प्रेरक संवेदक

सरल आगमनात्मक निकटता सेंसर के तत्व।
1. फील्ड सेंसर
2. थरथरानवाला
3. डिमॉड्युलेटर
4. श्मिट ट्रिगर
5. आउटपुट

आगमनात्मक संवेदक एक उपकरण है जो वस्तुओं का पता लगाने या मापने के लिए विद्युत चुम्बकीय प्रेरण के सिद्धांत का उपयोग करता है। एक प्रारंभ करनेवाला एक चुंबकीय क्षेत्र विकसित करता है जब इसके माध्यम से प्रवाह होता है; वैकल्पिक रूप से, एक प्रारंभ करनेवाला युक्त सर्किट के माध्यम से एक धारा प्रवाहित होगी जब इसके माध्यम से चुंबकीय क्षेत्र में परिवर्तन होगा। इस प्रभाव का उपयोग धात्विक वस्तुओं का पता लगाने के लिए किया जा सकता है जो चुंबकीय क्षेत्र के साथ परस्पर क्रिया करते हैं। गैर-धातु पदार्थ जैसे तरल पदार्थ या कुछ प्रकार की गंदगी चुंबकीय क्षेत्र से संपर्क नहीं करती है, इसलिए एक आगमनात्मक सेंसर गीली या गंदी परिस्थितियों में काम कर सकता है।

सिद्धांत

इंडक्टिव सेंसर फैराडे के इंडक्शन के नियम पर आधारित है। चुंबकीय प्रवाह के अस्थायी रूपांतर $\Phi$ एन टर्न सर्किट के माध्यम से एक वोल्टेज प्रेरित होगा$e$जो इस प्रकार है:

$e=-N{\frac {\mathrm {d} \Phi }{\mathrm {d} t}}$

जिसे सरल तरीके से व्यक्त किया जा सकता है:

$e=-N\times S{\frac {\mathrm {d} B}{\mathrm {d} t}}$

यह मानते हुए कि प्रेरित चुंबकीय क्षेत्र बी एक खंड 'एस' पर सजातीय है (चुंबकीय प्रवाह व्यक्त किया जाएगा $\Phi =B\times S$).

आगमनात्मक संवेदक का एक रूप एक थरथरानवाला के साथ एक कुंडली चलाता है। कॉइल के पास आने वाली एक धात्विक वस्तु कॉइल के इंडक्शन को बदल देगी, आवृत्ति में बदलाव या कॉइल में करंट में बदलाव का उत्पादन करेगी। इन परिवर्तनों का पता लगाया जा सकता है, प्रवर्धित किया जा सकता है, एक दहलीज की तुलना में और बाहरी सर्किट को स्विच करने के लिए उपयोग किया जाता है। चुंबकीय क्षेत्र को अधिक तीव्र बनाने और डिवाइस की संवेदनशीलता को बढ़ाने के लिए कॉइल में फेरोमैग्नेटिक कोर हो सकता है।फेरोमैग्नेटिक कोर (एयर कोर) के बिना एक कॉइल का भी उपयोग किया जा सकता है, खासकर अगर ऑसिलेटर कॉइल को एक बड़े क्षेत्र को कवर करना चाहिए।

आगमनात्मक सेंसर का एक अन्य रूप एक बदलते चुंबकीय क्षेत्र का उत्पादन करने के लिए एक कुंडल का उपयोग करता है, और एक वस्तु द्वारा उत्पन्न चुंबकीय क्षेत्र में परिवर्तन को समझने के लिए एक दूसरा तार (या अन्य उपकरण), उदाहरण के लिए, धातु वस्तु में प्रेरित एड़ी धाराओं के कारण।

अनुप्रयोग

खोज का तार मैग्नेटोमीटर

इंडक्टिव सेंसर एक सर्च कॉइल मैग्नेटोमीटर बनाने के लिए मुख्य तत्व का गठन करते हैं, जिसे सर्च कॉइल के रूप में भी जाना जाता है। इनका उपयोग अनुसंधान के कई क्षेत्रों में किया जाता है: magnetotellurics, विद्युत चुम्बकीय तरंगों का मापन, अंतरिक्ष यान मैग्नेटोमीटर अंतरिक्ष प्लाज्मा में विद्युत चुम्बकीय तरंगों के साथ-साथ पृथ्वी पर प्राकृतिक विद्युत चुम्बकीय तरंगों का अवलोकन करने के लिए।

आगमनात्मक निकटता सेंसर (निकटता स्विच)

आगमनात्मक निकटता सेंसर एक गैर-संपर्क इलेक्ट्रानिक्स निकटता सेंसर है। इसका उपयोग धातु की वस्तुओं की स्थिति और पहचान के लिए किया जाता है। आगमनात्मक स्विच की संवेदन सीमा धातु के प्रकार पर निर्भर करती है जिसका पता लगाया जा रहा है। लोहा और स्टील जैसी लौह धातुएं लंबी संवेदन सीमा की अनुमति देती हैं, जबकि अलौह धातुएं, जैसे कि एल्यूमीनियम और तांबा, संवेदन सीमा को 60 प्रतिशत तक कम कर सकती हैं। चूंकि आगमनात्मक सेंसर के आउटपुट में दो संभावित अवस्थाएँ होती हैं, इसलिए आगमनात्मक सेंसर को कभी-कभी आगमनात्मक निकटता स्विच के रूप में संदर्भित किया जाता है।

सेंसर में एक प्रेरण पाश या डिटेक्टर कॉइल होता है। अक्सर यह शारीरिक रूप से एक उच्च चुंबकीय पारगम्यता कोर के चारों ओर इंसुलेटेड चुंबक तार घाव के कई मोड़ होते हैं, जैसे कि फेराइट सिरेमिक रॉड या कॉइल फॉर्म, और वाइंडिंग में फीडबैक हो सकता है या नहीं हो सकता है कि एक छोर से कुछ संख्या में घुमाव हो। कुल घुमावदार। यह ट्यून्ड फ्रीक्वेंसी ऑसिलेटर टैंक सर्किट बनाने के लिए कैपेसिटेंस से जुड़ा है। ट्रांजिस्टर या ऑपरेशनल एम्पलीफायर जैसे वोल्टेज या करंट गेन डिवाइस के संयोजन के साथ, यह एक ट्यून्ड फ्रीक्वेंसी ऑसिलेटर बनाता है। जब शक्ति लागू की जाती है, तो परिणामी दोलन कुंडली में एक उच्च आवृत्ति प्रत्यावर्ती धारा होती है जिसमें लगातार बदलते चुंबकीय क्षेत्र होते हैं जो समीपस्थ (लक्ष्य) कंडक्टरों में एड़ी धाराओं को प्रेरित करने में सक्षम होते हैं। लक्ष्य जितना करीब होता है और उसकी चालकता उतनी ही अधिक होती है (उदाहरण के लिए धातु अच्छे संवाहक होते हैं), प्रेरित एड़ी धाराएं जितनी अधिक होती हैं और उतना ही अधिक प्रभाव उनके विपरीत चुंबकीय क्षेत्रों का परिमाण और दोलन की आवृत्ति पर पड़ता है। एल्युमीनियम जैसे गैर-चुंबकीय कंडक्टर में भार बढ़ने से इसका परिमाण कम हो जाता है क्योंकि लक्ष्य में प्रेरित क्षेत्र स्रोत प्रेरण क्षेत्र का विरोध करता है, शुद्ध आगमनात्मक प्रतिबाधा को कम करता है और इसलिए एक साथ दोलन आवृत्ति को उच्च बनाता है। लेकिन वह परिमाण कम प्रभावित होता है यदि लक्ष्य लोहे की तरह अत्यधिक चुंबकीय रूप से पारगम्य सामग्री है, क्योंकि उच्च पारगम्यता कुंडल अधिष्ठापन को बढ़ाती है, दोलन की आवृत्ति को कम करती है।

दोलन परिमाण में परिवर्तन एक साधारण आयाम मॉडुलन डिटेक्टर के साथ एक डायोड की तरह पता लगाया जा सकता है जो एक परावर्तक डीसी वोल्टेज मान उत्पन्न करने के लिए पीक वोल्टेज मान को एक छोटे फिल्टर में पास करता है, जबकि एक आवृत्ति परिवर्तन को कई प्रकार के आवृत्ति विभेदक सर्किटों में से एक द्वारा पता लगाया जा सकता है। , एक चरण लॉक लूप डिटेक्टर की तरह, यह देखने के लिए कि किस दिशा में और कितनी आवृत्ति में बदलाव होता है। या तो परिमाण परिवर्तन या आवृत्ति परिवर्तन की मात्रा एक निकटता दूरी को परिभाषित करने के लिए काम कर सकती है जिस पर सेंसर चालू से बंद हो जाते हैं, या इसके विपरीत।

आगमनात्मक सेंसर के सामान्य अनुप्रयोगों में मेटल डिटेक्टर, ट्रैफिक - लाइट , कार धुलाई और कई स्वचालित औद्योगिक प्रक्रियाएं शामिल हैं। क्योंकि संवेदक को भौतिक संपर्क की आवश्यकता नहीं होती है, यह उन अनुप्रयोगों के लिए विशेष रूप से उपयोगी है जहां पहुंच चुनौतियों को प्रस्तुत करती है या जहां गंदगी प्रचलित है।

ट्रैफिक सेंसर

सड़कों के एक चौराहे पर ट्रैफिक सिग्नल को नियंत्रित करने के लिए, एक इंडक्शन लूप # वाहन का पता लगाने को फुटपाथ में दफन किया जा सकता है। लूप से जुड़ा एक सर्किट इसके इंडक्शन में बदलाव का पता लगा सकता है जब कोई वाहन लूप के ऊपर से गुजरता है या रुकता है। इसका उपयोग वाहनों का पता लगाने और ट्रैफिक सिग्नल के समय को समायोजित करने या व्यस्त चौराहे पर टर्निंग सिग्नल प्रदान करने के लिए किया जा सकता है।

परमाणु चुंबकीय अनुनाद

इंडक्टिव सेंसर, जिसे (इस क्षेत्र में) NMR कॉइल या रेडियोफ्रीक्वेंसी कॉइल के रूप में भी संदर्भित किया जाता है रेडियोफ्रीक्वेंसी कॉइल, परमाणु चुंबकीय अनुनाद में परमाणु स्पिन पूर्वता से जुड़े विद्युत चुम्बकीय क्षेत्र के चुंबकीय घटक का पता लगाने के लिए उपयोग किया जाता है।

सही निकटता सेंसर का चयन

निकटता सेंसर का व्यापक रूप से विभिन्न उद्योगों में वस्तुओं का पता लगाने और सटीक माप प्रदान करने के लिए उपयोग किया जाता है। यह सुनिश्चित करने के लिए सही सेंसर चुनना महत्वपूर्ण है कि यह आपके विशिष्ट एप्लिकेशन में ठीक से काम करता है। निकटता सेंसर का चयन करते समय कई महत्वपूर्ण कारकों पर विचार किया जाना चाहिए।

सबसे पहले, यह निर्धारित करना महत्वपूर्ण है कि आपको कैपेसिटिव या इंडक्टिव प्रॉक्सिमिटी सेंसर की आवश्यकता है या नहीं। आगमनात्मक सेंसर धातु की वस्तुओं के लिए सबसे उपयुक्त होते हैं, जबकि गैर-धातु वस्तुओं के लिए कैपेसिटिव सेंसर अधिक उपयुक्त होते हैं।

निकटता संवेदक का डिज़ाइन एक और महत्वपूर्ण विचार है। निकटता सेंसर विभिन्न डिजाइनों में उपलब्ध हैं, जिनमें बेलनाकार और आयताकार/घन आकार शामिल हैं। डिजाइन का चुनाव आपके आवेदन की बढ़ती आवश्यकताओं और उपलब्ध स्थान पर निर्भर करेगा।

सेंसर का आकार भी महत्वपूर्ण है और इसका चयन वस्तु के आकार और बढ़ते स्थान के आधार पर किया जाना चाहिए। आपके आवेदन के लिए उपयुक्त व्यास या आकार वाला सेंसर चुनना आवश्यक है।

निकटता सेंसर में विभिन्न प्रकार के आउटपुट सिग्नल हो सकते हैं, जैसे पीएनपी, एनपीएन या दो-तार आउटपुट। आउटपुट प्रकार का चुनाव आपके एप्लिकेशन की आवश्यकताओं और आपके सिस्टम द्वारा स्वीकार किए जा सकने वाले इनपुट के प्रकार पर निर्भर करेगा।

स्विचिंग फ़ंक्शन एक अन्य महत्वपूर्ण विचार है, और निकटता सेंसर में या तो सामान्य रूप से खुला (NO) या सामान्य रूप से बंद (NC) स्विचिंग फ़ंक्शन हो सकते हैं। स्विचिंग फ़ंक्शन का विकल्प आपके आवेदन की आवश्यकताओं पर निर्भर करेगा।

बढ़ते विकल्प भी आवश्यक हैं, और निकटता सेंसर को फ्लश या गैर-फ्लश तरीके से लगाया जा सकता है। फ्लश माउंटिंग को प्राथमिकता दी जाती है जब सेंसर को तंग जगह में माउंट करने की आवश्यकता होती है, जबकि गैर-फ्लश माउंटिंग को प्राथमिकता दी जाती है जब सेंसर को दूरी पर वस्तुओं का पता लगाने की आवश्यकता होती है।

अंत में, निकटता सेंसर में या तो केबल या कनेक्टर-प्रकार के विद्युत कनेक्शन हो सकते हैं, और कनेक्शन प्रकार का चुनाव आपके आवेदन की आवश्यकताओं और आपके सिस्टम द्वारा स्वीकार किए जाने वाले इनपुट के प्रकार पर निर्भर करेगा।

इन कारकों पर विचार करके, आप वस्तुओं की विश्वसनीय और सटीक पहचान सुनिश्चित करते हुए, अपने एप्लिकेशन के लिए सही निकटता सेंसर का चयन कर सकते हैं।

जब हम सही प्रॉक्सिमिटी सेंसर का चयन कर रहे हैं तो ये महत्वपूर्ण विनिर्देश हैं जिन्हें हमें जानने की आवश्यकता है, और 50+ Proximity Terminology हैं जिन्हें आपको जानना आवश्यक है।

यह भी देखें

• सेंसर की सूची
• रैखिक चर अंतर ट्रांसफार्मर
• चुंबकीय प्रवाह मीटर
• चुम्बकीय अनुनाद इमेजिंग
• गैर विनाशकारी परीक्षण

संदर्भ

• Pavel Ripka, Magnetic Sensors and Magnetometers, Artech House Publishers
• S. Tumanski, Induction Coil Sensors - a Review
• C. Coillot et al., Signal modeling of an MRI ribbon solenoid coil dedicated to spinal cord injury investigations