سنسور مغناطیسی چیست و چه کاربردی دارد؟

سنسور مغناطیسی (Magnetic sensor) و یا به عبارتی “سنسور آهنربا” و یا در “اصطلاح بازاری سنسور جک” یکی از انواع سنسور مجاورتی است. اساس کار سنسور مغناطیسی واکنش نشان دادن به میدان مغناطیسی اطراف آهنربای دائم یا الکتریکی است.این سنسور‌های غالبا برای تشخیص موقعیت قطعه بدون تماس با سنسور مورد کاربرد قرار می‌گیرند. این سنسور‌ها غالبا برای تشخیص موقعیت قطعه بدون تماس با سنسور مورد کاربرد قرار می‌گیرند. در حقیقت بدون انجام هیچگونه تماسی با قطعات، می‌توانند موقعیت آن‌ها را تشخیص دهند.

جنس (Magnetic sensor) از آهنربای دائمی می‌باشد که از جریان‌های AC و یا DC استفاده می‌کنند. نحوه عملکرد آن‌ها به گونه‌ای است که توسط میدان مغناطیسی تحت تاثیر قرار می‌گیرند و ویژگی شان تغییر می‌کند. در حالت کلی زمانی که می خواهید کمیت‌های فیزیکی مانند جهت، حضور یا عدم حضور و یا جریان را اندازه گیری کنید و قصد استفاده از سنسور‌های مغناطیسی را دارید، ابتدا باید این کمیت‌ها یک میدان مغناطیسی را بوجود آورند و یا تغییری در میدان مغناطیسی سنسور ایجاد نمایند تا این سنسور این تغییر را احساس کرده و آن را توسط یک مدار به جریان و یا ولتاژ مناسب تغییر دهد.

سنسور مغناطیسی چه کاربردی دارد؟

سنسور مغناطیسی همان سنسور جک می‌باشد و یکی از کاربرد‌های فراوان آن در جک‌های هیدرولیکی است. این سنسور‌ها با نصب بر روی جک‌های پنیوماتیکی، می‌توانند موقعیت جک را یا به عبارتی حالت باز یا بسته بودن جک را تشخیص دهند. با قرار گرفتن این سنسور در شیار موجود در پیستون، پیستون جک دارای یک قسمت یا یک حلقه مغناطیسی می‌باشد و زمانی که جک به سنسور نزدیک می‌شود، سنسور سیگنالی را ارسال می‌کند، براین اساس که جک به انتهای مخزن نزدیک می‌شود و باید عملیات دیگر را شروع کنید و یا سرعت را کم کنید. سنسور مغناطیسی حدود ۲۰۰۰ سال است که مورد استفاده وکاربرد قرار می‌گیرند. این سنسور‌ها در مقابل مغناطیس (آهنربا) حساس می‌باشد، یکی از کاربرد‌های آن در رهیابی و ناوبری می‌باشد.

از دیگر کاربرد‌های سنسور مغناطیسی به کنترل سطوح در مخازن نیز می‌توان اشاره کرد. به این صورت که سنسور‌های آهنربا در یک یا چند نقطه مشخص در مخازن به صورت عمودی بدون نیاز به منبع تغذیه در مخزن نصب می‌شود. این سنسور دارای شناوری از جنس پلی آمید (یا حتی فلز) می‌باشد که در سطح مایعات موجود در مخزن قرار می‌گیرد و به همراه مایع جابه جا می‌شود. حرکت شناور در طول میله باعث تحریک سوئیچ‌های داخل میله می‌گردد و خروجی دستگاه را فعال می‌کند.

در حقیقت آن شناور‌ها همان آهن ربا هستند و زمانی که این آهنربا در مقابل این سنسور قرار می‌گیرد باعث فعال شدن آن و ایجاد سیگنال می‌گردد. به این نوع کنترلر سطح (لول سوییچ یا فلو سوییچ) می‌گویند لول سوییچ‌ها از نظر شکل ظاهری و نوع نصب تنوع زیادی دارند. در حالت کلی اگر که امکان نصب یک میدان مغناطیسی دائمی (آهنربای دائم) ویا میدان مغناطیسی الکتریکی بر روی تجهیزات باشد، می‌توان از سنسور مغناطیسی در بسیاری از کاربرد‌ها استفاده کرد، در این قسمت به مواردی از آن‌ها اشاره می‌کنیم.

کاربرد سنسور مغناطیسی

• توانایی شمارش وسایل را دارند.
• این سنسور‌ها می‌توانند باز یا بسته بودن درب‌ها را تشخیص دهند.
• از این سنسور‌ها برای کنترل موقعیت تجهیزات نیز استفاده می‌کنند.
• سنسور‌های آهنربا برای اندازه گیری سرعت چرخش مورد استفاده قرار می‌گیرند. (به این نوع سنسور‌ها اصطلاحا سنسور پیک آپ گویند)

لول سوییچ یا فلو سوییچ چیست و چه کاربردی دارد؟

لول سوئیچ‌ها (Level Switch) و یا یا فلو سوییچ‌ها (Flow switch) نوعی وسیله، برای اندازه گیری سطح موادی از کف مخازن تا بالای سطح آن‌ها است. لول سوئیچ و یا به عبارت دیگر کنترلر سطح جهت کنترل سطح مخازن موردکاربرد واقع می‌شود. اغلب از مکانیزم‌های مکانیکی و ساده استفاده میکنند و با توجه به نوع مواد داخل مخزن اعم از مایعات یا مواد پودری می‌تواند از مدل‌های خازنی یا راداری آن استفاده کرد. مکانیزم اصلی لول سوئیچ تعیین مقدار مواد، تنظیم و کنترل قطع و وصل خروجی در ست پوینت یا نقطه تنظیم است این وسیله توانایی سنجش ارتفاع موادی همچون: بنزین، مخازن آب، سیلو ها، مایعات و جامدات در صنایع متعدد مانند: صنایع غذایی، صنایع دارویی، آب و فاضلاب، نفت و گاز، فولاد و سیمان و … استفاده می‌گردد.

ویژگی‌های سنسور مغناطیسی

از آنجایی که این سنسور از انواع سنسور‌های غیرتماسی می‌باشند و در آن‌ها هیچگونه اتصال مکانیکی در بین قسمت‌های متحرک و قسمت‌های ثابت وجود ندارد، همین خاصیت باعث شده تا طول عمر این نوع سنسور‌ها افزایش پیدا کند. سنسور حساس به میدان مغناطیسی دارای ساختاری هستند که می‌توانند در محیط‌های آلوده، چرب و روغنی نیز کارایی خود را حفظ کرده و به خوبی عمل کنند. ساختار مناسب موجب شده تا در اتومبیل‌ها بسیار مورد کاربرد قرار گیرند. در سنسور مغناطیسی لغزش قسمت‌های متحرک بر هم، موجب ایجاد نویز نمی‌گردد.

ساختار سنسور مغناطیسی چگونه است؟

قسمت اصلی این سنسور، کنتاکت‌های تیغه‌ای شکل از جنس مواد فرو مغناطیس مانند آلیاژ آهن و نیکل هستند، این کنتاکت‌های تیغه‌ای شکل در داخل یک لوله کوچک قرار گرفته اند، این لوله از گاز خنثی نیتروژن (گاز خثی گازی است غیر فعال و غیر قابل اشتعال) پر شده است. معمولا در ساختمان یک سنسور مغناطیسی یک LED برای نمایش وضعیت سنسور نصب شده است. درصورتی که یک میدان مغناطیسی همانند میدان مغناطیسی یک آهنربای دائم به سنسور نزدیک شود، کنتاکت‌های تیغه‌ای شکل جذب میدان مغناطیسی شده ویک یاچند کنتاکت را باز یا بسته می‌کند. سنسور مغناطیسی همانند سنسور‌های القایی دارای یک اسیلاتور LC هستند.

اما یک تفاوت اساسی درهسته بویین اسیلاتور آن‌ها وجود دارد. داخل سنسورها‌ی القایی هسته بخشی ازبویین را پوشانده و یک میدان مغناطیسی به بیرون هدایت می‌کند، اگر فلزی در این میدان قرار گیرد، در جریان مدار اسیلاتور ایجاد تغییراتی می‌کند واز این طریق وجود فلز تشخیص داده می‌شود، اما هسته فریت اسیلاتور سنسور‌های مغناطیسی تمام قسمت هسته را پوشش می‌دهد و در صورت نزدیک شدن یک آهنربا به این نوع سنسور، هسته بویین اسیلاتور اشباع می‌شود و اشباع هسته منجر به تغییر در جریان اسیلاتور شده واین تغییر موجب تشخیص آهنربا توسط سنسور می‌شود.

سنسور‌های مغناطیسی دو سیمه

سنسور‌های مغناطیسی دو سیمه معمولا دارای تغذیه AC\DC هستندد و ساختار آن‌ها دو سیم دارد. مغز اصلی این نوع سنسور‌ها یک reed relay است. هرچه reed relay بزرگتر باشد قابلیت انتقال جریان بیشتری از دو سیم وجود دارد. در مورد سنسور‌های مغناطیسی سه سیمه که دارای خروجی‌های NPN یا PNP هستند ولتاژ تغذیه عموما DC است و سرعت عملکرد این سنسور‌ها بسیار بسیار بالاتر از انواع دو سیمه است. مغز اصلی این سنسور‌ها می‌تواند hall effect sensor باشد. انواع دو سیمه در ساخت لول سوییچ‌ها استفاده می‌شوند. برق و صنعت بین الملل بر اساس نیاز مشتری امکان ساخت انواع لول سوییچ‌ها یا سایز‌های مختلف را دارد.

سنسور مغناطیسی و سنسور القایی چه تفاوتی دارند؟

این سنسور با توجه به اینکه شدت مغناطیسی را تشخیص می‌دهد، بنابراین فاصله دید و سرعت آن به قدرت آهنربایی به سنسور نزدیک می‌شود بستگی دارد؛ بنابراین سرعت عملکرد و دقت سنسور مغناطیسی نسبت به سنسور القایی کمتر می‌باشد.