Lineer Mesafe ve Açı Sensörleri

Endüstriyel uygulamalarda mesafe ve açı ölçümleri için farklı ölçme yöntemleri olduğu gibi, birçok çeşit algılayıcı tipi de bulunmaktadır. Sensör, ara yüz ve Fieldbus alanlarında yetkin olan Turck, mesafe ve açısal ölçümlerde yeni bir ölçme prensibi geliştirdi. Bu tip sensörler için çözülmesi gereken en önemli mesele, mevcut konum bilgisini ölçme sistemine iletmektir. Bunu başarmanın en kolay yolu, bir potansiyometrenin yaptığı gibi sensör ile konum algılama arasında doğrudan mekanik bağlantı yapmaktır. Her ne kadar ucuz olsalar da, bu tip potansiyometrelerin birçok dezavantajı vardır; özellikle hassas eksensel ayarları ile montajları büyük bir çaba gerektirir. Ayrıca, yüksek devirli uygulamalarda titreşimin kompanze edilmesi için ilave bir esneme kaplini kullanılmasına ihtiyaç duyulur. Ek olarak, şayet potansiyometrenin mili makineden dışarı taşıyorsa bunu korumak gereklidir. En önemlisi de bu tip sensörleri kapalı bir gövde şeklinde yapmak mümkün olmadığı için daha fazla arızaya maruz kalınır. Manyetik konum algılayıcılarının kullanılması durumunda sensöre mekanik bir bağlantı yapmaya gerek kalmaz. Bu tip sistemler doğru ölçüm sonuçları verirler ve kapalı gövdeleri sayesinde aşınmazlar. Potansiyometrik algılama sistemlerine göre daha pahalı olsalar da manyetik konum algılayıcıların kullanıldığı lineer mesafe sensörleri birçok uygulamada kullanılırlar. Ancak bunlar metal tozların ve elektromanyetik alanların olduğu uygulamalar için uygun değildirler. Ayrıca, manyetostriktif lineer cetvellerin her iki ucunda 80 mm’ye kadar kör bölgeleri vardır; 200 mm’lik bir montaj alanında, 160 mm kör bölgedir ve sadece 40 mm’lik bir alanda ölçüm yapılabilir. Turck, bu sorunların üstesinden gelecek yeni lineer mesafe ve açı sensörlerini geliştirmiştir. Konumu algılamak için mıknatıs kullanan manyetostriktif ve endüktif konum sensörlerinin aksine firmanın yeni sensörü, konum bilgisini rezonant konumlama elemanı ile algılar. IP67 gövde içine entegre edilmiş verici bir bobin, konumlama elemanının içindeki rezonatörü harekete geçiren bir yüksek frekans alanı meydana getirir. Verici bobin iletimi her durduğunda rezonatör sensörün içindeki iki alıcı bobinde gerilim endüklenmesini sağlar. Gerilimin şiddeti konumlama elemanının alıcı bobinlerin neresinde olduğuna bağlıdır. Gövde içindeki işlemci farklı formatlarda çıkış sinyali üretir; 0-10V, 4-20mA, IO-Link veya SSI. Firmanın LIailesi lineer mesafe sensörleri 1 μm’ye kadar, RI-ailesi açı sensörleri de 0,005° ye kadar yüksek hassasiyete sahiptir. LI-sensörleri yüksek doğruluk ve tekrarlanabilirlik değerlerine sahiptir. Ölçüm doğruluğu ve esnekliği arttırmak için bir genel ve bir hassas olmak üzere iki alıcı bobin sistemi tasarlanmıştır. Genel bobin sistemi, rezonant algılama elemanının hangi segmentte olduğunu ve kabaca pozisyonunu belirler. Hassas alıcı bobin sistemi ise yüksek doğrulukta pozisyon bilgisi verir. Bu yöntemin avantajı sensörün algılama elemanına uzaklığından bağımsız olarak yüksek doğruluk ve tekrarlanabilirlik sağlamasıdır. Manyetostriktif sensörlerin aksine resonant devre prensibi, dış elektromanyetik alanlardan etkilenmez ve mıknatıs gerektirmediğinden sensörün çalışmasına etki edebilecek metal tozları sensörün gövdesi üzerinde birikmez. Potansiyometrik algılama çözümlerinin aksine tamamen sızdırmaz kapalı gövdesi sayesinde toz, kir ve nemden etkilenmez. Ayrıca, bobinlerin özel tasarımı sayesinde çıkış sinyali, sensör ile algılama elemanı arasındaki mesafe değişimlerine duyarsızdır. Bu yüzden, sensör ile algılama elemanı arasındaki mesafe 0 ile 4 mm arasında kaldığı sürece küçük sapmaların sebep olduğu ölçüm hataları ortadan kalkar. Sensörün esnekliği, metal tozlarının veya dış elektromanyetik alanların yaygın olarak bulunduğu enjeksiyon kalıp makineleri veya maden işleme gibi birçok uygulama alanında etkin bir şekilde kullanılmasını sağlar. LI-sensör serisi kullanıcıların uygulamalarını optimum hale getirmelerine yardımcı olur ve makinelerin kullanılabilirliğini ve yararlılığını arttırır. Firmanın lineer sensörleri, kaynak işlemi sırasında meydana gelen güçlü manyetik alanlara tamamen duyarsız olduğundan kaynak makinelerinde kullanım için de oldukça uygundur. Bu özellik endüktif lineer mesafe sensörlerinden tezgahlar, kalıp presleri, haddehaneler, pres döküm, CNC abkant tezgahları, eğme bükme işleri, dizgi makineleri, dozajlama sistemleri, karıştırma üniteleri, ambalaj ve paketleme makineleri, rüzgar türbinleri veya hizalama kontrol sistemleri gibi birçok uygulamada faydalanılmasını sağlar. Parazitlere karşı dayanıklı olması ve mekanik ömrünün sonsuz olması ile RI-serisi açı sensörleri birçok zor uygulama için idealdir. Örnek olarak rüzgar enerji tesislerinde rotor bıçaklarının konumlarının ayarlanması veya güneş panellerinin izlenmesinde kullanılabilirler. Yüksek doğruluğu ve parazitlere karşı direncinden dolayı aşınmaz gövdeleriyle LI- ve RI-sensörleri mesafe ve açısal ölçüm gerektiren birçok uygulamada mevcut sensörlerin yerine kullanılabilirler. Endüktif lineer mesafe sensörleri birçok alanda kolayca uygulanmasına imkan veren özelliklere sahiptir. Sensörün algılama yüzeyinin karşı tarafındaki alüminyum profil çeşitli montaj aksesuarları vasıtasıyla kolaylıkla adapte edilmesini sağlar. Sensörün hizalanması için paslanmaz çelik aksesuarlar montaj esnekliği sunar. Her iki tarafta sadece 30 mm gibi çok kısa kör bölgelere sahip olması, -25 ila +70°C gibi geniş bir sıcaklık aralığında çalışabilmesi ve ölçüm aralığının farklı mesafelere programlanabilmesi özel uygulamalarda bile kullanılabilmesine imkan verir. 100 ve 1000 mm ölçüm aralığında sadece bir sensör ailesinin kullanılması stok maliyetinden tasarruf sağlar. RI-açısal sensörler, mil veya oyuk millere iki omuz cıvatasıyla kolaylıkla bağlanabilirler. 6 ve 8 mm çaplı bir adaptör yardımıyla, oyuk milli bir sensör, milli bir sensöre dönüştürülebilir. Her iki sensör ailesinde akım/gerilim ve SSI-ara yüz gibi farklı çıkışlar mevcuttur. Esnek çıkış yapılandırması sensörün mevcut otomasyon mimarisine kolaylıkla entegre edilmesine izin verir. Analog çıkış, IO-Link ya da SSI olmak üzere uygulama hangi çıkışı gerektirirse gerektirsin standart bir M12x1 konektör ile bağlantı sağlanır. LI-sensör, 0,5 ila 4,5V çıkış sinyalinin yanı sıra, kullanıcının ölçüm aralığını tanımlayabileceği IO-Link ara yüzlü programlanabilir bir üst düzey model olarak da mevcuttur. Ayrıca dört adede kadar anahtarlama noktası ayarlanabilir. Yaygın olarak kullanılan 3-telli teknolojiye dayanarak, IO-Link standardı kullanıcıların akıllı saha cihazlarına daha hızlı komut vermesini ve cihazlardan optimum verim alınmasını sağlar. Besleme ve veri iletimi için aynı kablonun kullanılmasıyla IO-Link bağlantı diyagramlarını basitleştirir ve kablolama maliyetlerini düşürür. Ayrıca cihazın parametrelerinin alınıp benzer bir cihaza aktarılmasını sağlar. Bu yolla, sahada elle yapılan parametre giriş işlemlerine gerek kalmaz. IO-Link sensörleri, proses/ konfigürasyon birleşik veri kanalı yoluyla ilave diyagnostik veri sağlayabildiğinden hataların yeri daha hızlı saptanabilir. Bu da sahadaki operatörlerin makine arıza sürelerini önemli ölçüde azaltmalarına olanak tanır. Firma, LI-Q25 serisi için DTM adında benzer bir sürücü sunar. DTM, PACT Ware gibi kullanıcı dostu görseliyle kullanıcının sadece birkaç tıklama ile akıllı sensörleri programlamasını ve yönetmesini sağlar.