วันพุธที่ 3 มิถุนายน พ.ศ. 2558

พร็อกซิมิตี้เซนเซอร์ (Proximity sensor)

By K.Chamnong



พร๊อกซิมิตี้เซนเซอร์ (Proximity Sensor) หรือ พร็อกซิมิตี้สวิตซ์ (Proximity Switch) คือ เซนเซอร์ชนิดหนึ่งที่สามารถทำงานโดยไม่ต้องสัมผัสกับชิ้นงานหรือวัตถุภายนอก โดยลักษณะของการทำงานอาจจะส่งหรือรับพลังงานรูปแบบใดรูปแบบหนึ่งดังต่อไปนี้ คือ สนามแม่เหล็กสนามไฟฟ้า แสง เสียง และ สัญญาณลม ส่วนการนำเซนเซอร์ประเภทนี้ไปใช้งานนั้น ส่วนใหญ่จะใช้กับงานตรวจจับ ตำแหน่ง ระดับ ขนาด และรูปร่าง ซึ่งโดยปกติแล้วจะนำมาใช้แทนลิมิตสวิตซ์ (Limit Switch) เนื่องด้วยสาเหตุของอายุการใช้งานและความเร็วในการตรวจจับวัตถุเป้าหมาย ทำได้ดีกว่าอุปกรณ์ประเภทสวิตซ์ซึ่งอาศัยหน้าสัมผัสทางกล

คุณสมบัติเด่น

- สามารถตรวจจับได้โดยไม่มีการสัมผัส

- สามารถใช้งานได้ดีในสภาพแวดล้อมที่เลวร้าย

- ตรวจจับด้วยความแม่นยำ

- ตอบสนองต่อการทำงานได้รวดเร็วกว่า

- สามารถแยกการตรวจจับวัตถุที่เป็นโลหะ อโลหะและแม่เหล็กได้

- อายุการใช้งานยาวนาน

- จะมีระยะการตรวจจับวัตถุ โดยทั่วๆไป อยู่ระหว่าง 4-40 mm ขึ้นอยู่กับขนาด และ ชนิดของ Sensors 




 ประเภทของ proximity switch type

1.เซนเซอร์แบบเหนี่ยวนำ (Inductive Sensor) เป็นเซนเซอร์ที่ทำงานโดยอาศัยหลักการเปลี่ยนแปลงค่าความเหนี่ยวนำของขดลวด ซึ่งการเปลี่ยนแปลงดังกล่าวจะมีผลต่อชิ้นงานหรือวัตถุที่เป็นโลหะเท่านั้น หรือเรียกกันทางภาษาเทคนิคว่า อินดั๊กตีฟเซนเซอร์ ”  ข้อเด่นของเซนเซอร์ชนิดนี้ คือ ทนทานสามารถทำงานได้ในช่วงอุณหภูมิที่กว้าง (wide temperature ranges) สามารถทำงานในสภาวะที่มีการรบกวนทางแสง (Optical) และเสียง (Acoustic) ซึ่งเทียบเท่ากับชนิดเก็บประจุ



พร็อกซิมิตี้เซนเซอร์ชนิดเหนี่ยวนำ (inductive proximity sensor) เป็นเซนเซอร์ (sensor) ที่ใช้ตรวจจับวัตถุที่เป็นโลหะเท่านั้น เช่น เหล็ก สแตนเลส โครงสร้างประกอบด้วย สนามแม่เหล็กไฟฟ้า ขดลวดออสซิลเลเตอร์ ตัวเรือน และแกนเฟอร์ไรท์ ทำงานโดยอาศัยหลักการเหนี่ยวนำของสนามแม่เหล็กไฟฟ้าที่กำเนิดขึ้นจากวงจรออสซิลเลเตอร์ โดยกำเนิดสัญญาณส่งให้ขดลวดซึ่งพันอยู่บนแกนเฟอร์ไรท์ ทำให้เกิดสนามแม่เหล็กไฟฟ้าบริเวณด้านหน้าของอุปกรณ์ เรียกบริเวณนี้ว่า "ส่วนตรวจจับ" เมื่อมีวัตถุเป้าหมายซึ่งต้องเป็นโลหะเท่านั้นเคลื่อนที่เข้ามาบริเวณส่วนตรวจจับ สนามแม่เหล็กไฟฟ้าจะเหนี่ยวนำในวัตถุที่ต้องการตรวจจับ ทำให้เกิดมีกระแสไหลวน (eddy current) ขึ้นภายในวัตถุ หรือวัตถุเป้าหมายทำการดูดซับสนามแม่เหล็กไฟฟ้า จนเมื่อถึงจุด ๆ หนึ่งที่วัตถุเป้าหมายได้ดูดซับสนามแม่เหล็กไฟฟ้าจนหมด หรือเกิดการเหนี่ยวนำมากที่สุด วงจรออสซิลเลเตอร์จะหยุดทำงาน จากนั้นวงจรทริกเกอร์จะทำงานและให้สัญญาณทางด้านเอาต์พุตออกมา ส่วนประกอบของพร็อกซิมิตี้เซนเซอร์ชนิดเหนี่ยวนำแสดงดังรูป 

ตัวอย่างการประยุกต์ใช้งานพร็อกซิมิตี้เซนเซอร์ชนิดเหนี่ยวนำ ได้แก่

การบอกตำแหน่งการเคลื่อนที่ของลิฟท์ โดยติดตั้งแผ่นโลหะที่บริเวณส่วนบนเหนือเพดานลิฟท์ให้ตรงกับตำแหน่งที่ติดตั้งตัวพร็อกซิมิตี้ไว้ในแต่ละชั้น เมื่อลิฟท์เคลื่อนที่มายังตำแหน่งที่แผ่นโลหะตรงกับตัวพร็อกซิมิตี้ จะมีสัญญาณเอาต์พุตออกมา เพื่อแจ้งระบบให้ทราบว่ามีการเคลื่อนที่มายังจุดที่กำหนดไว้แล้ว จากนั้นระบบควบคุมจะสั่งให้ลิฟท์หยุดและเปิดประตูออกมา หลักการดังกล่าวนี้ ยังนำไปใช้สำหรับการแจ้งตำแหน่งที่ลิฟท์หยุดได้อีกด้วย อีกตัวอย่างคือ การใช้พร็อกซิมิตี้สำหรับตรวจสอบการลำเลียงชิ้นโลหะบนสายพาน (conveyor) เพื่อป้องกันไม่ให้ชิ้นงานเคลื่อนที่ออกจากตำแหน่งที่กำหนดไว้ เป็นต้น
การตรวจสอบการปิดฝาขวดที่เป็นโลหะด้วยพร๊อกซิมิตี้เซนเซอร์ชนิดเหนี่ยวนำ โดยติดตั้งตัวพร็อกซิมิตี้ไว้ที่บริเวณเหนือปากขวด เมื่อขวดพร้อมฝาปิดลำเลียงมาบนสายพานผ่านมาบริเวณส่วนตรวจจับของตัวพร็อกซิมิตี้ ฝาปิดจะดูดซับสนามแม่เหล็กไฟฟ้าไว้ จากนั้นวงจรจะทำงานและให้สัญญาณเอาต์พุตแจ้งว่าขวดนั้นมีฝาปิด และหากขวดที่เคลื่อนที่ผ่านพร็อกซิมิตี้ไม่มีฝาปิด สัญญาณทางด้านเอาต์พุตจะแสดงในรูปแบบตรงกันข้ามกับกรณีแรก และแจ้งไปยังส่วนควบคุมให้คัดขวดใบนั้นออกจากสายพานลำเลียง ในกรณีที่ตรวจพบขวดไม่มีฝาปิดจำนวนมากถึงระดับหนึ่ง ระบบควบคุมจะสั่งการให้หยุดการทำงานของสายพานลำเลียง (conveyor) ทันที เพื่อทำการตรวจสอบกระบวนการผลิตก่อนหน้านั้น
การตรวจสอบการเปิดปิดฝาหม้อฆ่าเชื้อ (retort) และหม้อนึ่ง (cooker) ด้วยพร็อกซิมิตี้เซนเซอร์ชนิดเหนี่ยวนำ เนื่องจากหม้อฆ่าเชื้อและหม้อนึ่งทำงานภายใต้สภาวะความดัน (pressure) สูงกว่าบรรยากาศ จึงควรมีระบบนิรภัยที่ดีเพื่อป้องกันอันตรายที่อาจเกิดขึ้นในระหว่างการปฏิบัติงาน โดยติดตั้งพร็อกซิมิตี้ที่บริเวณฝาเพื่อตรวจสอบความพร้อมในการปฏิบัติงานของหม้อฆ่าเชื้อและหม้อนึ่งว่าฝาอยู่ในสถานะพร้อมทำงานหรือไม่ 



2. เซนเซอร์ชนิดเก็บประจุ (Capacitive Sensor) โครงสร้างพื้นฐาน ของ Capacitive Proximity Switch จะมีลักษณะคล้ายกับแบบ Inductive Proximity Switch จะมีส่วนต่างกันที่หัวตรวจจับ (Active Electrode) ซึ่งจะใช้ หลักการเปลี่ยนแปลงของค่าคาปาซิแตนซ์ (Capacitance) capacitive proximity sensor จะสร้าง สนามไฟฟ้าสถิตย์ (electrostatic) มาแทนที่จะเป็นสนามแม่เหล็กไฟฟ้าจึงทำให้ capacitive proximity sensor นี้สามารถที่จะตรวจจับวัตถุที่เป็นทั้งโลหะและอโลหะได้ ซึ่งถือเป็นข้อได้เปรียบของเซนเซอร์ประเภทนี้

 



พร็อกซิมิตี้เซนเซอร์ชนิดเก็บประจุ (capacitive proximity sensor) เป็นเซนเซอร์ (sensor) อีกชนิดหนึ่งที่ใช้สำหรับตรวจจับวัตถุโดยไม่ต้องสัมผัส ใช้ตรวจจับวัตถุได้ทุกชนิดทั้งที่เป็นโลหะและอโลหะ เช่น แก้ว น้ำ ไม้ พลาสติก กระดาษ และอื่น ๆ โดยความสามารถในการตรวจจับขึ้นอยู่กับค่าคงที่ไดอิเล็กตริก (dielectric constant, k) ของวัตถุ พร็อกซิมิตี้เซนเซอร์ชนิดเก็บประจุมีลักษณะรูปร่าง และโครงสร้างคล้ายกับพร็อกซิมิตี้เซนเซอร์ชนิดเหนี่ยวนำ (inductive proximity sensor) แต่ใช้หลักการทำงานที่แตกต่างกัน

พร็อกซิมิตี้เซนเซอร์ชนิดเก็บประจุ ทำงานโดยอาศัยหลักการเปลี่ยนแปลงค่าความจุ เมื่อวัตถุเป้าหมายเคลื่อนที่เข้ามาใกล้สนามไฟฟ้าที่กำเนิดโดยแอกทีฟอิเล็กโทรดและเอิทธ์อิเล็กโทรด การเปลี่ยนแปลงดังกล่าวขึ้นอยู่กับระยะทางระหว่างหน้าพร็อกซิมิตี้และวัตถุเป้าหมาย ขนาดและรูปร่างของวัตถุ และชนิดของวัตถุเป้าหมาย (ค่าคงที่ไดอิเล็กตริก) เมื่อค่าความจุเปลี่ยนแปลงจนถึงค่า ๆ หนึ่ง ซึ่งเท่ากับค่าความต้านทานที่ปรับไว้ในตอนเริ่มต้น จะส่งผลให้เกิดการออสซิลเลทสัญญาณขึ้นและส่งต่อให้เอาต์พุตทำงาน เรียกสภาวะที่เกิดขึ้นนี้ว่า อาร์-ซี รีโซแนนซ์ (R - C Resonance) ส่วนประกอบและการทำงานของพร็อกซิมิตี้เซนเซอร์ชนิดเก็บประจุ




 

 




ขอขอบคุณบทความดีๆจาก 

www.inno-ins.com
การวัดและเครื่องมือวัด ประยุกต์ใช้ในอุตสาหกรรมอาหาร (นวภัทรา และ ทวีพล , 2555)
​www.foodnetworksolution.com (ศ.ดร.พิมพ์เพ็ญ พรเฉลิมพงศ์, ผศ.ดร.นวภัทรา หนูนาค

27 ความคิดเห็น:

  1. สามารถใช้งานได้ดีในสภาพแวดล้อมที่เลวร้าย ข้อนี้ผมว่าคุ้มครับ รู้สึกว่าเราใช้งานกับมันได้นานมาก ไม่ต้องเปลี่ยนบ่อย บางตัวเป็นสิบปีก็สามารถอยู่ได้

    ตอบลบ
  2. คนทางฝุ่น6 มิถุนายน 2558 19:26

    ที่โหลดดิ้งของเราก็มีครับน่าตาแแบนี้เลย แต่ต้องระวังการกระแทกกับตัวอุปกรณ์ อาจทำให้เสียหายต้องดูดีๆครับ

    ตอบลบ
  3. มิตรเอดเดอร์ไฮเปอรืเรดซิ่ง7 มิถุนายน 2558 09:56

    น่านำไปประยุกต์ใช้งานนะครับผมชอบข้อดีตรงนี้มาก
    -ตรวจจับด้วยความแม่นยำ
    - ตอบสนองต่อการทำงานได้รวดเร็วกว่า
    - อายุการใช้งานยาวนาน

    ตอบลบ
  4. Prakij ณ มหานคร บ้านฉาง7 มิถุนายน 2558 10:11

    ขอบคุณสำหรับความรู้ดีๆครับ ที่ได้เห็นและสำผัสตัวจริงๆก้อมีที่ Loading Station เป็นแบบเหนี่ยวนำครับ และก้อเพิ่งรู้ว่ามีอีกหลายแบบครับ แต่ไม่รู้ว่าในโรงงานเราใช้แบบอื่นๆอีกหรือปล่าวครับ

    ตอบลบ
  5. ในโรงงานมีแบบไหนบ้างน่าจะนำมาโชว์ให้ดูบ้าง

    ตอบลบ
  6. อุปกรณ์ทุกตัวมีข้อดีและข้อเสียทั้งนั้น เราควรที่จะเลือกอุปกรณ์ที่เหมาะสมกับการใช้งานเพื่อเพิ่มระยะในการใช้งาน

    ตอบลบ
  7. ขอบคุณสำหรับข้อมูลดีๆนะครับพี่ ได้รู้ว่าหน้าตาของ Proximity sensor หน้าตาต่างๆและการใช้งาน

    ตอบลบ
  8. ในที่ทำงานเราส่วนมากจะใช้กับวาล์วเพื่อบอกตำแหน่งว่าปิดหรือเปิด ถ้า Prox.เสียการบอกตำแหน่งวาล์วก็ผิดพลาดและอาจทำให้ interlock บางตัวทำงานและ tripped ได้ครับ

    ตอบลบ
  9. เราต้องหมั่นเช็คอุปกรณ์กันด้วยนะครับเพื่อยืดระยะการทำงานของอุปกรณ์

    ตอบลบ
  10. เป็นอุปกรณ์ที่มีใช้ทั่วๆไปในโรงงานอุตสาหกรรม ในโรงงานเราก็มีใช้อยู่เป็นตังอย่างที่ดี

    ตอบลบ
  11. ที่ใน plantเรา มีใช้เยอะเลย
    ต้องขอบคุณข้อมูลดีๆแบบนี้ ที่พี่จำนงค์หามาให้
    ทำให้มีความรู้เพิ่มขึ้นครับบบ

    ตอบลบ
  12. เป็นข้อมูลที่ดีมากๆครับ ทำให้ทราบรายละเอียดของอุปกรณ์ ความสามารถและขีดจำกัดของอุปกรณ์

    ตอบลบ
  13. มีอีกอันนึงที่ตอนนี้นิยมใช้กันครับ คือ Photoelectric Proximity Sensors เป็นเซนเซอร์ที่ใช้ตรวจสอบวัตถุอีกประเภทหนึ่งที่เรานิยมใช้กันอยู่ในปัจจุบัน เป็นเซนเซอร์ที่มีความแม่มยำสูงหลักการทำงานของมันก็คือจะตรวจจับการปรากฏของวัตถุด้วยการที่วัดถุตัดผ่านลำแสงหรือสะม้อนแสงที่สร้างขึ้นจากเซนเซอร์นี้ ส่วน ประกอบหลักของเซนเซอร์นี้จะมีสองส่วนคือ ส่วนที่กำเนิดแสง Transmistor หรือ Emittor ซึ่งอาจจะ
    สร้างแสงในย่านที่ตาเรามองเห็นได้ จนถึงบางรุ่นที่ใช้แสง infrared ข้อสำคัญก็คือแสงที่สร้างขึ้นนี้จะเป็นแสงความถี่เดียว เพื่อให้แตกต่างจากแสงที่อยู่รอบๆ ตัวเรา

    ตอบลบ
  14. ขอบคุณพี่จำนงค์ที่นำข้อมูลและคุณสมบัติของอุปกรณ์ที่เป็นอิเล็กทรอนิกส์มาสื่อสารให้น้องๆศึกษาช่วยเพิ่มความรู้ในการทำงานอีกขั้นครับ

    ตอบลบ
  15. ขอบคุณสำหรับข้อมูลดีดีครับ

    ตอบลบ
  16. เป็นข้อมูลที่นำไปใช้กับการทำงานได้

    ตอบลบ
  17. อุปกรณ์เครื่องมือวัดต้องทำการPM check เป็นประจำเพื่อการตรวจจับความแม่นยำ

    ตอบลบ
  18. ชอบตรงที่อายุการใช้งานที่ยาวนานทำให้ไม่เกิดปัญหาขณะทำงาน หรือจะไม่ทำให้งานหยุดชะงัก

    ตอบลบ
  19. ขอบคุณสำหรับข้อมูลดีๆคับเพราะเราจะได้รู้หลักการทำงานกับงานปัจจุบันในการทำงาน

    ตอบลบ
  20. ทำให้เราทราบถึงหลักการทำงานและการใช้งานที่ถูกวิธี

    ตอบลบ
  21. (Limit Switch) & (Proximity Switch) แตกต่างหรือคล้ายกันหรือไม่ครับ

    ตอบลบ
  22. ขอขอบคุณพี่จำนงค์มากๆครับสำหรับข้อมูลเรื่อง Proximity เพราะถ้า Prox.เสียการบอกตำแหน่งวาล์วก็ผิดพลาดและอาจทำให้ interlock บางตัวทำงานและ tripped อันนี้น่ากลัวอยู่ครับ

    ตอบลบ
  23. ขอบคุณสำหรับข้อมูลดีๆคับเพราะเราจะได้รู้ หลักการทำงานกับงานปัจจุบันในการทำงาน

    ตอบลบ
  24. ทำไมของที่เราใช้มันเสียเร็วจัง

    ตอบลบ
  25. อ่านแล้วได้ความรู้เพิ่มขึ้นมาเลย

    ตอบลบ
  26. ขอบคุณครับสำหรับความรู้ดีๆ ของเราที่ใช้งานอยู่รู้สึกว่าจะเสียบ่อยมาก น่าจะทดลองนำยี่ห้ออื่นมาลองใช้บ้าง

    ตอบลบ
  27. Proximaty Switch แปลว่า สวิทเเบบใกล้ชิดงั้ยเเตะกันเมื่อไหร่ก็ Action แล้วเเต่ว่าจะเอาไปใช้กับอะไร OK เยี่ยม

    ตอบลบ