Turck lancerer induktiv sensor med teknologi fra metaldetektorer
Tyske Turck har med sine Uprox+ sensorer skabt en familie af induktive sensorer, som bryder med vanetænkningen inden for aftastning af metalliske emner, giver væsentligt længere tasteafstande og låner teknologien fra metaldetektorerne. Sensorerne fra Turck bliver i Danmark forhandlet af Hans Følsgaard A/S.
Men hvad har vores blodige historie med fredelig, industriel produktion at gøre? Jo, tyske Turck har i høj grad fået cementeret sin position på markedet for induktive sensorer med en teknologi, som på mange måder låner fra metaldetektorerne. Modsat tidligere versioner af induktive sensorer, så er Uprox+ familien fra Turck fri for ferritkerner, og dermed bryder sensorerne også med de klassiske magnetiske aftastningsprincipper.
Uprox+ sensorerne er i stedet opbygget på med et antal antenner, som modtager et oscillerende signal fra sensorernes indbyggede elektronik og som udgang giver et renset signal, der trækker et relæ som enten åbent eller lukket kontaktsæt. Grundlæggende har det et par indlysende fordele, nemlig at den induktive aftastning kan taste over pænt store afstande – op til næsten en håndsbredde – uanset metallet, og systemet er ufølsomt over for den elektromagnetiske støj, der ofte er i et produktionsmiljø. Og forresten: Da jern og kobber idag er blevet til dyre råstoffer, så er det også en økonomisk fordel, at Turck med Uprox+ har sparet begge disse materialer væk fra designet. I stedet har den tyske producent brugt midlerne på at give en robust og driftsikker aftastning.
Syv års erfaring indbygget i de nyeste typer
Uprox+ blev faktisk præsenteret på Hannover Industrimesse helt tilbage i 2005, hvor tasteafstande på op til tre centimeter blev garanteret, men på et besøg på fabrikken i Halver blev en opstilling med følerafstand på fem centimeter demonstreret. Under almindelige forhold og et emne af jern kan afstanden være bedre end den garanterede, og når Turck lover tre centimenter, gælder det for alle metalliske emner - og ikke nødvendigvis jern. Ifølge direktør Christian Wolf fra Hans Turck GmbH & Co kræver en sikker aftastning blot een eller anden form for metal, som kan bryde feltet mellem antennerne i Uprox+ sensorerne.
Føleren fungerer principielt via printspoler (antenner) trykt direkte på printpladen, og dermed slipper man for at anvende en jern-kerne. Med to sendespoler placeret ovenpå to modtagerspoler på en printplade opnås en bedre effekt end med den gammeldags løsning med viklinger omkring en jernkerne.
Symmetrien er i den forbindelse det vigtige. På grund af symmetrien fjernes spændingsforskelle og følsomhed over for udefra kommende elektrisk eller elektromagnetisk støj. Det magnetiske felt er oscillerende og danner en hvirvelstrøm i emnet, der så igen påvirker modtager spolerne. Spændingsforskellen induceret i modtager spolen afhænger af afstanden til emnet og evnen til at måle herpå begrænser afstanden. Men ved at anvende en fastlagt spænding bliver det mere enkelt at se på forskelle.
Ved at anvende den symmetriske opstilling uden jernkerne reduceres interferensen og signaldifferencen øges med 5 til 10 gange set i forhold til klassiske løsninger med jernkerne eller 3-spole opstillinger. Faktor 1-standard sikrer maksimal tasteafstand, uanset om sensoren bruges i forbindelse med jern, rustfrit stål, kobber, aluminium eller messing.
I forbindelse med designet af Uprox+ har Turck konstateret, at man umiddelbart kunne vælge mange forskellige designs af sensorerne, blot symmetrien blev opretholdt. Det har medført udviklingen af en hel serie med mange forskellige løsninger, der alle har en ekstremt høj funktionssikkerhed, så Turck siden introduktionen i 2005 har udviklet brugsspecifikke løsninger, som passer til et utal af aftastningsformål i industrien.
Rationel og fleksibel anlægsopbygning
Induktive sensorer er i konventionel forstand ret uinteressante. De har indgået i de fleste automatiserede produktionsanlæg de seneste 25 år og har ikke gennemgået nogen stor udvikling i den tid - og derfor har den induktive sensor haft teknologiske begrænsninger i den moderne produktion.
Den største begrænsning ved konventionel, induktiv sensorteknologi er, at den nominelle tasteafstand kun er på få millimeter. Og denne tasteafstand er vel at mærke kun nominel på almindeligt jern, hvorimod den falder med op til 65 procent ved brug på metaller med dårligere magnetiske egenskaber såsom eksempelvis rustfrit stål og aluminium.
Med den nye teknologi vil én sensor kunne løse opgaver, som hidtil har krævet mange forskellige typer traditionelle sensorer. Dermed kan antallet af sensorer til brug for drift og vedligehold af et givent produktionsanlæg reduceres markant.
Et eksempel fra bilindustrien viser, at for drift og vedligehold af et typisk produktionsanlæg vil antallet af forskellige sensorer kunne reduceres fra cirka 200 til cirka 40 uden af miste funktionalitet.
Ford, der er én af verdens største bilproducenter, har på nuværende tidspunkt besluttet at indføre Uprox+ på samtlige fabrikker i koncernen – og mange andre industrivirksomheder følger nu i kølvandet på Ford og de andre pionerer inden for brugen af Turck robuste sensorer. Målgruppen er stort set alle former for industri, men selv inden for mere kommerciel anvendelse som eksempelvis forlystelsesparker og butikscentre giver den nye sensorteknologi mulighed for øget produktivitet.
Den nye konstruktion giver - udover langt bedre tasteegenskaber - også et langt mere stabilt spolesystem, der endda som ekstra fordel åbner op for helt nye byggeformer af sensoren. I dag er uprox+ tilgængelig i de traditionelle byggeformer som rektangulære eller som cylindriske M-gevind sensorer; men uprox+ giver mulighed for hvilken som helst tænkelig byggeform i fremtiden.
Blandt de klare fordele ved Uprox+ familien er den større frihed ved montage af sensoren, idet sensoren ikke behøver være "friholdt" i forhold til metal, som øvrige induktive sensorer, men reelt kan monteres direkte op af/på en metalflade.
Det er en løsning giver også maskinkonstruktører stor frihed i udviklings- og designfasen. Ikke blot får man en øget funktionalitet af sensoren, men også flere muligheder for den ideelle montage. Med den nye induktive sensor øges friheden for montage i stedet for at være begrænset af sensorens uønskede egenskaber. Samtidigt kan Turcks Uprox+ sensorer leveres i IP68-kapslede udformninger, så de kan monteres i selv meget kritiske, industrielle miljøer.
De nye Uprox+ sensorer kan erstatte de fleste konventionelle sensorer som findes i dag. Dette betyder, at kunden i første omgang kan forenkle sine styklister, ligesom indkøbs- og logistikarbejdet vil blive simplificeret. Senere vil man desuden kunne spare store udgifter til indkøb af reservedele til drift og vedligehold.
