Ivan Maesen 1

Installatiemethoden 6 ETInstallatiemethoden 6 ET

Foto Heidelberg

Ivan Maesen 2

Sensoren

Algemeen Algemene werking van sensoren Werking inductieve sensor Werking capacitieve sensor Werking optische sensoren Werking ultrasone sensor Uitvoeringsvormen Eigenschappen en keuzecriteria Aansluiten van sensoren Testen van sensoren

Ivan Maesen 3

Sensoren - Algemeen

Inductieve sensoren Capacitieve sensoren Optische sensoren Magnetische sensoren Ultrasone sensoren

Foto Turck

Ivan Maesen 4

Sensoren – Algemene werking

Ivan Maesen 5

Sensoren – Algemene werking

Ivan Maesen 6

Sensoren – Algemene werking

Ivan Maesen 7

Sensoren - Werking van de inductieve sensor

Foto Siemens

Ivan Maesen 8

Sensoren - Werking van de inductieve sensor

Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…

Detectie van blik

en deksel

Foto Siemens

Ivan Maesen 9

Sensoren - Werking van de inductieve sensor

Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…

Controle van afbreken van boorkop

Foto Siemens

Ivan Maesen 10

Sensoren - Werking van de inductieve sensor

Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…

Positionering en controle draaizin

Foto Siemens

Ivan Maesen 11

Sensoren - Werking van de inductieve sensor

Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…

Standdetectie van een klep

Foto Siemens

Ivan Maesen 12

Sensoren - Werking van de inductieve sensor

oscillator gelijkrichtier smitt-trigger versterker spoel

Ivan Maesen 13

Warmte- ontwikkeling Amplitude

kleiner

Sensoren - Werking van de inductieve sensor

Ivan Maesen 14

Sensoren - Werking van de capacitieve sensor

Foto Siemens

Ivan Maesen 15

Sensoren - Werking van de capacitieve sensor

Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…

Detectie vulniveau in silo

Foto Siemens

Ivan Maesen 16

Sensoren - Werking van de capacitieve sensor

Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…

Detectie van vulling van brik

Foto Siemens

Ivan Maesen 17

Het sensorvlak vormt een condensator. De lucht is het diëlektricum.

Sensoren - Werking van de capacitieve sensor

dAC

Ivan Maesen 18

Een niet-metalen object in het detectieveld: de diëlektrische constante van de middenstof verandert.

C verandert

Sensoren - Werking van de capacitieve sensor

Ivan Maesen 19

De capaciteit wordt bepaald door het diëlektricum en de afstand d tussen te platen.

Sensoren - Werking van de capacitieve sensor

dAC

Ivan Maesen 20

Bij een elektrische geleidend object verkleint de afstand tussen de platen.

C verandert

Sensoren - Werking van de capacitieve sensor

Ivan Maesen 21

Sensoren – Werking van de optische sensor

Ivan Maesen 22

Sensoren – Werking van de optische sensor

impulsgenerator (modulator) IR of laser-LED lichtgevoelige transistor synchronisatie, gelijkrichter (demodulator) smitt-trigger versterker

Ivan Maesen 23

Sensoren – Werking van de ultrasone sensor

Ivan Maesen 24

Sensoren ultrasone sensor

Foto Siemens

Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…

Kwaliteitscontrole met sonar

Ivan Maesen 25

Sensoren ultrasone sensor

Foto Siemens

Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…

Hoogtemeting met sonar

Ivan Maesen 26

Sensoren ultrasone sensor

Foto Siemens

Afstandsmeting met sonar

Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…

Ivan Maesen 27

Sensoren ultrasone sensor

Foto Siemens

Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…

Controle op doorhangen met sonar

Ivan Maesen 28

Sensoren ultrasone sensor

Foto’s Siemens

Eerst enkele toepassingsvoorbeelden…

Niveaumetingen met sonar

Ivan Maesen 29

Sensoren – Werking van de ultrasone sensor

oscillator gelijkrichtier smitt-trigger versterker piëzo element (opwekken en verwerken geluidsgolven)

Ivan Maesen 30

Sensoren - Uitvoeringsvormen

Uitvoeringsvormen volgens de vorm

Cilindrische sensoren

Balkvormige or rechthoekige sensoren

Ivan Maesen 31

Sensoren - Uitvoeringsvormen

Uitvoeringsvormen vvolgens de vorm

Speciale vormen:

• vork of sleufsensoren,

• ringsensoren,

• …

Foto Turck

Ivan Maesen 32

Materiaal van de behuizing (cilindrische sensoren)

Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria

Verchroomd messing (standaard)

Roestvast staal (voor chemisch agressieve stoffen en snelle temperatuursveranderingen)

Kunststof (voor chemisch agressieve stoffen en snelle temperatuursveranderingen)

Getefloniseerde messing.(bij vonkenregen zoals bij lassen)

Foto’s Siemens

Ivan Maesen 33

Maten van cilindrische sensoren

Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria

Schroefdraad: M 4, M6,5 M8, M12, M18, M30,

PG 36

Maten van rechthoekige sensoren

Bouwvormen zie maatschetsen catalogie.

Gladde uitvoering: Ø11, Ø20, Ø40

Foto Siemens

Ivan Maesen 34

Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens aansluiting

• Sensoren met aansluitklemmen

• Aangegoten kabel zonder connector

• Aangegoten kabel met connector

• Sensoren met connnector

Sensoren - Uitvoeringsvormen

Ivan Maesen 35

Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens de aansluiting

Sensoren metaansluitklem

Aangegoten kabel

Sensoren - Uitvoeringsvormen

Ivan Maesen 36

Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens aansluiting

Sensoren met connnector

Sensoren - Uitvoeringsvormen

Ivan Maesen 37

Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens aansluiting

Sensoren met connector: aansluitkabels

Sensoren - Uitvoeringsvormen

Ivan Maesen 38

Uitvoeringsvormen van sensoren: volgens aansluiting

Aansluitkabels en aansluitdozen voor sensoren

Sensoren - Uitvoeringsvormen

Foto Turck

Ivan Maesen 39

Sensoren – Uitvoeringsvormen

Foto Siemens

Uitvoeringsvormen van optische sensoren

Ivan Maesen 40

Sensoren - Uitvoeringsvormen

Zender en ontvanger afzonderlijk (directe scan, thru scan)

Groot detectiebereik (tientallen meters)Geen doorschijnende materialen detecteren

Uitvoeringsvormen van optische sensoren

Ivan Maesen 41

Sensoren - Uitvoeringsvormen

Zender en ontvanger afzonderlijk (directe scan, thru scan)

Foto Siemens

Uitvoeringsvormen van optische sensoren

Ivan Maesen 42

Sensoren - Uitvoeringsvormen

Zender en ontvanger afzonderlijk – spiegeling (specular)

Detecteren van spiegelende opbjecten

Uitvoeringsvormen van optische sensoren

Ivan Maesen 43

Sensoren - Uitvoeringsvormen

Zender en ontvanger in één behuizing, met reflector(Retroreflex - retroreflective)

Geen glimmende, spiegelende, doorzichtige voorwerpen

Detectieafstand : ca. 5 m

Uitvoeringsvormen van optische sensoren

Ivan Maesen 44

Sensoren - Uitvoeringsvormen

Zender en ontvanger in één behuizing, met reflector(Retroreflex - retroreflective)

Uitvoeringsvormen van optische sensoren

Ivan Maesen 45

Sensoren - Uitvoeringsvormen

Zender en ontvanger in één behuizing, met reflector(Retroreflex - retroreflective)

Foto Siemens

Uitvoeringsvormen van optische sensoren

Ivan Maesen 46

Sensoren - Uitvoeringsvormen

Foto’s Siemens

Uitvoeringsvormen van optische sensoren

Ivan Maesen 47

Sensoren - Uitvoeringsvormen

Zender en ontvanger in één behuizing, met reflector(Polarisatie - polarized)

Wel glimmende, spiegelende, doorzichtige voorwerpen

Detectieafstand : ca. 3 m

Uitvoeringsvormen van optische sensoren

Ivan Maesen 48

Sensoren - Uitvoeringsvormen

Gepolariseerd licht

Spiegelend voorwerp

Ivan Maesen 49

Sensoren - Uitvoeringsvormen

Zender en ontvanger in één behuizing, objectreflectie (strooing – diffuse)

Voorwerpen met mat en ruw oppervlak kunnen gedetecteerd worden

Detectieafstand : enkele tientallen centimeters

Uitvoeringsvormen van optische sensoren

Ivan Maesen 50

Sensoren - Uitvoeringsvormen

Zender en ontvanger in één behuizing, objectreflectie (strooing – diffuse)

Foto Siemens

Uitvoeringsvormen van optische sensoren

Ivan Maesen 51

Sensoren - Uitvoeringsvormen

Zender en ontvanger in één behuizing, objectreflectie - focuspunt (convergent)

Preciesiedetectie, achtergrond geen invloed

Detectieafstand : enkele tientallen centimeters

Uitvoeringsvormen van optische sensoren

Ivan Maesen 52

Sensoren - Uitvoeringsvormen

Zender en ontvanger afzonderlijk, met glasvezels

Uitvoeringsvormen van optische sensoren

Ivan Maesen 53

Sensoren - Uitvoeringsvormen

Zender en ontvanger in één behuizing, objectreflectie, met glasvezels

Uitvoeringsvormen van optische sensoren

Ivan Maesen 54

Sensoren - Uitvoeringsvormen

Foto Siemens

Uitvoeringsvormen van optische sensoren

Ivan Maesen 55

Sensoren - Uitvoeringsvormen

Uitvoeringsvormen van optische sensoren

LichtgordijnMulti beam safety senor

Ivan Maesen 56

Nominale schakelafstand Sn

Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria

Afstand waarbij de sensor schakelt

• Genormalisseerd meetobject

• Nominale spanning

• Nominale temperatuur

Ivan Maesen 57

Werkelijke schakelafstand

Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria

Rekening houden met:

• Werkelijke temperatuur

• Nabijheid andere sensoren

• Soort materiaal

• Afmetingen object

• Kleur (optische sensoren)

• …

Ivan Maesen 58

Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria

Correctiefactoren inductieve schakelaar

- staal 1

- CrNi 0,85

- Al 0,50

- Cu 0,45

- ….

Werkelijke schakelafstand

Ivan Maesen 59

Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria

Correctiefactoren capacitieve schakelaar:

- Staal 1

- Al 0,95

- Cu 0,95

- H2O 0,64

- Plexiglas 0,20

- …

Werkelijke schakelafstand

Ivan Maesen 60

Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria

Aantal keer per seconde dat de sensor kan schakelen,

uitgedrukt in Hz.

Hoe groter de schakelfrequentie, des te meer productie er gemaakt kan worden.

Besturing moet die frequentie kunnen verwerken.

Schakelfrequentie

Ivan Maesen 61

Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria

De stroom die de sensor kan schakelen, uitgedrukt in mA.

Uitgangsbelasing

Ivan Maesen 62

Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria

Afgeschermde (shielded) en niet-afgeschermde (unshielded) senoren

Ivan Maesen 63

Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria

Kop niet afgeschermd, uit kunststofGrotere detectieafstandInbouwen geeft problemen

Niet-afgeschermde senoren

Foto Siemens

Ivan Maesen 64

Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria

Volledig uit metaal (uitgezonderd detectievlak)Kleinere detectieafstand

Afgeschermde senoren

Ivan Maesen 65

Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria

Eigenschappen inductieve sensoren

Detecteren van metalen voorwerpen (zelfs door een niet-metalen obstakel heen.)

Aanrakingsvrije werking

Ongevoelig voor uitwendige invloeden (bruikbaar in een aggressieve omgeving)

Hoge schakelfrequentie (tot ca. 3 kHz)

Snelle responsietijd (< 2 ms)

Zeer lange levensduur

Ivan Maesen 66

Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria

Eigenschappen inductieve sensoren

Ongevoelig voor trillingen

Geen contactdender

Geen onderhoud, geen slijtage

Kostprijs € 20 tot ca. € 50

Foto Siemens

Ivan Maesen 67

Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria

Eigenschappen inductieve sensoren

Detecteren alleen elektrische geleidende materialen

Kleine detectieafstand tot ca. 40 mm Schakelafstand afhankelijk van het materiaalsoort Detectiezone is groot, onnauwkeurige positiebepaling

Metalen en andere inductieve sensoren in de

naijheid van de sensor kunnen de werking beïnvloeden.

Zeer kleine objecten kunnen niet gedetecteerd worden.

BeperkingenBeperkingen

Ivan Maesen 68

Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria

Eigenschappen capacitieve sensoren

Detecteren vrijwel alle stoffen metalen (metalen en niet-metalen objecten, vloeistoffen,

bulpproducten, …) Aanrakingsvrije werking Bruikbaar in een agressieve omgeving Hoge schakelfrequentie (tot ca. 200 Hz) Snelle responsietijd (< 25 ms) Zeer lange levensduur Kunnen verschil (bv. volume) tussen voorwerpen

detecteren

Ivan Maesen 69

Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria

Eigenschappen capacitieve sensoren

Kunnen vloeistoffen doorheen de verpakking (glas, plastiek) detecteren

Ongevoelig voor trillingen

Geen contactdender

Geen onderhoud, geen slijtage

Kostprijs € 30 tot ca. € 60

Ivan Maesen 70

Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria

Eigenschappen capacitieve sensoren

Detectieafstand tot ca. 15 mm

Schakelafstand afhankelijk van het materiaalsoort

Detectiezone is groot, onnauwkeurige positiebepaling

Zeer kleine objecten kunnen niet gedetecteerd worden.

Metalen en andere inductieve sensoren in de nabijheid van de sensor kunnen de werking beïnvloeden.

Minder efficiënt dan inductieve sensoren

BeperkingenBeperkingen

Ivan Maesen 71

Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria

Eigenschappen ultrasone sensoren

Detecteren vrijwel alles Detectieafstand kan zeer groot zijn

(50 mm – ca. 11 m) Ideaal voor afstandsmeting Bruikbaar in een gevaarlijke omgeving Snelle responsietijd (0,5 s) Zeer lange levensduur

Ivan Maesen 72

Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria

Eigenschappen ultrasone sensoren

Vlak voor de sensor is er een dode zone. Objecten worden er niet gedetecteerd.

Kleine voorwerpen kunnen niet gedetecteerd worden.

De snelheid van de echo is afhankelijk van het te detecteren object (keuze frequentie geluidssignaal is belangrijk).

Bij gladde oppervlakken moet de sensor goed uitgelijnd worden.

BeperkingenBeperkingen

Ivan Maesen 73

Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria

Eigenschappen optische sensoren

Detectieafstand kan zeer groot zijn (afhankelijk van uitvoeringsvorm)

Kan gebruikt worden voor afstandsmeting Bruikbaar in een gevaarlijke omgeving Snelle responsietijd Kleinere detectiezone, nauwkeurige positiebepaling Zeer lange levensduur

Ivan Maesen 74

Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria

Eigenschappen optische sensoren

Bij gebruik van glasvezel: zeer kleine montageruimte nodig. bij hoge temperaturen bruikbaar geschikt voor explosiegevaarlijke omgeving

Foto’s Omron

Ivan Maesen 75

Sensoren – Eigenschappen, keuzecriteria

Eigenschappen optische sensoren

Invloed van daglicht en lampen bij ongemoduleerd licht.

Twee elektronische schakelingen; zender en ontvanger, indien één deel stuk is, functioneert het systeem niet.

Voor het overbruggen van grote afstanden moeten 2 bekabelingen aangebracht worden. (Zender en ontvanger afzonderlijk.)

Bij objectreflectie is de detectieafstand afhankelijk van het voorwerp.

Bij objectreflectie kan de achterliggende omgeving de stralenbundel terugkaatsen.

BeperkingenBeperkingen

Ivan Maesen 76

Rekening houden met:

Sensoren – Aansluiten van sensoren

Soort voedingsspanning (AC, DC, UC)

Grootte van de voedingsspanning

Aantal aansluitdraden

Soort uitgang: PNP, NPN of potentiaal vrij contact

Schakelfunctie: NO of NC (of analoog)

Maximale uitgangsbelasting

Ivan Maesen 77

Draadkleur

Sensoren – Aansluiten van sensoren

Bruin (Bn – Brown): spanning L+ of L1

Blauw (Bu – Blue): spanning L- of N

Zwart (Bk – Black) schakeldraad, bij een vierdraadse sensor is dit de aansluitdraad voor NO.

Wit (Wh – White) schakeldraad bij een vierdraadse sensor (NG)

Geel/Groen (Gn/ye – Green Yellow): aarding

Ivan Maesen 78

Driedraadse sensor PNP (capacitief)

Sensoren – Aansluiten van sensoren

Ivan Maesen 79

Driedraadse sensor NPN (inductief)

Sensoren – Aansluiten van sensoren

Ivan Maesen 80

Vierdraadse sensor PNP

Sensoren – Aansluiten van sensoren

Ivan Maesen 81

Tweedraadse sensor DC (capacitief)

Sensoren – Aansluiten van sensoren

Ivan Maesen 82

Tweedraadse NAMUR sensor DC (capacitief)

Sensoren – Aansluiten van sensoren

Ivan Maesen 83

Tweedraadse sensor AC - NC (inductief)

Sensoren – Aansluiten van sensoren

Ivan Maesen 84

Tweedraadse sensor AC - NO (inductief)

Sensoren – Aansluiten van sensoren

Ivan Maesen 85

Vijfdraadse sensor AC (optisch)

Sensoren – Aansluiten van sensoren

Ivan Maesen 86

Vijfdraadse sensor AC - NO (optisch)

Sensoren – Aansluiten van sensoren

Ivan Maesen 87

Driedraadse sensoren

Sensoren – Testen van sensoren

Als voorbeeld een sensor met PNP-uitgang

Het aansluitschema

Testen met V-meter – Je kunt uiteraard met de V-meter ook over de belasting meten.

Ivan Maesen 88

Sensoren – Testen van sensoren

Het aansluitschema

Testen met V-meter

Testen met A-meter

Tweedraadse

sensoren

Ivan Maesen 89

Sensoren