أنواع الحساسات التقاربية واستخداماتها المختلفة

حساس الاقتراب الاستقرائي

يعرف أيضًا بحساس القارب الحثّي، ويعتبر حساس التقارب الحثّي (بالإنجليزية: Inductive proximity sensor) جهازًا فعّالًا لاستشعار الأشياء على بُعد. يقتصر عمل هذا الجهاز على اكتشاف الأجسام المعدنية فقط، من خلال الاعتماد على المجالات المغناطيسية. يمكن تقسيم الحساسات التقاربية الحثيّة إلى فئتين رئيسيتين: الحساس المكشوف والحساس غير المكشوف. يتميز الحساس المكشوف بقدرته على الاستشعار لمسافات أطول مقارنةً بنظيره غير المكشوف، الذي يركز منطقة استشعاره في الأجزاء الأمامية فقط، بينما يغطي الحساس المكشوف جميع الاتجاهات. يتكون الحساس التقاربي الحثّي من أربعة مكونات رئيسية هي: ملف، مُذبذب، مُضخم إشارة، ودائرة تبديل نقاط الاستشعار.

يعتمد مبدأ عمل الحساس التقاربي الحثّي على إنتاج مجال مغناطيسي عبر التيارات الكهربائية التي تمر في الملف. وعندما يقترب جسم معدني من الحساس، ينتج تيارات دوامية (بالإنجليزية: Eddy currents) تؤدي إلى تغييرات في قوة المجال المغناطيسي المولد، وهذا يؤدي بدوره إلى تغيير نقاط الاستشعار للحساس. تُستخدم الحساسات التقاربية الحثيّة في مجالات متنوعة تشمل التطبيقات الصناعية، وآلات الأتمتة على خطوط الإنتاج، واستخدامات الأمن وكشف المعادن، وحقول الألغام. ولدى هذه الحساسات العديد من المزايا والعيوب، نذكر منها ما يلي:

حساسات التقارب السعوية

يُعتبر حساس التقارب السعوي (بالإنجليزية: Capacitive proximity sensor) جهازًا مثاليًا للتحسس عن بُعد، حيث يتميز بقدرته على استشعار العديد من المواد بما في ذلك المعادن وغير المعادن والسوائل والمواد المسحوقة والحبيبات. يعتمد هذا النوع من الحساسات على استشعار التغيرات في السعة (Capacity)، عن طريق توليد مجال كهربائي. عند اقتراب جسم من منطقة الاستشعار، فإن سعة المواسع (Capacitor: وهو جزء من الجهاز يتمدد عند الكشف عن جسم) تزداد، مما يؤدي إلى تغيير نقاط الاستشعار.

تستخدم حساسات التقارب السعوية في العديد من التطبيقات الصناعية، وخاصة في آلات الإنتاج وخطوط التعبئة لرصد مستويات السوائل. تتميز هذه الحساسة بمكونات تشمل مذبذب، مضخم إشارة، ودائرة تبديل نقاط الاستشعار، بالإضافة إلى لوحين: داخلي موصول بالمذبذب، وخارجي يستخدم كواجهة لاستشعار المواد. وتأتي حساسات التقارب السعوية مع العديد من المزايا والعيوب، نبرز أبرزها كما يلي:

حساسات التقارب الكهروضوئية

أسهمت حساسات التقارب الكهروضوئية (بالإنجليزية: Photoelectric sensors) في حل العديد من التحديات المحيطة بالعمليات الصناعية، حيث تُعتبر من الابتكارات الهامة في ظل التطور التكنولوجي المتسارع. يمكن لهذه الحساسات استشعار الأجسام التي يقل سُمكها عن 1 مم أو تبعد عن 60 م. تعتمد حساسات التقارب الكهروضوئية على مبدئ إرسال واستقبال الضوء وتتكون من:

• مصدر ضوء (مثل الثنائي الباعث للضوء LED أو ليزر الصمام الثنائي).
• مستقبل كاشف للضوء المُنبعث.
• مكونات إلكترونية لتحسين الإشارات المستقبلة.

ترسل حساسات التقارب الكهروضوئية شعاعًا من الضوء، سواء كان مرئيًا أو تحت حمراء، إلى المستقبِل. عندما يعترض جسم ما الطريق بين المُرسل والمستقبل، يتوقف الضوء عن الوصول إلى المستقبل، مما يعني وجود جسم في المنطقة. يستطيع المستخدم ضبط المستشعر تبعًا للوظيفة المطلوبة منه.

ما هي الحساسات التقاربية

تعرف الحساسات التقاربية أو المجسات التقاربية (بالإنجليزية: Proximity sensors) بأنها أجهزة قادرة على اكتشاف الأجسام أو الأهداف التي تقترب منها عند دخولها ضمن مجال استشعارها. تختلف طرق الاستشعار المستخدمة من جهاز لآخر بناءً على طبيعة المواد المعنية، حيث تعمل الحساسات بتقنيات مختلفة تشمل: المجالات المغناطيسية، أو الأشعة تحت الحمراء، أو الضوء، أو الصوت. ينتشر استخدام الحساسات التقاربية بشكل كبير في الهواتف، والسيارات الذاتية القيادة، ومحطات إعادة التدوير، والأنظمة المضادة للطائرات، وخطوط الإنتاج.

الخلاصة

تتعدد أنواع الحساسات التقاربية، وتستخدم هذه الأجهزة في الكشف عن المواد المعدنية وغير المعدنية بطرق تشغيل مختلفة، وهي تشكل جزءًا مهمًا من العديد من الأجهزة المحيطة بنا مثل الهواتف والسيارات.