Kleinere detectieafstand
Ivan Maesen
64
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
65
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen inductieve sensoren
Ongevoelig voor trillingen
Geen contactdender
Geen onderhoud, geen slijtage
Kostprijs € 20 tot ca. € 50
Foto Siemens
Ivan Maesen
66
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen inductieve sensoren
Beperkingen
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.
Ivan Maesen
67
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
68
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
69
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen capacitieve sensoren
Beperkingen
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
Ivan Maesen
70
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
71
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen ultrasone sensoren
Beperkingen
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.
Ivan Maesen
72
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
73
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
74
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen optische sensoren
Beperkingen
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.
Ivan Maesen
75
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Rekening houden met:
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
76
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Draadkleur
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
77
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Driedraadse sensor PNP (capacitief)
Ivan Maesen
78
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Driedraadse sensor NPN (inductief)
Ivan Maesen
79
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Vierdraadse sensor PNP
Ivan Maesen
80
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Tweedraadse sensor DC (capacitief)
Ivan Maesen
81
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Tweedraadse NAMUR sensor DC (capacitief)
Ivan Maesen
82
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Tweedraadse sensor AC - NC (inductief)
Ivan Maesen
83
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Tweedraadse sensor AC - NO (inductief)
Ivan Maesen
84
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Vijfdraadse sensor AC (optisch)
Ivan Maesen
85
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Vijfdraadse sensor AC - NO (optisch)
Ivan Maesen
86
Sensoren – Testen van sensoren
Driedraadse sensoren
Als voorbeeld een sensor met PNP-uitgang
Het aansluitschema
Testen met V-meter – Je kunt uiteraard met de Vmeter ook over de belasting meten.
Ivan Maesen
87
Sensoren – Testen van sensoren
Tweedraadse
sensoren
Het aansluitschema
Testen met V-meter
Testen met A-meter
Ivan Maesen
88
Sensoren
Ivan Maesen
89
Slide 74
Installatiemethoden 6 ET
Foto Heidelberg
Ivan Maesen
1
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
2
Sensoren - Algemeen
Inductieve sensoren
Capacitieve sensoren
Optische sensoren
Magnetische sensoren
Ultrasone sensoren
Foto Turck
Ivan Maesen
3
Sensoren – Algemene werking
Ivan Maesen
4
Sensoren – Algemene werking
Ivan Maesen
5
Sensoren – Algemene werking
Ivan Maesen
6
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Foto Siemens
Ivan Maesen
7
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Detectie van blik
en deksel
Foto Siemens
Ivan Maesen
8
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Controle van afbreken van
boorkop
Foto Siemens
Ivan Maesen
9
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Positionering en controle
draaizin
Foto Siemens
Ivan Maesen
10
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Standdetectie van een
klep
Foto Siemens
Ivan Maesen
11
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
oscillator
gelijkrichtier
smitt-trigger
versterker
spoel
Ivan Maesen
12
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Warmteontwikkeling
Ivan Maesen
Amplitude
kleiner
13
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Foto Siemens
Ivan Maesen
14
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Detectie vulniveau in
silo
Foto Siemens
Ivan Maesen
15
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Detectie van vulling
van brik
Foto Siemens
Ivan Maesen
16
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Het sensorvlak vormt een condensator. De lucht is het
diëlektricum.
C
A
d
Ivan Maesen
17
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Een niet-metalen object in het detectieveld: de
diëlektrische constante van de middenstof verandert.
C verandert
Ivan Maesen
18
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
De capaciteit wordt bepaald door het diëlektricum en de
afstand d tussen te platen.
C
A
d
Ivan Maesen
19
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Bij een elektrische geleidend object verkleint de afstand
tussen de platen.
C verandert
Ivan Maesen
20
Sensoren – Werking van de optische sensor
Ivan Maesen
21
Sensoren – Werking van de optische sensor
impulsgenerator (modulator)
IR of laser-LED
lichtgevoelige transistor
synchronisatie, gelijkrichter (demodulator)
smitt-trigger
versterker
Ivan Maesen
22
Sensoren – Werking van de ultrasone sensor
Ivan Maesen
23
Sensoren
ultrasone sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Kwaliteitscontrole met
sonar
Foto Siemens
Ivan Maesen
24
Sensoren
ultrasone sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Hoogtemeting met sonar
Foto Siemens
Ivan Maesen
25
Sensoren
ultrasone sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Afstandsmeting met sonar
Foto Siemens
Ivan Maesen
26
Sensoren
ultrasone sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Controle op doorhangen
met sonar
Foto Siemens
Ivan Maesen
27
Sensoren
ultrasone sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Niveaumetingen
met sonar
Foto’s Siemens
Ivan Maesen
28
Sensoren – Werking van de ultrasone sensor
oscillator
gelijkrichtier
smitt-trigger
versterker
piëzo element (opwekken en verwerken geluidsgolven)
Ivan Maesen
29
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen volgens de vorm
Cilindrische sensoren
Balkvormige or rechthoekige sensoren
Ivan Maesen
30
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen vvolgens de vorm
Speciale vormen:
• vork of sleufsensoren,
• ringsensoren,
• …
Foto Turck
Ivan Maesen
31
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Materiaal van de behuizing (cilindrische sensoren)
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
32
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Maten van cilindrische sensoren
Schroefdraad: M 4, M6,5 M8, M12, M18, M30,
PG 36
Gladde uitvoering: Ø11, Ø20, Ø40
Maten van rechthoekige sensoren
Bouwvormen zie maatschetsen catalogie.
Foto Siemens
Ivan Maesen
33
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens aansluiting
• Sensoren met aansluitklemmen
• Aangegoten kabel zonder connector
• Aangegoten kabel met connector
• Sensoren met connnector
Ivan Maesen
34
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens de aansluiting
Aangegoten kabel
Sensoren met
aansluitklem
Ivan Maesen
35
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens aansluiting
Sensoren met connnector
Ivan Maesen
36
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens aansluiting
Sensoren met connector:
aansluitkabels
Ivan Maesen
37
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens aansluiting
Aansluitkabels en aansluitdozen voor sensoren
Foto Turck
Ivan Maesen
38
Sensoren – Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Foto Siemens
Ivan Maesen
39
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger afzonderlijk (directe scan, thru scan)
Groot detectiebereik (tientallen meters)
Geen doorschijnende materialen detecteren
Ivan Maesen
40
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger afzonderlijk (directe scan, thru scan)
Foto Siemens
Ivan Maesen
41
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger afzonderlijk – spiegeling
(specular)
Detecteren van spiegelende opbjecten
Ivan Maesen
42
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, met reflector
(Retroreflex - retroreflective)
Geen glimmende, spiegelende, doorzichtige voorwerpen
Detectieafstand : ca. 5 m
Ivan Maesen
43
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, met reflector
(Retroreflex - retroreflective)
Ivan Maesen
44
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, met reflector
(Retroreflex - retroreflective)
Foto Siemens
Ivan Maesen
45
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Foto’s Siemens
Ivan Maesen
46
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, met reflector
(Polarisatie - polarized)
Wel glimmende, spiegelende, doorzichtige voorwerpen
Detectieafstand : ca. 3 m
Ivan Maesen
47
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Gepolariseerd licht
Spiegelend voorwerp
Ivan Maesen
48
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, objectreflectie
(strooing – diffuse)
Voorwerpen met mat en ruw oppervlak kunnen gedetecteerd worden
Detectieafstand : enkele tientallen centimeters
Ivan Maesen
49
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, objectreflectie
(strooing – diffuse)
Foto Siemens
Ivan Maesen
50
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, objectreflectie focuspunt (convergent)
Preciesiedetectie, achtergrond geen invloed
Detectieafstand : enkele tientallen centimeters
Ivan Maesen
51
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger afzonderlijk, met glasvezels
Ivan Maesen
52
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, objectreflectie,
met glasvezels
Ivan Maesen
53
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Foto Siemens
Ivan Maesen
54
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Lichtgordijn
Multi beam safety senor
Ivan Maesen
55
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Nominale schakelafstand Sn
Afstand waarbij de sensor schakelt
• Genormalisseerd meetobject
• Nominale spanning
• Nominale temperatuur
Ivan Maesen
56
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Werkelijke schakelafstand
Rekening houden met:
• Werkelijke temperatuur
• Nabijheid andere sensoren
• Soort materiaal
• Afmetingen object
• Kleur (optische sensoren)
• …
Ivan Maesen
57
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Werkelijke schakelafstand
Correctiefactoren inductieve schakelaar
- staal
1
- CrNi
0,85
- Al
0,50
- Cu
0,45
- ….
Ivan Maesen
58
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Werkelijke schakelafstand
Correctiefactoren capacitieve schakelaar:
- Staal
1
- Al
0,95
- Cu
0,95
- H2O
0,64
- Plexiglas
0,20
-…
Ivan Maesen
59
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Schakelfrequentie
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.
Ivan Maesen
60
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Uitgangsbelasing
De stroom die de sensor kan schakelen,
uitgedrukt in mA.
Ivan Maesen
61
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Afgeschermde (shielded) en niet-afgeschermde
(unshielded) senoren
Ivan Maesen
62
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Niet-afgeschermde senoren
Kop niet afgeschermd, uit kunststof
Grotere detectieafstand
Inbouwen geeft problemen
Ivan Maesen
Foto Siemens
63
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Afgeschermde senoren
Volledig uit metaal (uitgezonderd detectievlak)
Kleinere detectieafstand
Ivan Maesen
64
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
65
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen inductieve sensoren
Ongevoelig voor trillingen
Geen contactdender
Geen onderhoud, geen slijtage
Kostprijs € 20 tot ca. € 50
Foto Siemens
Ivan Maesen
66
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen inductieve sensoren
Beperkingen
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.
Ivan Maesen
67
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
68
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
69
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen capacitieve sensoren
Beperkingen
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
Ivan Maesen
70
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
71
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen ultrasone sensoren
Beperkingen
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.
Ivan Maesen
72
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
73
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
74
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen optische sensoren
Beperkingen
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.
Ivan Maesen
75
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Rekening houden met:
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
76
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Draadkleur
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
77
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Driedraadse sensor PNP (capacitief)
Ivan Maesen
78
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Driedraadse sensor NPN (inductief)
Ivan Maesen
79
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Vierdraadse sensor PNP
Ivan Maesen
80
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Tweedraadse sensor DC (capacitief)
Ivan Maesen
81
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Tweedraadse NAMUR sensor DC (capacitief)
Ivan Maesen
82
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Tweedraadse sensor AC - NC (inductief)
Ivan Maesen
83
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Tweedraadse sensor AC - NO (inductief)
Ivan Maesen
84
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Vijfdraadse sensor AC (optisch)
Ivan Maesen
85
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Vijfdraadse sensor AC - NO (optisch)
Ivan Maesen
86
Sensoren – Testen van sensoren
Driedraadse sensoren
Als voorbeeld een sensor met PNP-uitgang
Het aansluitschema
Testen met V-meter – Je kunt uiteraard met de Vmeter ook over de belasting meten.
Ivan Maesen
87
Sensoren – Testen van sensoren
Tweedraadse
sensoren
Het aansluitschema
Testen met V-meter
Testen met A-meter
Ivan Maesen
88
Sensoren
Ivan Maesen
89
Slide 75
Installatiemethoden 6 ET
Foto Heidelberg
Ivan Maesen
1
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
2
Sensoren - Algemeen
Inductieve sensoren
Capacitieve sensoren
Optische sensoren
Magnetische sensoren
Ultrasone sensoren
Foto Turck
Ivan Maesen
3
Sensoren – Algemene werking
Ivan Maesen
4
Sensoren – Algemene werking
Ivan Maesen
5
Sensoren – Algemene werking
Ivan Maesen
6
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Foto Siemens
Ivan Maesen
7
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Detectie van blik
en deksel
Foto Siemens
Ivan Maesen
8
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Controle van afbreken van
boorkop
Foto Siemens
Ivan Maesen
9
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Positionering en controle
draaizin
Foto Siemens
Ivan Maesen
10
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Standdetectie van een
klep
Foto Siemens
Ivan Maesen
11
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
oscillator
gelijkrichtier
smitt-trigger
versterker
spoel
Ivan Maesen
12
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Warmteontwikkeling
Ivan Maesen
Amplitude
kleiner
13
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Foto Siemens
Ivan Maesen
14
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Detectie vulniveau in
silo
Foto Siemens
Ivan Maesen
15
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Detectie van vulling
van brik
Foto Siemens
Ivan Maesen
16
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Het sensorvlak vormt een condensator. De lucht is het
diëlektricum.
C
A
d
Ivan Maesen
17
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Een niet-metalen object in het detectieveld: de
diëlektrische constante van de middenstof verandert.
C verandert
Ivan Maesen
18
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
De capaciteit wordt bepaald door het diëlektricum en de
afstand d tussen te platen.
C
A
d
Ivan Maesen
19
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Bij een elektrische geleidend object verkleint de afstand
tussen de platen.
C verandert
Ivan Maesen
20
Sensoren – Werking van de optische sensor
Ivan Maesen
21
Sensoren – Werking van de optische sensor
impulsgenerator (modulator)
IR of laser-LED
lichtgevoelige transistor
synchronisatie, gelijkrichter (demodulator)
smitt-trigger
versterker
Ivan Maesen
22
Sensoren – Werking van de ultrasone sensor
Ivan Maesen
23
Sensoren
ultrasone sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Kwaliteitscontrole met
sonar
Foto Siemens
Ivan Maesen
24
Sensoren
ultrasone sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Hoogtemeting met sonar
Foto Siemens
Ivan Maesen
25
Sensoren
ultrasone sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Afstandsmeting met sonar
Foto Siemens
Ivan Maesen
26
Sensoren
ultrasone sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Controle op doorhangen
met sonar
Foto Siemens
Ivan Maesen
27
Sensoren
ultrasone sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Niveaumetingen
met sonar
Foto’s Siemens
Ivan Maesen
28
Sensoren – Werking van de ultrasone sensor
oscillator
gelijkrichtier
smitt-trigger
versterker
piëzo element (opwekken en verwerken geluidsgolven)
Ivan Maesen
29
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen volgens de vorm
Cilindrische sensoren
Balkvormige or rechthoekige sensoren
Ivan Maesen
30
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen vvolgens de vorm
Speciale vormen:
• vork of sleufsensoren,
• ringsensoren,
• …
Foto Turck
Ivan Maesen
31
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Materiaal van de behuizing (cilindrische sensoren)
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
32
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Maten van cilindrische sensoren
Schroefdraad: M 4, M6,5 M8, M12, M18, M30,
PG 36
Gladde uitvoering: Ø11, Ø20, Ø40
Maten van rechthoekige sensoren
Bouwvormen zie maatschetsen catalogie.
Foto Siemens
Ivan Maesen
33
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens aansluiting
• Sensoren met aansluitklemmen
• Aangegoten kabel zonder connector
• Aangegoten kabel met connector
• Sensoren met connnector
Ivan Maesen
34
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens de aansluiting
Aangegoten kabel
Sensoren met
aansluitklem
Ivan Maesen
35
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens aansluiting
Sensoren met connnector
Ivan Maesen
36
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens aansluiting
Sensoren met connector:
aansluitkabels
Ivan Maesen
37
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens aansluiting
Aansluitkabels en aansluitdozen voor sensoren
Foto Turck
Ivan Maesen
38
Sensoren – Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Foto Siemens
Ivan Maesen
39
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger afzonderlijk (directe scan, thru scan)
Groot detectiebereik (tientallen meters)
Geen doorschijnende materialen detecteren
Ivan Maesen
40
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger afzonderlijk (directe scan, thru scan)
Foto Siemens
Ivan Maesen
41
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger afzonderlijk – spiegeling
(specular)
Detecteren van spiegelende opbjecten
Ivan Maesen
42
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, met reflector
(Retroreflex - retroreflective)
Geen glimmende, spiegelende, doorzichtige voorwerpen
Detectieafstand : ca. 5 m
Ivan Maesen
43
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, met reflector
(Retroreflex - retroreflective)
Ivan Maesen
44
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, met reflector
(Retroreflex - retroreflective)
Foto Siemens
Ivan Maesen
45
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Foto’s Siemens
Ivan Maesen
46
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, met reflector
(Polarisatie - polarized)
Wel glimmende, spiegelende, doorzichtige voorwerpen
Detectieafstand : ca. 3 m
Ivan Maesen
47
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Gepolariseerd licht
Spiegelend voorwerp
Ivan Maesen
48
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, objectreflectie
(strooing – diffuse)
Voorwerpen met mat en ruw oppervlak kunnen gedetecteerd worden
Detectieafstand : enkele tientallen centimeters
Ivan Maesen
49
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, objectreflectie
(strooing – diffuse)
Foto Siemens
Ivan Maesen
50
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, objectreflectie focuspunt (convergent)
Preciesiedetectie, achtergrond geen invloed
Detectieafstand : enkele tientallen centimeters
Ivan Maesen
51
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger afzonderlijk, met glasvezels
Ivan Maesen
52
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, objectreflectie,
met glasvezels
Ivan Maesen
53
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Foto Siemens
Ivan Maesen
54
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Lichtgordijn
Multi beam safety senor
Ivan Maesen
55
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Nominale schakelafstand Sn
Afstand waarbij de sensor schakelt
• Genormalisseerd meetobject
• Nominale spanning
• Nominale temperatuur
Ivan Maesen
56
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Werkelijke schakelafstand
Rekening houden met:
• Werkelijke temperatuur
• Nabijheid andere sensoren
• Soort materiaal
• Afmetingen object
• Kleur (optische sensoren)
• …
Ivan Maesen
57
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Werkelijke schakelafstand
Correctiefactoren inductieve schakelaar
- staal
1
- CrNi
0,85
- Al
0,50
- Cu
0,45
- ….
Ivan Maesen
58
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Werkelijke schakelafstand
Correctiefactoren capacitieve schakelaar:
- Staal
1
- Al
0,95
- Cu
0,95
- H2O
0,64
- Plexiglas
0,20
-…
Ivan Maesen
59
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Schakelfrequentie
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.
Ivan Maesen
60
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Uitgangsbelasing
De stroom die de sensor kan schakelen,
uitgedrukt in mA.
Ivan Maesen
61
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Afgeschermde (shielded) en niet-afgeschermde
(unshielded) senoren
Ivan Maesen
62
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Niet-afgeschermde senoren
Kop niet afgeschermd, uit kunststof
Grotere detectieafstand
Inbouwen geeft problemen
Ivan Maesen
Foto Siemens
63
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Afgeschermde senoren
Volledig uit metaal (uitgezonderd detectievlak)
Kleinere detectieafstand
Ivan Maesen
64
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
65
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen inductieve sensoren
Ongevoelig voor trillingen
Geen contactdender
Geen onderhoud, geen slijtage
Kostprijs € 20 tot ca. € 50
Foto Siemens
Ivan Maesen
66
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen inductieve sensoren
Beperkingen
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.
Ivan Maesen
67
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
68
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
69
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen capacitieve sensoren
Beperkingen
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
Ivan Maesen
70
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
71
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen ultrasone sensoren
Beperkingen
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.
Ivan Maesen
72
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
73
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
74
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen optische sensoren
Beperkingen
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.
Ivan Maesen
75
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Rekening houden met:
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
76
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Draadkleur
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
77
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Driedraadse sensor PNP (capacitief)
Ivan Maesen
78
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Driedraadse sensor NPN (inductief)
Ivan Maesen
79
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Vierdraadse sensor PNP
Ivan Maesen
80
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Tweedraadse sensor DC (capacitief)
Ivan Maesen
81
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Tweedraadse NAMUR sensor DC (capacitief)
Ivan Maesen
82
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Tweedraadse sensor AC - NC (inductief)
Ivan Maesen
83
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Tweedraadse sensor AC - NO (inductief)
Ivan Maesen
84
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Vijfdraadse sensor AC (optisch)
Ivan Maesen
85
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Vijfdraadse sensor AC - NO (optisch)
Ivan Maesen
86
Sensoren – Testen van sensoren
Driedraadse sensoren
Als voorbeeld een sensor met PNP-uitgang
Het aansluitschema
Testen met V-meter – Je kunt uiteraard met de Vmeter ook over de belasting meten.
Ivan Maesen
87
Sensoren – Testen van sensoren
Tweedraadse
sensoren
Het aansluitschema
Testen met V-meter
Testen met A-meter
Ivan Maesen
88
Sensoren
Ivan Maesen
89
Slide 76
Installatiemethoden 6 ET
Foto Heidelberg
Ivan Maesen
1
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
2
Sensoren - Algemeen
Inductieve sensoren
Capacitieve sensoren
Optische sensoren
Magnetische sensoren
Ultrasone sensoren
Foto Turck
Ivan Maesen
3
Sensoren – Algemene werking
Ivan Maesen
4
Sensoren – Algemene werking
Ivan Maesen
5
Sensoren – Algemene werking
Ivan Maesen
6
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Foto Siemens
Ivan Maesen
7
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Detectie van blik
en deksel
Foto Siemens
Ivan Maesen
8
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Controle van afbreken van
boorkop
Foto Siemens
Ivan Maesen
9
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Positionering en controle
draaizin
Foto Siemens
Ivan Maesen
10
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Standdetectie van een
klep
Foto Siemens
Ivan Maesen
11
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
oscillator
gelijkrichtier
smitt-trigger
versterker
spoel
Ivan Maesen
12
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Warmteontwikkeling
Ivan Maesen
Amplitude
kleiner
13
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Foto Siemens
Ivan Maesen
14
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Detectie vulniveau in
silo
Foto Siemens
Ivan Maesen
15
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Detectie van vulling
van brik
Foto Siemens
Ivan Maesen
16
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Het sensorvlak vormt een condensator. De lucht is het
diëlektricum.
C
A
d
Ivan Maesen
17
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Een niet-metalen object in het detectieveld: de
diëlektrische constante van de middenstof verandert.
C verandert
Ivan Maesen
18
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
De capaciteit wordt bepaald door het diëlektricum en de
afstand d tussen te platen.
C
A
d
Ivan Maesen
19
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Bij een elektrische geleidend object verkleint de afstand
tussen de platen.
C verandert
Ivan Maesen
20
Sensoren – Werking van de optische sensor
Ivan Maesen
21
Sensoren – Werking van de optische sensor
impulsgenerator (modulator)
IR of laser-LED
lichtgevoelige transistor
synchronisatie, gelijkrichter (demodulator)
smitt-trigger
versterker
Ivan Maesen
22
Sensoren – Werking van de ultrasone sensor
Ivan Maesen
23
Sensoren
ultrasone sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Kwaliteitscontrole met
sonar
Foto Siemens
Ivan Maesen
24
Sensoren
ultrasone sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Hoogtemeting met sonar
Foto Siemens
Ivan Maesen
25
Sensoren
ultrasone sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Afstandsmeting met sonar
Foto Siemens
Ivan Maesen
26
Sensoren
ultrasone sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Controle op doorhangen
met sonar
Foto Siemens
Ivan Maesen
27
Sensoren
ultrasone sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Niveaumetingen
met sonar
Foto’s Siemens
Ivan Maesen
28
Sensoren – Werking van de ultrasone sensor
oscillator
gelijkrichtier
smitt-trigger
versterker
piëzo element (opwekken en verwerken geluidsgolven)
Ivan Maesen
29
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen volgens de vorm
Cilindrische sensoren
Balkvormige or rechthoekige sensoren
Ivan Maesen
30
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen vvolgens de vorm
Speciale vormen:
• vork of sleufsensoren,
• ringsensoren,
• …
Foto Turck
Ivan Maesen
31
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Materiaal van de behuizing (cilindrische sensoren)
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
32
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Maten van cilindrische sensoren
Schroefdraad: M 4, M6,5 M8, M12, M18, M30,
PG 36
Gladde uitvoering: Ø11, Ø20, Ø40
Maten van rechthoekige sensoren
Bouwvormen zie maatschetsen catalogie.
Foto Siemens
Ivan Maesen
33
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens aansluiting
• Sensoren met aansluitklemmen
• Aangegoten kabel zonder connector
• Aangegoten kabel met connector
• Sensoren met connnector
Ivan Maesen
34
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens de aansluiting
Aangegoten kabel
Sensoren met
aansluitklem
Ivan Maesen
35
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens aansluiting
Sensoren met connnector
Ivan Maesen
36
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens aansluiting
Sensoren met connector:
aansluitkabels
Ivan Maesen
37
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens aansluiting
Aansluitkabels en aansluitdozen voor sensoren
Foto Turck
Ivan Maesen
38
Sensoren – Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Foto Siemens
Ivan Maesen
39
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger afzonderlijk (directe scan, thru scan)
Groot detectiebereik (tientallen meters)
Geen doorschijnende materialen detecteren
Ivan Maesen
40
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger afzonderlijk (directe scan, thru scan)
Foto Siemens
Ivan Maesen
41
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger afzonderlijk – spiegeling
(specular)
Detecteren van spiegelende opbjecten
Ivan Maesen
42
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, met reflector
(Retroreflex - retroreflective)
Geen glimmende, spiegelende, doorzichtige voorwerpen
Detectieafstand : ca. 5 m
Ivan Maesen
43
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, met reflector
(Retroreflex - retroreflective)
Ivan Maesen
44
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, met reflector
(Retroreflex - retroreflective)
Foto Siemens
Ivan Maesen
45
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Foto’s Siemens
Ivan Maesen
46
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, met reflector
(Polarisatie - polarized)
Wel glimmende, spiegelende, doorzichtige voorwerpen
Detectieafstand : ca. 3 m
Ivan Maesen
47
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Gepolariseerd licht
Spiegelend voorwerp
Ivan Maesen
48
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, objectreflectie
(strooing – diffuse)
Voorwerpen met mat en ruw oppervlak kunnen gedetecteerd worden
Detectieafstand : enkele tientallen centimeters
Ivan Maesen
49
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, objectreflectie
(strooing – diffuse)
Foto Siemens
Ivan Maesen
50
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, objectreflectie focuspunt (convergent)
Preciesiedetectie, achtergrond geen invloed
Detectieafstand : enkele tientallen centimeters
Ivan Maesen
51
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger afzonderlijk, met glasvezels
Ivan Maesen
52
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, objectreflectie,
met glasvezels
Ivan Maesen
53
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Foto Siemens
Ivan Maesen
54
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Lichtgordijn
Multi beam safety senor
Ivan Maesen
55
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Nominale schakelafstand Sn
Afstand waarbij de sensor schakelt
• Genormalisseerd meetobject
• Nominale spanning
• Nominale temperatuur
Ivan Maesen
56
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Werkelijke schakelafstand
Rekening houden met:
• Werkelijke temperatuur
• Nabijheid andere sensoren
• Soort materiaal
• Afmetingen object
• Kleur (optische sensoren)
• …
Ivan Maesen
57
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Werkelijke schakelafstand
Correctiefactoren inductieve schakelaar
- staal
1
- CrNi
0,85
- Al
0,50
- Cu
0,45
- ….
Ivan Maesen
58
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Werkelijke schakelafstand
Correctiefactoren capacitieve schakelaar:
- Staal
1
- Al
0,95
- Cu
0,95
- H2O
0,64
- Plexiglas
0,20
-…
Ivan Maesen
59
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Schakelfrequentie
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.
Ivan Maesen
60
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Uitgangsbelasing
De stroom die de sensor kan schakelen,
uitgedrukt in mA.
Ivan Maesen
61
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Afgeschermde (shielded) en niet-afgeschermde
(unshielded) senoren
Ivan Maesen
62
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Niet-afgeschermde senoren
Kop niet afgeschermd, uit kunststof
Grotere detectieafstand
Inbouwen geeft problemen
Ivan Maesen
Foto Siemens
63
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Afgeschermde senoren
Volledig uit metaal (uitgezonderd detectievlak)
Kleinere detectieafstand
Ivan Maesen
64
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
65
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen inductieve sensoren
Ongevoelig voor trillingen
Geen contactdender
Geen onderhoud, geen slijtage
Kostprijs € 20 tot ca. € 50
Foto Siemens
Ivan Maesen
66
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen inductieve sensoren
Beperkingen
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.
Ivan Maesen
67
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
68
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
69
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen capacitieve sensoren
Beperkingen
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
Ivan Maesen
70
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
71
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen ultrasone sensoren
Beperkingen
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.
Ivan Maesen
72
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
73
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
74
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen optische sensoren
Beperkingen
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.
Ivan Maesen
75
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Rekening houden met:
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
76
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Draadkleur
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
77
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Driedraadse sensor PNP (capacitief)
Ivan Maesen
78
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Driedraadse sensor NPN (inductief)
Ivan Maesen
79
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Vierdraadse sensor PNP
Ivan Maesen
80
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Tweedraadse sensor DC (capacitief)
Ivan Maesen
81
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Tweedraadse NAMUR sensor DC (capacitief)
Ivan Maesen
82
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Tweedraadse sensor AC - NC (inductief)
Ivan Maesen
83
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Tweedraadse sensor AC - NO (inductief)
Ivan Maesen
84
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Vijfdraadse sensor AC (optisch)
Ivan Maesen
85
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Vijfdraadse sensor AC - NO (optisch)
Ivan Maesen
86
Sensoren – Testen van sensoren
Driedraadse sensoren
Als voorbeeld een sensor met PNP-uitgang
Het aansluitschema
Testen met V-meter – Je kunt uiteraard met de Vmeter ook over de belasting meten.
Ivan Maesen
87
Sensoren – Testen van sensoren
Tweedraadse
sensoren
Het aansluitschema
Testen met V-meter
Testen met A-meter
Ivan Maesen
88
Sensoren
Ivan Maesen
89
Slide 77
Installatiemethoden 6 ET
Foto Heidelberg
Ivan Maesen
1
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
2
Sensoren - Algemeen
Inductieve sensoren
Capacitieve sensoren
Optische sensoren
Magnetische sensoren
Ultrasone sensoren
Foto Turck
Ivan Maesen
3
Sensoren – Algemene werking
Ivan Maesen
4
Sensoren – Algemene werking
Ivan Maesen
5
Sensoren – Algemene werking
Ivan Maesen
6
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Foto Siemens
Ivan Maesen
7
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Detectie van blik
en deksel
Foto Siemens
Ivan Maesen
8
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Controle van afbreken van
boorkop
Foto Siemens
Ivan Maesen
9
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Positionering en controle
draaizin
Foto Siemens
Ivan Maesen
10
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Standdetectie van een
klep
Foto Siemens
Ivan Maesen
11
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
oscillator
gelijkrichtier
smitt-trigger
versterker
spoel
Ivan Maesen
12
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Warmteontwikkeling
Ivan Maesen
Amplitude
kleiner
13
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Foto Siemens
Ivan Maesen
14
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Detectie vulniveau in
silo
Foto Siemens
Ivan Maesen
15
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Detectie van vulling
van brik
Foto Siemens
Ivan Maesen
16
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Het sensorvlak vormt een condensator. De lucht is het
diëlektricum.
C
A
d
Ivan Maesen
17
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Een niet-metalen object in het detectieveld: de
diëlektrische constante van de middenstof verandert.
C verandert
Ivan Maesen
18
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
De capaciteit wordt bepaald door het diëlektricum en de
afstand d tussen te platen.
C
A
d
Ivan Maesen
19
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Bij een elektrische geleidend object verkleint de afstand
tussen de platen.
C verandert
Ivan Maesen
20
Sensoren – Werking van de optische sensor
Ivan Maesen
21
Sensoren – Werking van de optische sensor
impulsgenerator (modulator)
IR of laser-LED
lichtgevoelige transistor
synchronisatie, gelijkrichter (demodulator)
smitt-trigger
versterker
Ivan Maesen
22
Sensoren – Werking van de ultrasone sensor
Ivan Maesen
23
Sensoren
ultrasone sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Kwaliteitscontrole met
sonar
Foto Siemens
Ivan Maesen
24
Sensoren
ultrasone sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Hoogtemeting met sonar
Foto Siemens
Ivan Maesen
25
Sensoren
ultrasone sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Afstandsmeting met sonar
Foto Siemens
Ivan Maesen
26
Sensoren
ultrasone sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Controle op doorhangen
met sonar
Foto Siemens
Ivan Maesen
27
Sensoren
ultrasone sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Niveaumetingen
met sonar
Foto’s Siemens
Ivan Maesen
28
Sensoren – Werking van de ultrasone sensor
oscillator
gelijkrichtier
smitt-trigger
versterker
piëzo element (opwekken en verwerken geluidsgolven)
Ivan Maesen
29
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen volgens de vorm
Cilindrische sensoren
Balkvormige or rechthoekige sensoren
Ivan Maesen
30
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen vvolgens de vorm
Speciale vormen:
• vork of sleufsensoren,
• ringsensoren,
• …
Foto Turck
Ivan Maesen
31
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Materiaal van de behuizing (cilindrische sensoren)
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
32
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Maten van cilindrische sensoren
Schroefdraad: M 4, M6,5 M8, M12, M18, M30,
PG 36
Gladde uitvoering: Ø11, Ø20, Ø40
Maten van rechthoekige sensoren
Bouwvormen zie maatschetsen catalogie.
Foto Siemens
Ivan Maesen
33
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens aansluiting
• Sensoren met aansluitklemmen
• Aangegoten kabel zonder connector
• Aangegoten kabel met connector
• Sensoren met connnector
Ivan Maesen
34
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens de aansluiting
Aangegoten kabel
Sensoren met
aansluitklem
Ivan Maesen
35
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens aansluiting
Sensoren met connnector
Ivan Maesen
36
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens aansluiting
Sensoren met connector:
aansluitkabels
Ivan Maesen
37
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens aansluiting
Aansluitkabels en aansluitdozen voor sensoren
Foto Turck
Ivan Maesen
38
Sensoren – Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Foto Siemens
Ivan Maesen
39
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger afzonderlijk (directe scan, thru scan)
Groot detectiebereik (tientallen meters)
Geen doorschijnende materialen detecteren
Ivan Maesen
40
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger afzonderlijk (directe scan, thru scan)
Foto Siemens
Ivan Maesen
41
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger afzonderlijk – spiegeling
(specular)
Detecteren van spiegelende opbjecten
Ivan Maesen
42
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, met reflector
(Retroreflex - retroreflective)
Geen glimmende, spiegelende, doorzichtige voorwerpen
Detectieafstand : ca. 5 m
Ivan Maesen
43
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, met reflector
(Retroreflex - retroreflective)
Ivan Maesen
44
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, met reflector
(Retroreflex - retroreflective)
Foto Siemens
Ivan Maesen
45
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Foto’s Siemens
Ivan Maesen
46
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, met reflector
(Polarisatie - polarized)
Wel glimmende, spiegelende, doorzichtige voorwerpen
Detectieafstand : ca. 3 m
Ivan Maesen
47
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Gepolariseerd licht
Spiegelend voorwerp
Ivan Maesen
48
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, objectreflectie
(strooing – diffuse)
Voorwerpen met mat en ruw oppervlak kunnen gedetecteerd worden
Detectieafstand : enkele tientallen centimeters
Ivan Maesen
49
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, objectreflectie
(strooing – diffuse)
Foto Siemens
Ivan Maesen
50
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, objectreflectie focuspunt (convergent)
Preciesiedetectie, achtergrond geen invloed
Detectieafstand : enkele tientallen centimeters
Ivan Maesen
51
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger afzonderlijk, met glasvezels
Ivan Maesen
52
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, objectreflectie,
met glasvezels
Ivan Maesen
53
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Foto Siemens
Ivan Maesen
54
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Lichtgordijn
Multi beam safety senor
Ivan Maesen
55
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Nominale schakelafstand Sn
Afstand waarbij de sensor schakelt
• Genormalisseerd meetobject
• Nominale spanning
• Nominale temperatuur
Ivan Maesen
56
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Werkelijke schakelafstand
Rekening houden met:
• Werkelijke temperatuur
• Nabijheid andere sensoren
• Soort materiaal
• Afmetingen object
• Kleur (optische sensoren)
• …
Ivan Maesen
57
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Werkelijke schakelafstand
Correctiefactoren inductieve schakelaar
- staal
1
- CrNi
0,85
- Al
0,50
- Cu
0,45
- ….
Ivan Maesen
58
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Werkelijke schakelafstand
Correctiefactoren capacitieve schakelaar:
- Staal
1
- Al
0,95
- Cu
0,95
- H2O
0,64
- Plexiglas
0,20
-…
Ivan Maesen
59
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Schakelfrequentie
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.
Ivan Maesen
60
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Uitgangsbelasing
De stroom die de sensor kan schakelen,
uitgedrukt in mA.
Ivan Maesen
61
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Afgeschermde (shielded) en niet-afgeschermde
(unshielded) senoren
Ivan Maesen
62
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Niet-afgeschermde senoren
Kop niet afgeschermd, uit kunststof
Grotere detectieafstand
Inbouwen geeft problemen
Ivan Maesen
Foto Siemens
63
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Afgeschermde senoren
Volledig uit metaal (uitgezonderd detectievlak)
Kleinere detectieafstand
Ivan Maesen
64
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
65
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen inductieve sensoren
Ongevoelig voor trillingen
Geen contactdender
Geen onderhoud, geen slijtage
Kostprijs € 20 tot ca. € 50
Foto Siemens
Ivan Maesen
66
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen inductieve sensoren
Beperkingen
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.
Ivan Maesen
67
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
68
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
69
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen capacitieve sensoren
Beperkingen
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
Ivan Maesen
70
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
71
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen ultrasone sensoren
Beperkingen
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.
Ivan Maesen
72
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
73
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
74
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen optische sensoren
Beperkingen
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.
Ivan Maesen
75
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Rekening houden met:
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
76
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Draadkleur
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
77
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Driedraadse sensor PNP (capacitief)
Ivan Maesen
78
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Driedraadse sensor NPN (inductief)
Ivan Maesen
79
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Vierdraadse sensor PNP
Ivan Maesen
80
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Tweedraadse sensor DC (capacitief)
Ivan Maesen
81
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Tweedraadse NAMUR sensor DC (capacitief)
Ivan Maesen
82
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Tweedraadse sensor AC - NC (inductief)
Ivan Maesen
83
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Tweedraadse sensor AC - NO (inductief)
Ivan Maesen
84
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Vijfdraadse sensor AC (optisch)
Ivan Maesen
85
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Vijfdraadse sensor AC - NO (optisch)
Ivan Maesen
86
Sensoren – Testen van sensoren
Driedraadse sensoren
Als voorbeeld een sensor met PNP-uitgang
Het aansluitschema
Testen met V-meter – Je kunt uiteraard met de Vmeter ook over de belasting meten.
Ivan Maesen
87
Sensoren – Testen van sensoren
Tweedraadse
sensoren
Het aansluitschema
Testen met V-meter
Testen met A-meter
Ivan Maesen
88
Sensoren
Ivan Maesen
89
Slide 78
Installatiemethoden 6 ET
Foto Heidelberg
Ivan Maesen
1
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
2
Sensoren - Algemeen
Inductieve sensoren
Capacitieve sensoren
Optische sensoren
Magnetische sensoren
Ultrasone sensoren
Foto Turck
Ivan Maesen
3
Sensoren – Algemene werking
Ivan Maesen
4
Sensoren – Algemene werking
Ivan Maesen
5
Sensoren – Algemene werking
Ivan Maesen
6
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Foto Siemens
Ivan Maesen
7
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Detectie van blik
en deksel
Foto Siemens
Ivan Maesen
8
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Controle van afbreken van
boorkop
Foto Siemens
Ivan Maesen
9
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Positionering en controle
draaizin
Foto Siemens
Ivan Maesen
10
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Standdetectie van een
klep
Foto Siemens
Ivan Maesen
11
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
oscillator
gelijkrichtier
smitt-trigger
versterker
spoel
Ivan Maesen
12
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Warmteontwikkeling
Ivan Maesen
Amplitude
kleiner
13
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Foto Siemens
Ivan Maesen
14
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Detectie vulniveau in
silo
Foto Siemens
Ivan Maesen
15
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Detectie van vulling
van brik
Foto Siemens
Ivan Maesen
16
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Het sensorvlak vormt een condensator. De lucht is het
diëlektricum.
C
A
d
Ivan Maesen
17
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Een niet-metalen object in het detectieveld: de
diëlektrische constante van de middenstof verandert.
C verandert
Ivan Maesen
18
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
De capaciteit wordt bepaald door het diëlektricum en de
afstand d tussen te platen.
C
A
d
Ivan Maesen
19
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Bij een elektrische geleidend object verkleint de afstand
tussen de platen.
C verandert
Ivan Maesen
20
Sensoren – Werking van de optische sensor
Ivan Maesen
21
Sensoren – Werking van de optische sensor
impulsgenerator (modulator)
IR of laser-LED
lichtgevoelige transistor
synchronisatie, gelijkrichter (demodulator)
smitt-trigger
versterker
Ivan Maesen
22
Sensoren – Werking van de ultrasone sensor
Ivan Maesen
23
Sensoren
ultrasone sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Kwaliteitscontrole met
sonar
Foto Siemens
Ivan Maesen
24
Sensoren
ultrasone sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Hoogtemeting met sonar
Foto Siemens
Ivan Maesen
25
Sensoren
ultrasone sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Afstandsmeting met sonar
Foto Siemens
Ivan Maesen
26
Sensoren
ultrasone sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Controle op doorhangen
met sonar
Foto Siemens
Ivan Maesen
27
Sensoren
ultrasone sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Niveaumetingen
met sonar
Foto’s Siemens
Ivan Maesen
28
Sensoren – Werking van de ultrasone sensor
oscillator
gelijkrichtier
smitt-trigger
versterker
piëzo element (opwekken en verwerken geluidsgolven)
Ivan Maesen
29
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen volgens de vorm
Cilindrische sensoren
Balkvormige or rechthoekige sensoren
Ivan Maesen
30
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen vvolgens de vorm
Speciale vormen:
• vork of sleufsensoren,
• ringsensoren,
• …
Foto Turck
Ivan Maesen
31
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Materiaal van de behuizing (cilindrische sensoren)
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
32
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Maten van cilindrische sensoren
Schroefdraad: M 4, M6,5 M8, M12, M18, M30,
PG 36
Gladde uitvoering: Ø11, Ø20, Ø40
Maten van rechthoekige sensoren
Bouwvormen zie maatschetsen catalogie.
Foto Siemens
Ivan Maesen
33
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens aansluiting
• Sensoren met aansluitklemmen
• Aangegoten kabel zonder connector
• Aangegoten kabel met connector
• Sensoren met connnector
Ivan Maesen
34
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens de aansluiting
Aangegoten kabel
Sensoren met
aansluitklem
Ivan Maesen
35
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens aansluiting
Sensoren met connnector
Ivan Maesen
36
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens aansluiting
Sensoren met connector:
aansluitkabels
Ivan Maesen
37
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens aansluiting
Aansluitkabels en aansluitdozen voor sensoren
Foto Turck
Ivan Maesen
38
Sensoren – Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Foto Siemens
Ivan Maesen
39
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger afzonderlijk (directe scan, thru scan)
Groot detectiebereik (tientallen meters)
Geen doorschijnende materialen detecteren
Ivan Maesen
40
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger afzonderlijk (directe scan, thru scan)
Foto Siemens
Ivan Maesen
41
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger afzonderlijk – spiegeling
(specular)
Detecteren van spiegelende opbjecten
Ivan Maesen
42
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, met reflector
(Retroreflex - retroreflective)
Geen glimmende, spiegelende, doorzichtige voorwerpen
Detectieafstand : ca. 5 m
Ivan Maesen
43
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, met reflector
(Retroreflex - retroreflective)
Ivan Maesen
44
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, met reflector
(Retroreflex - retroreflective)
Foto Siemens
Ivan Maesen
45
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Foto’s Siemens
Ivan Maesen
46
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, met reflector
(Polarisatie - polarized)
Wel glimmende, spiegelende, doorzichtige voorwerpen
Detectieafstand : ca. 3 m
Ivan Maesen
47
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Gepolariseerd licht
Spiegelend voorwerp
Ivan Maesen
48
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, objectreflectie
(strooing – diffuse)
Voorwerpen met mat en ruw oppervlak kunnen gedetecteerd worden
Detectieafstand : enkele tientallen centimeters
Ivan Maesen
49
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, objectreflectie
(strooing – diffuse)
Foto Siemens
Ivan Maesen
50
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, objectreflectie focuspunt (convergent)
Preciesiedetectie, achtergrond geen invloed
Detectieafstand : enkele tientallen centimeters
Ivan Maesen
51
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger afzonderlijk, met glasvezels
Ivan Maesen
52
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, objectreflectie,
met glasvezels
Ivan Maesen
53
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Foto Siemens
Ivan Maesen
54
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Lichtgordijn
Multi beam safety senor
Ivan Maesen
55
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Nominale schakelafstand Sn
Afstand waarbij de sensor schakelt
• Genormalisseerd meetobject
• Nominale spanning
• Nominale temperatuur
Ivan Maesen
56
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Werkelijke schakelafstand
Rekening houden met:
• Werkelijke temperatuur
• Nabijheid andere sensoren
• Soort materiaal
• Afmetingen object
• Kleur (optische sensoren)
• …
Ivan Maesen
57
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Werkelijke schakelafstand
Correctiefactoren inductieve schakelaar
- staal
1
- CrNi
0,85
- Al
0,50
- Cu
0,45
- ….
Ivan Maesen
58
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Werkelijke schakelafstand
Correctiefactoren capacitieve schakelaar:
- Staal
1
- Al
0,95
- Cu
0,95
- H2O
0,64
- Plexiglas
0,20
-…
Ivan Maesen
59
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Schakelfrequentie
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.
Ivan Maesen
60
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Uitgangsbelasing
De stroom die de sensor kan schakelen,
uitgedrukt in mA.
Ivan Maesen
61
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Afgeschermde (shielded) en niet-afgeschermde
(unshielded) senoren
Ivan Maesen
62
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Niet-afgeschermde senoren
Kop niet afgeschermd, uit kunststof
Grotere detectieafstand
Inbouwen geeft problemen
Ivan Maesen
Foto Siemens
63
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Afgeschermde senoren
Volledig uit metaal (uitgezonderd detectievlak)
Kleinere detectieafstand
Ivan Maesen
64
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
65
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen inductieve sensoren
Ongevoelig voor trillingen
Geen contactdender
Geen onderhoud, geen slijtage
Kostprijs € 20 tot ca. € 50
Foto Siemens
Ivan Maesen
66
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen inductieve sensoren
Beperkingen
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.
Ivan Maesen
67
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
68
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
69
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen capacitieve sensoren
Beperkingen
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
Ivan Maesen
70
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
71
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen ultrasone sensoren
Beperkingen
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.
Ivan Maesen
72
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
73
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
74
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen optische sensoren
Beperkingen
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.
Ivan Maesen
75
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Rekening houden met:
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
76
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Draadkleur
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
77
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Driedraadse sensor PNP (capacitief)
Ivan Maesen
78
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Driedraadse sensor NPN (inductief)
Ivan Maesen
79
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Vierdraadse sensor PNP
Ivan Maesen
80
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Tweedraadse sensor DC (capacitief)
Ivan Maesen
81
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Tweedraadse NAMUR sensor DC (capacitief)
Ivan Maesen
82
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Tweedraadse sensor AC - NC (inductief)
Ivan Maesen
83
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Tweedraadse sensor AC - NO (inductief)
Ivan Maesen
84
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Vijfdraadse sensor AC (optisch)
Ivan Maesen
85
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Vijfdraadse sensor AC - NO (optisch)
Ivan Maesen
86
Sensoren – Testen van sensoren
Driedraadse sensoren
Als voorbeeld een sensor met PNP-uitgang
Het aansluitschema
Testen met V-meter – Je kunt uiteraard met de Vmeter ook over de belasting meten.
Ivan Maesen
87
Sensoren – Testen van sensoren
Tweedraadse
sensoren
Het aansluitschema
Testen met V-meter
Testen met A-meter
Ivan Maesen
88
Sensoren
Ivan Maesen
89
Slide 79
Installatiemethoden 6 ET
Foto Heidelberg
Ivan Maesen
1
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
2
Sensoren - Algemeen
Inductieve sensoren
Capacitieve sensoren
Optische sensoren
Magnetische sensoren
Ultrasone sensoren
Foto Turck
Ivan Maesen
3
Sensoren – Algemene werking
Ivan Maesen
4
Sensoren – Algemene werking
Ivan Maesen
5
Sensoren – Algemene werking
Ivan Maesen
6
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Foto Siemens
Ivan Maesen
7
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Detectie van blik
en deksel
Foto Siemens
Ivan Maesen
8
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Controle van afbreken van
boorkop
Foto Siemens
Ivan Maesen
9
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Positionering en controle
draaizin
Foto Siemens
Ivan Maesen
10
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Standdetectie van een
klep
Foto Siemens
Ivan Maesen
11
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
oscillator
gelijkrichtier
smitt-trigger
versterker
spoel
Ivan Maesen
12
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Warmteontwikkeling
Ivan Maesen
Amplitude
kleiner
13
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Foto Siemens
Ivan Maesen
14
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Detectie vulniveau in
silo
Foto Siemens
Ivan Maesen
15
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Detectie van vulling
van brik
Foto Siemens
Ivan Maesen
16
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Het sensorvlak vormt een condensator. De lucht is het
diëlektricum.
C
A
d
Ivan Maesen
17
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Een niet-metalen object in het detectieveld: de
diëlektrische constante van de middenstof verandert.
C verandert
Ivan Maesen
18
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
De capaciteit wordt bepaald door het diëlektricum en de
afstand d tussen te platen.
C
A
d
Ivan Maesen
19
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Bij een elektrische geleidend object verkleint de afstand
tussen de platen.
C verandert
Ivan Maesen
20
Sensoren – Werking van de optische sensor
Ivan Maesen
21
Sensoren – Werking van de optische sensor
impulsgenerator (modulator)
IR of laser-LED
lichtgevoelige transistor
synchronisatie, gelijkrichter (demodulator)
smitt-trigger
versterker
Ivan Maesen
22
Sensoren – Werking van de ultrasone sensor
Ivan Maesen
23
Sensoren
ultrasone sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Kwaliteitscontrole met
sonar
Foto Siemens
Ivan Maesen
24
Sensoren
ultrasone sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Hoogtemeting met sonar
Foto Siemens
Ivan Maesen
25
Sensoren
ultrasone sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Afstandsmeting met sonar
Foto Siemens
Ivan Maesen
26
Sensoren
ultrasone sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Controle op doorhangen
met sonar
Foto Siemens
Ivan Maesen
27
Sensoren
ultrasone sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Niveaumetingen
met sonar
Foto’s Siemens
Ivan Maesen
28
Sensoren – Werking van de ultrasone sensor
oscillator
gelijkrichtier
smitt-trigger
versterker
piëzo element (opwekken en verwerken geluidsgolven)
Ivan Maesen
29
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen volgens de vorm
Cilindrische sensoren
Balkvormige or rechthoekige sensoren
Ivan Maesen
30
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen vvolgens de vorm
Speciale vormen:
• vork of sleufsensoren,
• ringsensoren,
• …
Foto Turck
Ivan Maesen
31
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Materiaal van de behuizing (cilindrische sensoren)
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
32
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Maten van cilindrische sensoren
Schroefdraad: M 4, M6,5 M8, M12, M18, M30,
PG 36
Gladde uitvoering: Ø11, Ø20, Ø40
Maten van rechthoekige sensoren
Bouwvormen zie maatschetsen catalogie.
Foto Siemens
Ivan Maesen
33
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens aansluiting
• Sensoren met aansluitklemmen
• Aangegoten kabel zonder connector
• Aangegoten kabel met connector
• Sensoren met connnector
Ivan Maesen
34
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens de aansluiting
Aangegoten kabel
Sensoren met
aansluitklem
Ivan Maesen
35
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens aansluiting
Sensoren met connnector
Ivan Maesen
36
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens aansluiting
Sensoren met connector:
aansluitkabels
Ivan Maesen
37
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens aansluiting
Aansluitkabels en aansluitdozen voor sensoren
Foto Turck
Ivan Maesen
38
Sensoren – Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Foto Siemens
Ivan Maesen
39
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger afzonderlijk (directe scan, thru scan)
Groot detectiebereik (tientallen meters)
Geen doorschijnende materialen detecteren
Ivan Maesen
40
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger afzonderlijk (directe scan, thru scan)
Foto Siemens
Ivan Maesen
41
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger afzonderlijk – spiegeling
(specular)
Detecteren van spiegelende opbjecten
Ivan Maesen
42
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, met reflector
(Retroreflex - retroreflective)
Geen glimmende, spiegelende, doorzichtige voorwerpen
Detectieafstand : ca. 5 m
Ivan Maesen
43
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, met reflector
(Retroreflex - retroreflective)
Ivan Maesen
44
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, met reflector
(Retroreflex - retroreflective)
Foto Siemens
Ivan Maesen
45
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Foto’s Siemens
Ivan Maesen
46
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, met reflector
(Polarisatie - polarized)
Wel glimmende, spiegelende, doorzichtige voorwerpen
Detectieafstand : ca. 3 m
Ivan Maesen
47
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Gepolariseerd licht
Spiegelend voorwerp
Ivan Maesen
48
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, objectreflectie
(strooing – diffuse)
Voorwerpen met mat en ruw oppervlak kunnen gedetecteerd worden
Detectieafstand : enkele tientallen centimeters
Ivan Maesen
49
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, objectreflectie
(strooing – diffuse)
Foto Siemens
Ivan Maesen
50
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, objectreflectie focuspunt (convergent)
Preciesiedetectie, achtergrond geen invloed
Detectieafstand : enkele tientallen centimeters
Ivan Maesen
51
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger afzonderlijk, met glasvezels
Ivan Maesen
52
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, objectreflectie,
met glasvezels
Ivan Maesen
53
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Foto Siemens
Ivan Maesen
54
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Lichtgordijn
Multi beam safety senor
Ivan Maesen
55
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Nominale schakelafstand Sn
Afstand waarbij de sensor schakelt
• Genormalisseerd meetobject
• Nominale spanning
• Nominale temperatuur
Ivan Maesen
56
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Werkelijke schakelafstand
Rekening houden met:
• Werkelijke temperatuur
• Nabijheid andere sensoren
• Soort materiaal
• Afmetingen object
• Kleur (optische sensoren)
• …
Ivan Maesen
57
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Werkelijke schakelafstand
Correctiefactoren inductieve schakelaar
- staal
1
- CrNi
0,85
- Al
0,50
- Cu
0,45
- ….
Ivan Maesen
58
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Werkelijke schakelafstand
Correctiefactoren capacitieve schakelaar:
- Staal
1
- Al
0,95
- Cu
0,95
- H2O
0,64
- Plexiglas
0,20
-…
Ivan Maesen
59
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Schakelfrequentie
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.
Ivan Maesen
60
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Uitgangsbelasing
De stroom die de sensor kan schakelen,
uitgedrukt in mA.
Ivan Maesen
61
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Afgeschermde (shielded) en niet-afgeschermde
(unshielded) senoren
Ivan Maesen
62
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Niet-afgeschermde senoren
Kop niet afgeschermd, uit kunststof
Grotere detectieafstand
Inbouwen geeft problemen
Ivan Maesen
Foto Siemens
63
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Afgeschermde senoren
Volledig uit metaal (uitgezonderd detectievlak)
Kleinere detectieafstand
Ivan Maesen
64
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
65
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen inductieve sensoren
Ongevoelig voor trillingen
Geen contactdender
Geen onderhoud, geen slijtage
Kostprijs € 20 tot ca. € 50
Foto Siemens
Ivan Maesen
66
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen inductieve sensoren
Beperkingen
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.
Ivan Maesen
67
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
68
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
69
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen capacitieve sensoren
Beperkingen
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
Ivan Maesen
70
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
71
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen ultrasone sensoren
Beperkingen
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.
Ivan Maesen
72
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
73
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
74
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen optische sensoren
Beperkingen
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.
Ivan Maesen
75
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Rekening houden met:
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
76
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Draadkleur
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
77
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Driedraadse sensor PNP (capacitief)
Ivan Maesen
78
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Driedraadse sensor NPN (inductief)
Ivan Maesen
79
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Vierdraadse sensor PNP
Ivan Maesen
80
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Tweedraadse sensor DC (capacitief)
Ivan Maesen
81
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Tweedraadse NAMUR sensor DC (capacitief)
Ivan Maesen
82
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Tweedraadse sensor AC - NC (inductief)
Ivan Maesen
83
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Tweedraadse sensor AC - NO (inductief)
Ivan Maesen
84
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Vijfdraadse sensor AC (optisch)
Ivan Maesen
85
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Vijfdraadse sensor AC - NO (optisch)
Ivan Maesen
86
Sensoren – Testen van sensoren
Driedraadse sensoren
Als voorbeeld een sensor met PNP-uitgang
Het aansluitschema
Testen met V-meter – Je kunt uiteraard met de Vmeter ook over de belasting meten.
Ivan Maesen
87
Sensoren – Testen van sensoren
Tweedraadse
sensoren
Het aansluitschema
Testen met V-meter
Testen met A-meter
Ivan Maesen
88
Sensoren
Ivan Maesen
89
Slide 80
Installatiemethoden 6 ET
Foto Heidelberg
Ivan Maesen
1
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
2
Sensoren - Algemeen
Inductieve sensoren
Capacitieve sensoren
Optische sensoren
Magnetische sensoren
Ultrasone sensoren
Foto Turck
Ivan Maesen
3
Sensoren – Algemene werking
Ivan Maesen
4
Sensoren – Algemene werking
Ivan Maesen
5
Sensoren – Algemene werking
Ivan Maesen
6
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Foto Siemens
Ivan Maesen
7
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Detectie van blik
en deksel
Foto Siemens
Ivan Maesen
8
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Controle van afbreken van
boorkop
Foto Siemens
Ivan Maesen
9
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Positionering en controle
draaizin
Foto Siemens
Ivan Maesen
10
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Standdetectie van een
klep
Foto Siemens
Ivan Maesen
11
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
oscillator
gelijkrichtier
smitt-trigger
versterker
spoel
Ivan Maesen
12
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Warmteontwikkeling
Ivan Maesen
Amplitude
kleiner
13
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Foto Siemens
Ivan Maesen
14
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Detectie vulniveau in
silo
Foto Siemens
Ivan Maesen
15
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Detectie van vulling
van brik
Foto Siemens
Ivan Maesen
16
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Het sensorvlak vormt een condensator. De lucht is het
diëlektricum.
C
A
d
Ivan Maesen
17
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Een niet-metalen object in het detectieveld: de
diëlektrische constante van de middenstof verandert.
C verandert
Ivan Maesen
18
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
De capaciteit wordt bepaald door het diëlektricum en de
afstand d tussen te platen.
C
A
d
Ivan Maesen
19
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Bij een elektrische geleidend object verkleint de afstand
tussen de platen.
C verandert
Ivan Maesen
20
Sensoren – Werking van de optische sensor
Ivan Maesen
21
Sensoren – Werking van de optische sensor
impulsgenerator (modulator)
IR of laser-LED
lichtgevoelige transistor
synchronisatie, gelijkrichter (demodulator)
smitt-trigger
versterker
Ivan Maesen
22
Sensoren – Werking van de ultrasone sensor
Ivan Maesen
23
Sensoren
ultrasone sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Kwaliteitscontrole met
sonar
Foto Siemens
Ivan Maesen
24
Sensoren
ultrasone sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Hoogtemeting met sonar
Foto Siemens
Ivan Maesen
25
Sensoren
ultrasone sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Afstandsmeting met sonar
Foto Siemens
Ivan Maesen
26
Sensoren
ultrasone sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Controle op doorhangen
met sonar
Foto Siemens
Ivan Maesen
27
Sensoren
ultrasone sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Niveaumetingen
met sonar
Foto’s Siemens
Ivan Maesen
28
Sensoren – Werking van de ultrasone sensor
oscillator
gelijkrichtier
smitt-trigger
versterker
piëzo element (opwekken en verwerken geluidsgolven)
Ivan Maesen
29
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen volgens de vorm
Cilindrische sensoren
Balkvormige or rechthoekige sensoren
Ivan Maesen
30
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen vvolgens de vorm
Speciale vormen:
• vork of sleufsensoren,
• ringsensoren,
• …
Foto Turck
Ivan Maesen
31
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Materiaal van de behuizing (cilindrische sensoren)
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
32
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Maten van cilindrische sensoren
Schroefdraad: M 4, M6,5 M8, M12, M18, M30,
PG 36
Gladde uitvoering: Ø11, Ø20, Ø40
Maten van rechthoekige sensoren
Bouwvormen zie maatschetsen catalogie.
Foto Siemens
Ivan Maesen
33
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens aansluiting
• Sensoren met aansluitklemmen
• Aangegoten kabel zonder connector
• Aangegoten kabel met connector
• Sensoren met connnector
Ivan Maesen
34
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens de aansluiting
Aangegoten kabel
Sensoren met
aansluitklem
Ivan Maesen
35
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens aansluiting
Sensoren met connnector
Ivan Maesen
36
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens aansluiting
Sensoren met connector:
aansluitkabels
Ivan Maesen
37
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens aansluiting
Aansluitkabels en aansluitdozen voor sensoren
Foto Turck
Ivan Maesen
38
Sensoren – Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Foto Siemens
Ivan Maesen
39
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger afzonderlijk (directe scan, thru scan)
Groot detectiebereik (tientallen meters)
Geen doorschijnende materialen detecteren
Ivan Maesen
40
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger afzonderlijk (directe scan, thru scan)
Foto Siemens
Ivan Maesen
41
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger afzonderlijk – spiegeling
(specular)
Detecteren van spiegelende opbjecten
Ivan Maesen
42
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, met reflector
(Retroreflex - retroreflective)
Geen glimmende, spiegelende, doorzichtige voorwerpen
Detectieafstand : ca. 5 m
Ivan Maesen
43
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, met reflector
(Retroreflex - retroreflective)
Ivan Maesen
44
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, met reflector
(Retroreflex - retroreflective)
Foto Siemens
Ivan Maesen
45
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Foto’s Siemens
Ivan Maesen
46
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, met reflector
(Polarisatie - polarized)
Wel glimmende, spiegelende, doorzichtige voorwerpen
Detectieafstand : ca. 3 m
Ivan Maesen
47
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Gepolariseerd licht
Spiegelend voorwerp
Ivan Maesen
48
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, objectreflectie
(strooing – diffuse)
Voorwerpen met mat en ruw oppervlak kunnen gedetecteerd worden
Detectieafstand : enkele tientallen centimeters
Ivan Maesen
49
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, objectreflectie
(strooing – diffuse)
Foto Siemens
Ivan Maesen
50
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, objectreflectie focuspunt (convergent)
Preciesiedetectie, achtergrond geen invloed
Detectieafstand : enkele tientallen centimeters
Ivan Maesen
51
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger afzonderlijk, met glasvezels
Ivan Maesen
52
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, objectreflectie,
met glasvezels
Ivan Maesen
53
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Foto Siemens
Ivan Maesen
54
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Lichtgordijn
Multi beam safety senor
Ivan Maesen
55
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Nominale schakelafstand Sn
Afstand waarbij de sensor schakelt
• Genormalisseerd meetobject
• Nominale spanning
• Nominale temperatuur
Ivan Maesen
56
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Werkelijke schakelafstand
Rekening houden met:
• Werkelijke temperatuur
• Nabijheid andere sensoren
• Soort materiaal
• Afmetingen object
• Kleur (optische sensoren)
• …
Ivan Maesen
57
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Werkelijke schakelafstand
Correctiefactoren inductieve schakelaar
- staal
1
- CrNi
0,85
- Al
0,50
- Cu
0,45
- ….
Ivan Maesen
58
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Werkelijke schakelafstand
Correctiefactoren capacitieve schakelaar:
- Staal
1
- Al
0,95
- Cu
0,95
- H2O
0,64
- Plexiglas
0,20
-…
Ivan Maesen
59
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Schakelfrequentie
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.
Ivan Maesen
60
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Uitgangsbelasing
De stroom die de sensor kan schakelen,
uitgedrukt in mA.
Ivan Maesen
61
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Afgeschermde (shielded) en niet-afgeschermde
(unshielded) senoren
Ivan Maesen
62
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Niet-afgeschermde senoren
Kop niet afgeschermd, uit kunststof
Grotere detectieafstand
Inbouwen geeft problemen
Ivan Maesen
Foto Siemens
63
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Afgeschermde senoren
Volledig uit metaal (uitgezonderd detectievlak)
Kleinere detectieafstand
Ivan Maesen
64
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
65
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen inductieve sensoren
Ongevoelig voor trillingen
Geen contactdender
Geen onderhoud, geen slijtage
Kostprijs € 20 tot ca. € 50
Foto Siemens
Ivan Maesen
66
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen inductieve sensoren
Beperkingen
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.
Ivan Maesen
67
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
68
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
69
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen capacitieve sensoren
Beperkingen
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
Ivan Maesen
70
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
71
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen ultrasone sensoren
Beperkingen
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.
Ivan Maesen
72
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
73
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
74
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen optische sensoren
Beperkingen
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.
Ivan Maesen
75
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Rekening houden met:
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
76
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Draadkleur
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
77
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Driedraadse sensor PNP (capacitief)
Ivan Maesen
78
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Driedraadse sensor NPN (inductief)
Ivan Maesen
79
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Vierdraadse sensor PNP
Ivan Maesen
80
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Tweedraadse sensor DC (capacitief)
Ivan Maesen
81
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Tweedraadse NAMUR sensor DC (capacitief)
Ivan Maesen
82
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Tweedraadse sensor AC - NC (inductief)
Ivan Maesen
83
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Tweedraadse sensor AC - NO (inductief)
Ivan Maesen
84
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Vijfdraadse sensor AC (optisch)
Ivan Maesen
85
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Vijfdraadse sensor AC - NO (optisch)
Ivan Maesen
86
Sensoren – Testen van sensoren
Driedraadse sensoren
Als voorbeeld een sensor met PNP-uitgang
Het aansluitschema
Testen met V-meter – Je kunt uiteraard met de Vmeter ook over de belasting meten.
Ivan Maesen
87
Sensoren – Testen van sensoren
Tweedraadse
sensoren
Het aansluitschema
Testen met V-meter
Testen met A-meter
Ivan Maesen
88
Sensoren
Ivan Maesen
89
Slide 81
Installatiemethoden 6 ET
Foto Heidelberg
Ivan Maesen
1
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
2
Sensoren - Algemeen
Inductieve sensoren
Capacitieve sensoren
Optische sensoren
Magnetische sensoren
Ultrasone sensoren
Foto Turck
Ivan Maesen
3
Sensoren – Algemene werking
Ivan Maesen
4
Sensoren – Algemene werking
Ivan Maesen
5
Sensoren – Algemene werking
Ivan Maesen
6
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Foto Siemens
Ivan Maesen
7
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Detectie van blik
en deksel
Foto Siemens
Ivan Maesen
8
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Controle van afbreken van
boorkop
Foto Siemens
Ivan Maesen
9
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Positionering en controle
draaizin
Foto Siemens
Ivan Maesen
10
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Standdetectie van een
klep
Foto Siemens
Ivan Maesen
11
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
oscillator
gelijkrichtier
smitt-trigger
versterker
spoel
Ivan Maesen
12
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Warmteontwikkeling
Ivan Maesen
Amplitude
kleiner
13
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Foto Siemens
Ivan Maesen
14
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Detectie vulniveau in
silo
Foto Siemens
Ivan Maesen
15
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Detectie van vulling
van brik
Foto Siemens
Ivan Maesen
16
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Het sensorvlak vormt een condensator. De lucht is het
diëlektricum.
C
A
d
Ivan Maesen
17
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Een niet-metalen object in het detectieveld: de
diëlektrische constante van de middenstof verandert.
C verandert
Ivan Maesen
18
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
De capaciteit wordt bepaald door het diëlektricum en de
afstand d tussen te platen.
C
A
d
Ivan Maesen
19
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Bij een elektrische geleidend object verkleint de afstand
tussen de platen.
C verandert
Ivan Maesen
20
Sensoren – Werking van de optische sensor
Ivan Maesen
21
Sensoren – Werking van de optische sensor
impulsgenerator (modulator)
IR of laser-LED
lichtgevoelige transistor
synchronisatie, gelijkrichter (demodulator)
smitt-trigger
versterker
Ivan Maesen
22
Sensoren – Werking van de ultrasone sensor
Ivan Maesen
23
Sensoren
ultrasone sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Kwaliteitscontrole met
sonar
Foto Siemens
Ivan Maesen
24
Sensoren
ultrasone sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Hoogtemeting met sonar
Foto Siemens
Ivan Maesen
25
Sensoren
ultrasone sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Afstandsmeting met sonar
Foto Siemens
Ivan Maesen
26
Sensoren
ultrasone sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Controle op doorhangen
met sonar
Foto Siemens
Ivan Maesen
27
Sensoren
ultrasone sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Niveaumetingen
met sonar
Foto’s Siemens
Ivan Maesen
28
Sensoren – Werking van de ultrasone sensor
oscillator
gelijkrichtier
smitt-trigger
versterker
piëzo element (opwekken en verwerken geluidsgolven)
Ivan Maesen
29
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen volgens de vorm
Cilindrische sensoren
Balkvormige or rechthoekige sensoren
Ivan Maesen
30
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen vvolgens de vorm
Speciale vormen:
• vork of sleufsensoren,
• ringsensoren,
• …
Foto Turck
Ivan Maesen
31
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Materiaal van de behuizing (cilindrische sensoren)
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
32
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Maten van cilindrische sensoren
Schroefdraad: M 4, M6,5 M8, M12, M18, M30,
PG 36
Gladde uitvoering: Ø11, Ø20, Ø40
Maten van rechthoekige sensoren
Bouwvormen zie maatschetsen catalogie.
Foto Siemens
Ivan Maesen
33
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens aansluiting
• Sensoren met aansluitklemmen
• Aangegoten kabel zonder connector
• Aangegoten kabel met connector
• Sensoren met connnector
Ivan Maesen
34
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens de aansluiting
Aangegoten kabel
Sensoren met
aansluitklem
Ivan Maesen
35
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens aansluiting
Sensoren met connnector
Ivan Maesen
36
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens aansluiting
Sensoren met connector:
aansluitkabels
Ivan Maesen
37
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens aansluiting
Aansluitkabels en aansluitdozen voor sensoren
Foto Turck
Ivan Maesen
38
Sensoren – Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Foto Siemens
Ivan Maesen
39
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger afzonderlijk (directe scan, thru scan)
Groot detectiebereik (tientallen meters)
Geen doorschijnende materialen detecteren
Ivan Maesen
40
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger afzonderlijk (directe scan, thru scan)
Foto Siemens
Ivan Maesen
41
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger afzonderlijk – spiegeling
(specular)
Detecteren van spiegelende opbjecten
Ivan Maesen
42
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, met reflector
(Retroreflex - retroreflective)
Geen glimmende, spiegelende, doorzichtige voorwerpen
Detectieafstand : ca. 5 m
Ivan Maesen
43
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, met reflector
(Retroreflex - retroreflective)
Ivan Maesen
44
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, met reflector
(Retroreflex - retroreflective)
Foto Siemens
Ivan Maesen
45
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Foto’s Siemens
Ivan Maesen
46
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, met reflector
(Polarisatie - polarized)
Wel glimmende, spiegelende, doorzichtige voorwerpen
Detectieafstand : ca. 3 m
Ivan Maesen
47
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Gepolariseerd licht
Spiegelend voorwerp
Ivan Maesen
48
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, objectreflectie
(strooing – diffuse)
Voorwerpen met mat en ruw oppervlak kunnen gedetecteerd worden
Detectieafstand : enkele tientallen centimeters
Ivan Maesen
49
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, objectreflectie
(strooing – diffuse)
Foto Siemens
Ivan Maesen
50
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, objectreflectie focuspunt (convergent)
Preciesiedetectie, achtergrond geen invloed
Detectieafstand : enkele tientallen centimeters
Ivan Maesen
51
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger afzonderlijk, met glasvezels
Ivan Maesen
52
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, objectreflectie,
met glasvezels
Ivan Maesen
53
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Foto Siemens
Ivan Maesen
54
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Lichtgordijn
Multi beam safety senor
Ivan Maesen
55
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Nominale schakelafstand Sn
Afstand waarbij de sensor schakelt
• Genormalisseerd meetobject
• Nominale spanning
• Nominale temperatuur
Ivan Maesen
56
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Werkelijke schakelafstand
Rekening houden met:
• Werkelijke temperatuur
• Nabijheid andere sensoren
• Soort materiaal
• Afmetingen object
• Kleur (optische sensoren)
• …
Ivan Maesen
57
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Werkelijke schakelafstand
Correctiefactoren inductieve schakelaar
- staal
1
- CrNi
0,85
- Al
0,50
- Cu
0,45
- ….
Ivan Maesen
58
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Werkelijke schakelafstand
Correctiefactoren capacitieve schakelaar:
- Staal
1
- Al
0,95
- Cu
0,95
- H2O
0,64
- Plexiglas
0,20
-…
Ivan Maesen
59
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Schakelfrequentie
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.
Ivan Maesen
60
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Uitgangsbelasing
De stroom die de sensor kan schakelen,
uitgedrukt in mA.
Ivan Maesen
61
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Afgeschermde (shielded) en niet-afgeschermde
(unshielded) senoren
Ivan Maesen
62
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Niet-afgeschermde senoren
Kop niet afgeschermd, uit kunststof
Grotere detectieafstand
Inbouwen geeft problemen
Ivan Maesen
Foto Siemens
63
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Afgeschermde senoren
Volledig uit metaal (uitgezonderd detectievlak)
Kleinere detectieafstand
Ivan Maesen
64
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
65
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen inductieve sensoren
Ongevoelig voor trillingen
Geen contactdender
Geen onderhoud, geen slijtage
Kostprijs € 20 tot ca. € 50
Foto Siemens
Ivan Maesen
66
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen inductieve sensoren
Beperkingen
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.
Ivan Maesen
67
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
68
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
69
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen capacitieve sensoren
Beperkingen
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
Ivan Maesen
70
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
71
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen ultrasone sensoren
Beperkingen
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.
Ivan Maesen
72
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
73
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
74
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen optische sensoren
Beperkingen
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.
Ivan Maesen
75
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Rekening houden met:
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
76
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Draadkleur
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
77
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Driedraadse sensor PNP (capacitief)
Ivan Maesen
78
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Driedraadse sensor NPN (inductief)
Ivan Maesen
79
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Vierdraadse sensor PNP
Ivan Maesen
80
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Tweedraadse sensor DC (capacitief)
Ivan Maesen
81
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Tweedraadse NAMUR sensor DC (capacitief)
Ivan Maesen
82
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Tweedraadse sensor AC - NC (inductief)
Ivan Maesen
83
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Tweedraadse sensor AC - NO (inductief)
Ivan Maesen
84
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Vijfdraadse sensor AC (optisch)
Ivan Maesen
85
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Vijfdraadse sensor AC - NO (optisch)
Ivan Maesen
86
Sensoren – Testen van sensoren
Driedraadse sensoren
Als voorbeeld een sensor met PNP-uitgang
Het aansluitschema
Testen met V-meter – Je kunt uiteraard met de Vmeter ook over de belasting meten.
Ivan Maesen
87
Sensoren – Testen van sensoren
Tweedraadse
sensoren
Het aansluitschema
Testen met V-meter
Testen met A-meter
Ivan Maesen
88
Sensoren
Ivan Maesen
89
Slide 82
Installatiemethoden 6 ET
Foto Heidelberg
Ivan Maesen
1
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
2
Sensoren - Algemeen
Inductieve sensoren
Capacitieve sensoren
Optische sensoren
Magnetische sensoren
Ultrasone sensoren
Foto Turck
Ivan Maesen
3
Sensoren – Algemene werking
Ivan Maesen
4
Sensoren – Algemene werking
Ivan Maesen
5
Sensoren – Algemene werking
Ivan Maesen
6
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Foto Siemens
Ivan Maesen
7
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Detectie van blik
en deksel
Foto Siemens
Ivan Maesen
8
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Controle van afbreken van
boorkop
Foto Siemens
Ivan Maesen
9
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Positionering en controle
draaizin
Foto Siemens
Ivan Maesen
10
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Standdetectie van een
klep
Foto Siemens
Ivan Maesen
11
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
oscillator
gelijkrichtier
smitt-trigger
versterker
spoel
Ivan Maesen
12
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Warmteontwikkeling
Ivan Maesen
Amplitude
kleiner
13
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Foto Siemens
Ivan Maesen
14
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Detectie vulniveau in
silo
Foto Siemens
Ivan Maesen
15
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Detectie van vulling
van brik
Foto Siemens
Ivan Maesen
16
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Het sensorvlak vormt een condensator. De lucht is het
diëlektricum.
C
A
d
Ivan Maesen
17
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Een niet-metalen object in het detectieveld: de
diëlektrische constante van de middenstof verandert.
C verandert
Ivan Maesen
18
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
De capaciteit wordt bepaald door het diëlektricum en de
afstand d tussen te platen.
C
A
d
Ivan Maesen
19
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Bij een elektrische geleidend object verkleint de afstand
tussen de platen.
C verandert
Ivan Maesen
20
Sensoren – Werking van de optische sensor
Ivan Maesen
21
Sensoren – Werking van de optische sensor
impulsgenerator (modulator)
IR of laser-LED
lichtgevoelige transistor
synchronisatie, gelijkrichter (demodulator)
smitt-trigger
versterker
Ivan Maesen
22
Sensoren – Werking van de ultrasone sensor
Ivan Maesen
23
Sensoren
ultrasone sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Kwaliteitscontrole met
sonar
Foto Siemens
Ivan Maesen
24
Sensoren
ultrasone sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Hoogtemeting met sonar
Foto Siemens
Ivan Maesen
25
Sensoren
ultrasone sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Afstandsmeting met sonar
Foto Siemens
Ivan Maesen
26
Sensoren
ultrasone sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Controle op doorhangen
met sonar
Foto Siemens
Ivan Maesen
27
Sensoren
ultrasone sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Niveaumetingen
met sonar
Foto’s Siemens
Ivan Maesen
28
Sensoren – Werking van de ultrasone sensor
oscillator
gelijkrichtier
smitt-trigger
versterker
piëzo element (opwekken en verwerken geluidsgolven)
Ivan Maesen
29
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen volgens de vorm
Cilindrische sensoren
Balkvormige or rechthoekige sensoren
Ivan Maesen
30
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen vvolgens de vorm
Speciale vormen:
• vork of sleufsensoren,
• ringsensoren,
• …
Foto Turck
Ivan Maesen
31
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Materiaal van de behuizing (cilindrische sensoren)
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
32
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Maten van cilindrische sensoren
Schroefdraad: M 4, M6,5 M8, M12, M18, M30,
PG 36
Gladde uitvoering: Ø11, Ø20, Ø40
Maten van rechthoekige sensoren
Bouwvormen zie maatschetsen catalogie.
Foto Siemens
Ivan Maesen
33
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens aansluiting
• Sensoren met aansluitklemmen
• Aangegoten kabel zonder connector
• Aangegoten kabel met connector
• Sensoren met connnector
Ivan Maesen
34
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens de aansluiting
Aangegoten kabel
Sensoren met
aansluitklem
Ivan Maesen
35
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens aansluiting
Sensoren met connnector
Ivan Maesen
36
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens aansluiting
Sensoren met connector:
aansluitkabels
Ivan Maesen
37
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens aansluiting
Aansluitkabels en aansluitdozen voor sensoren
Foto Turck
Ivan Maesen
38
Sensoren – Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Foto Siemens
Ivan Maesen
39
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger afzonderlijk (directe scan, thru scan)
Groot detectiebereik (tientallen meters)
Geen doorschijnende materialen detecteren
Ivan Maesen
40
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger afzonderlijk (directe scan, thru scan)
Foto Siemens
Ivan Maesen
41
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger afzonderlijk – spiegeling
(specular)
Detecteren van spiegelende opbjecten
Ivan Maesen
42
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, met reflector
(Retroreflex - retroreflective)
Geen glimmende, spiegelende, doorzichtige voorwerpen
Detectieafstand : ca. 5 m
Ivan Maesen
43
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, met reflector
(Retroreflex - retroreflective)
Ivan Maesen
44
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, met reflector
(Retroreflex - retroreflective)
Foto Siemens
Ivan Maesen
45
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Foto’s Siemens
Ivan Maesen
46
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, met reflector
(Polarisatie - polarized)
Wel glimmende, spiegelende, doorzichtige voorwerpen
Detectieafstand : ca. 3 m
Ivan Maesen
47
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Gepolariseerd licht
Spiegelend voorwerp
Ivan Maesen
48
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, objectreflectie
(strooing – diffuse)
Voorwerpen met mat en ruw oppervlak kunnen gedetecteerd worden
Detectieafstand : enkele tientallen centimeters
Ivan Maesen
49
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, objectreflectie
(strooing – diffuse)
Foto Siemens
Ivan Maesen
50
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, objectreflectie focuspunt (convergent)
Preciesiedetectie, achtergrond geen invloed
Detectieafstand : enkele tientallen centimeters
Ivan Maesen
51
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger afzonderlijk, met glasvezels
Ivan Maesen
52
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, objectreflectie,
met glasvezels
Ivan Maesen
53
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Foto Siemens
Ivan Maesen
54
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Lichtgordijn
Multi beam safety senor
Ivan Maesen
55
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Nominale schakelafstand Sn
Afstand waarbij de sensor schakelt
• Genormalisseerd meetobject
• Nominale spanning
• Nominale temperatuur
Ivan Maesen
56
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Werkelijke schakelafstand
Rekening houden met:
• Werkelijke temperatuur
• Nabijheid andere sensoren
• Soort materiaal
• Afmetingen object
• Kleur (optische sensoren)
• …
Ivan Maesen
57
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Werkelijke schakelafstand
Correctiefactoren inductieve schakelaar
- staal
1
- CrNi
0,85
- Al
0,50
- Cu
0,45
- ….
Ivan Maesen
58
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Werkelijke schakelafstand
Correctiefactoren capacitieve schakelaar:
- Staal
1
- Al
0,95
- Cu
0,95
- H2O
0,64
- Plexiglas
0,20
-…
Ivan Maesen
59
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Schakelfrequentie
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.
Ivan Maesen
60
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Uitgangsbelasing
De stroom die de sensor kan schakelen,
uitgedrukt in mA.
Ivan Maesen
61
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Afgeschermde (shielded) en niet-afgeschermde
(unshielded) senoren
Ivan Maesen
62
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Niet-afgeschermde senoren
Kop niet afgeschermd, uit kunststof
Grotere detectieafstand
Inbouwen geeft problemen
Ivan Maesen
Foto Siemens
63
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Afgeschermde senoren
Volledig uit metaal (uitgezonderd detectievlak)
Kleinere detectieafstand
Ivan Maesen
64
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
65
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen inductieve sensoren
Ongevoelig voor trillingen
Geen contactdender
Geen onderhoud, geen slijtage
Kostprijs € 20 tot ca. € 50
Foto Siemens
Ivan Maesen
66
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen inductieve sensoren
Beperkingen
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.
Ivan Maesen
67
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
68
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
69
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen capacitieve sensoren
Beperkingen
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
Ivan Maesen
70
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
71
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen ultrasone sensoren
Beperkingen
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.
Ivan Maesen
72
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
73
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
74
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen optische sensoren
Beperkingen
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.
Ivan Maesen
75
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Rekening houden met:
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
76
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Draadkleur
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
77
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Driedraadse sensor PNP (capacitief)
Ivan Maesen
78
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Driedraadse sensor NPN (inductief)
Ivan Maesen
79
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Vierdraadse sensor PNP
Ivan Maesen
80
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Tweedraadse sensor DC (capacitief)
Ivan Maesen
81
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Tweedraadse NAMUR sensor DC (capacitief)
Ivan Maesen
82
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Tweedraadse sensor AC - NC (inductief)
Ivan Maesen
83
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Tweedraadse sensor AC - NO (inductief)
Ivan Maesen
84
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Vijfdraadse sensor AC (optisch)
Ivan Maesen
85
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Vijfdraadse sensor AC - NO (optisch)
Ivan Maesen
86
Sensoren – Testen van sensoren
Driedraadse sensoren
Als voorbeeld een sensor met PNP-uitgang
Het aansluitschema
Testen met V-meter – Je kunt uiteraard met de Vmeter ook over de belasting meten.
Ivan Maesen
87
Sensoren – Testen van sensoren
Tweedraadse
sensoren
Het aansluitschema
Testen met V-meter
Testen met A-meter
Ivan Maesen
88
Sensoren
Ivan Maesen
89
Slide 83
Installatiemethoden 6 ET
Foto Heidelberg
Ivan Maesen
1
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
2
Sensoren - Algemeen
Inductieve sensoren
Capacitieve sensoren
Optische sensoren
Magnetische sensoren
Ultrasone sensoren
Foto Turck
Ivan Maesen
3
Sensoren – Algemene werking
Ivan Maesen
4
Sensoren – Algemene werking
Ivan Maesen
5
Sensoren – Algemene werking
Ivan Maesen
6
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Foto Siemens
Ivan Maesen
7
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Detectie van blik
en deksel
Foto Siemens
Ivan Maesen
8
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Controle van afbreken van
boorkop
Foto Siemens
Ivan Maesen
9
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Positionering en controle
draaizin
Foto Siemens
Ivan Maesen
10
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Standdetectie van een
klep
Foto Siemens
Ivan Maesen
11
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
oscillator
gelijkrichtier
smitt-trigger
versterker
spoel
Ivan Maesen
12
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Warmteontwikkeling
Ivan Maesen
Amplitude
kleiner
13
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Foto Siemens
Ivan Maesen
14
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Detectie vulniveau in
silo
Foto Siemens
Ivan Maesen
15
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Detectie van vulling
van brik
Foto Siemens
Ivan Maesen
16
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Het sensorvlak vormt een condensator. De lucht is het
diëlektricum.
C
A
d
Ivan Maesen
17
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Een niet-metalen object in het detectieveld: de
diëlektrische constante van de middenstof verandert.
C verandert
Ivan Maesen
18
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
De capaciteit wordt bepaald door het diëlektricum en de
afstand d tussen te platen.
C
A
d
Ivan Maesen
19
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Bij een elektrische geleidend object verkleint de afstand
tussen de platen.
C verandert
Ivan Maesen
20
Sensoren – Werking van de optische sensor
Ivan Maesen
21
Sensoren – Werking van de optische sensor
impulsgenerator (modulator)
IR of laser-LED
lichtgevoelige transistor
synchronisatie, gelijkrichter (demodulator)
smitt-trigger
versterker
Ivan Maesen
22
Sensoren – Werking van de ultrasone sensor
Ivan Maesen
23
Sensoren
ultrasone sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Kwaliteitscontrole met
sonar
Foto Siemens
Ivan Maesen
24
Sensoren
ultrasone sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Hoogtemeting met sonar
Foto Siemens
Ivan Maesen
25
Sensoren
ultrasone sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Afstandsmeting met sonar
Foto Siemens
Ivan Maesen
26
Sensoren
ultrasone sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Controle op doorhangen
met sonar
Foto Siemens
Ivan Maesen
27
Sensoren
ultrasone sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Niveaumetingen
met sonar
Foto’s Siemens
Ivan Maesen
28
Sensoren – Werking van de ultrasone sensor
oscillator
gelijkrichtier
smitt-trigger
versterker
piëzo element (opwekken en verwerken geluidsgolven)
Ivan Maesen
29
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen volgens de vorm
Cilindrische sensoren
Balkvormige or rechthoekige sensoren
Ivan Maesen
30
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen vvolgens de vorm
Speciale vormen:
• vork of sleufsensoren,
• ringsensoren,
• …
Foto Turck
Ivan Maesen
31
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Materiaal van de behuizing (cilindrische sensoren)
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
32
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Maten van cilindrische sensoren
Schroefdraad: M 4, M6,5 M8, M12, M18, M30,
PG 36
Gladde uitvoering: Ø11, Ø20, Ø40
Maten van rechthoekige sensoren
Bouwvormen zie maatschetsen catalogie.
Foto Siemens
Ivan Maesen
33
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens aansluiting
• Sensoren met aansluitklemmen
• Aangegoten kabel zonder connector
• Aangegoten kabel met connector
• Sensoren met connnector
Ivan Maesen
34
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens de aansluiting
Aangegoten kabel
Sensoren met
aansluitklem
Ivan Maesen
35
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens aansluiting
Sensoren met connnector
Ivan Maesen
36
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens aansluiting
Sensoren met connector:
aansluitkabels
Ivan Maesen
37
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens aansluiting
Aansluitkabels en aansluitdozen voor sensoren
Foto Turck
Ivan Maesen
38
Sensoren – Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Foto Siemens
Ivan Maesen
39
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger afzonderlijk (directe scan, thru scan)
Groot detectiebereik (tientallen meters)
Geen doorschijnende materialen detecteren
Ivan Maesen
40
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger afzonderlijk (directe scan, thru scan)
Foto Siemens
Ivan Maesen
41
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger afzonderlijk – spiegeling
(specular)
Detecteren van spiegelende opbjecten
Ivan Maesen
42
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, met reflector
(Retroreflex - retroreflective)
Geen glimmende, spiegelende, doorzichtige voorwerpen
Detectieafstand : ca. 5 m
Ivan Maesen
43
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, met reflector
(Retroreflex - retroreflective)
Ivan Maesen
44
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, met reflector
(Retroreflex - retroreflective)
Foto Siemens
Ivan Maesen
45
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Foto’s Siemens
Ivan Maesen
46
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, met reflector
(Polarisatie - polarized)
Wel glimmende, spiegelende, doorzichtige voorwerpen
Detectieafstand : ca. 3 m
Ivan Maesen
47
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Gepolariseerd licht
Spiegelend voorwerp
Ivan Maesen
48
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, objectreflectie
(strooing – diffuse)
Voorwerpen met mat en ruw oppervlak kunnen gedetecteerd worden
Detectieafstand : enkele tientallen centimeters
Ivan Maesen
49
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, objectreflectie
(strooing – diffuse)
Foto Siemens
Ivan Maesen
50
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, objectreflectie focuspunt (convergent)
Preciesiedetectie, achtergrond geen invloed
Detectieafstand : enkele tientallen centimeters
Ivan Maesen
51
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger afzonderlijk, met glasvezels
Ivan Maesen
52
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, objectreflectie,
met glasvezels
Ivan Maesen
53
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Foto Siemens
Ivan Maesen
54
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Lichtgordijn
Multi beam safety senor
Ivan Maesen
55
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Nominale schakelafstand Sn
Afstand waarbij de sensor schakelt
• Genormalisseerd meetobject
• Nominale spanning
• Nominale temperatuur
Ivan Maesen
56
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Werkelijke schakelafstand
Rekening houden met:
• Werkelijke temperatuur
• Nabijheid andere sensoren
• Soort materiaal
• Afmetingen object
• Kleur (optische sensoren)
• …
Ivan Maesen
57
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Werkelijke schakelafstand
Correctiefactoren inductieve schakelaar
- staal
1
- CrNi
0,85
- Al
0,50
- Cu
0,45
- ….
Ivan Maesen
58
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Werkelijke schakelafstand
Correctiefactoren capacitieve schakelaar:
- Staal
1
- Al
0,95
- Cu
0,95
- H2O
0,64
- Plexiglas
0,20
-…
Ivan Maesen
59
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Schakelfrequentie
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.
Ivan Maesen
60
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Uitgangsbelasing
De stroom die de sensor kan schakelen,
uitgedrukt in mA.
Ivan Maesen
61
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Afgeschermde (shielded) en niet-afgeschermde
(unshielded) senoren
Ivan Maesen
62
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Niet-afgeschermde senoren
Kop niet afgeschermd, uit kunststof
Grotere detectieafstand
Inbouwen geeft problemen
Ivan Maesen
Foto Siemens
63
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Afgeschermde senoren
Volledig uit metaal (uitgezonderd detectievlak)
Kleinere detectieafstand
Ivan Maesen
64
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
65
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen inductieve sensoren
Ongevoelig voor trillingen
Geen contactdender
Geen onderhoud, geen slijtage
Kostprijs € 20 tot ca. € 50
Foto Siemens
Ivan Maesen
66
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen inductieve sensoren
Beperkingen
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.
Ivan Maesen
67
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
68
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
69
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen capacitieve sensoren
Beperkingen
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
Ivan Maesen
70
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
71
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen ultrasone sensoren
Beperkingen
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.
Ivan Maesen
72
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
73
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
74
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen optische sensoren
Beperkingen
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.
Ivan Maesen
75
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Rekening houden met:
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
76
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Draadkleur
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
77
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Driedraadse sensor PNP (capacitief)
Ivan Maesen
78
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Driedraadse sensor NPN (inductief)
Ivan Maesen
79
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Vierdraadse sensor PNP
Ivan Maesen
80
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Tweedraadse sensor DC (capacitief)
Ivan Maesen
81
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Tweedraadse NAMUR sensor DC (capacitief)
Ivan Maesen
82
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Tweedraadse sensor AC - NC (inductief)
Ivan Maesen
83
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Tweedraadse sensor AC - NO (inductief)
Ivan Maesen
84
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Vijfdraadse sensor AC (optisch)
Ivan Maesen
85
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Vijfdraadse sensor AC - NO (optisch)
Ivan Maesen
86
Sensoren – Testen van sensoren
Driedraadse sensoren
Als voorbeeld een sensor met PNP-uitgang
Het aansluitschema
Testen met V-meter – Je kunt uiteraard met de Vmeter ook over de belasting meten.
Ivan Maesen
87
Sensoren – Testen van sensoren
Tweedraadse
sensoren
Het aansluitschema
Testen met V-meter
Testen met A-meter
Ivan Maesen
88
Sensoren
Ivan Maesen
89
Slide 84
Installatiemethoden 6 ET
Foto Heidelberg
Ivan Maesen
1
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
2
Sensoren - Algemeen
Inductieve sensoren
Capacitieve sensoren
Optische sensoren
Magnetische sensoren
Ultrasone sensoren
Foto Turck
Ivan Maesen
3
Sensoren – Algemene werking
Ivan Maesen
4
Sensoren – Algemene werking
Ivan Maesen
5
Sensoren – Algemene werking
Ivan Maesen
6
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Foto Siemens
Ivan Maesen
7
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Detectie van blik
en deksel
Foto Siemens
Ivan Maesen
8
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Controle van afbreken van
boorkop
Foto Siemens
Ivan Maesen
9
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Positionering en controle
draaizin
Foto Siemens
Ivan Maesen
10
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Standdetectie van een
klep
Foto Siemens
Ivan Maesen
11
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
oscillator
gelijkrichtier
smitt-trigger
versterker
spoel
Ivan Maesen
12
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Warmteontwikkeling
Ivan Maesen
Amplitude
kleiner
13
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Foto Siemens
Ivan Maesen
14
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Detectie vulniveau in
silo
Foto Siemens
Ivan Maesen
15
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Detectie van vulling
van brik
Foto Siemens
Ivan Maesen
16
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Het sensorvlak vormt een condensator. De lucht is het
diëlektricum.
C
A
d
Ivan Maesen
17
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Een niet-metalen object in het detectieveld: de
diëlektrische constante van de middenstof verandert.
C verandert
Ivan Maesen
18
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
De capaciteit wordt bepaald door het diëlektricum en de
afstand d tussen te platen.
C
A
d
Ivan Maesen
19
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Bij een elektrische geleidend object verkleint de afstand
tussen de platen.
C verandert
Ivan Maesen
20
Sensoren – Werking van de optische sensor
Ivan Maesen
21
Sensoren – Werking van de optische sensor
impulsgenerator (modulator)
IR of laser-LED
lichtgevoelige transistor
synchronisatie, gelijkrichter (demodulator)
smitt-trigger
versterker
Ivan Maesen
22
Sensoren – Werking van de ultrasone sensor
Ivan Maesen
23
Sensoren
ultrasone sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Kwaliteitscontrole met
sonar
Foto Siemens
Ivan Maesen
24
Sensoren
ultrasone sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Hoogtemeting met sonar
Foto Siemens
Ivan Maesen
25
Sensoren
ultrasone sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Afstandsmeting met sonar
Foto Siemens
Ivan Maesen
26
Sensoren
ultrasone sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Controle op doorhangen
met sonar
Foto Siemens
Ivan Maesen
27
Sensoren
ultrasone sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Niveaumetingen
met sonar
Foto’s Siemens
Ivan Maesen
28
Sensoren – Werking van de ultrasone sensor
oscillator
gelijkrichtier
smitt-trigger
versterker
piëzo element (opwekken en verwerken geluidsgolven)
Ivan Maesen
29
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen volgens de vorm
Cilindrische sensoren
Balkvormige or rechthoekige sensoren
Ivan Maesen
30
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen vvolgens de vorm
Speciale vormen:
• vork of sleufsensoren,
• ringsensoren,
• …
Foto Turck
Ivan Maesen
31
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Materiaal van de behuizing (cilindrische sensoren)
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
32
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Maten van cilindrische sensoren
Schroefdraad: M 4, M6,5 M8, M12, M18, M30,
PG 36
Gladde uitvoering: Ø11, Ø20, Ø40
Maten van rechthoekige sensoren
Bouwvormen zie maatschetsen catalogie.
Foto Siemens
Ivan Maesen
33
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens aansluiting
• Sensoren met aansluitklemmen
• Aangegoten kabel zonder connector
• Aangegoten kabel met connector
• Sensoren met connnector
Ivan Maesen
34
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens de aansluiting
Aangegoten kabel
Sensoren met
aansluitklem
Ivan Maesen
35
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens aansluiting
Sensoren met connnector
Ivan Maesen
36
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens aansluiting
Sensoren met connector:
aansluitkabels
Ivan Maesen
37
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens aansluiting
Aansluitkabels en aansluitdozen voor sensoren
Foto Turck
Ivan Maesen
38
Sensoren – Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Foto Siemens
Ivan Maesen
39
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger afzonderlijk (directe scan, thru scan)
Groot detectiebereik (tientallen meters)
Geen doorschijnende materialen detecteren
Ivan Maesen
40
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger afzonderlijk (directe scan, thru scan)
Foto Siemens
Ivan Maesen
41
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger afzonderlijk – spiegeling
(specular)
Detecteren van spiegelende opbjecten
Ivan Maesen
42
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, met reflector
(Retroreflex - retroreflective)
Geen glimmende, spiegelende, doorzichtige voorwerpen
Detectieafstand : ca. 5 m
Ivan Maesen
43
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, met reflector
(Retroreflex - retroreflective)
Ivan Maesen
44
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, met reflector
(Retroreflex - retroreflective)
Foto Siemens
Ivan Maesen
45
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Foto’s Siemens
Ivan Maesen
46
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, met reflector
(Polarisatie - polarized)
Wel glimmende, spiegelende, doorzichtige voorwerpen
Detectieafstand : ca. 3 m
Ivan Maesen
47
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Gepolariseerd licht
Spiegelend voorwerp
Ivan Maesen
48
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, objectreflectie
(strooing – diffuse)
Voorwerpen met mat en ruw oppervlak kunnen gedetecteerd worden
Detectieafstand : enkele tientallen centimeters
Ivan Maesen
49
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, objectreflectie
(strooing – diffuse)
Foto Siemens
Ivan Maesen
50
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, objectreflectie focuspunt (convergent)
Preciesiedetectie, achtergrond geen invloed
Detectieafstand : enkele tientallen centimeters
Ivan Maesen
51
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger afzonderlijk, met glasvezels
Ivan Maesen
52
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, objectreflectie,
met glasvezels
Ivan Maesen
53
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Foto Siemens
Ivan Maesen
54
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Lichtgordijn
Multi beam safety senor
Ivan Maesen
55
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Nominale schakelafstand Sn
Afstand waarbij de sensor schakelt
• Genormalisseerd meetobject
• Nominale spanning
• Nominale temperatuur
Ivan Maesen
56
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Werkelijke schakelafstand
Rekening houden met:
• Werkelijke temperatuur
• Nabijheid andere sensoren
• Soort materiaal
• Afmetingen object
• Kleur (optische sensoren)
• …
Ivan Maesen
57
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Werkelijke schakelafstand
Correctiefactoren inductieve schakelaar
- staal
1
- CrNi
0,85
- Al
0,50
- Cu
0,45
- ….
Ivan Maesen
58
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Werkelijke schakelafstand
Correctiefactoren capacitieve schakelaar:
- Staal
1
- Al
0,95
- Cu
0,95
- H2O
0,64
- Plexiglas
0,20
-…
Ivan Maesen
59
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Schakelfrequentie
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.
Ivan Maesen
60
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Uitgangsbelasing
De stroom die de sensor kan schakelen,
uitgedrukt in mA.
Ivan Maesen
61
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Afgeschermde (shielded) en niet-afgeschermde
(unshielded) senoren
Ivan Maesen
62
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Niet-afgeschermde senoren
Kop niet afgeschermd, uit kunststof
Grotere detectieafstand
Inbouwen geeft problemen
Ivan Maesen
Foto Siemens
63
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Afgeschermde senoren
Volledig uit metaal (uitgezonderd detectievlak)
Kleinere detectieafstand
Ivan Maesen
64
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
65
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen inductieve sensoren
Ongevoelig voor trillingen
Geen contactdender
Geen onderhoud, geen slijtage
Kostprijs € 20 tot ca. € 50
Foto Siemens
Ivan Maesen
66
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen inductieve sensoren
Beperkingen
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.
Ivan Maesen
67
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
68
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
69
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen capacitieve sensoren
Beperkingen
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
Ivan Maesen
70
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
71
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen ultrasone sensoren
Beperkingen
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.
Ivan Maesen
72
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
73
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
74
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen optische sensoren
Beperkingen
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.
Ivan Maesen
75
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Rekening houden met:
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
76
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Draadkleur
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
77
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Driedraadse sensor PNP (capacitief)
Ivan Maesen
78
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Driedraadse sensor NPN (inductief)
Ivan Maesen
79
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Vierdraadse sensor PNP
Ivan Maesen
80
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Tweedraadse sensor DC (capacitief)
Ivan Maesen
81
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Tweedraadse NAMUR sensor DC (capacitief)
Ivan Maesen
82
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Tweedraadse sensor AC - NC (inductief)
Ivan Maesen
83
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Tweedraadse sensor AC - NO (inductief)
Ivan Maesen
84
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Vijfdraadse sensor AC (optisch)
Ivan Maesen
85
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Vijfdraadse sensor AC - NO (optisch)
Ivan Maesen
86
Sensoren – Testen van sensoren
Driedraadse sensoren
Als voorbeeld een sensor met PNP-uitgang
Het aansluitschema
Testen met V-meter – Je kunt uiteraard met de Vmeter ook over de belasting meten.
Ivan Maesen
87
Sensoren – Testen van sensoren
Tweedraadse
sensoren
Het aansluitschema
Testen met V-meter
Testen met A-meter
Ivan Maesen
88
Sensoren
Ivan Maesen
89
Slide 85
Installatiemethoden 6 ET
Foto Heidelberg
Ivan Maesen
1
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
2
Sensoren - Algemeen
Inductieve sensoren
Capacitieve sensoren
Optische sensoren
Magnetische sensoren
Ultrasone sensoren
Foto Turck
Ivan Maesen
3
Sensoren – Algemene werking
Ivan Maesen
4
Sensoren – Algemene werking
Ivan Maesen
5
Sensoren – Algemene werking
Ivan Maesen
6
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Foto Siemens
Ivan Maesen
7
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Detectie van blik
en deksel
Foto Siemens
Ivan Maesen
8
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Controle van afbreken van
boorkop
Foto Siemens
Ivan Maesen
9
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Positionering en controle
draaizin
Foto Siemens
Ivan Maesen
10
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Standdetectie van een
klep
Foto Siemens
Ivan Maesen
11
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
oscillator
gelijkrichtier
smitt-trigger
versterker
spoel
Ivan Maesen
12
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Warmteontwikkeling
Ivan Maesen
Amplitude
kleiner
13
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Foto Siemens
Ivan Maesen
14
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Detectie vulniveau in
silo
Foto Siemens
Ivan Maesen
15
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Detectie van vulling
van brik
Foto Siemens
Ivan Maesen
16
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Het sensorvlak vormt een condensator. De lucht is het
diëlektricum.
C
A
d
Ivan Maesen
17
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Een niet-metalen object in het detectieveld: de
diëlektrische constante van de middenstof verandert.
C verandert
Ivan Maesen
18
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
De capaciteit wordt bepaald door het diëlektricum en de
afstand d tussen te platen.
C
A
d
Ivan Maesen
19
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Bij een elektrische geleidend object verkleint de afstand
tussen de platen.
C verandert
Ivan Maesen
20
Sensoren – Werking van de optische sensor
Ivan Maesen
21
Sensoren – Werking van de optische sensor
impulsgenerator (modulator)
IR of laser-LED
lichtgevoelige transistor
synchronisatie, gelijkrichter (demodulator)
smitt-trigger
versterker
Ivan Maesen
22
Sensoren – Werking van de ultrasone sensor
Ivan Maesen
23
Sensoren
ultrasone sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Kwaliteitscontrole met
sonar
Foto Siemens
Ivan Maesen
24
Sensoren
ultrasone sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Hoogtemeting met sonar
Foto Siemens
Ivan Maesen
25
Sensoren
ultrasone sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Afstandsmeting met sonar
Foto Siemens
Ivan Maesen
26
Sensoren
ultrasone sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Controle op doorhangen
met sonar
Foto Siemens
Ivan Maesen
27
Sensoren
ultrasone sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Niveaumetingen
met sonar
Foto’s Siemens
Ivan Maesen
28
Sensoren – Werking van de ultrasone sensor
oscillator
gelijkrichtier
smitt-trigger
versterker
piëzo element (opwekken en verwerken geluidsgolven)
Ivan Maesen
29
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen volgens de vorm
Cilindrische sensoren
Balkvormige or rechthoekige sensoren
Ivan Maesen
30
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen vvolgens de vorm
Speciale vormen:
• vork of sleufsensoren,
• ringsensoren,
• …
Foto Turck
Ivan Maesen
31
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Materiaal van de behuizing (cilindrische sensoren)
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
32
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Maten van cilindrische sensoren
Schroefdraad: M 4, M6,5 M8, M12, M18, M30,
PG 36
Gladde uitvoering: Ø11, Ø20, Ø40
Maten van rechthoekige sensoren
Bouwvormen zie maatschetsen catalogie.
Foto Siemens
Ivan Maesen
33
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens aansluiting
• Sensoren met aansluitklemmen
• Aangegoten kabel zonder connector
• Aangegoten kabel met connector
• Sensoren met connnector
Ivan Maesen
34
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens de aansluiting
Aangegoten kabel
Sensoren met
aansluitklem
Ivan Maesen
35
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens aansluiting
Sensoren met connnector
Ivan Maesen
36
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens aansluiting
Sensoren met connector:
aansluitkabels
Ivan Maesen
37
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens aansluiting
Aansluitkabels en aansluitdozen voor sensoren
Foto Turck
Ivan Maesen
38
Sensoren – Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Foto Siemens
Ivan Maesen
39
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger afzonderlijk (directe scan, thru scan)
Groot detectiebereik (tientallen meters)
Geen doorschijnende materialen detecteren
Ivan Maesen
40
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger afzonderlijk (directe scan, thru scan)
Foto Siemens
Ivan Maesen
41
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger afzonderlijk – spiegeling
(specular)
Detecteren van spiegelende opbjecten
Ivan Maesen
42
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, met reflector
(Retroreflex - retroreflective)
Geen glimmende, spiegelende, doorzichtige voorwerpen
Detectieafstand : ca. 5 m
Ivan Maesen
43
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, met reflector
(Retroreflex - retroreflective)
Ivan Maesen
44
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, met reflector
(Retroreflex - retroreflective)
Foto Siemens
Ivan Maesen
45
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Foto’s Siemens
Ivan Maesen
46
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, met reflector
(Polarisatie - polarized)
Wel glimmende, spiegelende, doorzichtige voorwerpen
Detectieafstand : ca. 3 m
Ivan Maesen
47
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Gepolariseerd licht
Spiegelend voorwerp
Ivan Maesen
48
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, objectreflectie
(strooing – diffuse)
Voorwerpen met mat en ruw oppervlak kunnen gedetecteerd worden
Detectieafstand : enkele tientallen centimeters
Ivan Maesen
49
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, objectreflectie
(strooing – diffuse)
Foto Siemens
Ivan Maesen
50
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, objectreflectie focuspunt (convergent)
Preciesiedetectie, achtergrond geen invloed
Detectieafstand : enkele tientallen centimeters
Ivan Maesen
51
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger afzonderlijk, met glasvezels
Ivan Maesen
52
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, objectreflectie,
met glasvezels
Ivan Maesen
53
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Foto Siemens
Ivan Maesen
54
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Lichtgordijn
Multi beam safety senor
Ivan Maesen
55
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Nominale schakelafstand Sn
Afstand waarbij de sensor schakelt
• Genormalisseerd meetobject
• Nominale spanning
• Nominale temperatuur
Ivan Maesen
56
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Werkelijke schakelafstand
Rekening houden met:
• Werkelijke temperatuur
• Nabijheid andere sensoren
• Soort materiaal
• Afmetingen object
• Kleur (optische sensoren)
• …
Ivan Maesen
57
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Werkelijke schakelafstand
Correctiefactoren inductieve schakelaar
- staal
1
- CrNi
0,85
- Al
0,50
- Cu
0,45
- ….
Ivan Maesen
58
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Werkelijke schakelafstand
Correctiefactoren capacitieve schakelaar:
- Staal
1
- Al
0,95
- Cu
0,95
- H2O
0,64
- Plexiglas
0,20
-…
Ivan Maesen
59
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Schakelfrequentie
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.
Ivan Maesen
60
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Uitgangsbelasing
De stroom die de sensor kan schakelen,
uitgedrukt in mA.
Ivan Maesen
61
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Afgeschermde (shielded) en niet-afgeschermde
(unshielded) senoren
Ivan Maesen
62
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Niet-afgeschermde senoren
Kop niet afgeschermd, uit kunststof
Grotere detectieafstand
Inbouwen geeft problemen
Ivan Maesen
Foto Siemens
63
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Afgeschermde senoren
Volledig uit metaal (uitgezonderd detectievlak)
Kleinere detectieafstand
Ivan Maesen
64
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
65
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen inductieve sensoren
Ongevoelig voor trillingen
Geen contactdender
Geen onderhoud, geen slijtage
Kostprijs € 20 tot ca. € 50
Foto Siemens
Ivan Maesen
66
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen inductieve sensoren
Beperkingen
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.
Ivan Maesen
67
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
68
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
69
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen capacitieve sensoren
Beperkingen
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
Ivan Maesen
70
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
71
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen ultrasone sensoren
Beperkingen
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.
Ivan Maesen
72
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
73
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
74
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen optische sensoren
Beperkingen
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.
Ivan Maesen
75
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Rekening houden met:
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
76
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Draadkleur
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
77
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Driedraadse sensor PNP (capacitief)
Ivan Maesen
78
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Driedraadse sensor NPN (inductief)
Ivan Maesen
79
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Vierdraadse sensor PNP
Ivan Maesen
80
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Tweedraadse sensor DC (capacitief)
Ivan Maesen
81
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Tweedraadse NAMUR sensor DC (capacitief)
Ivan Maesen
82
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Tweedraadse sensor AC - NC (inductief)
Ivan Maesen
83
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Tweedraadse sensor AC - NO (inductief)
Ivan Maesen
84
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Vijfdraadse sensor AC (optisch)
Ivan Maesen
85
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Vijfdraadse sensor AC - NO (optisch)
Ivan Maesen
86
Sensoren – Testen van sensoren
Driedraadse sensoren
Als voorbeeld een sensor met PNP-uitgang
Het aansluitschema
Testen met V-meter – Je kunt uiteraard met de Vmeter ook over de belasting meten.
Ivan Maesen
87
Sensoren – Testen van sensoren
Tweedraadse
sensoren
Het aansluitschema
Testen met V-meter
Testen met A-meter
Ivan Maesen
88
Sensoren
Ivan Maesen
89
Slide 86
Installatiemethoden 6 ET
Foto Heidelberg
Ivan Maesen
1
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
2
Sensoren - Algemeen
Inductieve sensoren
Capacitieve sensoren
Optische sensoren
Magnetische sensoren
Ultrasone sensoren
Foto Turck
Ivan Maesen
3
Sensoren – Algemene werking
Ivan Maesen
4
Sensoren – Algemene werking
Ivan Maesen
5
Sensoren – Algemene werking
Ivan Maesen
6
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Foto Siemens
Ivan Maesen
7
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Detectie van blik
en deksel
Foto Siemens
Ivan Maesen
8
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Controle van afbreken van
boorkop
Foto Siemens
Ivan Maesen
9
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Positionering en controle
draaizin
Foto Siemens
Ivan Maesen
10
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Standdetectie van een
klep
Foto Siemens
Ivan Maesen
11
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
oscillator
gelijkrichtier
smitt-trigger
versterker
spoel
Ivan Maesen
12
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Warmteontwikkeling
Ivan Maesen
Amplitude
kleiner
13
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Foto Siemens
Ivan Maesen
14
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Detectie vulniveau in
silo
Foto Siemens
Ivan Maesen
15
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Detectie van vulling
van brik
Foto Siemens
Ivan Maesen
16
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Het sensorvlak vormt een condensator. De lucht is het
diëlektricum.
C
A
d
Ivan Maesen
17
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Een niet-metalen object in het detectieveld: de
diëlektrische constante van de middenstof verandert.
C verandert
Ivan Maesen
18
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
De capaciteit wordt bepaald door het diëlektricum en de
afstand d tussen te platen.
C
A
d
Ivan Maesen
19
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Bij een elektrische geleidend object verkleint de afstand
tussen de platen.
C verandert
Ivan Maesen
20
Sensoren – Werking van de optische sensor
Ivan Maesen
21
Sensoren – Werking van de optische sensor
impulsgenerator (modulator)
IR of laser-LED
lichtgevoelige transistor
synchronisatie, gelijkrichter (demodulator)
smitt-trigger
versterker
Ivan Maesen
22
Sensoren – Werking van de ultrasone sensor
Ivan Maesen
23
Sensoren
ultrasone sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Kwaliteitscontrole met
sonar
Foto Siemens
Ivan Maesen
24
Sensoren
ultrasone sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Hoogtemeting met sonar
Foto Siemens
Ivan Maesen
25
Sensoren
ultrasone sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Afstandsmeting met sonar
Foto Siemens
Ivan Maesen
26
Sensoren
ultrasone sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Controle op doorhangen
met sonar
Foto Siemens
Ivan Maesen
27
Sensoren
ultrasone sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Niveaumetingen
met sonar
Foto’s Siemens
Ivan Maesen
28
Sensoren – Werking van de ultrasone sensor
oscillator
gelijkrichtier
smitt-trigger
versterker
piëzo element (opwekken en verwerken geluidsgolven)
Ivan Maesen
29
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen volgens de vorm
Cilindrische sensoren
Balkvormige or rechthoekige sensoren
Ivan Maesen
30
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen vvolgens de vorm
Speciale vormen:
• vork of sleufsensoren,
• ringsensoren,
• …
Foto Turck
Ivan Maesen
31
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Materiaal van de behuizing (cilindrische sensoren)
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
32
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Maten van cilindrische sensoren
Schroefdraad: M 4, M6,5 M8, M12, M18, M30,
PG 36
Gladde uitvoering: Ø11, Ø20, Ø40
Maten van rechthoekige sensoren
Bouwvormen zie maatschetsen catalogie.
Foto Siemens
Ivan Maesen
33
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens aansluiting
• Sensoren met aansluitklemmen
• Aangegoten kabel zonder connector
• Aangegoten kabel met connector
• Sensoren met connnector
Ivan Maesen
34
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens de aansluiting
Aangegoten kabel
Sensoren met
aansluitklem
Ivan Maesen
35
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens aansluiting
Sensoren met connnector
Ivan Maesen
36
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens aansluiting
Sensoren met connector:
aansluitkabels
Ivan Maesen
37
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens aansluiting
Aansluitkabels en aansluitdozen voor sensoren
Foto Turck
Ivan Maesen
38
Sensoren – Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Foto Siemens
Ivan Maesen
39
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger afzonderlijk (directe scan, thru scan)
Groot detectiebereik (tientallen meters)
Geen doorschijnende materialen detecteren
Ivan Maesen
40
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger afzonderlijk (directe scan, thru scan)
Foto Siemens
Ivan Maesen
41
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger afzonderlijk – spiegeling
(specular)
Detecteren van spiegelende opbjecten
Ivan Maesen
42
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, met reflector
(Retroreflex - retroreflective)
Geen glimmende, spiegelende, doorzichtige voorwerpen
Detectieafstand : ca. 5 m
Ivan Maesen
43
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, met reflector
(Retroreflex - retroreflective)
Ivan Maesen
44
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, met reflector
(Retroreflex - retroreflective)
Foto Siemens
Ivan Maesen
45
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Foto’s Siemens
Ivan Maesen
46
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, met reflector
(Polarisatie - polarized)
Wel glimmende, spiegelende, doorzichtige voorwerpen
Detectieafstand : ca. 3 m
Ivan Maesen
47
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Gepolariseerd licht
Spiegelend voorwerp
Ivan Maesen
48
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, objectreflectie
(strooing – diffuse)
Voorwerpen met mat en ruw oppervlak kunnen gedetecteerd worden
Detectieafstand : enkele tientallen centimeters
Ivan Maesen
49
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, objectreflectie
(strooing – diffuse)
Foto Siemens
Ivan Maesen
50
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, objectreflectie focuspunt (convergent)
Preciesiedetectie, achtergrond geen invloed
Detectieafstand : enkele tientallen centimeters
Ivan Maesen
51
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger afzonderlijk, met glasvezels
Ivan Maesen
52
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, objectreflectie,
met glasvezels
Ivan Maesen
53
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Foto Siemens
Ivan Maesen
54
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Lichtgordijn
Multi beam safety senor
Ivan Maesen
55
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Nominale schakelafstand Sn
Afstand waarbij de sensor schakelt
• Genormalisseerd meetobject
• Nominale spanning
• Nominale temperatuur
Ivan Maesen
56
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Werkelijke schakelafstand
Rekening houden met:
• Werkelijke temperatuur
• Nabijheid andere sensoren
• Soort materiaal
• Afmetingen object
• Kleur (optische sensoren)
• …
Ivan Maesen
57
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Werkelijke schakelafstand
Correctiefactoren inductieve schakelaar
- staal
1
- CrNi
0,85
- Al
0,50
- Cu
0,45
- ….
Ivan Maesen
58
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Werkelijke schakelafstand
Correctiefactoren capacitieve schakelaar:
- Staal
1
- Al
0,95
- Cu
0,95
- H2O
0,64
- Plexiglas
0,20
-…
Ivan Maesen
59
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Schakelfrequentie
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.
Ivan Maesen
60
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Uitgangsbelasing
De stroom die de sensor kan schakelen,
uitgedrukt in mA.
Ivan Maesen
61
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Afgeschermde (shielded) en niet-afgeschermde
(unshielded) senoren
Ivan Maesen
62
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Niet-afgeschermde senoren
Kop niet afgeschermd, uit kunststof
Grotere detectieafstand
Inbouwen geeft problemen
Ivan Maesen
Foto Siemens
63
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Afgeschermde senoren
Volledig uit metaal (uitgezonderd detectievlak)
Kleinere detectieafstand
Ivan Maesen
64
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
65
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen inductieve sensoren
Ongevoelig voor trillingen
Geen contactdender
Geen onderhoud, geen slijtage
Kostprijs € 20 tot ca. € 50
Foto Siemens
Ivan Maesen
66
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen inductieve sensoren
Beperkingen
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.
Ivan Maesen
67
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
68
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
69
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen capacitieve sensoren
Beperkingen
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
Ivan Maesen
70
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
71
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen ultrasone sensoren
Beperkingen
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.
Ivan Maesen
72
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
73
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
74
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen optische sensoren
Beperkingen
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.
Ivan Maesen
75
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Rekening houden met:
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
76
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Draadkleur
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
77
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Driedraadse sensor PNP (capacitief)
Ivan Maesen
78
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Driedraadse sensor NPN (inductief)
Ivan Maesen
79
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Vierdraadse sensor PNP
Ivan Maesen
80
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Tweedraadse sensor DC (capacitief)
Ivan Maesen
81
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Tweedraadse NAMUR sensor DC (capacitief)
Ivan Maesen
82
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Tweedraadse sensor AC - NC (inductief)
Ivan Maesen
83
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Tweedraadse sensor AC - NO (inductief)
Ivan Maesen
84
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Vijfdraadse sensor AC (optisch)
Ivan Maesen
85
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Vijfdraadse sensor AC - NO (optisch)
Ivan Maesen
86
Sensoren – Testen van sensoren
Driedraadse sensoren
Als voorbeeld een sensor met PNP-uitgang
Het aansluitschema
Testen met V-meter – Je kunt uiteraard met de Vmeter ook over de belasting meten.
Ivan Maesen
87
Sensoren – Testen van sensoren
Tweedraadse
sensoren
Het aansluitschema
Testen met V-meter
Testen met A-meter
Ivan Maesen
88
Sensoren
Ivan Maesen
89
Slide 87
Installatiemethoden 6 ET
Foto Heidelberg
Ivan Maesen
1
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
2
Sensoren - Algemeen
Inductieve sensoren
Capacitieve sensoren
Optische sensoren
Magnetische sensoren
Ultrasone sensoren
Foto Turck
Ivan Maesen
3
Sensoren – Algemene werking
Ivan Maesen
4
Sensoren – Algemene werking
Ivan Maesen
5
Sensoren – Algemene werking
Ivan Maesen
6
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Foto Siemens
Ivan Maesen
7
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Detectie van blik
en deksel
Foto Siemens
Ivan Maesen
8
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Controle van afbreken van
boorkop
Foto Siemens
Ivan Maesen
9
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Positionering en controle
draaizin
Foto Siemens
Ivan Maesen
10
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Standdetectie van een
klep
Foto Siemens
Ivan Maesen
11
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
oscillator
gelijkrichtier
smitt-trigger
versterker
spoel
Ivan Maesen
12
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Warmteontwikkeling
Ivan Maesen
Amplitude
kleiner
13
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Foto Siemens
Ivan Maesen
14
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Detectie vulniveau in
silo
Foto Siemens
Ivan Maesen
15
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Detectie van vulling
van brik
Foto Siemens
Ivan Maesen
16
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Het sensorvlak vormt een condensator. De lucht is het
diëlektricum.
C
A
d
Ivan Maesen
17
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Een niet-metalen object in het detectieveld: de
diëlektrische constante van de middenstof verandert.
C verandert
Ivan Maesen
18
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
De capaciteit wordt bepaald door het diëlektricum en de
afstand d tussen te platen.
C
A
d
Ivan Maesen
19
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Bij een elektrische geleidend object verkleint de afstand
tussen de platen.
C verandert
Ivan Maesen
20
Sensoren – Werking van de optische sensor
Ivan Maesen
21
Sensoren – Werking van de optische sensor
impulsgenerator (modulator)
IR of laser-LED
lichtgevoelige transistor
synchronisatie, gelijkrichter (demodulator)
smitt-trigger
versterker
Ivan Maesen
22
Sensoren – Werking van de ultrasone sensor
Ivan Maesen
23
Sensoren
ultrasone sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Kwaliteitscontrole met
sonar
Foto Siemens
Ivan Maesen
24
Sensoren
ultrasone sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Hoogtemeting met sonar
Foto Siemens
Ivan Maesen
25
Sensoren
ultrasone sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Afstandsmeting met sonar
Foto Siemens
Ivan Maesen
26
Sensoren
ultrasone sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Controle op doorhangen
met sonar
Foto Siemens
Ivan Maesen
27
Sensoren
ultrasone sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Niveaumetingen
met sonar
Foto’s Siemens
Ivan Maesen
28
Sensoren – Werking van de ultrasone sensor
oscillator
gelijkrichtier
smitt-trigger
versterker
piëzo element (opwekken en verwerken geluidsgolven)
Ivan Maesen
29
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen volgens de vorm
Cilindrische sensoren
Balkvormige or rechthoekige sensoren
Ivan Maesen
30
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen vvolgens de vorm
Speciale vormen:
• vork of sleufsensoren,
• ringsensoren,
• …
Foto Turck
Ivan Maesen
31
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Materiaal van de behuizing (cilindrische sensoren)
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
32
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Maten van cilindrische sensoren
Schroefdraad: M 4, M6,5 M8, M12, M18, M30,
PG 36
Gladde uitvoering: Ø11, Ø20, Ø40
Maten van rechthoekige sensoren
Bouwvormen zie maatschetsen catalogie.
Foto Siemens
Ivan Maesen
33
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens aansluiting
• Sensoren met aansluitklemmen
• Aangegoten kabel zonder connector
• Aangegoten kabel met connector
• Sensoren met connnector
Ivan Maesen
34
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens de aansluiting
Aangegoten kabel
Sensoren met
aansluitklem
Ivan Maesen
35
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens aansluiting
Sensoren met connnector
Ivan Maesen
36
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens aansluiting
Sensoren met connector:
aansluitkabels
Ivan Maesen
37
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens aansluiting
Aansluitkabels en aansluitdozen voor sensoren
Foto Turck
Ivan Maesen
38
Sensoren – Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Foto Siemens
Ivan Maesen
39
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger afzonderlijk (directe scan, thru scan)
Groot detectiebereik (tientallen meters)
Geen doorschijnende materialen detecteren
Ivan Maesen
40
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger afzonderlijk (directe scan, thru scan)
Foto Siemens
Ivan Maesen
41
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger afzonderlijk – spiegeling
(specular)
Detecteren van spiegelende opbjecten
Ivan Maesen
42
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, met reflector
(Retroreflex - retroreflective)
Geen glimmende, spiegelende, doorzichtige voorwerpen
Detectieafstand : ca. 5 m
Ivan Maesen
43
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, met reflector
(Retroreflex - retroreflective)
Ivan Maesen
44
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, met reflector
(Retroreflex - retroreflective)
Foto Siemens
Ivan Maesen
45
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Foto’s Siemens
Ivan Maesen
46
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, met reflector
(Polarisatie - polarized)
Wel glimmende, spiegelende, doorzichtige voorwerpen
Detectieafstand : ca. 3 m
Ivan Maesen
47
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Gepolariseerd licht
Spiegelend voorwerp
Ivan Maesen
48
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, objectreflectie
(strooing – diffuse)
Voorwerpen met mat en ruw oppervlak kunnen gedetecteerd worden
Detectieafstand : enkele tientallen centimeters
Ivan Maesen
49
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, objectreflectie
(strooing – diffuse)
Foto Siemens
Ivan Maesen
50
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, objectreflectie focuspunt (convergent)
Preciesiedetectie, achtergrond geen invloed
Detectieafstand : enkele tientallen centimeters
Ivan Maesen
51
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger afzonderlijk, met glasvezels
Ivan Maesen
52
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, objectreflectie,
met glasvezels
Ivan Maesen
53
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Foto Siemens
Ivan Maesen
54
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Lichtgordijn
Multi beam safety senor
Ivan Maesen
55
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Nominale schakelafstand Sn
Afstand waarbij de sensor schakelt
• Genormalisseerd meetobject
• Nominale spanning
• Nominale temperatuur
Ivan Maesen
56
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Werkelijke schakelafstand
Rekening houden met:
• Werkelijke temperatuur
• Nabijheid andere sensoren
• Soort materiaal
• Afmetingen object
• Kleur (optische sensoren)
• …
Ivan Maesen
57
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Werkelijke schakelafstand
Correctiefactoren inductieve schakelaar
- staal
1
- CrNi
0,85
- Al
0,50
- Cu
0,45
- ….
Ivan Maesen
58
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Werkelijke schakelafstand
Correctiefactoren capacitieve schakelaar:
- Staal
1
- Al
0,95
- Cu
0,95
- H2O
0,64
- Plexiglas
0,20
-…
Ivan Maesen
59
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Schakelfrequentie
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.
Ivan Maesen
60
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Uitgangsbelasing
De stroom die de sensor kan schakelen,
uitgedrukt in mA.
Ivan Maesen
61
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Afgeschermde (shielded) en niet-afgeschermde
(unshielded) senoren
Ivan Maesen
62
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Niet-afgeschermde senoren
Kop niet afgeschermd, uit kunststof
Grotere detectieafstand
Inbouwen geeft problemen
Ivan Maesen
Foto Siemens
63
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Afgeschermde senoren
Volledig uit metaal (uitgezonderd detectievlak)
Kleinere detectieafstand
Ivan Maesen
64
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
65
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen inductieve sensoren
Ongevoelig voor trillingen
Geen contactdender
Geen onderhoud, geen slijtage
Kostprijs € 20 tot ca. € 50
Foto Siemens
Ivan Maesen
66
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen inductieve sensoren
Beperkingen
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.
Ivan Maesen
67
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
68
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
69
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen capacitieve sensoren
Beperkingen
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
Ivan Maesen
70
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
71
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen ultrasone sensoren
Beperkingen
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.
Ivan Maesen
72
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
73
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
74
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen optische sensoren
Beperkingen
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.
Ivan Maesen
75
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Rekening houden met:
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
76
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Draadkleur
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
77
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Driedraadse sensor PNP (capacitief)
Ivan Maesen
78
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Driedraadse sensor NPN (inductief)
Ivan Maesen
79
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Vierdraadse sensor PNP
Ivan Maesen
80
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Tweedraadse sensor DC (capacitief)
Ivan Maesen
81
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Tweedraadse NAMUR sensor DC (capacitief)
Ivan Maesen
82
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Tweedraadse sensor AC - NC (inductief)
Ivan Maesen
83
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Tweedraadse sensor AC - NO (inductief)
Ivan Maesen
84
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Vijfdraadse sensor AC (optisch)
Ivan Maesen
85
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Vijfdraadse sensor AC - NO (optisch)
Ivan Maesen
86
Sensoren – Testen van sensoren
Driedraadse sensoren
Als voorbeeld een sensor met PNP-uitgang
Het aansluitschema
Testen met V-meter – Je kunt uiteraard met de Vmeter ook over de belasting meten.
Ivan Maesen
87
Sensoren – Testen van sensoren
Tweedraadse
sensoren
Het aansluitschema
Testen met V-meter
Testen met A-meter
Ivan Maesen
88
Sensoren
Ivan Maesen
89
Slide 88
Installatiemethoden 6 ET
Foto Heidelberg
Ivan Maesen
1
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
2
Sensoren - Algemeen
Inductieve sensoren
Capacitieve sensoren
Optische sensoren
Magnetische sensoren
Ultrasone sensoren
Foto Turck
Ivan Maesen
3
Sensoren – Algemene werking
Ivan Maesen
4
Sensoren – Algemene werking
Ivan Maesen
5
Sensoren – Algemene werking
Ivan Maesen
6
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Foto Siemens
Ivan Maesen
7
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Detectie van blik
en deksel
Foto Siemens
Ivan Maesen
8
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Controle van afbreken van
boorkop
Foto Siemens
Ivan Maesen
9
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Positionering en controle
draaizin
Foto Siemens
Ivan Maesen
10
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Standdetectie van een
klep
Foto Siemens
Ivan Maesen
11
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
oscillator
gelijkrichtier
smitt-trigger
versterker
spoel
Ivan Maesen
12
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Warmteontwikkeling
Ivan Maesen
Amplitude
kleiner
13
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Foto Siemens
Ivan Maesen
14
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Detectie vulniveau in
silo
Foto Siemens
Ivan Maesen
15
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Detectie van vulling
van brik
Foto Siemens
Ivan Maesen
16
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Het sensorvlak vormt een condensator. De lucht is het
diëlektricum.
C
A
d
Ivan Maesen
17
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Een niet-metalen object in het detectieveld: de
diëlektrische constante van de middenstof verandert.
C verandert
Ivan Maesen
18
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
De capaciteit wordt bepaald door het diëlektricum en de
afstand d tussen te platen.
C
A
d
Ivan Maesen
19
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Bij een elektrische geleidend object verkleint de afstand
tussen de platen.
C verandert
Ivan Maesen
20
Sensoren – Werking van de optische sensor
Ivan Maesen
21
Sensoren – Werking van de optische sensor
impulsgenerator (modulator)
IR of laser-LED
lichtgevoelige transistor
synchronisatie, gelijkrichter (demodulator)
smitt-trigger
versterker
Ivan Maesen
22
Sensoren – Werking van de ultrasone sensor
Ivan Maesen
23
Sensoren
ultrasone sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Kwaliteitscontrole met
sonar
Foto Siemens
Ivan Maesen
24
Sensoren
ultrasone sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Hoogtemeting met sonar
Foto Siemens
Ivan Maesen
25
Sensoren
ultrasone sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Afstandsmeting met sonar
Foto Siemens
Ivan Maesen
26
Sensoren
ultrasone sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Controle op doorhangen
met sonar
Foto Siemens
Ivan Maesen
27
Sensoren
ultrasone sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Niveaumetingen
met sonar
Foto’s Siemens
Ivan Maesen
28
Sensoren – Werking van de ultrasone sensor
oscillator
gelijkrichtier
smitt-trigger
versterker
piëzo element (opwekken en verwerken geluidsgolven)
Ivan Maesen
29
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen volgens de vorm
Cilindrische sensoren
Balkvormige or rechthoekige sensoren
Ivan Maesen
30
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen vvolgens de vorm
Speciale vormen:
• vork of sleufsensoren,
• ringsensoren,
• …
Foto Turck
Ivan Maesen
31
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Materiaal van de behuizing (cilindrische sensoren)
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
32
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Maten van cilindrische sensoren
Schroefdraad: M 4, M6,5 M8, M12, M18, M30,
PG 36
Gladde uitvoering: Ø11, Ø20, Ø40
Maten van rechthoekige sensoren
Bouwvormen zie maatschetsen catalogie.
Foto Siemens
Ivan Maesen
33
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens aansluiting
• Sensoren met aansluitklemmen
• Aangegoten kabel zonder connector
• Aangegoten kabel met connector
• Sensoren met connnector
Ivan Maesen
34
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens de aansluiting
Aangegoten kabel
Sensoren met
aansluitklem
Ivan Maesen
35
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens aansluiting
Sensoren met connnector
Ivan Maesen
36
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens aansluiting
Sensoren met connector:
aansluitkabels
Ivan Maesen
37
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens aansluiting
Aansluitkabels en aansluitdozen voor sensoren
Foto Turck
Ivan Maesen
38
Sensoren – Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Foto Siemens
Ivan Maesen
39
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger afzonderlijk (directe scan, thru scan)
Groot detectiebereik (tientallen meters)
Geen doorschijnende materialen detecteren
Ivan Maesen
40
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger afzonderlijk (directe scan, thru scan)
Foto Siemens
Ivan Maesen
41
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger afzonderlijk – spiegeling
(specular)
Detecteren van spiegelende opbjecten
Ivan Maesen
42
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, met reflector
(Retroreflex - retroreflective)
Geen glimmende, spiegelende, doorzichtige voorwerpen
Detectieafstand : ca. 5 m
Ivan Maesen
43
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, met reflector
(Retroreflex - retroreflective)
Ivan Maesen
44
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, met reflector
(Retroreflex - retroreflective)
Foto Siemens
Ivan Maesen
45
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Foto’s Siemens
Ivan Maesen
46
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, met reflector
(Polarisatie - polarized)
Wel glimmende, spiegelende, doorzichtige voorwerpen
Detectieafstand : ca. 3 m
Ivan Maesen
47
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Gepolariseerd licht
Spiegelend voorwerp
Ivan Maesen
48
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, objectreflectie
(strooing – diffuse)
Voorwerpen met mat en ruw oppervlak kunnen gedetecteerd worden
Detectieafstand : enkele tientallen centimeters
Ivan Maesen
49
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, objectreflectie
(strooing – diffuse)
Foto Siemens
Ivan Maesen
50
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, objectreflectie focuspunt (convergent)
Preciesiedetectie, achtergrond geen invloed
Detectieafstand : enkele tientallen centimeters
Ivan Maesen
51
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger afzonderlijk, met glasvezels
Ivan Maesen
52
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, objectreflectie,
met glasvezels
Ivan Maesen
53
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Foto Siemens
Ivan Maesen
54
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Lichtgordijn
Multi beam safety senor
Ivan Maesen
55
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Nominale schakelafstand Sn
Afstand waarbij de sensor schakelt
• Genormalisseerd meetobject
• Nominale spanning
• Nominale temperatuur
Ivan Maesen
56
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Werkelijke schakelafstand
Rekening houden met:
• Werkelijke temperatuur
• Nabijheid andere sensoren
• Soort materiaal
• Afmetingen object
• Kleur (optische sensoren)
• …
Ivan Maesen
57
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Werkelijke schakelafstand
Correctiefactoren inductieve schakelaar
- staal
1
- CrNi
0,85
- Al
0,50
- Cu
0,45
- ….
Ivan Maesen
58
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Werkelijke schakelafstand
Correctiefactoren capacitieve schakelaar:
- Staal
1
- Al
0,95
- Cu
0,95
- H2O
0,64
- Plexiglas
0,20
-…
Ivan Maesen
59
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Schakelfrequentie
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.
Ivan Maesen
60
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Uitgangsbelasing
De stroom die de sensor kan schakelen,
uitgedrukt in mA.
Ivan Maesen
61
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Afgeschermde (shielded) en niet-afgeschermde
(unshielded) senoren
Ivan Maesen
62
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Niet-afgeschermde senoren
Kop niet afgeschermd, uit kunststof
Grotere detectieafstand
Inbouwen geeft problemen
Ivan Maesen
Foto Siemens
63
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Afgeschermde senoren
Volledig uit metaal (uitgezonderd detectievlak)
Kleinere detectieafstand
Ivan Maesen
64
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
65
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen inductieve sensoren
Ongevoelig voor trillingen
Geen contactdender
Geen onderhoud, geen slijtage
Kostprijs € 20 tot ca. € 50
Foto Siemens
Ivan Maesen
66
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen inductieve sensoren
Beperkingen
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.
Ivan Maesen
67
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
68
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
69
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen capacitieve sensoren
Beperkingen
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
Ivan Maesen
70
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
71
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen ultrasone sensoren
Beperkingen
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.
Ivan Maesen
72
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
73
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
74
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen optische sensoren
Beperkingen
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.
Ivan Maesen
75
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Rekening houden met:
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
76
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Draadkleur
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
77
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Driedraadse sensor PNP (capacitief)
Ivan Maesen
78
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Driedraadse sensor NPN (inductief)
Ivan Maesen
79
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Vierdraadse sensor PNP
Ivan Maesen
80
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Tweedraadse sensor DC (capacitief)
Ivan Maesen
81
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Tweedraadse NAMUR sensor DC (capacitief)
Ivan Maesen
82
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Tweedraadse sensor AC - NC (inductief)
Ivan Maesen
83
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Tweedraadse sensor AC - NO (inductief)
Ivan Maesen
84
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Vijfdraadse sensor AC (optisch)
Ivan Maesen
85
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Vijfdraadse sensor AC - NO (optisch)
Ivan Maesen
86
Sensoren – Testen van sensoren
Driedraadse sensoren
Als voorbeeld een sensor met PNP-uitgang
Het aansluitschema
Testen met V-meter – Je kunt uiteraard met de Vmeter ook over de belasting meten.
Ivan Maesen
87
Sensoren – Testen van sensoren
Tweedraadse
sensoren
Het aansluitschema
Testen met V-meter
Testen met A-meter
Ivan Maesen
88
Sensoren
Ivan Maesen
89
Slide 89
Installatiemethoden 6 ET
Foto Heidelberg
Ivan Maesen
1
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
2
Sensoren - Algemeen
Inductieve sensoren
Capacitieve sensoren
Optische sensoren
Magnetische sensoren
Ultrasone sensoren
Foto Turck
Ivan Maesen
3
Sensoren – Algemene werking
Ivan Maesen
4
Sensoren – Algemene werking
Ivan Maesen
5
Sensoren – Algemene werking
Ivan Maesen
6
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Foto Siemens
Ivan Maesen
7
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Detectie van blik
en deksel
Foto Siemens
Ivan Maesen
8
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Controle van afbreken van
boorkop
Foto Siemens
Ivan Maesen
9
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Positionering en controle
draaizin
Foto Siemens
Ivan Maesen
10
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Standdetectie van een
klep
Foto Siemens
Ivan Maesen
11
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
oscillator
gelijkrichtier
smitt-trigger
versterker
spoel
Ivan Maesen
12
Sensoren - Werking van de inductieve sensor
Warmteontwikkeling
Ivan Maesen
Amplitude
kleiner
13
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Foto Siemens
Ivan Maesen
14
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Detectie vulniveau in
silo
Foto Siemens
Ivan Maesen
15
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Detectie van vulling
van brik
Foto Siemens
Ivan Maesen
16
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Het sensorvlak vormt een condensator. De lucht is het
diëlektricum.
C
A
d
Ivan Maesen
17
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Een niet-metalen object in het detectieveld: de
diëlektrische constante van de middenstof verandert.
C verandert
Ivan Maesen
18
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
De capaciteit wordt bepaald door het diëlektricum en de
afstand d tussen te platen.
C
A
d
Ivan Maesen
19
Sensoren - Werking van de capacitieve sensor
Bij een elektrische geleidend object verkleint de afstand
tussen de platen.
C verandert
Ivan Maesen
20
Sensoren – Werking van de optische sensor
Ivan Maesen
21
Sensoren – Werking van de optische sensor
impulsgenerator (modulator)
IR of laser-LED
lichtgevoelige transistor
synchronisatie, gelijkrichter (demodulator)
smitt-trigger
versterker
Ivan Maesen
22
Sensoren – Werking van de ultrasone sensor
Ivan Maesen
23
Sensoren
ultrasone sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Kwaliteitscontrole met
sonar
Foto Siemens
Ivan Maesen
24
Sensoren
ultrasone sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Hoogtemeting met sonar
Foto Siemens
Ivan Maesen
25
Sensoren
ultrasone sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Afstandsmeting met sonar
Foto Siemens
Ivan Maesen
26
Sensoren
ultrasone sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Controle op doorhangen
met sonar
Foto Siemens
Ivan Maesen
27
Sensoren
ultrasone sensor
Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…
Niveaumetingen
met sonar
Foto’s Siemens
Ivan Maesen
28
Sensoren – Werking van de ultrasone sensor
oscillator
gelijkrichtier
smitt-trigger
versterker
piëzo element (opwekken en verwerken geluidsgolven)
Ivan Maesen
29
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen volgens de vorm
Cilindrische sensoren
Balkvormige or rechthoekige sensoren
Ivan Maesen
30
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen vvolgens de vorm
Speciale vormen:
• vork of sleufsensoren,
• ringsensoren,
• …
Foto Turck
Ivan Maesen
31
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Materiaal van de behuizing (cilindrische sensoren)
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
32
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Maten van cilindrische sensoren
Schroefdraad: M 4, M6,5 M8, M12, M18, M30,
PG 36
Gladde uitvoering: Ø11, Ø20, Ø40
Maten van rechthoekige sensoren
Bouwvormen zie maatschetsen catalogie.
Foto Siemens
Ivan Maesen
33
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens aansluiting
• Sensoren met aansluitklemmen
• Aangegoten kabel zonder connector
• Aangegoten kabel met connector
• Sensoren met connnector
Ivan Maesen
34
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens de aansluiting
Aangegoten kabel
Sensoren met
aansluitklem
Ivan Maesen
35
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens aansluiting
Sensoren met connnector
Ivan Maesen
36
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens aansluiting
Sensoren met connector:
aansluitkabels
Ivan Maesen
37
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens aansluiting
Aansluitkabels en aansluitdozen voor sensoren
Foto Turck
Ivan Maesen
38
Sensoren – Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Foto Siemens
Ivan Maesen
39
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger afzonderlijk (directe scan, thru scan)
Groot detectiebereik (tientallen meters)
Geen doorschijnende materialen detecteren
Ivan Maesen
40
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger afzonderlijk (directe scan, thru scan)
Foto Siemens
Ivan Maesen
41
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger afzonderlijk – spiegeling
(specular)
Detecteren van spiegelende opbjecten
Ivan Maesen
42
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, met reflector
(Retroreflex - retroreflective)
Geen glimmende, spiegelende, doorzichtige voorwerpen
Detectieafstand : ca. 5 m
Ivan Maesen
43
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, met reflector
(Retroreflex - retroreflective)
Ivan Maesen
44
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, met reflector
(Retroreflex - retroreflective)
Foto Siemens
Ivan Maesen
45
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Foto’s Siemens
Ivan Maesen
46
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, met reflector
(Polarisatie - polarized)
Wel glimmende, spiegelende, doorzichtige voorwerpen
Detectieafstand : ca. 3 m
Ivan Maesen
47
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Gepolariseerd licht
Spiegelend voorwerp
Ivan Maesen
48
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, objectreflectie
(strooing – diffuse)
Voorwerpen met mat en ruw oppervlak kunnen gedetecteerd worden
Detectieafstand : enkele tientallen centimeters
Ivan Maesen
49
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, objectreflectie
(strooing – diffuse)
Foto Siemens
Ivan Maesen
50
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, objectreflectie focuspunt (convergent)
Preciesiedetectie, achtergrond geen invloed
Detectieafstand : enkele tientallen centimeters
Ivan Maesen
51
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger afzonderlijk, met glasvezels
Ivan Maesen
52
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Zender en ontvanger in één behuizing, objectreflectie,
met glasvezels
Ivan Maesen
53
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Foto Siemens
Ivan Maesen
54
Sensoren - Uitvoeringsvormen
Uitvoeringsvormen van optische sensoren
Lichtgordijn
Multi beam safety senor
Ivan Maesen
55
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Nominale schakelafstand Sn
Afstand waarbij de sensor schakelt
• Genormalisseerd meetobject
• Nominale spanning
• Nominale temperatuur
Ivan Maesen
56
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Werkelijke schakelafstand
Rekening houden met:
• Werkelijke temperatuur
• Nabijheid andere sensoren
• Soort materiaal
• Afmetingen object
• Kleur (optische sensoren)
• …
Ivan Maesen
57
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Werkelijke schakelafstand
Correctiefactoren inductieve schakelaar
- staal
1
- CrNi
0,85
- Al
0,50
- Cu
0,45
- ….
Ivan Maesen
58
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Werkelijke schakelafstand
Correctiefactoren capacitieve schakelaar:
- Staal
1
- Al
0,95
- Cu
0,95
- H2O
0,64
- Plexiglas
0,20
-…
Ivan Maesen
59
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Schakelfrequentie
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.
Ivan Maesen
60
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Uitgangsbelasing
De stroom die de sensor kan schakelen,
uitgedrukt in mA.
Ivan Maesen
61
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Afgeschermde (shielded) en niet-afgeschermde
(unshielded) senoren
Ivan Maesen
62
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Niet-afgeschermde senoren
Kop niet afgeschermd, uit kunststof
Grotere detectieafstand
Inbouwen geeft problemen
Ivan Maesen
Foto Siemens
63
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Afgeschermde senoren
Volledig uit metaal (uitgezonderd detectievlak)
Kleinere detectieafstand
Ivan Maesen
64
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
65
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen inductieve sensoren
Ongevoelig voor trillingen
Geen contactdender
Geen onderhoud, geen slijtage
Kostprijs € 20 tot ca. € 50
Foto Siemens
Ivan Maesen
66
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen inductieve sensoren
Beperkingen
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.
Ivan Maesen
67
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
68
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
69
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen capacitieve sensoren
Beperkingen
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
Ivan Maesen
70
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
71
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen ultrasone sensoren
Beperkingen
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.
Ivan Maesen
72
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
73
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
74
Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria
Eigenschappen optische sensoren
Beperkingen
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.
Ivan Maesen
75
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Rekening houden met:
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
76
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Draadkleur
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
77
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Driedraadse sensor PNP (capacitief)
Ivan Maesen
78
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Driedraadse sensor NPN (inductief)
Ivan Maesen
79
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Vierdraadse sensor PNP
Ivan Maesen
80
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Tweedraadse sensor DC (capacitief)
Ivan Maesen
81
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Tweedraadse NAMUR sensor DC (capacitief)
Ivan Maesen
82
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Tweedraadse sensor AC - NC (inductief)
Ivan Maesen
83
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Tweedraadse sensor AC - NO (inductief)
Ivan Maesen
84
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Vijfdraadse sensor AC (optisch)
Ivan Maesen
85
Sensoren – Aansluiten van sensoren
Vijfdraadse sensor AC - NO (optisch)
Ivan Maesen
86
Sensoren – Testen van sensoren
Driedraadse sensoren
Als voorbeeld een sensor met PNP-uitgang
Het aansluitschema
Testen met V-meter – Je kunt uiteraard met de Vmeter ook over de belasting meten.
Ivan Maesen
87
Sensoren – Testen van sensoren
Tweedraadse
sensoren
Het aansluitschema
Testen met V-meter
Testen met A-meter
Ivan Maesen
88
Sensoren
Ivan Maesen
89