أنواع الحساسات التقاربية ووظائفها

حساس الاقتراب الاستقرائي

يُعرف باسم حساس القارب الحثّي، ويُصنف حساس التقارب الحثّي (بالإنجليزيّة: Inductive proximity sensor) أنه أحد الأجهزة التي تقوم بالاستشعار عن بُعد، ويقتصر عمل الحساس التقاربي الحثّي على استشعار الأجسام المعدنية فقط باستخدام المجالات المغناطيسيّة، ويُمكن تصنيف الحساسات التقاربيّة الحثيّة إلى نوعين هما: الحساس المكشوف، والحساس غير المكشوف، بحيث يستشعر الحساس المكشوف لمسافات أطول من الحساس غير المكشوف، في حين تتركز منطقة استشعار الحساس غير المكشوف في الأمام فقط، على عكس الحساس المكشوف الذي يستشعر من جميع الأطراف، ويتكون الحساس التقاربي الحثي من 4 أجزاء رئيسيّة، وهي: ملف، مُذبذب، ومُضخم إشارة، ودائرة تبديل نقاط الاستشعار للحساس.

يعتمد مبدأ عمل الحساس التقاربي الحثّي على توليد المجال المغناطيسي من خلال التيارات الكهربائية التي تمر بالملف، فعند اقتراب جسم معدني من الحساس التقاربي الحثّي تتولد تيارات دواميّة (بالإنجليزيّة: eddy currents) مُحدثةً تغّير في قيمة المجالات المغناطيسيّة التي يولّدها الملف، وبالتالي يُغيّر الحساس نقاط الاستشعار الخاصة به، ويَشيع استخدام الحساسات التقاربيّة الحثيّة في العديد من المجالات، منها: الاستخدامات الصناعية، وآلات الأتمتة في خطوط الإنتاج، والاستخدامات الأمنيّة، وكشف المعادن، وحقول الألغام، ولأجهزة الاستشعار الحثّي العديد من الإيجابيات والسلبيات نذكر بعضها في ما يأتي:^[١]

حساسات التقارب السعوية

يُصنف حساس التقارب السِعوي (بالإنجليزيّة: Capacitive proximity sensor) من الأجهزة التي تُستخدم للاستشعار عن بُعد، ويتميّز بقدرته على استشعار المواد جميعها بما في ذلك المعادن وغير المعادن، والسوائل والمساحيق والحبيبات من خلال استشعار التغيّر في السعة (Capacity)، عبر توليد الحساس التقاربي السعوي مجالًا كهربائيًا؛ وعند استشعار دخول جسم ما في منطقة الاستشعار المُخصصة للحساس، تزداد سعة المواسع (Capacitor: وهو جزء من الجهاز يتوسع عن استشعار جسم ما)، ممّا يؤدي إلى تغيير وضعية نقاط الاستشعار.^[١]

تُستخدم حساسات التقارب السعوية في المجالات الصناعيّة، والآلات الإنتاج، وخطوط التعبئة لكشف مستويات السائل، وتتكون حساسات التقارب السعويّة من مذبذب، مضخم إشارة، ودائرة تبديل نقاط الاستشعار للحساس، ولوح داخلي موصول مع المُذبذب، ولوح خارجي موصول يُستخدم كسطح للاستشعار، وتمتلك حساسات التقارب السعوية العديد من الإيجابيات والسلبيات، من أهمها ما يلي:^[١]

حساسات التقارب الكهروضوئية

عالجت حساسات التقارب الكهروضوئية (بالإنجليزيّة: Photoelectric sensors) العديد من المشكلات التي لطالما واجهت العمليات الصناعيّة لفترات طويلة، فكانت ابتكارًا رائعًا في ظل التطوّر التكنولوجي السريع، بحيث يستطيع حساس التقارب الكهروضوئي باستشعار الأجسام التي يقل سُمكها عن 1 مم، أو يقل بُعدها عن 60 م، وتعتمد حساسات التقارب الكهروضوئي على مبدأ إرسال الضوء واستقباله، ويتكوّن هذا النوع من الحساسات من:

• مصدر باعث للضوء (الثنائي الباعث للضوء LED، أو ليزر الصمام الثنائي Laser diode).
• مُستقبِل كاشف للضوء المُنبعث.
• بعض القطع إلكترونيّة لتضخيم الإشارة التي تُستقبل.

يُرسل حساس التقارب الكهروضوئي الشُعاع بأنواعه سواء كان ذلك ضوءًا مرئيًّا أو أشعة تحت الحمراء إلى المُستقبِل، فعند وقوع جسم ما بين كل من الجهاز المُرسل والمُستقبِل، فلن يصل الضوء الخارج من المُرسل إلى المُستقبِل، وهذا يعني أنّ جسمًا ما قد وقع بينهما، ويُمكن ضبط المُستشعر وفقًا للعمل الذي سيُستخدم لأجله من قِبل الشخص المُستخدِم.^[٢]

ما هي الحساسات التقاربية

تُعرّف الحساسات التقاربيّة أو المجسات التقاربيّة (بالإنجليزيّة: Proximity sensors) بأنّها أجهزة قادرة على استشعار الأجسام أو الأهداف التي تقترب منها فور دخولها ضمن مجال الاستشعار الخاص بهذه الأجهزة، وتختلف طُرق الاستشعار المُستخدمة من جهاز إلى آخر بحسب نوع وطبيعة المواد المُراد استشعارها، وتعمل الحساسات باستخدام كل من: المجالات المغناطيسيّة، أو الأشعة تحت الحمراء، أو الضوء، أو الصوت، وتنتشر الحساسات التقاربيّة بصورة كبيرة في: الهواتف، والسيارات ذات القيادة الذاتية، ومحطات إعادة التدوير، والأنظمة المضادّة للطائرات، وخطوط التجميع الإنتاجيّة، ويجدر بالذكر أنّ أكثر المُستشعرات شيوعاً هما: المستشعر الحَثّي، والمستشعر السِعَوي.^[٣][٤]

الخلاصة

توجد عدة أنواع للحساسات التقاربية، وهي أجهزة استشعار تستخدم للكشف عن المواد المعدنية وغير المعدنية، وتوجد عدة طرق لعملها، وتوجد في العديد من الأجهزة التي تحيط بنا كالهواتف والسيارات.

المراجع

1. ^ ^{أ ب ت} "All about Proximity Sensors: Which type to use?", seeedstudio, Retrieved 16/6/2021. Edited.
2. ↑ Thomas A. Kinney (1/9/2001), "Proximity Sensors Compared: Inductive, Capacitive, Photoelectric, and Ultrasonic", machinedesign, Retrieved 16/6/2021. Edited.
3. ↑ Danny Jost (9/7/2019), "What is a proximity sensor?", fierceelectronics, Retrieved 16/6/2021. Edited.
4. ↑ Thomas A. Kinney (1/9/2001), "Proximity Sensors Compared: Inductive, Capacitive, Photoelectric, and Ultrasonic", machinedesign, Retrieved 16/6/2021. Edited.