الحساسات الكهربائية الأكثر استخداماً في الأتمتة الصناعية

يكمن مفتاح الصناعة الذكية أو الأتمتة الصناعية في جمع البيانات والمعلومات. الحساسات هي النهايات العصبية للصناعة الذكية. يتم استخدامها لجمع البيانات وتوفير دعم البيانات الأساسية لبناء الصناعة الذكية. سنتعرف في هذا المقال على أهم الحساسات الصناعية، و آلية عملها.

الحساسات الصناعية الذكية المستخدمة في الصناعة:

في الأتمتة الصناعية ، تلعب الحساسات دورًا حيويًا في جعل الإنتاج ذكيًا ومؤتمتًا. يسمح ذلك للأشخاص بمراقبة وتحليل ومعالجة التغييرات المختلفة التي تحدث في موقع التصنيع الصناعي ، مثل التغيرات في درجة الحرارة والحركة والضغط والارتفاع والخارجية والأمان.

تحتوي كل عملية أو حالة بيئية تقريبًا على الحساس المناسب. يدمج المستشعر الذكي تكييف الإشارة وتكنولوجيا MEMS والبرامج الثابتة ، وذلك لتلبية احتياجات الإدراك سهلة الاستخدام ومنخفضة التكلفة لمهندسي التصميم الصناعي ، وتقليل عبء التطوير على مهندسي التصميم بشكل كبير.

أنواع الحساسات الصناعية:

فيما يلي الأنواع المختلفة لأجهزة الاستشعار الصناعية(الحساسات) المستخدمة بشكل شائع في الأتمتة:

حساسات الحرارة الصناعية:

في الإنتاج الصناعي ، تعد درجة الحرارة هي أكثرالعوامل الفيزيائية التي يتم قياسها بشكل متكرر ، ويمكن استخدام أجهزة استشعار مختلفة للقياس. مستشعر درجة الحرارة هو جهاز يجمع معلومات حول درجة الحرارة من البيئة ويحولها إلى قيم محددة. من بينها ، أجهزة استشعار درجة الحرارة الرقمية وأجهزة استشعار درجة الحرارة والرطوبة هي الأكثر استخدامًا في الأتمتة الصناعية.

تحتوي المتحكمات التي تستقبل القياسات التي يسجلها حساس الحرارة على: محول رقمي/تشابهي، و واجهة اتصال قياسية RS-232 أو 485. فبعد معالجة البيانات القادمة من الحساس، يتم تحويلها إلى إشارات تيار أو إشارات جهد مرتبطة خطيًا بدرجة الحرارة.

تستخدم مستشعرات درجة الحرارة على نطاق واسع في العديد من الصناعات ، مثل الصناعة الطبية ، والصناعة ، وصناعة الأغذية ، ومحطة الطاقة الكهرومائية ، وصناعة البتروكيماويات ، وصناعة المعادن ، والطباعة ، وصناعة الأدوية والصباغة وغيرها من الصناعات التي لها تطبيقات.

حساسات الضغط:

مستشعر الضغط هو جهاز يمكنه استشعار إشارة الضغط وتحويل إشارة الضغط إلى إشارة خرج كهربائية قابلة للاستخدام وفقًا لقاعدة معينة. يتكون مستشعر الضغط عادة من عنصر حساس للضغط ووحدة معالجة إشارة.

تُستخدم مستشعرات الضغط لمراقبة خطوط الأنابيب وإرسال تسريبات أو إنذارات غير طبيعية إلى نظام الحوسبة المركزي لتذكير المشرفين بالحاجة إلى الصيانة والإصلاحات.

هو أكثر أجهزة الاستشعار استخدامًا في الممارسة الصناعية. يستخدم على نطاق واسع في بيئات الأتمتة الصناعية المختلفة ، بما في ذلك الحفاظ على المياه والطاقة الكهرومائية ، والنقل بالسكك الحديدية ، والمباني الذكية ، وأتمتة الإنتاج ، والفضاء ، والجيش ، والبتروكيماويات ، وآبار النفط ، والطاقة ، وبناء السفن ، وأدوات الآلات ، وخطوط الأنابيب والعديد من الصناعات الأخرى.

الحساسات الصناعية لقياس مستوى السائل:

حساسات المستوى هي جهاز يستخدم لمراقبة مستوى السوائل (المواد الصلبة في بعض الأحيان) والحفاظ عليه وقياسه. بمجرد اكتشاف مستوى السائل ، يقوم المستشعر بتحويل البيانات المحسوسة إلى إشارات كهربائية. مستشعر مستوى السائل هو جهاز يستخدم لتحديد مستوى السائل المتدفق في نظام مفتوح أو نظام مغلق.

يمكن تقسيم قياس مستوى السائل إلى قياس مستمر وقياس مستوى النقطة. يتم استخدام مستشعر مستوى السائل المستمر لقياس مستوى السائل بدقة ، ولكن نتيجة القياس صحيحة. يتم استخدام مستشعر مستوى النقطة لتحديد ما إذا كان مستوى السائل مرتفعًا أم منخفضًا.
تطبيق مستشعرات المستوى: يستخدم بشكل أساسي في التصنيع وصناعة السيارات ، ولكن يمكن العثور عليه أيضًا في العديد من الأجهزة المنزلية ، مثل صانعات الثلج في الثلاجة ، والغسالات ، ومن الضروري منع مستوى السائل من كونها عالية جدًا بحيث لا يمكن تجاوزها كثيرًا. يحتاج سخان المياه إلى تجديد المياه تلقائيًا عندما يكون مستوى السائل في خزان المياه الداخلي منخفضًا جدًا ، ويحتاج المرحاض إلى الاحتفاظ بالمياه في خزان المياه لتحديد التسرب أو تحديد مستوى السائل.

مجسات الأشعة تحت الحمراء أيضاً أحد الحساسات الصناعية:

هو جهاز يستخدم الأشعة تحت الحمراء لمعالجة البيانات. الأشعة تحت الحمراء تسمى أيضًا ضوء الأشعة تحت الحمراء. لها خصائص مثل الانعكاس والانكسار والتشتت والتداخل والامتصاص. يمكن لأي مادة ، طالما أنها تحتوي على درجة حرارة معينة (فوق الصفر المطلق) ، أن تشع الأشعة تحت الحمراء.

لا يكون مستشعر الأشعة تحت الحمراء على اتصال مباشر بالجسم المقاس أثناء القياس ، لذلك لا يوجد احتكاك ، وله مزايا الحساسية العالية والاستجابة السريعة. يمكن لمستشعر الأشعة تحت الحمراء التحكم في تشغيل جهاز القيادة. غالبًا ما تستخدم مستشعرات الأشعة تحت الحمراء لقياس درجة الحرارة غير المتلامسة وتحليل تكوين الغاز والاختبار غير المدمر.

استخداماته: تستخدم على نطاق واسع في مجالات الطب والجيش وتكنولوجيا الفضاء والهندسة البيئية. تُستخدم أيضًا مستشعرات الأشعة تحت الحمراء المدمجة مع حلول إنترنت الأشياء الصناعية في صناعات أخرى.

الحساسات البصرية:

يعتمد المستشعر البصري على المبدأ البصري للقياس. لديها العديد من المزايا ، مثل القياس غير المتصل وغير المدمر ، وتقريباً عدم التداخل ، والإرسال عالي السرعة ، والتحكم عن بعد. وهي تشمل بشكل أساسي أجهزة الاستشعار والأدوات البصرية مثل أدوات القياس البصرية العامة ، ومقاييس التداخل بالليزر ، والشبكات ، والمشفرات ، والألياف البصرية. في التصميم ، يتم استخدامه بشكل أساسي لاكتشاف ما إذا كان الكائن المستهدف يظهر ، أو لإجراء مختلف اكتشاف حركة الأتمتة الصناعية.

تستخدم على نطاق واسع في أماكن الأتمتة الصناعية مثل الاتصالات السلكية واللاسلكية ، والمصاعد ، والبناء ، والرعاية الصحية ، وأنظمة الأمن.

مستشعرات أو حساسات الدخان:

يمكن لجهاز استشعار الدخان اكتشاف كمية كبيرة من الدخان المتولد أثناء الحريق وإرسال إشارة إنذار في الوقت المناسب. يستخدم الكاشف تحكم MCU ، والذي يمكن أن يحكم بذكاء على الدخان المتولد أثناء الحريق والإنذار. جهاز استشعار الدخان هو جهاز استشعار لا غنى عنه في بيئة الإنتاج الصناعي القابلة للاشتعال والانفجار. عندما يتم دمج مستشعرات الدخان مع حلول إنترنت الأشياء الصناعية ، يمكن إبلاغ الفريق المعني حتى بأقل تسرب للغاز أو حريق طفيف ، وبالتالي تجنب الكوارث الكبرى.

تستخدم على نطاق واسع في التدفئة والتهوية وتكييف الهواء ، ومراقبة مواقع البناء ، والوحدات الصناعية ذات الاحتمالية العالية للحريق وتسرب الغاز.

الحساسات الصناعية MEMS:

مستشعر MEMS هو نوع جديد من أجهزة الاستشعار يتم تصنيعه باستخدام الإلكترونيات الدقيقة وتكنولوجيا الآلات الدقيقة. بالمقارنة مع المستشعرات التقليدية ، فهي ذات حجم صغير ، واستهلاك منخفض للطاقة ، وموثوقية عالية ، ومناسبة للإنتاج بالجملة. تم دمج مستشعر الحركة MEMS مع تقنية ZigBee اللاسلكية لإجراء تفاعلات مجسمة أثناء العمل مع الجهاز. يسمح حجم الميزة بترتيب الميكرومتر لها بأداء وظائف لا يمكن تحقيقها بواسطة بعض المستشعرات الميكانيكية التقليدية.

تطبيق مستشعرات MEMS: كجهاز رئيسي للحصول على المعلومات ، لعبت حساسات MEMS دورًا كبيرًا في تصغير أجهزة التحسس المختلفة. لقد تم استخدامها في الأقمار الصناعية الفضائية ومركبات الإطلاق ومعدات الفضاء والطائرات والمركبات المختلفة والخاصة وقد تم استخدامها على نطاق واسع في مجالات الطب والإلكترونيات الاستهلاكية.

اقرأ المزيد عن الحساسات الصناعية:

حساس الحرارة الصناعي البيرومترpyrometer

الحساس التقاربي(Proximity switch) و الحساس التقاربي المغناطيسي