ما هي أنواع أجهزة استشعار مفاتيح القرب المتاحة؟

مستشعر القرب مثل المفتاح عناصر أساسية في التحكم الصناعي الحديث. فهو يقوم بلكشف عن الأجسام دون الحاجة إلى الاتصال الفعلي ويُستخدم في مجموعة واسعة من أنظمة التحكم. بالمقارنة مع الأجزاء الكهربائية المعدنية، مفتاح قرب توفر المستشعرات مزايا فائزة: فهي تقدم طريقة آمنة وكفؤة لاكتشاف الأجسام دون الحاجة إلى الاتصال الفعلي وتقلل من التآكل الذي يمكن أن يتعرض له المفاتيح الميكانيكية. سنتناول في هذه المقالة الأنواع المختلفة لمستشعرات مفتاح القرب، كيفية عملها وأين تُستخدم.

مفاتيح القرب الاستدلالية

تعمل المفاتيح القريبة بالمغناطيسية باستخدام الاستقراء الكهرومغناطيسي وهي مصممة لاكتشاف الأجسام المعدنية. تتكون من دارة اهتزازية تنتج حقلًا مغناطيسيًا. عند وجود جسم معدني على بعد معين من هذا الحقل، سيتغير إخراج الدارة الاهتزازية. يتم التقاط هذا التغيير بواسطة الإلكترونيات الخاصة بالمستشعر ليتم تفعيل إشارة الإخراج. غالبًا ما تُستخدم المستشعرات الاستقرائية في أنظمة كشف المعادن، أو للكشف عن الموقع أو العد.

المفاتيح القريبة السعوية

يكتشف المستشعر السعوي التغيرات في السعة الناتجة عن وجود الجسم. يتكون من قطبين، أحدهما هو غلاف المستشعر والآخر هو الجسم المراد اكتشافه. عندما يقترب الجسم من المستشعر، يحدث تغيير في السعة بين القطبين، مما يؤدي إلى إشارة الإخراج. تُستخدم هذه المستشعرات لاكتشاف المواد غير المعدنية بالإضافة إلى كشف السوائل والتغليف البلاستيكي.

مفاتيح قرب ضوئية

باستخدام الضوء، تكتشف أجهزة الاستشعار الكهروضوئية الأشياء وتتوفر بثلاث أنواع: من خلال الشعاع، والانعكاس الخلفي والانتشار. يصدر جهاز الاستشعار ذو الانعكاس الخلفي شعاع الضوء ويستخدم انعكاسات من الأجسام أو المنعكسات لاكتشاف الجسم. تحتوي أجهزة الاستشعار من نوع through-beam على نصف مسار الشعاع داخل هيكلها الخاص وتشكل النصف الآخر في المستقبل المجاور؛ يمر الضوء عبر منطقة الكشف هذه لتفعيل استجابة. تقوم أجهزة الاستشعار المنتشرة بإصدار الضوء على الجسم ثم التقاط الضوء المنعكس من سطح الجسم. تُستخدم أجهزة الاستشعار الكهروضوئية بشكل واسع في أنظمة التلقين والأمان بسبب دقتها ومرونتها. التطبيق .

مفاتيح قرب فوق صوتية

تُستخدم الموجات الصوتية ذات التردد العالي من قِبل المستشعرات فوق الصوتية لتحديد مواقع الأشياء. إنها ملائمة بشكل خاص للاستشعار على مدى بعيد، وغالبًا ما تُستخدم في الأماكن حيث قد تكون الرؤية محدودة. يرسل المستشعر فوق الصوتي موجة صوتية ثم يقوم بقياس الزمن الذي يستغرقه الصدى للعودة بعد اصطدامه بجسم. هذا النوع من المستشعرات جيد للكشف عن مستوى السوائل، أو قياس المسافة، أو تحديد مواقع الأشياء تحت الظروف القاسية مثل درجات الحرارة العالية أو البيئات المليئة بالغبار.

مفاتيح القرب المغناطيسي

تعمل مفاتيح القرب المغناطيسي عن طريق الكشف عن وجود حقول مغناطيسية. يتم استخدامها عادةً لاكتشاف ما إذا كان هناك معدن حديدي موجود في المدى، وتُستخدم في الآلات والمرافق كإشارات لتحديد الموقع. يتم تقدير هذه المستشعرات لبناءها القوي ولتحملها للعوامل البيئية مثل الأوساخ، الرطوبة أو الغبار.

مفاتيح القرب RFID

تشغل أجهزة استشعار التعرف على الترددات الراديوية (RFID) الموجات الراديوية لاكتشاف ومتابعة الأشياء. تتكون من قارئ وعلامة، حيث يرسل القارئ موجات راديوية يتم استقبالها وإعادتها بواسطة العلامة. تُستخدم أجهزة استشعار RFID في اللوجستيات لتتبع البضائع وتحكم أنظمة الوصول لتأكيد هوية الأفراد. توفر درجة عالية من الأمان لنظم البيانات حيث يمكن ربطها مباشرة بنظم المعلومات لإدارة البيانات في الوقت الفعلي.

مفاتيح القرب البصري

تستخدم أجهزة الاستشعار البصرية الضوء لاكتشاف الأجسام. لكن على عكس أجهزة الاستشعار الضوئية التي تكون أكثر ملاءمة للمهام المعقدة، فإن أجهزة الاستشعار البصرية تُستخدم عادةً للمهام البسيطة. ولها هذه المزايا: التشغيل دون اتصال؛ عمر طويل ومقاومة للتآكل في أجزائها العاملة. تُستخدم أجهزة الاستشعار البصرية بشكل واسع في الروبوتات وخطوط الإنتاج الآلية حيث يكون أحد أدوارها الرئيسية هو اكتشاف الأجسام وتقييم مواقعها.

بعض الاتجاهات المستقبلية في تقنية مستشعرات المفتاح القريب

يبدو أن مستقبل مستشعرات المفتاح القريب يشمل مجموعة من التطورات في مواد المستشعرات، وزيادة مدى الكشف، ومع ظهور إنترنت الأشياء والأجهزة الذكية. ستساهم التقدمات في الذكاء الاصطناعي والتعلم الآلي أيضًا في تعزيز الأداء ونطاق التطبيقات لهذه المستشعرات.

الخاتمة

لكل نوع من أنواع مستشعرات المفتاح القريب مبادئ عمل وتطبيقات خاصة به. من الضروري التمييز بين المستشعرات الإندوكترية، السعوية، الضوئية، فوق الصوتية، المغناطيسية، RFID أو البصرية إذا كنت ترغب في اختيار المناسب. من المتوقع أن يؤدي التقدم التكنولوجي إلى توسيع قدرات وتطبيقات مستشعرات المفتاح القريب بشكل أكبر، مما يعزز مساهمتها في أنظمة التحكم والتلقائي الصناعي.