سنسور سرعت
- سنسور سرعت چیست را میتوان بهعنوان تجهیزی برای تشخیص و اندازهگیری سرعت حرکت دورانی یا خطی ماشینآلات تعریف کرد. فروش انواع سنسور سرعت شامل مدلهای القایی، مغناطیسی، Hall Effect، انکودرهای نوری و مغناطیسی و سنسورهای مخصوص حرکت خطی میشود. کاربرد سنسور سرعت در کنترل دور موتور، نوار نقاله، فن، ماشینآلات صنعتی، تشخیص توقف، افزایش سرعت و کاهش سرعت بسیار گسترده است. هنگام انتخاب سنسور باید محدوده سرعت، نوع حرکت، فناوری اندازهگیری، رزولوشن، سرعت پاسخ، خروجی و شرایط محیطی بررسی شود.
سنسور سرعت چیست و چرا در بسیاری از ماشینآلات و سیستمهای اتوماسیون صنعتی استفاده میشود؟ سنسور سرعت تجهیزی است که سرعت حرکت دورانی یا خطی یک قطعه، محور، موتور، چرخ، نوار نقاله یا بخش متحرک ماشین را تشخیص داده و آن را به یک سیگنال الکتریکی قابل پردازش تبدیل میکند. اطلاعات این سنسور میتواند برای نمایش سرعت، کنترل موتور، تشخیص توقف، شناسایی افزایش یا کاهش غیرمجاز سرعت و کنترل عملکرد ماشین به PLC، درایو یا سایر تجهیزات کنترلی منتقل شود.
فروش انواع سنسور سرعت به دلیل گستردگی کاربرد این تجهیزات در صنایع مختلف انجام میشود. صنایع خودروسازی، فولاد، معدن، مواد غذایی، بستهبندی، خطوط انتقال، آسانسورها، ماشینآلات تولیدی و سیستمهای حملونقل از جمله حوزههایی هستند که به اندازهگیری یا پایش سرعت نیاز دارند. کاربرد سنسور سرعت بسته به نوع سنسور میتواند از یک کنترل ساده وجود حرکت تا اندازهگیری دقیق دور موتور و سرعت خط تولید متفاوت باشد.
سنسور سرعت چیست
برای پاسخ کاملتر به سؤال سنسور سرعت چیست باید ابتدا مشخص شود منظور از سرعت، حرکت دورانی یا حرکت خطی است. در بسیاری از کاربردهای صنعتی، سنسور سرعت برای اندازهگیری سرعت چرخش یک شفت، موتور یا چرخ استفاده میشود و مقدار اندازهگیریشده معمولاً با واحد دور بر دقیقه یا RPM بیان میشود.
در برخی کاربردها نیز سرعت حرکت یک جسم، تسمه، نوار نقاله، ورق، کاغذ یا محصول در حال حرکت اندازهگیری میشود و مقدار سرعت میتواند با واحدهایی مانند متر بر ثانیه یا متر بر دقیقه نمایش داده شود.
Omron انکودر دورانی را سنسوری معرفی میکند که جابهجایی مکانیکی دورانی را به سیگنال الکتریکی تبدیل کرده و میتواند برای تشخیص موقعیت و سرعت استفاده شود.
بنابراین در فروش انواع سنسور سرعت ابتدا باید مشخص شود که سیستم به اندازهگیری سرعت دورانی، سرعت خطی یا صرفاً تشخیص افزایش، کاهش و توقف حرکت نیاز دارد.
سنسور سرعت چگونه کار میکند؟
عملکرد سنسور سرعت به فناوری ساخت آن بستگی دارد. یکی از روشهای متداول در صنعت، قرار دادن یک هدف فلزی یا المان مشخص روی قسمت چرخان ماشین است. هر بار که این هدف از مقابل سنسور عبور میکند یک پالس تولید میشود.
سیستم با اندازهگیری تعداد پالسها در یک بازه زمانی یا فاصله زمانی میان دو پالس متوالی میتواند سرعت چرخش را محاسبه کند.
در سنسورهای سرعت صنعتی ifm، بخش حسگر میتواند با روش القایی یا مغناطیسی هدف روی قطعه چرخان را تشخیص دهد و مدار داخلی اطلاعات تشخیص را به مقدار سرعت دورانی تبدیل کند. برخی مدلها همچنین میتوانند افزایش سرعت، کاهش سرعت یا توقف را مستقیماً پایش کنند.
در مدلهای دیگری مانند انکودر، تعداد مشخصی پالس در هر دور تولید میشود. هرچه تعداد پالسهای دریافتشده در زمان مشخص بیشتر باشد، سرعت چرخش نیز بیشتر است.
تاریخچه سنسور سرعت
اندازهگیری سرعت ماشینآلات از گذشته یکی از نیازهای مهم صنایع بوده است. در سیستمهای قدیمیتر از تجهیزات مکانیکی مانند تاکومترها برای بررسی سرعت چرخش استفاده میشد. با توسعه ماشینهای الکتریکی، سیستمهای الکترونیکی و تجهیزات اتوماسیون، روشهای الکتریکی و مغناطیسی جایگاه بیشتری پیدا کردند.
توسعه انکودرهای نوری و مغناطیسی نیز امکان اندازهگیری دقیقتر سرعت و موقعیت را فراهم کرد. امروزه بسیاری از سنسورهای سرعت صنعتی علاوه بر تولید سیگنال سرعت، قابلیتهایی مانند پردازش داخلی، تشخیص توقف، تنظیم حد سرعت و ارتباط با سیستمهای اتوماسیون را ارائه میکنند.
این پیشرفتها باعث شده است فروش انواع سنسور سرعت از سنسورهای ساده تشخیص دوران تا انکودرهای دقیق و سنسورهای هوشمند صنعتی را شامل شود.
کاربرد سنسور سرعت
کاربرد سنسور سرعت بسیار گسترده است و تقریباً در هر ماشینی که دارای قطعه متحرک باشد میتوان از این تجهیزات استفاده کرد.
یکی از مهمترین موارد کاربرد سنسور سرعت کنترل دور موتور است. سنسور میتواند سرعت واقعی موتور را اندازهگیری کرده و اطلاعات آن را به درایو یا کنترلر ارسال کند. سیستم کنترل با مقایسه سرعت واقعی و سرعت مورد نظر میتواند عملکرد موتور را اصلاح کند.
کاربرد سنسور سرعت همچنین شامل تشخیص توقف ماشین میشود. اگر یک نوار نقاله، فن، پمپ یا شفت در حالی که باید در حال حرکت باشد متوقف شود، سنسور میتواند این وضعیت را شناسایی کرده و فرمان هشدار یا توقف سیستم را ایجاد کند.
ifm از سنسورهای سرعت برای پایش توقف، افزایش سرعت، کاهش سرعت و حتی تشخیص پارگی تسمه در نوار نقالهها نام میبرد.
کاربرد سنسور سرعت در موتورهای صنعتی
موتورها یکی از مهمترین موارد کاربرد سنسور سرعت هستند. در بسیاری از ماشینآلات لازم است سرعت واقعی موتور بهصورت پیوسته اندازهگیری شود.
سنسور میتواند روی محور موتور یا بخشی که با موتور در ارتباط است نصب شود. در سیستمهای دقیقتر، انکودر مستقیماً به شفت موتور متصل میشود و پالسهای متناسب با چرخش تولید میکند.
این اطلاعات میتواند در سیستمهای کنترل حلقه بسته، سروو موتور، اینورتر و کنترل حرکت مورد استفاده قرار گیرد. Omron نیز در سیستمهای کنترل برداری دارای فیدبک، از انکودر نصبشده روی موتور برای تشخیص سرعت چرخش استفاده میکند.
کاربرد سنسور سرعت در نوار نقاله
یکی دیگر از مهمترین موارد کاربرد سنسور سرعت کنترل نوار نقاله است.
در خطوط تولید ممکن است سرعت نوار نقاله باید در محدوده مشخصی باقی بماند. کاهش بیش از حد سرعت میتواند نشانه وجود بار اضافی، گیرکردن مکانیکی یا مشکل در سیستم انتقال قدرت باشد.
توقف ناگهانی نوار نقاله نیز ممکن است باعث تجمع مواد یا محصولات شود. سنسور سرعت میتواند وضعیت محور محرک یا غلتک را پایش کرده و در صورت کاهش یا توقف سرعت، هشدار لازم را به سیستم کنترل ارسال کند.
ifm پایش سرعت نوار نقاله و تشخیص توقف آن را یکی از کاربردهای مستقیم سنسورهای سرعت صنعتی معرفی میکند.
کاربرد سنسور سرعت در فنها
فنهای صنعتی معمولاً برای تهویه، خنککاری یا خروج هوا و گازها استفاده میشوند. در برخی محیطها عملکرد صحیح فن اهمیت زیادی دارد و توقف یا کاهش سرعت آن باید سریع تشخیص داده شود.
سنسور سرعت میتواند سرعت محور یا پروانه فن را پایش کرده و کاهش دور یا توقف کامل را تشخیص دهد.
ifm نیز پایش سرعت فنهای صنعتی را از کاربردهای سنسورهای سرعت معرفی میکند، زیرا کاهش سرعت یا توقف فن میتواند نشانه نیاز به تعمیر یا بروز مشکل در سیستم باشد.
کاربرد سنسور سرعت در ماشینآلات متحرک
کاربرد سنسور سرعت تنها به ماشینآلات ثابت محدود نیست. این سنسورها در وسایل نقلیه صنعتی، ماشینآلات متحرک، لیفتراکها و تجهیزات مشابه نیز مورد استفاده قرار میگیرند.
سنسور میتواند سرعت چرخ یا محور را تشخیص دهد و این اطلاعات برای کنترل حرکت، نمایش سرعت یا مدیریت سایر بخشهای ماشین استفاده شود.
ifm از سنسورهای سرعت بهعنوان Speed Pick-up در ماشینآلات متحرکی مانند لیفتراک نام میبرد.
انواع سنسور سرعت
در فروش انواع سنسور سرعت مدلهای مختلفی وجود دارند که بر اساس فناوری اندازهگیری و نوع کاربرد دستهبندی میشوند.
سنسور سرعت القایی
سنسور سرعت القایی برای تشخیص قطعات یا اهداف فلزی مورد استفاده قرار میگیرد. در یک سیستم دورانی میتوان یک هدف فلزی روی شفت یا چرخ قرار داد تا هنگام عبور از مقابل سنسور یک پالس ایجاد شود.
با شمارش این پالسها یا اندازهگیری فاصله زمانی آنها میتوان سرعت چرخش را مشخص کرد.
مزیت مهم این روش، تشخیص بدون تماس مکانیکی مستقیم با قطعه در حال دوران است.
ifm در برخی سنسورهای سرعت خود از فناوری القایی برای شناسایی اهداف فلزی روی بخش چرخان ماشین استفاده میکند.
سنسور سرعت مغناطیسی
سنسور مغناطیسی یکی دیگر از مدلهای متداول در فروش انواع سنسور سرعت است.
این تجهیزات با تشخیص تغییرات میدان مغناطیسی یا عبور یک هدف مغناطیسی میتوانند حرکت را تشخیص دهند. فناوری مغناطیسی در برخی کاربردها برای اندازهگیری سرعت چرخش چرخ، محور و موتور استفاده میشود.
ifm سنسورهای سرعت صنعتی خود را در مدلهای دارای اصل اندازهگیری القایی یا مغناطیسی ارائه میکند.
سنسور سرعت هال افکت
سنسور Hall Effect یکی از فناوریهای مغناطیسی رایج برای تشخیص حرکت است.
در این روش یک آهنربا یا میدان مغناطیسی متغیر در نزدیکی سنسور قرار میگیرد. با عبور قطب یا بخش مغناطیسی از مقابل سنسور، سیگنال الکتریکی تولید میشود.
تعداد این سیگنالها در واحد زمان میتواند برای محاسبه سرعت مورد استفاده قرار گیرد. این فناوری در تجهیزات صنعتی، خودروها، موتورها و انواع سیستمهای دورانی کاربرد دارد.
انکودر نوری
انکودر نوری یکی از تجهیزات دقیق برای اندازهگیری موقعیت و سرعت است. در این مدل از منبع نور، دیسک مدرج و گیرنده نوری استفاده میشود.
با چرخش دیسک، مسیر نور بهصورت متوالی باز و بسته شده و مجموعهای از پالسهای الکتریکی تولید میشود.
تعداد پالسها در هر دور با رزولوشن انکودر ارتباط دارد. با اندازهگیری فرکانس پالسها میتوان سرعت چرخش را مشخص کرد.
Omron انکودرهای دورانی را تجهیزاتی معرفی میکند که جابهجایی دورانی را به سیگنال الکتریکی تبدیل کرده و برای اندازهگیری موقعیت و سرعت مورد استفاده قرار میگیرند.
انکودر مغناطیسی
انکودر مغناطیسی عملکرد مشابهی از نظر اندازهگیری موقعیت و سرعت دارد، اما برای تشخیص حرکت از میدان مغناطیسی استفاده میکند.
این نوع انکودر میتواند برای محیطهایی که مقاومت در برابر گردوغبار، آلودگی یا برخی شرایط سخت اهمیت دارد گزینه مناسبی باشد.
SICK نیز در محصولات صنعتی خود انکودرهای اپتیکی و مغناطیسی را برای اندازهگیری سرعت، موقعیت و حرکت عرضه میکند.
سنسور سرعت خطی
تمام سنسورهای سرعت برای اندازهگیری RPM طراحی نشدهاند. برخی سیستمها باید سرعت حرکت خطی یک محصول یا سطح را اندازهگیری کنند.
برای نمونه در صنعت چاپ، بستهبندی، نساجی یا تولید ورق، اندازهگیری سرعت حرکت کاغذ، پارچه، فیلم یا سایر مواد پیوسته اهمیت دارد.
در این کاربردها میتوان از Measuring Wheel Encoder یا سنسورهای غیرتماسی مخصوص اندازهگیری سرعت سطح استفاده کرد. SICK سیستمهای اندازهگیری چرخدار و غیرتماسی را برای تعیین سرعت، طول و جهت حرکت سطوح صنعتی ارائه میکند.
تفاوت سنسور سرعت و انکودر
در فروش انواع سنسور سرعت گاهی سنسور سرعت و انکودر بهعنوان محصولات مشابه در نظر گرفته میشوند، اما عملکرد آنها همیشه یکسان نیست.
سنسور سرعت اختصاصی ممکن است مستقیماً سرعت را اندازهگیری کرده و حتی کاهش دور، افزایش دور یا توقف را تشخیص دهد.
انکودر معمولاً مجموعهای از پالسها یا دادههای موقعیت تولید میکند و PLC، درایو یا کنترلر میتواند از این اطلاعات سرعت را محاسبه کند.
انکودر همچنین میتواند اطلاعات دیگری مانند موقعیت، زاویه و جهت چرخش را ارائه دهد. Omron نیز انکودر دورانی را برای تشخیص موقعیت و سرعت معرفی میکند.
انکودر افزایشی و مطلق
انکودرهای دورانی به دو گروه مهم Incremental و Absolute تقسیم میشوند.
انکودر افزایشی در هنگام چرخش پالس تولید میکند. تعداد پالس در هر دور مشخص است و کنترلر با شمارش آنها میتواند مقدار حرکت و سرعت را محاسبه کند.
انکودر مطلق برای هر موقعیت زاویهای یک مقدار یا کد مشخص ارائه میکند و بنابراین علاوه بر سرعت میتواند موقعیت مطلق محور را نیز تعیین کند.
SICK نیز انکودرهای دورانی را در انواع افزایشی و مطلق عرضه میکند و اشاره دارد که انکودرهای افزایشی اطلاعاتی درباره موقعیت، زاویه و تعداد دور ارائه میکنند.
تشخیص افزایش و کاهش سرعت
یکی از مهمترین موارد کاربرد سنسور سرعت پایش Overspeed و Underspeed است.
Overspeed به شرایطی گفته میشود که سرعت از مقدار مجاز بالاتر رود. این وضعیت در برخی ماشینآلات میتواند نشاندهنده نقص در کنترل، بار یا سیستم انتقال باشد.
Underspeed نیز زمانی رخ میدهد که سرعت از حد تعیینشده کمتر شود.
سنسورهای دارای مدار پردازش داخلی میتوانند سرعت اندازهگیریشده را با مقدار تنظیمشده مقایسه کرده و در صورت عبور از محدوده، خروجی خود را تغییر دهند.
ifm سنسورهای سرعت خود را برای تشخیص Overspeed، Underspeed و Standstill در کاربردهای صنعتی ارائه میکند.
تشخیص توقف یا Standstill
تشخیص توقف یکی دیگر از کاربردهای مهم در فروش انواع سنسور سرعت است.
در بعضی ماشینآلات لازم است سیستم کنترل بداند که محور واقعاً متوقف شده است. در برخی فرآیندها نیز توقف ناخواسته باید بلافاصله تشخیص داده شود.
سنسور سرعت میتواند با بررسی نبود پالس یا کاهش سرعت تا مقدار نزدیک صفر، این شرایط را شناسایی کند.
این قابلیت برای نوار نقاله، فن، موتور، پمپ، میکسر و بسیاری از ماشینآلات دوار کاربرد دارد.
سرعت دورانی و RPM
سرعت دورانی معمولاً با RPM یا Revolutions Per Minute بیان میشود که نشاندهنده تعداد دور کامل محور در یک دقیقه است.
در سنسورها و انکودرهایی که برای هر دور تعداد مشخصی پالس تولید میکنند، سرعت با توجه به فرکانس پالس و تعداد پالس در هر دور محاسبه میشود.
Omron نیز در تجهیزات اندازهگیری پالس خود از فرکانس ورودی برای محاسبه و نمایش سرعت چرخش استفاده میکند.
رزولوشن سنسور سرعت و انکودر
در فروش انواع سنسور سرعت مخصوصاً مدلهای انکودری، رزولوشن یکی از مشخصات مهم محسوب میشود.
رزولوشن معمولاً با تعداد پالس در هر دور یا PPR بیان میشود. هرچه تعداد پالس در هر دور بیشتر باشد، سیستم اطلاعات بیشتری از حرکت محور دریافت میکند.
برای نمونه انکودر E6C2-C شرکت Omron در مدلهای مختلف با رزولوشنهای متعددی تا هزاران پالس در هر دور عرضه شده است.
البته رزولوشن بالاتر همیشه به معنای انتخاب بهتر نیست و باید با سرعت محور، حداکثر فرکانس ورودی کنترلر و دقت مورد نیاز هماهنگ باشد.
سرعت پاسخ و فرکانس خروجی
سرعت پاسخ در کاربردهای پرسرعت اهمیت زیادی دارد.
اگر محور با سرعت بالا بچرخد و سنسور تعداد زیادی پالس در هر دور تولید کند، فرکانس خروجی افزایش پیدا میکند. PLC، شمارنده یا کنترلری که این پالسها را دریافت میکند باید توانایی پردازش فرکانس مورد نظر را داشته باشد.
Omron برای برخی تجهیزات اندازهگیری پالس خود امکان اندازهگیری سیگنالهای پرسرعت تا 50 کیلوهرتز را ارائه میکند. این مقدار مربوط به مدل مشخص K3HB-R است و نباید به تمام تجهیزات تعمیم داده شود.
خروجی سنسور سرعت
نوع خروجی یکی از مهمترین موارد هنگام فروش انواع سنسور سرعت است.
برخی سنسورها خروجی پالسی دارند و هر بار که هدف مقابل سنسور قرار میگیرد یک پالس تولید میکنند.
مدلهای دیگر میتوانند خروجی سوئیچینگ داشته باشند و در صورت افزایش یا کاهش سرعت از حد تعیینشده تغییر وضعیت دهند.
در انکودرها نیز خروجیهایی مانند Open Collector، Line Driver و سایر مدارهای خروجی وجود دارند.
برخی سنسورهای جدید همچنین از IO-Link استفاده میکنند. در مدلهای ifm، مقدار فرکانس و برخی پارامترهای سنسور میتواند از طریق IO-Link در اختیار سیستم کنترلی قرار گیرد.
مزایای استفاده از سنسور سرعت
استفاده از سنسور سرعت امکان پایش مداوم عملکرد ماشینآلات را فراهم میکند.
تشخیص کاهش سرعت میتواند قبل از توقف کامل دستگاه، وجود یک مشکل را مشخص کند. تشخیص افزایش بیش از حد سرعت نیز برای حفاظت و کنترل فرآیند اهمیت دارد.
سنسور سرعت همچنین میتواند به کنترل دقیق سرعت موتور، هماهنگ کردن بخشهای مختلف خط تولید و ثبت اطلاعات عملکرد تجهیزات کمک کند.
در سیستمهای اتوماسیون، این اطلاعات میتواند مستقیماً به PLC یا کنترلر ارسال شده و برای تصمیمگیری خودکار مورد استفاده قرار گیرد.
نکات مهم هنگام خرید سنسور سرعت
در فروش انواع سنسور سرعت اولین موضوع مشخص کردن نوع حرکت است. باید تعیین شود که سرعت دورانی یک محور اندازهگیری میشود یا سرعت خطی یک جسم.
محدوده سرعت نیز اهمیت زیادی دارد. سنسور باید قادر باشد حداقل و حداکثر سرعت مورد انتظار ماشین را تشخیص دهد.
در مدلهای پالسی باید تعداد پالس، حداکثر فرکانس و سرعت پاسخ بررسی شود.
فاصله سنسور تا هدف، جنس هدف و فناوری سنجش نیز اهمیت دارند. برای مثال سنسور القایی معمولاً به هدف فلزی نیاز دارد.
نوع خروجی باید با PLC، درایو یا کنترلر سازگار باشد.
در محیطهای صنعتی باید درجه حفاظت، دمای کاری، مقاومت در برابر لرزش، ضربه، روغن، گردوغبار و رطوبت نیز بررسی شود.
در فروش انواع سنسور سرعت همچنین باید مشخص شود آیا فقط اندازهگیری سرعت مورد نیاز است یا قابلیتهایی مانند تشخیص توقف، Overspeed و Underspeed نیز لازم هستند.
برندهای معروف سنسور سرعت
ifm یکی از برندهای شناختهشده در حوزه سنسورهای سرعت صنعتی است و مدلهای مختلفی برای اندازهگیری و پایش سرعت دورانی ارائه میکند. سنسورهای این شرکت در برخی خانوادهها از فناوری القایی یا مغناطیسی استفاده کرده و قابلیتهایی مانند IO-Link، تشخیص کاهش سرعت و تشخیص توقف دارند.
Omron نیز از تولیدکنندگان شناختهشده انکودرهای صنعتی و تجهیزات اندازهگیری پالس است. انکودرهای این شرکت برای اندازهگیری سرعت، موقعیت و تعداد دور در سیستمهای اتوماسیون کاربرد دارند.
SICK نیز مجموعه گستردهای از انکودرهای اپتیکی و مغناطیسی را برای اندازهگیری سرعت، RPM، موقعیت و حرکت ارائه میکند. محصولات این شرکت در اتوماسیون کارخانه، لجستیک، ماشینسازی و سیستمهای کنترل حرکت استفاده میشوند.
در فروش انواع سنسور سرعت بهتر است انتخاب محصول تنها بر اساس برند انجام نشود و مشخصاتی مانند فناوری سنجش، محدوده سرعت، نوع خروجی، فرکانس پاسخ، درجه حفاظت و نحوه نصب هر مدل نیز بررسی شود.
جمعبندی
سنسور سرعت چیست را میتوان بهطور خلاصه اینگونه پاسخ داد: سنسور سرعت تجهیزی است که حرکت یک محور، موتور، چرخ، نوار نقاله یا جسم متحرک را تشخیص داده و اطلاعات لازم برای محاسبه یا پایش سرعت را در اختیار سیستم کنترل قرار میدهد.
فروش انواع سنسور سرعت شامل مدلهای القایی، مغناطیسی، Hall Effect، انکودرهای نوری و مغناطیسی و تجهیزات مخصوص اندازهگیری سرعت خطی میشود.
کاربرد سنسور سرعت نیز از کنترل دور موتور و نوار نقاله تا تشخیص توقف، کاهش سرعت، افزایش سرعت و کنترل حرکت ماشینآلات گسترده است.
در فروش انواع سنسور سرعت باید نوع حرکت، محدوده سرعت، فناوری سنجش، رزولوشن، سرعت پاسخ، نوع خروجی، شرایط نصب و محیط کاری بررسی شوند تا سنسور انتخابشده بتواند اطلاعات دقیق و قابل اطمینانی در اختیار سیستم اتوماسیون قرار دهد.
