induktiver Sensor

Induktiver Sensor: Berührungslose Erkennung sich nähernder Metallobjekte

Ein induktiver Sensor hat die Aufgabe, berührungslos den Abstand zu einem Metallobjekt zu bestimmen. Wird dabei eine bestimmte Distanz (der sogenannte Schaltabstand S) unterschritten, löst der Sensor eine Aktion aus. Unverzichtbar ist er deshalb als Werkzeug in der Automation – z.B. als Führungshilfe der Greifarme von Industriemaschinen. Seine Einsatzgebiete reichen aber noch deutlich weiter. Beispielsweise kann ein induktiver Sensor auch Flüssigkeitsstände mit Hilfe von Metallschwimmern überwachen. Diese Vielseitigkeit macht ihn in allen Industrie-Bereichen sowie in einer Vielzahl von Maschinen zu einem wertvollen Hilfsmittel.

Wie funktioniert ein induktiver Sensor?

Für die Funktionsweise hilft folgende Eselsbrücke: Induktion kommt vom lateinischen Verb “Inducere”, was so viel wie “Hineinführen” bedeutet. Es wird also berührungslos ein Kontakt zu einem eingeführten Objekt registriert. Der Sensor verfügt hierfür über eine aktive Fläche an seiner Frontseite, bei der es sich faktisch um einen Oszillator handelt. Dieser stößt in einem Halbkreis ein elektromagnetisches Feld aus. Ein Metallobjekt, das in das Feld hineingeführt wird, schwächt es ab. Dadurch kann der Sensor erkennen, wie weit es sich noch entfernt befindet – und entsprechend handeln. Je nach Modell beträgt der Messabstand zwischen 0,5 und 50 Millimetern.

Als Beispiel aus der industriellen Automation: Stahl hat in der Regel einen Nenn-Schaltabstand (Sn) von sechs Millimetern. Unterschreitet ein entsprechendes Bauteil diese Distanz, veranlasst der Sensor eine Bewegung des Greifarms. Die Zahl der Aktionen, die ein induktiver Sensor pro Sekunde veranlassen kann, wird als Schaltfrequenz bezeichnet. Gängig liegt dieser Wert bei einigen Hundert bis Tausend Schaltungen. Die Sensoren eignen sich deshalb auch für schnelle Produktionsvorgänge oder Überwachungen in Echtzeit – beispielsweise im Benzintank.

Wie unterscheiden sich bündige und nicht bündige Sensoren?

Die Frage stellt sich überhaupt nur, wenn ein induktiver Sensor in eine Metallumgebung eingebaut werden soll. Bündige Modelle gestatten es, dass die aktive Fläche mit der Umgebung abschließt. Ein äußerer Metallring schirmt die Oszillationsspule ab und verhindert so, dass das angrenzende Metall Einfluss auf das Magnetfeld nimmt. Nicht bündige Sensoren verfügen über keinen Ring. Sie dürfen entsprechend nicht mit dem Umgebungsmaterial abschließen. Generell sollten sie eine sogenannte Freizone (Distanz bis zum nächsten Metall) von mindestens dem Dreifachen des Nennschaltabstands haben.

Was ist zu beachten, wenn induktive Sensoren in Reihe oder gegenüber verbaut werden?

Wenn zwei bündige induktive Sensoren in Reihe gebaut werden, sollte die Freizone zwischen ihnen mindestens dem Durchmesser der Oszillationsspulen der Modelle entsprechen. Wenn es sich um nicht bündige Sensoren handelt, sollte die Freizone mindestens das Doppelte des Nennschaltabstands (2xSn) betragen.

Wenn sich die Sensoren direkt gegenüberliegen, ist die Gefahr der gegenseitigen Beeinflussung sehr groß. Deshalb gilt: Ihr Abstand sollte mindestens das Achtfache des Nennschaltabstands (8x Sn) betragen – mehr wäre besser.

Welche Werkstoffe/ leitende Materialien erkennt ein induktiver Sensor?

Gängig erkennen die Sensoren die folgenden Metalle:

– Stahl

– Gusseisen

– Nickel

– Edelstahl

– Kupfer

– Aluminium

– Messing

Wie unterscheiden sich Nennschaltabstand (Sn) und Realschaltabstand (Sr)?

Der Nennschaltschaltabstand wird unter idealen Bedingungen gemessen. Der Realschaltabstand kalkuliert äußere Umstände wie große Temperaturschwankungen ein. Er liefert deshalb für den alltäglichen Gebrauch die belastbaren Werte. Unsere Modelle kommen in soliden Gehäusen aus Kunststoff oder Metall, die mit Epoxydharz vergossen wurden. Sie sorgen dafür, dass die Wirkungen äußerer Einflüsse beherrschbar bleiben.

induktiver sensor schaltabstand

Arbeit mit induktiven Sensoren: Die Vor- und Nachteile auf einen Blick

Vorteile:

– Berührungslos und deshalb verschleißarm

– Hohe Schaltgenauigkeit und hohe Schaltfrequenzen

– Unempfindlich gegen Schmutz

– Unempfindlich gegen Vibrationen und Erschütterungen

– kurzschlussfest

Nachteile:

– Ausschließlich Metalle können erfasst werden

– Der Schaltabstand ist so gering, dass fast immer mehrere Sensoren in Reihe geschaltet werden müssen

– Durch Magnetfelder kann es Störungen der Messgenauigkeit kommen, was beispielsweise in einigen Motortypen (Hybrid) nachteilig sein kann

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