คู่มือสําหรับประเภทและการใช้งานของเซ็นเซอร์อุตสาหกรรม

ลองจินตนาการถึงสายการผลิต ที่แขนหุ่นยนต์ไม่สามารถจับวัสดุได้อย่างแม่นยํา โรงงานที่ฉลาด ที่สถานะของอุปกรณ์ยังคงไม่เป็นที่รู้จัก โดยไม่มีโอกาสคาดการณ์ความผิดพลาดหรือแม้แต่เครื่องมือการแพทย์ความแม่นยํา ที่ไม่สามารถรวบรวมข้อมูลสําคัญได้อย่างน่าเชื่อถือโลกอุตสาหกรรมที่ไม่มีเซ็นเซอร์เหมือนกับยักษ์ใหญ่ที่ไม่มีประสาทสัมผัส ทั้งประสิทธิภาพและความปลอดภัยจะเสี่ยงอย่างหนักและการใช้งานของเซ็นเซอร์อุตสาหกรรมต่าง ๆ เพื่อช่วยสร้าง, ระบบการผลิตที่ประสิทธิภาพมากขึ้น

เซนเซอร์อุตสาหกรรมเป็นสะพานระหว่างโลกทางกายภาพและโลกดิจิตอล โดยตรวจจับการเปลี่ยนแปลงสิ่งแวดล้อมและแปลงมันเป็นสัญญาณที่อ่านได้จากคอมพิวเตอร์สัญญาณเหล่านี้ทําให้การติดตามกระบวนการ, การควบคุมและการปรับปรุง - ในที่สุดการปรับปรุงผลผลิต, ลดต้นทุนการดําเนินงาน, และรับประกันความปลอดภัย

โดยเฉพาะเจาะจง เซ็นเซอร์อุตสาหกรรมนําผลประโยชน์หลัก ๆ เหล่านี้มา:

• การติดตามและรวบรวมข้อมูลในเวลาจริงการติดตามปริมาตรสําคัญอย่างต่อเนื่อง เช่น อุณหภูมิ ความดัน อัตราการไหลของน้ํา และตําแหน่ง ให้การสนับสนุนการตัดสินใจโดยใช้ข้อมูล
• การควบคุมอัตโนมัติ:การปรับอุปกรณ์อัตโนมัติโดยใช้ข้อมูลกลับคืนจากเซ็นเซอร์ ทําให้สามารถควบคุมกระบวนการได้อย่างแม่นยํา
• การคาดการณ์และการวินิจฉัยที่ผิดพลาดการตรวจพบปัญหาที่เกิดขึ้นได้ในช่วงแรก จะป้องกันอุปกรณ์จากความล้มเหลว และลดเวลาหยุดทํางาน
• การประกันคุณภาพการรับประกันผลิตภัณฑ์ให้ตรงกับมาตรฐานคุณภาพ และลดความบกพร่องให้น้อยที่สุด
• การป้องกันความปลอดภัย:ติดตามสภาพแวดล้อมอันตรายและกระตุ้นการแจ้งเตือนในเวลาที่ถูกต้อง เพื่อปกป้องบุคลากร

สถานการณ์เซ็นเซอร์อุตสาหกรรมรวมถึงหลายประเภทที่สามารถแบ่งออกเป็นหลายรูปแบบ:

• เซ็นเซอร์ที่ทํางาน:จําเป็นต้องใช้พลังงานภายนอกในการทํางาน โดยพลังงานสัญญาณออกมาจากแหล่งพลังงาน (เช่น เครื่องตรวจจับแรงดันแบบ Piezoresistive เครื่องตรวจจับอุณหภูมิ thermistor)
• เครื่องตรวจจับปาสิฟ:ใช้งานโดยไม่ต้องใช้พลังงานภายนอก โดยผลิตสัญญาณจากพลังงานของวัตถุที่วัด (เช่น แอร์โมคอปเปอร์, เซลล์ไฟฟ้าไฟฟ้า)

• เครื่องตรวจจับแบบแอนาล็อก:ผลิตสัญญาณแบบอนาล็อกต่อเนื่องที่สัดส่วนกับพารามิเตอร์ที่วัด (ตัวอย่างเช่น เซ็นเซอร์ความดันแบบเทอร์โมคอปเปอร์, เซ็นเซอร์ความดันแบบพีเซอเรสติฟ)
• เครื่องตรวจจับดิจิตอล:การออกสัญญาณดิจิทัลที่แยกแยก (ปกติเป็นโค้ดไบนารี) สามารถอ่านโดยตรงโดยระบบดิจิทัล (เช่น เครื่องตรวจวัดอุณหภูมิดิจิทัล เครื่องวัดความเร็วดิจิทัล)

• เครื่องตรวจจับอุณหภูมิ:เทอร์โมคอปเปอร์, RTDs, เทอร์มิสเตอร์, เซ็นเซอร์อุณหภูมิ IC
• เครื่องตรวจจับความดัน:พีเซอเรสติฟ, พีเซโออิเล็กทริก, ประเภทจุ
• เครื่องตรวจจับการไหล:ทูไบน์, แรงไฟฟ้า, ยูทราซอนิค
• เครื่องตรวจจับตําแหน่ง:โปเทนติโอเมตร, เอ็นโคเดอร์, LVDT
• เครื่องตรวจจับความใกล้ชิด:โมเดลออนไลน์แบบอินดูคติฟ, คาปซิติฟ, โฟโตอิเล็กทริก, อัลตรัสซอน

หลักการ:วัดความย้ายของมวลภายใต้การเร่งตามกฎที่สองของนิวตัน (ชนิดพีเซโอไฟฟ้า, capacitative, MEMS)
ลักษณะ:ความรู้สึกสูง ระยะการเคลื่อนไหวที่กว้าง ขนาดเล็ก ใช้พลังงานน้อย
การใช้งาน:ติดตามการสั่นสะเทือน การควบคุมการเคลื่อนไหว การนําทางโดยอัตโนมัติ ระบบความปลอดภัย

หลักการ:การตรวจจับความเร็วมุมโดยการอนุรักษ์ความเร็วมุม (แบบเครื่องกล, ใยไฟเบอร์ออปติก, MEMS)
ลักษณะ:ความแม่นยําสูง ทนต่อการแทรกแซงอย่างแข็งแกร่ง
การใช้งาน:ระบบนําทาง โรบอติก การปรับความมั่นคงของเครื่องบินไร้คนขับ เครื่อง VR/AR

หลักการ:การวัดคุณสมบัติทางกายภาพที่ขึ้นอยู่กับอุณหภูมิ (ความต้านทาน, ความแรงดัน, กระแส)
ลักษณะ:ระยะการวัดที่กว้างขวาง การตอบสนองที่รวดเร็ว ความมั่นคงที่ดีเยี่ยม
การใช้งาน:การควบคุมกระบวนการ การติดตามสิ่งแวดล้อม การป้องกันอุปกรณ์

หลักการ:สังเกตการเปลี่ยนแปลงของคุณสมบัติไฟฟ้าที่เกิดจากแรงดัน
ลักษณะ:ความแม่นยําสูง การสร้างที่แข็งแกร่ง ความสอดคล้องกับสื่อ
การใช้งาน:ระบบไฮดรอลิก HVAC รถยนต์ อุปกรณ์การแพทย์

หลักการ:การแปลงภาพทางออนไลน์เป็นสัญญาณอิเล็กทรอนิกส์ (เซ็นเซอร์ CCD/CMOS)
ลักษณะ:ความละเอียดสูง ความแม่นยําสีที่เยี่ยมมาก สามารถโปรแกรมได้
การใช้งาน:การตรวจคุณภาพ การนําทางหุ่นยนต์ การเฝ้าระวัง

• ความต้องการในการวัด:กําหนดปารามิเตอร์เป้าหมายและความแม่นยําที่ต้องการอย่างชัดเจน
• สภาพแวดล้อม:ประเมินอุณหภูมิสูงสุด ความชื้น ความสั่นสะเทือน และการเผชิญกับสารเคมี
• ความเหมาะสมในการออกเสียง:สอดคล้องประเภทสัญญาณ (แบบแอนาล็อก/ดิจิตอล/บัส) กับระบบควบคุม
• ความน่าเชื่อถือ:ประเมินระยะเวลาเฉลี่ยระหว่างความล้มเหลวและความต้องการในการบํารุงรักษา
• ราคาครบวงจรของเจ้าของพิจารณาทั้งการลงทุนเบื้องต้นและค่าใช้จ่ายในการดําเนินงานในระยะยาว

เซนเซอร์อุตสาหกรรมเป็นพื้นฐานของการผลิตที่ฉลาดและอุตสาหกรรม 4.0,ผู้ผลิตสามารถปรับปรุงประสิทธิภาพ คุณภาพและความปลอดภัยได้อย่างสําคัญ