أنواع أجهزة الاستشعار عن قرب و تطبيقاتها

جدول المحتويات

• أجهزة الاستشعار عن قرب الحثية
• أجهزة الاستشعار عن قرب السعوية
• أجهزة الاستشعار عن قرب الكهروضوئية
• نظرة عامة على أجهزة الاستشعار عن قرب
• الخاتمة
• المراجع

تقنية الاستشعار عن قرب الحثي

تُعرف أجهزة الاستشعار عن قرب الحثية (Inductive proximity sensor) باسم أجهزة الاستشعار عن قرب المغناطيسية. تعتمد هذه التقنية على توليد مجال مغناطيسي بواسطة ملف كهربائي. عند اقتراب جسم معدني من الحساس، تتولد تيارات دوامية (eddy currents) تُحدث تغيراً في المجال المغناطيسي، مما يُغيّر حالة الاستشعار. تصنف هذه الأجهزة إلى نوعين: مكشوف وغير مكشوف، حيث يتميز المكشوف بنطاق استشعار أوسع.

تتكون أجهزة الاستشعار الحثية من أربعة مكونات أساسية: ملف، مُذبذب، مُضخم للإشارة، ودائرة تبديل. تُستخدم هذه الأجهزة على نطاق واسع في الصناعة، وأنظمة الأتمتة، وكشف المعادن، وحقول الألغام. من مميزاتها: التكلفة المنخفضة، المتانة في البيئات الصناعية القاسية. ومن عيوبها: نطاق استشعار محدود (يصل إلى 80 ملم)، وعدم قدرتها على استشعار المواد غير المعدنية، واحتمالية تأثرها بدرجات الحرارة العالية والمواد الكيميائية.

أجهزة الاستشعار عن قرب السعوية

تُعد أجهزة الاستشعار عن قرب السعوية (Capacitive proximity sensor) تقنية متقدمة للاستشعار عن بعد. تتميز بقدرتها على استشعار مختلف المواد، بما في ذلك المعادن وغير المعادن، والسوائل، والمساحيق، والحبيبات. تعتمد على قياس التغيرات في السعة الكهربائية (Capacity). عند اقتراب جسم من منطقة الاستشعار، تزداد سعة المكثف (Capacitor)، مما يُؤدي إلى تغيير حالة الاستشعار.

تتكون هذه الأجهزة من مذبذب، مُضخم للإشارة، ودائرة تبديل، ولوح داخلي متصل بالمذبذب، ولوح خارجي يُستخدم كسطح استشعار. تُستخدم هذه الأجهزة على نطاق واسع في الصناعة، وخطوط الإنتاج، وكشف منسوب السوائل. من مميزاتها: القدرة على الاستشعار عبر الحواجز غير المعدنية، وقابلية ضبط حساسية الاستشعار. ومن عيوبها: التكلفة العالية، ونطاق استشعار محدود.

أجهزة الاستشعار عن قرب الكهروضوئية

تُعتبر أجهزة الاستشعار عن قرب الكهروضوئية (Photoelectric sensors) حلولاً فعّالة للكثير من التحديات في العمليات الصناعية. تستطيع هذه الأجهزة استشعار الأجسام ذات السُمك أو البعد الأقل من 1 مم أو 60 م على التوالي. تعتمد هذه التقنية على مبدأ إرسال واستقبال الضوء. تتكون من مصدر ضوء (LED أو ليزر)، ومستقبِل للضوء، وبعض المكونات الإلكترونية لتضخيم الإشارة.

عندما يُعيق جسم ما مسار الضوء بين المُرسِل والمُستقبِل، يتم اكتشاف ذلك كجسم قريب. يُمكن ضبط هذه الأجهزة وفقًا لمتطلبات الاستخدام. تُستخدم على نطاق واسع في العديد من التطبيقات.

نبذة عن تقنيات الاستشعار عن قرب

أجهزة الاستشعار عن قرب (Proximity sensors) هي أجهزة قادرة على اكتشاف اقتراب الأجسام أو الأهداف من نطاق استشعارها. تتعدد تقنيات الاستشعار المستخدمة باختلاف طبيعة المواد المُراد استشعارها، حيث تستخدم المجالات المغناطيسية، أو الأشعة تحت الحمراء، أو الضوء، أو الموجات فوق الصوتية. تُستخدم هذه الأجهزة في العديد من التطبيقات، بما في ذلك الهواتف الذكية، والسيارات ذاتية القيادة، ومحطات إعادة التدوير، والأنظمة الدفاعية، وخطوط الإنتاج الصناعية. أكثر التقنيات شيوعاً هي الحثية والسعوية.

الخلاصة

تُعد أجهزة الاستشعار عن قرب تقنيات أساسية في العديد من المجالات. تتنوع أنواعها لتتناسب مع مختلف التطبيقات، مع اختلافات في المزايا والعيوب لكل نوع. اختيار النوع المناسب يعتمد على متطلبات التطبيق المحددة.

المراجع

[1] All about Proximity Sensors: Which type to use? seeedstudio, Retrieved 16/6/2021. Edited.

[2] Proximity Sensors Compared: Inductive, Capacitive, Photoelectric, and Ultrasonic, machinedesign, Retrieved 16/6/2021. Edited.

[3] What is a proximity sensor?, fierceelectronics, Retrieved 16/6/2021. Edited.

[4] Proximity Sensors Compared: Inductive, Capacitive, Photoelectric, and Ultrasonic, machinedesign, Retrieved 16/6/2021. Edited.