Czujnik obecności i detekcji to urządzenie, które zwykle jest elementem większego układu. Rola czujnika ogranicza się do wychwytywania określonego sygnału z otoczenia, a następnie jego rejestracji oraz rozpoznania. Najpowszechniejsze są czujniki natężenia, napięcia i oporu elektrycznego, gdyż energię elektryczną łatwo jest zauważyć, zachować i przetworzyć.
Rodzaje czujników obecności
Pierwszy rodzaj opisywanych urządzeń to czujniki indukcyjne. Ich praca polega na wykrywaniu elementów metalowych znajdujących się w niedalekiej odległości od czujnika. Mechanizm funkcjonuje na zasadzie zmiany pola elektromagnetycznego w wyniku ruchu lub obecności metalowego modułu. Zmieniające się pole magnetyczne powoduje wytworzenie prądu wirowego w przewodniku. Następnie demodulator wykrywa inną amplitudę albo częstotliwość drgań. W ten sposób czujniki indukcyjne wykazują obecność elementów metalowych znajdujących się w zasięgu ich pracy.
Kolejnym rodzajem czujników detekcji są czujniki optyczne. Wysyłają oraz odbierają one wiązkę promieni świetlnych za pośrednictwem specjalnego nadajnika. Czujniki optyczne wykrywają zatem obiekty, które przecinają wiązkę świetlną pomiędzy nadajnikiem a odbiornikiem. Czujniki tego typu znajdują zastosowanie przede wszystkim przy szacowaniu poziomu cieczy oraz materiałów sypkich. Kontrolują także położenie ruchomych elementów maszyn. Mogą również podliczać ilość obrotów danego podzespołu. Czujnik obecności tego rodzaju charakteryzuje stosunkowo duży zakres pomiarowy.
Czujniki ultradźwiękowe możemy podzielić na trzy podgrupy: nadajnik, odbiornik i aparat nadawczo-odbiorczy. Czujnik ultradźwiękowy zamienia sygnał elektryczny w ultradźwięki za pomocą nadajnika. Natomiast odbiornik potrafi wykonywać czynność odwrotną, czyli zamieniać ultradźwięki w sygnał elektryczny. Aparat nadawczo-odbiorczy z powodzeniem realizuje obie te czynności. W tym przypadku zazwyczaj mierzy się czas, który upłynął pomiędzy wysłaniem sygnału a pojawieniem się echa. W ten sposób można z powodzeniem oszacować lokalizację danego obiektu.
Czujniki ultradźwiękowe składają się z kryształów zbudowanych z dipoli elektrycznych. Czujniki te stosuje się najczęściej w militariach, a także w medycynie.
Porównanie podstawowych rodzajów czujników obecności
Spośród wszystkich rodzajów czujników obecności i detekcji, najbardziej precyzyjne są te ultradźwiękowe. Z tego powodu wykorzystywane są one w medycynie, badaniach wojskowych czy przemyśle spożywczym. Czujniki optyczne posiadają natomiast większy zasięg pomiaru niż czujniki indukcyjne. Porównując czujniki detekcji, warto jednak pamiętać, iż różnią się one budową, precyzją pomiaru czy optymalnymi warunkami pracy, dlatego każdy z nich sprawdzi się w odmiennych dziedzinach badań czy procesach produkcyjnych.
Czujniki obecności zasadniczo dzielą się na czujniki indukcyjne, optyczne oraz ultradźwiękowe. W każdym z tych przypadków detekcja oraz pomiar przebiega w inny sposób i sprawdza się w odmiennych dziedzinach. Podzespoły tego typu zwykle są wydajne, bezpieczne, precyzyjne i mało awaryjne, dlatego cieszą się dużą popularnością.