سنسور های جک از تجهیزاتی هستند که در صنایع گوناگون به کار می روند و کاربرد های متنوعی نیز دارند. به دلیل استفاده گسترده از آن ها، نیاز است تا به طور کامل مشخصات و ویژگی های آن ها حضور متقاضیان ارائه شود. ما در شهر پنوماتیک خود را موظف می دانیم تا در زمینه انواع تجهیزات صنعتی اطلاعات لازم را با شما در میان بگذاریم.

تا پایان این مطلب با شهر پنوماتیک همراه باشید تا با هم با سنسور های جک آشنا شویم. فروشگاه پنوماتیک سیتی همراه همیشگی شما!

 

 

گام اول ؛ سنسور جک چیست؟

سنسور جک، به ویژه سنسور جک پنوماتیک، نوعی سنسور است که برای تشخیص موقعیت خطی پیستون در سیستم‌ های پنوماتیک استفاده می‌ شود. این سنسور ها به طور ویژه در صنایع برای کنترل حرکت سیلندر ها و فراهم کردن اطلاعات بازخوردی از موقعیت استفاده می‌ شوند. استفاده از این سنسور ها به افزایش دقت و کارایی سیستم‌ های خودکار کمک می‌ کند.

سنسور جک پنوماتیک معمولاً از نوع سنسور های مجاورت مغناطیسی است. این سنسور ها در سیستم‌ های کنترل ماشین‌ آلات و تجهیزات خودکار کاربرد دارند و می‌ توانند میدان مغناطیسی یک آهنربا را تشخیص دهند. جک‌ های پنوماتیک معمولاً با ولتاژ های مختلف (5 تا 240 ولت) و با مصرف انرژی حدود 10 وات کار می‌کنند.

سنسور ها برای بازخورد موقعیت در سیستم‌ های کنترل، در ماشین‌ آلات و تجهیزات خودکار مورد استفاده قرار می گیرند. جک های پنوماتیک از حسگر هایی برای تشخیص موقعیت خطی پیستون، برای کاربرد هایی که بازخورد موقعیت در آن‌ ها بسیار مهم هستند، استفاده می‌ کنند. سنسور جک پنوماتیک نمونه ای از پرکاربرد ترین سنسور های طراحی شده در صنعت می باشد. معمولا از این سنسور برای کنترل کورس حرکت سیلندر ها استفاده می شود.

سنسور های جک در صنعت امروز

امروزه دستگاه های مختلفی طراحی شده اند که استفاده از هر یک از آن ها موجب راحتی امور خواهد شد. یکی از این ابزار ها، سیستم پنوماتیک می باشد. سیستم پنوماتیک به فناوری هوای فشرده گفته می شود که تمامی امور مربوط به آن به وسیله هوای فشرده صورت می گیرد که یکی از مهم ترین قسمت های موجود در این سیستم، سنسور جک پنوماتیک می باشد. جک های پنوماتیک با استفاده از این سنسور به تشخیص دقیق موقعیت خطی پیستون و فرمان گیری آن نیز می پردازند.

به طور کلی یکی از متداول ترین سنسور های قابل استفاده در سیستم پنوماتیک نمونه مغناطیسی سنسور جک پنوماتیک است. تمام سنسور هایی که برای جک های پنوماتیک جهت بازخورد موقعیت خطی پیستون استفاده می شوند، از یک میدان مغناطیسی استفاده می کنند. بنابراین معمولا تمام سیلندر های پنوماتیک آهنربایی دارند که در داخل پیستون آن ها قرار می گیرد.

 

 

 

نحوه عملکرد/طراحی/متریال سنسور جک

سنسور های جک پنوماتیک یا همان سنسور های مجاورتی مغناطیسی، از عملکرد متفاوتی برخوردار هستند. این سنسور ها براساس طراحی سیستمی خاصی که دارند، نسبت به میدان مغناطیسی اطراف آهنربای موجود در داخل جک پنوماتیک واکنش نشان می دهند. این موضوع باعث می شود تا از این سنسور به عنوان یکی از مهم ترین قسمت های موجود در سیلندر پنوماتیک یاد شود.

این سنسور از طراحی سیستمی آنچنان پیچیده ای برخوردار نیست اما میزان کارایی آن بسیار زیاد می باشد. قابل ذکر است که در طراحی سنسور جک پنوماتیک از کنتاکت های تیغه ای شکل استفاده می شود که جنس آن ها از مواد فرومغناطیس می باشد (مواد فرومغناطیس به موادی گفته می شود که از ترکیب آلیاژ های مختلفی همچون آهن و نیکل حاصل می شوند). تمامی کنتاکت های سنسور جک پنیوماتیک در داخل یک لوله کوچک قرار می گیرند که این لوله از گاز های خنثی نیتروژن پر شده است.

ویژگی‌ سنسور سیلندر

به طور کلی، تمامی سنسور هایی که برای جک‌ های پنوماتیک به منظور ایجاد بازخورد از موقعیت خطی پیستون، استفاده می‌ شوند، از یک میدان مغناطیسی استفاده می‌ کنند. بنابراین، معمولا همه سیلندر های پنوماتیک دارای یک آهن‌ ربا هستند که به صورت داخلی روی پیستون قرار می گیرند.

 

 

 

علت استفاده از سنسور برای جک و سیلندر پنوماتیک چیست؟

همانطور که پیش تر گفتیم، یکی از مهم ترین وظایف سنسور جک پنوماتیک، کنترل سیلندر می باشد. چرا که سیلندر به عنوان اصلی ترین بخش یک سیستم پنوماتیک وظیفه ورود و خروج هوا و در نهایت حرکت پیستون را بر عهده دارد. بنابراین باید از یک ابزار کاربردی جهت کنترل حرکت این وسیله استفاده شود. همچنین یکی از ویژگی‌ های سنسور مغناطیسی جک پنوماتیک، استفاده از یک میدان مغناطیسی برای بازخورد موقعیت پیستون می باشد. این موضوع باعث شده تا در طراحی تمامی سنسور های جک پنوماتیک از یک آهن ربا استفاده شود. به طور کلی می توان گفت با استفاده از سنسور جک پنوماتیک شرایط مناسبی را برای اندازه گیری دقیق موقعیت پیستون فراهم می کند.

 

 

روش نصب سنسور جک پنوماتیک

به طور کل می توان گفت براساس نوع بدنه، روش‌ های نصب متفاوتی وجود دارد که این روش ها با توجه به انواع مختلف سنسور تغییر می‌ کند. بنابراین دانستن نوع بدنه جک پنوماتیک، در انتخاب سنسور بسیار مهم می باشد. دو نوع متداول از انواع بدنه جک های پنوماتیک وجود دارد که شامل بدنه جک پنوماتیک DNC و چهار میل نیز می شوند که هرکدام از آن ها دارای روش های نصب متفاوتی می باشند. قابل ذکر است که روش نصب سنسور جک پنوماتیک بر روی این بدنه ها به صورت زیر خواهد بود :

• جک چهار میل

 یکی از نمونه های متفاوت جک های پنوماتیک، جک چهار میل بوده که دارای طراحی متفاوت می باشد. قابل ذکر است که در طراحی این جک از چهار میل در قسمت بیرونی آن استفاده شده است. به همین علت اتصال سنسور جک پنوماتیک به آن، نیازمند استفاده از یک پایه فلزی خواهد بود. در نهایت پایه سنسور به یکی از میله های موجود در قسمت بیرونی جک، متصل شده و سنسور برای کار آماده می شود.

 

 

• جک پنوماتیک DNC

یکی از پرطرفدار ترین جک های پنوماتیک، جک پنوماتیک DNC  می باشد. این جک دارای طراحی مستطیل شکل بوده و برای اتصال سنسور جک پنوماتیک به آن دو روش وجود دارد. در قسمت انتهایی بدنه جک های DNC شیار هایی وجود دارد که به کمک آن ها می توانیم سنسور را متصل کنیم. همچنین نمونه های دیگر جک های پنوماتیک DNC دارای میله های کرواتی شکل هستند که در اطراف بدنه جک تعبیه شده اند. به وسیله این میله ها می توان سنسور جک پنوماتیک را متصل نموده و آن را برای انجام فرآیند مربوطه آماده کرد.

 

جهت مشاهده مقاله جک پنوماتیک کلیک کنید.

 

 

معرفی انواع سنسور سیلندر

• Hall effect sensor

Hall effect sensor، یک سنسور با میدان مغناطیسی به صورت شعاعی می باشد. به این ترتیب که یک آهنربا تراز شده به طور شعاعی، یک میدان مغناطیسی عمود بر میدان مغناطیسی سنسور را، تولید می‌ کند. قابل ذکر است که سنسور Hall effect sensor، دستگاه‌ های الکترونیکی به صورت جامد هستند. آن‌ ها از یک تقویت‌ کننده ولتاژ و یک مدار مقایسه‌ کننده تشکیل می‌ شوند و یک خروجی سوئیچینگ را هدایت می‌ کنند.

برخلاف سنسور های سوئیچ نی، Hall effect sensor شامل اجزای متحرک نیستند. طراحی حالت جامد این سنسور ها به دلیل عملکرد بدون سایش، طول عمر سنسور را افزایش می دهد و همچنین آن ها را در برابر ضربه و لرزش مقاوم می کند. بدون نیاز به غلبه بر اینرسی اجزای مکانیکی، سنسور های جلوه هال برای کاربرد های حساس، زمانی که نیاز به تعویض سریع دارند نیز مناسب هستند. مانند سنسور های سوئیچ نی، جهت گیری آهنربا برای عملکرد مناسب مهم است. علاوه بر این، سنسور های جلوه هال حساسیت کمی دارند. خروجی سوئیچینگ ممکن است به درستی فعال نشود زیرا به قطر و ضخامت بدنه سیلندر بستگی دارد. مشابه سوئیچ های نی، نقاط سوئیچ دوتایی نیز به دلیل حساسیت کم سنسورها امکان پذیر است.

 

• رید سوییچ ( reed swicth)

سنسور رید سوئیچ  یک سنسور مجاورت مغناطیسی است که هنگامی که یک میدان مغناطیسی روی آن اعمال شود، روشن می شود. قطب های مغناطیسی یک آهنربا در صفحه در کنار یکدیگر قرار دارند. همانطور که آهنربا به سنسور رید سوئیچ نزدیک می شود، میدان مغناطیسی موازی با سوئیچ نی ایجاد می شود. یک رید سوئیچ از یک جفت نی فلزی فرومغناطیسی تشکیل شده است که در یک لوله شیشه ای مهر و موم شده قرار گرفته اند. بدون حضور میدان مغناطیسی میله های فلزی از هم جدا می شوند و سنسور خاموش می شود. هنگامی که پیستون سیلندر از سوئیچ عبور می کند و میدان مغناطیسی به اندازه کافی قوی اعمال می کند که پلاتین سوییچ را با هم جذب کند. بدین ترتیب سنسور “روشن” می شود (تصویر پایین شکل 4).

عملکرد رید سوییچ ( reed swicth)

در مقایسه با سایر گزینه های حسگر، رید سوئیچ مقرون به صرفه هستند و می توانند با ولتاژ AC یا DC کار کنند. علاوه بر این، سنسور های رید سوئیچ دارای مصرف انرژی کم می باشند که آن ها را برای کاربرد هایی با نیاز مصرف برق مناسب می کند. به دلیل ماهیت مکانیکی تعویض کنتاکت های نی، سنسور های رید سوئیچ دارای محدودیت هایی هستند.

قابل ذکر است که کنتاکت های سوئیچینگ دارای تعداد محدودی چرخه سوئیچینگ هستند و در طول عمر دستگاه نیاز به تعمیر و نگهداری دارند. در مرحله بعد، سنسور های رید سوئیچ برای کاربرد هایی که در معرض لرزش یا شوک زیاد هستند مناسب نیستند. شوک و لرزش زیاد می تواند باعث به هم خوردن تماس های رید سوئیچ شود که باعث سیگنال دهی نادرست می شود. ویژگی های سوئیچینگ یک رید سوئیچ نیز می تواند باعث سوئیچینگ دوگانه ناخواسته شود. سوئیچ دوبل زمانی است که خروجی سنسور دو بار “روشن” و “خاموش” می شود؛ در حالی که آهنربای سیلندر یک بار از رید سوئیچ عبور می کند. سوئیچ دوگانه کاذب خروجی سنسور به دلیل قدرت غیر یکنواخت میدان نیروی آهنربا است. قدرت میدان آهنربا در هر قطب آهنربا قوی‌ ترین و در مرکز بین هر قطب ضعیف‌ ترین است.

اگر آهنربای پیستون به اندازه کافی قوی نباشد، ممکن است باعث شود خروجی سوئیچ هنگام عبور از سنسور دو سوئیچ شود. در نهایت، در مقایسه با سنسور های حالت جامد، سوئیچ‌ های رید نسبتاً کند فعال می‌ شوند که آن ها را برای برنامه‌ هایی که نیاز به زمان پاسخ سریع دارند نامناسب می‌ کند. با این حال، سنسور های رید سوئیچ برای سیلندر های پنوماتیک به دلیل ارزان بودن نسبتاً ارزان در مقایسه با سنسور های دیگر، نیازی به برق آماده به کار ندارند، می توانند با بار های DC یا AC کار کنند و راه حل شناخته شده ای هستند، به طور گسترده مورد استفاده قرار می گیرند.

 

• سنسور مغناطیسی ناهمسانگرد (پل)

نوع دیگر سنسور های مغناطیسی جک پنوماتیک، انواع مغناطیسی ناهمسانگرد (AMR) می باشد. نحوه عملکرد سنسور های AMR بسیار ساده می باشد؛ بدین ترتیب که عنصر سنسور در صورت وجود میدان مغناطیسی دچار تغییر مقاومت می‌ شود و جریان بایاس را که از عنصر حسگر عبور می‌ کند، تغییر می‌ دهد. یک مدار مقایسه‌ کننده تغییر جریان را تشخیص داده و خروجی سنسور را روشن می‌ کند. سنسور های AMR مشابه سنسور های جلوه سالن، سریع عمل می‌ کنند، بدون سایش هستند و در برابر ضربه و لرزش مقاوم هستند.

مزیت سنسور های AMR این است که نسبت به سنسور های هال حساسیت کمتری دارند و به خوبی به تغییرات قدرت میدان مغناطیسی پاسخ می‌ دهند. این باعث بهبود تشخیص پیستون در فواصل بیشتر به دلیل توانایی آن در تشخیص میدان های آهنربایی ضعیف تر می شود. امکان دو سوئیچ نقاط به دلیل حساسیت بالاتر از بین می رود. علاوه بر این، حسگرها آهنربا های مغناطیسی محوری و شعاعی را تشخیص خواهند داد. سنسور های AMR فشرده تر از سنسور های سوئیچ نی هستند و مقرون به صرفه هستند. نقطه ضعف سنسور های AMR این است که آن ها معمولاً به طور مداوم جریان می گیرند. برای کاربرد هایی با نیاز های کم مصرف، سنسور سوئیچ نی ممکن است انتخاب سنسور مناسب تری باشد.

• سنسور های مغناطیسی 

به روزترین فناوری سنجش میدان مغناطیسی، حسگر مغناطیسی غنی (GMR) است. در مقایسه با فناوری AMR، سنسور های GMR حتی در مقابل وجود میدان مغناطیسی، حداقل 10 درصد واکنش شدیدتری نشان می‌ دهند. یک حسگر مغناطیسی مقاومتی غول پیکر (GMR) یک حسگر مجاورت مغناطیسی حالت جامد است که وقتی یک میدان آهنربایی شعاعی یا محوری روی آن اعمال می‌ شود، «روشن» می‌ شود. حسگر GMR از لایه‌ های متغیری از لایه‌ های رسانای مغناطیسی و غیر مغناطیسی متناوب تشکیل شده است که در شکل 7 شماره‌ های 2 و 3 مشاهده می‌ شود.

مشابه سنسور AMR، هنگامی که یک میدان مغناطیسی به سنسور اعمال می‌ شود، خواص مقاومت مدار تغییر می‌ کند. به عنوان مثال، در حضور یک میدان مغناطیسی (شکل 7 شماره 1) مقاومت مدار کاهش می یابد و اجازه می دهد جریان عبور کند (شکل 7 شماره 4) و ولتاژ در مدار افزایش می یابد. هنگامی که ولتاژ در سراسر مدار از آستانه سوئیچینگ بیشتر شد، خروجی سنسور “روشن” می شود. سنسور های GMR مزایای مشابهی با سنسور های AMR دارند. با این حال، آن ها حتی نسبت به حضور میدان مغناطیسی نیز حساس‌ تر هستند.

چگونه سنسور جک مناسب را انتخاب کنیم؟

امروزه روش های گوناگونی برای انتخاب حسگر جک پنوماتیک پیشنهاد می شود که هر کدام از آن ها دارای مزایای گوناگونی می باشند. یکی از بهترین راه های موجود پرسیدن از کارشناسان مربوطه است. قابل ذکر است که برای بیشتر عملکرد ها، از سنسور Hall effect sensor استفاده می‌ شود. این سنسور ها دارای چرخه عمر و مقاومت مناسبی در برابر لرزش برای مدیریت برنامه‌ های معمول می باشند. با این حال، معیار های دیگری برای کاربرد های خاص باید در نظر گرفته شود اما به طور کل می توان گفت برای انتخاب سنسور مناسب باید موارد زیر مورد توجه قرار بگیرد :

• محیط

باید به این موضوع توجه کنیم که آیا سیلندر در معرض مقادیر زیادی لرزش یا ضربه قرار می گیرد یا خیر؟ علاوه بر این، آیا سنسور در یک محیط تمیز بسته قرار دارد یا به محفظه محافظتی بالا مانند IP67 نیاز دارد. شرایط دمایی نیز باید در نظر گرفته شود.

• سرعت سوئیچینگ

سنسور های حالت جامد زمان سوئیچینگ سریع تری را ارائه می دهند. سنسور های رایج حالت جامد عبارتند از سنسور : AMR و GMR.

• نوع خروجی

چه نوع سیگنال خروجی برای سیستم کنترل مورد نیاز است؟ سیگنال های خروجی PNP و NPN برای دستگاه های حالت جامد در دسترس هستند.

• ویژگی های سیگنال سوئیچینگ

قدرت سوئیچینگ و جریان مورد نیاز سیستم کنترل چیست؟ قابل ذکر است که سنسوری که انتخاب می کنیم باید برای عملکرد لازمه، مناسب باشد.

• نصب

چه گزینه هایی برای نصب انواع سیلندر وجود دارد؟ بسته به اینکه سیلندر پروفیلی شیاردار یا میله بند داشته باشید یا سیلندر گرد دارید، انواع نصب تغییر می کند.

• حفاظت از مدار

در صورت نیاز، سنسور ها می‌ توانند از حفاظت‌ های مداری مانند اتصال کوتاه، قطبیت معکوس و حفاظت از نوسانات استفاده کنند.

 

 

کاربرد سنسور جک

سنسور های جک پنوماتیک، برای مصارف گوناگونی به کار می روند. که یکی از اصلی ترین کاربرد های آن ها، استفاده برای کنترل کورس حرکت سیلندر می باشد. به عبارتی دیگر با استفاده از این سنسور می توان میزان و سرعت حرکت سیلندر را کنترل کرد.قابل ذکر است که در سیستم های پنوماتیک از سیلندر به عنوان یکی از اساسی ترین قسمت های موجود یاد می شود. چرا که در سیستم پنوماتیک، سیلندر نقش اصلی را ایفا می کند. به همین جهت نیاز است از یک سنسور سیلندر پنوماتیک برای کنترل سیلندر استفاده شود.

 

 

مقایسه سنسور های جک در فاکتور های مختلف

 

 

 « برای مشاهده مقاله گیج فشار کلیک کنید. »

 « جهت مشاهده مقاله شیر کنترل جریان کلیک کنید. »

 

 

برای آشنایی بیشتر با سنسور جک و سایز تجهیزات پنوماتیک به صفحه اول وبسایت شهر پنوماتیک مراجعه کنید و یا از طریق شاره تماس های مندرج در سایت با همکاران ما در تماس باشید.

همچنین جهت استعلام قیمت دقیق و موجودی، اخذ راهنمایی های لازم و حتی ثبت سفارش و خرید محصول نیز با ما در ارتباط باشید.