Kustības sensori – atrodiet ražotājus un piegādātājus

Kustības sensori uztver cilvēku, priekšmetu vai iekārtu detaļu kustības noteiktā uztveršanas zonā.

Tos izmanto, lai pēc nepieciešamības vadītu apgaismojumu, durvis, signalizācijas sistēmas, mašīnu funkcijas vai automatizētus procesus. Atkarībā no mērīšanas principa tie reaģē uz siltuma starojumu, elektromagnētiskajiem viļņiem, ultraskaņu, optiskām izmaiņām vai magnētisko vai mehānisko detaļu kustību.
Tipiski pielietojumi ir ēku automatizācijā, drošības tehnoloģijās, rūpnieciskajā automatizācijā, konveijeru tehnoloģijās, robotikā, transportlīdzekļu tehnoloģijās, mašīnbūvē un ražošanas uzņēmumos.
Atbilstoša kustības sensora izvēle ir atkarīga no tādiem faktoriem kā kustības veids, nepieciešamais darbības diapazons, uztveršanas leņķis, vides apstākļi un vēlamais izejas signāls.
Turpmāk ir sniegts pārskats par tipiskajām kustības sensoru konstrukcijām, pielietojumiem, priekšrocībām, ierobežojumiem un svarīgiem izvēles kritērijiem.

Kustības sensoru veidi

Pasīvie infrasarkanie sensori

Pasīvie infrasarkanie sensori, kas plaši pazīstami kā PIR sensori, uztver siltuma starojuma izmaiņas savā uzraudzības zonā.
Kad cilvēks vai silts objekts pārvietojas caur vairākām uztveršanas zonām, saņemtais infrasarkanais signāls mainās. Sensors šo izmaiņu interpretē kā kustību.
PIR sensori bieži tiek izmantoti apgaismojuma vadības sistēmās, signalizācijas sistēmās un ēku automatizācijas sistēmās. Tiem nav nepieciešams aktīvs starojuma avots, un tos raksturo salīdzinoši zems enerģijas patēriņš.
Tomēr to darbību var ietekmēt nelielas temperatūras atšķirības starp objektu un apkārtējo vidi vai nelabvēlīgi kustības virzieni.

Augstfrekvences un radara sensori

Augstfrekvences sensori izstaro elektromagnētiskos viļņus un analizē to atstarojumus.
Kad objekts pārvietojas uztveršanas zonā, atstarotā signāla frekvence vai fāze mainās. Tas ļauj sensoram uztvert kustību.
Radara sensori spēj uztvert ļoti nelielas kustības un var darboties arī caur plāniem, nemetāliskiem materiāliem.
Tie ir piemēroti ēku automatizācijai, automātiskajām durvīm, klātbūtnes noteikšanai rūpniecībā un mobilajām lietojumprogrammām. Augsta jutība tomēr var izraisīt to, ka tiek uztverta kustība ārpus paredzētās zonas.

Ultraskaņas kustības sensori

Ultraskaņas sensori izstaro skaņas viļņus, kas pārsniedz cilvēka dzirdes diapazonu, un analizē atstarotos signālus.
Ja atstarojumu izplatīšanās laiks vai frekvence mainās, sensors uztver kustību.
Ultraskaņas sensori spēj uztvert pat nelielas kustības un ir piemēroti telpām vai slēgtām zonām, kur optiskajiem sensoriem ir ierobežota efektivitāte.
Uz uztveršanu var ietekmēt gaisa plūsmas, lielas temperatūras atšķirības, skaņas absorbējoši materiāli vai nelabvēlīga telpas ģeometrija.

Optiskie kustības sensori

Optiskie kustības sensori izmanto redzamo vai infrasarkano gaismu, lai uztvertu kustīgus objektus.
Atkarībā no konstrukcijas tie darbojas ar fotoelektriskajiem barjeru sensoriem, atstarotājiem, kamerām vai attēlu apstrādes metodēm.
Vienkārši sensori uztver, vai gaismas stars tiek pārtraukts. Vairāk attīstītas sistēmas salīdzina attēla datus un spēj noteikt objekta virzienu, ātrumu, izmēru vai formu.
Optiskos kustības sensorus izmanto, piemēram, konveijeru sistēmās, piekļuves sistēmās, satiksmes uzraudzībā un kvalitātes kontrolē.

Induktīvie un magnētiskie kustības sensori

Induktīvie kustības sensori uztver kustīgus metāla objektus, reaģējot uz izmaiņām elektromagnētiskajā laukā.
Magnētiskie sensori reaģē uz magnēta vai magnētiskas detaļas kustību.
Šos sensorus bieži izmanto, lai uzraudzītu virzuļus, vārpstas, zobratus, atvērumus, durvis un citas mašīnu detaļas.
Tie nodrošina uzticamu bezkontakta noteikšanu, taču tiem ir nepieciešami metāla vai magnētiski uztverami mērķa objekti.

Paātrinājuma un vibrāciju sensori

Paātrinājuma sensori uztver detaļas kustības izmaiņas vienā vai vairākos telpiskos virzienos.
Tie spēj noteikt iedarbināšanu, bremzēšanu, slīpumu, triecienus un svārstības.
Vibrācijas sensori tiek izmantoti galvenokārt motoru, gultņu, sūkņu un citu rotējošo mehānismu stāvokļa uzraudzībai.
Tie spēj identificēt neparastus kustības modeļus un norādīt uz nodilumu, nelīdzsvarotību vai mehāniskiem bojājumiem.

Kombinētie kustības sensori

Kombinētie sensori izmanto vairākus mērīšanas principus, piemēram, pasīvo infrasarkano starojumu un augstfrekvences tehnoloģiju.
Atkarībā no konstrukcijas kustība tiek reģistrēta tikai tad, ja abi mērīšanas principi sniedz saskanīgus rezultātus.
Tas var samazināt kļūdainu aktivizēšanos vai uzlabot dažādu kustības veidu uzticamu noteikšanu.
Šādas sistēmas bieži izmanto drošības tehnoloģijās, ēku automatizācijā un sarežģītās uzraudzības lietojumprogrammās.

Kustības sensoru pielietojumi

Ēku automatizācija

Ēkās kustības sensori kontrolē apgaismojumu, ventilāciju, apkuri un citas tehniskās iekārtas atbilstoši faktiskajai izmantošanai.
Apgaismojumu var ieslēgt automātiski, kad cilvēks ienāk telpā, un atkal izslēgt pēc noteiktā laika, ja nav konstatēta kustība.
Tas var uzlabot gan ērtības, gan energoefektivitāti.

Drošības un uzraudzības tehnoloģijas

Apsardzes sistēmās kustības sensori uztver cilvēkus vai transportlīdzekļus aizsargātajās zonās.
Tie var iedarbināt skaņas vai vizuālus brīdinājumus, nosūtīt signālus uz vadības centru vai aktivizēt kameras.
Lietošanai ārpus telpām sensoriem jāspēj atšķirt nozīmīgas kustības no tādiem faktoriem kā dzīvnieki, augi, nokrišņi vai temperatūras svārstības.

Mehānikas un iekārtu inženierija

Mašīnās kustības sensori uzrauga slīdnes, vārpstas, vākus, instrumentus un citas kustīgas detaļas.
Tie spēj noteikt, vai kustība ir sākusies, beigusies vai veikta pareizi.
Konstatētie signāli tiek izmantoti secības vadībai, pozīcijas noteikšanai, kļūdu diagnostikai vai drošības uzraudzībai.

Automatizācija un montāžas tehnoloģijas

Automatizētās ražošanas sistēmās kustības sensori uztver detaļas, transporta konteinerus, satvērējus un pārvietošanas iekārtas.
Tie atbalsta atsevišķu procesa posmu sinhronizāciju un ziņo par trūkstošām, bloķētām vai nepareizi kustīgām detaļām.
Īsas reaģēšanas laiki un uzticami komutācijas signāli ir īpaši svarīgi pie augstiem mašīnu ciklu ātrumiem.

Konveijeru un loģistikas tehnoloģijas

Kustības sensori uzrauga pārvadātās preces uz konveijerlentēm, rullīšu konveijeriem un šķirošanas sistēmām.
Tie uztver produktu kustību, sastrēgumus, apstāšanos vai nepieļaujamus attālumus starp atsevišķiem objektiem.
Noliktavu sistēmās tie var noteikt arī transportlīdzekļus, pacelšanas iekārtas un pārvietojamas kravas vienības.

Automātiskās durvis un piekļuves sistēmas

Pie automātiskajām durvīm kustības sensori uztver cilvēkus, transportlīdzekļus vai pārvadāšanas iekārtas, kas tuvojas ieejai.
Sensora signāls iedarbina durvju atvēršanos un var arī novērst to aizvēršanos, kamēr kāds šķērso durvis.
Uztveršanas zona un reaģēšanas laiks jāizvēlas tā, lai nodrošinātu uzticamu un drošu piekļuvi.

Transportlīdzekļu un satiksmes tehnoloģijas

Transportlīdzekļos un satiksmes sistēmās kustības sensori uztver transportlīdzekļu, cilvēku vai detaļu kustību.
Tos izmanto, piemēram, autostāvvietu palīdzības sistēmās, salona uzraudzībai, durvju vadībai, satiksmes plūsmas mērīšanai un šķēršļu noteikšanai.
Mobilajās lietojumprogrammās tiem bieži vien jāiztur spēcīgas vibrācijas, temperatūras svārstības un mainīgi vides apstākļi.

Stāvokļa uzraudzība

Paātrinājuma un vibrāciju sensori uzrauga mašīnas un iekārtas to darbības laikā.
Izmaiņas vibrāciju raksturlielumos var liecināt par gultņu problēmām, nelīdzsvarotību, atslābušām detaļām vai citām mehāniskām kļūmēm.
Nepārtraukta uzraudzība atbalsta stāvokļa balstītu apkopi un var samazināt neplānotos darbības pārtraukumus.

Kustības sensoru priekšrocības

• Bezkontakta cilvēku, objektu un mašīnu detaļu noteikšana
• Tehnisko procesu automātiska kontrole
• Samazināta nepieciešamība pēc manuālas darbības
• Atbalsts energoefektīvai ēku un apgaismojuma vadībai
• Kustības secību un iekārtu stāvokļa uzraudzība
• Ātra reakcija uz izmaiņām noteikšanas zonā
• Integrācija kontrolieros, trauksmes sistēmās un komunikāciju sistēmās
• Kļūdu, apstāšanās un neatļautu kustību noteikšana
• Izmantošana iekštelpās, āra vidē un rūpniecības objektos
• Pielāgošana dažādiem darbības diapazoniem un uztveršanas leņķiem

Kustības sensoru ierobežojumi

• Pasīvie infrasarkanie sensori galvenokārt uztver izmaiņas siltuma starojumā. Ja persona virzās tieši uz sensoru vai ja temperatūras starpība ar apkārtējo vidi ir ļoti maza, uztveršana var būt ierobežota.
• Augstfrekvences sensori var noteikt kustību caur plānām sienām, durvīm vai citiem nemetāliskiem materiāliem. Tas var izraisīt kļūdainu aktivizēšanos ārpus paredzētās uzraudzības zonas.
• Ultraskaņas sensoru darbību var ietekmēt gaisa plūsmas, atvērtas durvis, skaņu absorbējošas virsmas vai nelabvēlīgi atstarošanās apstākļi.
• Optiskajiem sensoriem ir nepieciešams brīvs skats uz uztveršanas zonu. Putekļi, netīrumi, migla, apkārtējā gaisma vai paslēpti objekti var pasliktināt to darbību.
• Atkarībā no sensora veida kustīgi augi, dzīvnieki, aizkari, mašīnu detaļas vai siltuma avoti var izraisīt nevēlamu ieslēgšanos.
• Daudzi kustības sensori nereaģē uz cilvēkiem vai objektiem, kas paliek pilnīgi nekustīgi. Lietojumiem, kur nepieciešama klātbūtnes noteikšana bez skaidras kustības, ir nepieciešami jutīgāki klātbūtnes sensori vai kombinētas sistēmas.
• Kustības sensors neaizstāj pilnvērtīgu drošības sistēmu vietās, kur mašīnas vai kustība rada apdraudējumu. Drošības lietojumiem nepieciešamas atbilstoši pārbaudītas sastāvdaļas.

Svarīgi kustības sensoru izvēles kritēriji

Uztveramās kustības veids

Pirmais solis ir noteikt, vai ir jāuzrāda cilvēki, transportlīdzekļi, apstrādājamie priekšmeti, mašīnu detaļas vai vibrācijas.
Kustības virziens, ātrums, objekta izmērs un temperatūras starpība salīdzinājumā ar apkārtējo vidi arī ietekmē mērīšanas principa izvēli.
Ļoti lēnām vai vājām kustībām tiek izvirzītas atšķirīgas prasības nekā ātrai transporta vai mašīnu kustībai.

Darbības rādiuss un uztveršanas zona

Nepieciešamais darbības diapazons ir atkarīgs no uzraugāmās zonas lieluma.
Papildus maksimālajam attālumam jāņem vērā arī uztveršanas leņķis, uztveršanas zonas forma un iespējamie aklie leņķi.
Sensors jānovieto tā, lai attiecīgās kustības tiktu uztvertas droši, vienlaikus pēc iespējas izslēdzot blakus esošās zonas.

Jutība un reaģēšanas īpašības

Augsta jutība ļauj uztvert pat nelielas kustības, taču vienlaikus var palielināt nepamatotu iedarbināšanu risku.
Reakcijas laikam jāatbilst konkrētajam procesam. Automātiskajām durvīm un ātrām mašīnu darbības secībām nepieciešams īsāks reakcijas laiks nekā vienkāršai apgaismojuma vadībai.
Regulējamiem sensoriem bieži vien ir iespējams pielāgot jutību, izslēgšanās aizkavi un ieslēgšanās slieksni.

Uzstādīšanas vieta

Sienas, plaukti, mašīnu korpusi, stikla plāksnes un citi šķēršļi var ietekmēt uztveršanas zonu.
Uzstādīšanas augstumam un orientācijai jābūt piemērotai mērīšanas principam un paredzētajai kustībai.
PIR sensoriem kustība pāri uztveršanas zonām parasti tiek uztverta uzticamāk nekā tieša kustība sensora virzienā.

Vides apstākļi

Temperatūra, mitrums, putekļi, nokrišņi, saules gaisma, vibrācija un elektromagnētiskie traucējumi var ietekmēt sensora darbību.
Āra teritorijām un rūpnieciskām vidēm ir nepieciešama atbilstoša aizsardzības pakāpe, izturīgs korpuss un pietiekama temperatūras izturība.
Higiēniskās, korozīvās vai potenciāli sprādzienbīstamās vidēs var būt nepieciešami speciāli materiāli un atļaujas.

Izejas signāls un saskarnes

Kustības sensori var nodrošināt releju kontaktus, tranzistoru izejas, analogos signālus vai digitālos komunikācijas datus.
Izejas signālam jābūt saderīgam ar kontrolieri, ēkas vadības sistēmu, trauksmes sistēmu vai izvērtēšanas bloku.
Tīkla lietojumiem var būt nepieciešamas Fieldbus, bezvadu vai Ethernet saskarnes.

Enerģijas padeve un enerģijas patēriņš

Enerģijas padevei jābūt saderīgai ar esošo instalāciju.
Papildus sensoriem, kas tiek baroti no elektrotīkla, ir pieejami arī ar baterijām darbināmi un zema enerģijas patēriņa bezvadu sensori.
Darbošanai ar baterijām ir jāņem vērā darbības rādiuss, pārraides frekvence, temperatūra un vēlamais kalpošanas laiks.

Parametrizācija un diagnostika

Regulēšanas iespējas atvieglo sensoru pielāgošanu dažādām telpām, objektiem un kustību secībām.
Atkarībā no sensora var konfigurēt darbības rādiusu, jutību, ieslēgšanās aizkavi, izslēgšanās aizkavi un uztveršanas zonas.
Diagnostikas funkcijas atvieglo sistēmas nodošanu ekspluatācijā un var norādīt uz piesārņojumu, sakaru kļūmēm vai signāla traucējumiem.

Kopsavilkums

Kustības sensori uztver cilvēku, objektu vai mašīnu detaļu kustības un nodrošina signālus vadībai, uzraudzībai un automatizācijai.
Atkarībā no pielietojuma tiek izmantoti pasīvie infrasarkanie, augstfrekvences, ultraskaņas, optiskie, induktīvie, magnētiskie vai paātrinājuma mērīšanas principi.
Galvenie izvēles kritēriji ietver kustības veidu, darbības diapazonu, uztveršanas leņķi, jutību, reaģēšanas laiku, vides apstākļus un saskarnes.
Plānošanas un uzstādīšanas laikā ir jāņem vērā attiecīgā mērīšanas principa ierobežojumi, lai izvairītos no kļūdainas iedarbināšanas un uztveršanas nepilnībām.

Kustības sensori ir pieejami no dažādiem ražotājiem un piegādātājiem. Izsmeļošu informāciju par kustības sensoru ražotājiem un piegādātājiem no visas pasaules var atrast vietnē Exportpages.