Hoe werkt een inductieve sensor?

Een inductieve sensor detecteert metalen objecten contactloos met behulp van een elektromagnetisch veld. Zodra een metalen object dit veld nadert, verandert het veld in de sensor. De elektronica herkent deze verandering en schakelt de uitgang naar een PLC, machinebesturing of ander automatiseringssysteem.

Inductieve sensoren behoren tot de meest gebruikte sensoren binnen de industriële automatisering. Ze worden toegepast in machines, productielijnen, transportsystemen, handling systemen en robottoepassingen.

Door hun robuuste werking, lange levensduur en eenvoudige montage zijn inductieve sensoren vaak de eerste keuze wanneer metalen onderdelen betrouwbaar moeten worden gedetecteerd.

Maar hoe werkt een inductieve sensor precies? Welke materialen worden gedetecteerd? En waar moet u op letten bij selectie of vervanging?

Wat is een inductieve sensor?

Een inductieve sensor is een elektronische sensor die metalen objecten contactloos detecteert. Er is dus geen fysiek contact nodig tussen de sensor en het object.

Dat maakt inductieve sensoren geschikt voor toepassingen waar mechanische schakelaars sneller zouden slijten of vervuilen. Denk aan eindstanddetectie, positiedetectie, werkstukcontrole en aanwezigheidssignalering in machines.

Inductieve sensoren worden veel toegepast voor:

• Positiedetectie
• Eindstanddetectie
• Aanwezigheidscontrole
• Werkstukdetectie
• Machinebewaking
• Detectie op transportbanen
• Automatisering van productielijnen

Binnen machinebouw en industriële automatisering zijn inductieve sensoren vaak de standaardoplossing voor het detecteren van metalen onderdelen.

Het werkingsprincipe van een inductieve sensor

Een inductieve sensor bevat een spoel en een oscillator. Samen wekken deze een hoogfrequent elektromagnetisch veld op aan de actieve zijde van de sensor.

Zolang er geen metalen object in het detectiegebied aanwezig is, blijft dit veld stabiel.

Wanneer een metalen object het veld nadert, ontstaan er wervelstromen in het materiaal. Deze wervelstromen onttrekken energie aan het elektromagnetische veld. De sensor meet deze verandering en schakelt vervolgens de uitgang.

Dat uitgangssignaal kan worden gebruikt door een PLC, relais, IO-module, frequentieregelaar of machinebesturing.

Kort gezegd:

• De sensor maakt een elektromagnetisch veld.
• Een metalen object verstoort dit veld.
• De sensor herkent deze verandering.
• De uitgang schakelt naar de besturing.

Welke materialen detecteert een inductieve sensor?

Inductieve sensoren reageren uitsluitend op metalen materialen.

Voorbeelden zijn:

• Staal
• RVS
• Aluminium
• Messing
• Koper
• Gietijzer

Niet-metalen materialen zoals kunststof, hout, glas, papier en de meeste vloeistoffen worden niet gedetecteerd.

Moeten niet-metalen objecten worden waargenomen? Dan zijn vaak andere sensortypes geschikter, zoals capacitieve sensoren, optische sensoren of ultrasone sensoren.

Wat bepaalt de schakelafstand?

De schakelafstand is de afstand waarop de sensor een object betrouwbaar kan detecteren. Die afstand hangt niet alleen af van de sensor zelf, maar ook van het materiaal, de grootte van het object en de montage.

Materiaal van het object

De opgegeven schakelafstand is meestal gebaseerd op staal als referentiemateriaal. Andere metalen kunnen een lagere materiaalfactor hebben.

Aluminium, messing, koper en RVS worden vaak op een kortere afstand gedetecteerd dan staal. Daardoor kan een sensor in de praktijk minder ver schakelen dan op papier lijkt.

Grootte van het object

Een groter metalen object is eenvoudiger te detecteren dan een klein object. Wanneer het object kleiner is dan het actieve vlak van de sensor, kan de effectieve detectieafstand afnemen.

Bouwvorm van de sensor

Grotere sensoren hebben meestal een grotere schakelafstand. Een M30 inductieve sensor detecteert in de praktijk vaak verder dan een M8 of M12 sensor.

Veelvoorkomende bouwvormen zijn:

• M8
• M12
• M18
• M30
• Rechthoekige sensoren
• Compacte vlakke sensoren

Flush of non-flush montage

Bij inductieve sensoren is de montagevorm belangrijk. Vooral het verschil tussen flush en non-flush wordt in de praktijk vaak onderschat.

Flush montage

Een flush sensor kan verzonken in metaal worden ingebouwd. De sensor mag dus gelijk liggen met de metalen montageomgeving.

Voordelen:

• Compacte montage
• Goede mechanische bescherming
• Minder kans op beschadiging
• Geschikt wanneer weinig ruimte beschikbaar is

Non-flush montage

Een non-flush sensor moet vrijer worden gemonteerd en mag meestal niet volledig worden ingebouwd in metaal.

Voordelen:

• Grotere schakelafstand
• Geschikt wanneer meer detectiebereik nodig is
• Vaak beter bij grotere objectafstanden

De juiste keuze hangt af van de beschikbare ruimte, de gewenste detectieafstand en de metalen omgeving rondom de sensor.

Voordelen van inductieve sensoren

Bij het selecteren van een inductieve sensor zijn meerdere specificaties belangrijk. Alleen kijken naar de schakelafstand is meestal niet voldoende.

Inductieve sensor vervangen?

Moet een bestaande inductieve sensor worden vervangen? Let dan niet alleen op de diameter en schakelafstand.

Een sensor met dezelfde maat is niet automatisch elektrisch of functioneel gelijk. Controleer daarom altijd:

• PNP of NPN uitgang
• NO of NC schakelfunctie
• Voedingsspanning
• Connector of kabeluitvoering
• Pinbezetting
• Flush of non-flush montage
• Schakelafstand
• Lengte van de behuizing
• Omgevingstemperatuur en beschermingsklasse
• Beschikbare inbouwruimte

Bij vervanging is het verstandig om het huidige typenummer, een foto van de sensor, de aansluiting en de toepassing te controleren. Zo voorkomt u dat een sensor mechanisch past, maar elektrisch of functioneel niet goed werkt.

Indusen helpt bij het zoeken naar een passende vervanger of technisch gelijkwaardig alternatief.

Veelgemaakte fouten bij inductieve sensoren

In de praktijk ontstaan storingen vaak niet door de sensor zelf, maar door een verkeerde selectie of montage.

Veelgemaakte fouten zijn:

• Alleen naar de nominale schakelafstand kijken
• Flush en non-flush door elkaar halen
• PNP en NPN verkeerd kiezen
• NO en NC verwarren
• Geen rekening houden met RVS, aluminium of messing
• Een te klein object willen detecteren
• De sensor te dicht bij metaal monteren
• Geen rekening houden met trillingen, olie of vocht
• Connector of pinbezetting vergeten bij vervanging
• Te weinig marge nemen in de detectieafstand

Een goede sensorselectie begint daarom altijd bij de toepassing, niet alleen bij het typenummer.

Voordelen van inductieve sensoren

Inductieve sensoren zijn populair vanwege hun betrouwbare en onderhoudsarme werking.

Belangrijke voordelen zijn:

• Contactloze detectie
• Geen mechanische slijtage
• Hoge betrouwbaarheid
• Lange levensduur
• Bestand tegen stof, olie en vocht
• Hoge schakelfrequenties
• Geschikt voor zware industriële omgevingen
• Compact en eenvoudig te integreren

Hierdoor zijn inductieve sensoren zeer geschikt voor machinebouw, logistiek, handling systemen, productielijnen en industriële automatisering.

Wanneer kiest u geen inductieve sensor?

Een inductieve sensor is niet voor iedere toepassing de beste keuze. Wanneer niet-metalen objecten moeten worden gedetecteerd, of wanneer nauwkeurige afstandsmeting nodig is, kan een ander meetprincipe beter passen.

Alternatieven zijn bijvoorbeeld:

• Optische sensoren
• Laserafstandsensoren
• Ultrasone sensoren
• Capacitieve sensoren
• Eddy current sensoren
• LVDT verplaatsingssensoren

Voor zeer nauwkeurige afstands- en verplaatsingsmetingen op metalen objecten worden vaak eddy current sensoren gebruikt. Voor grotere lineaire verplaatsingen kunnen LVDT sensoren of lineaire meetsystemen beter geschikt zijn.

Typische toepassingen van inductieve sensoren

Inductieve sensoren worden onder andere toegepast voor:

• Positiebepaling van machineonderdelen
• Detectie van metalen werkstukken
• Eindstanddetectie van cilinders
• Aanwezigheidscontrole op transportbanen
• Positiemeting van bewegende delen
• Gereedschapsdetectie in machines
• Detectie van pallet- en transportsystemen
• Robotica en handling systemen

Door hun robuuste karakter zijn inductieve sensoren vaak de eerste keuze binnen industriële automatisering.

Hulp nodig bij het selecteren van een inductieve sensor?

Het kiezen van de juiste inductieve sensor hangt af van de toepassing, montage, detectieafstand, uitgang, aansluiting en omgeving.

Bij Indusen ondersteunen wij OEM’s, machinebouwers en engineers bij het selecteren en vervangen van inductieve sensoren. Daarbij kijken wij niet alleen naar het typenummer, maar naar de volledige toepassing.

Wilt u een bestaande inductieve sensor vervangen of zoekt u een geschikte sensor voor een nieuwe machine? Stuur ons dan bij voorkeur:

• Het huidige typenummer
• Een foto van de sensor
• Een foto van de aansluiting
• De gewenste detectieafstand
• Informatie over het object en de omgeving

Dan kijken wij mee naar een passende sensor of een technisch gelijkwaardig alternatief.