راهنمای کامل انواع سنسورهای صنعتی | از سنسور القایی تا ترموکوپل

در دنیای امروز که اتوماسیون صنعتی با سرعت زیادی در حال گسترش است، سنسورها نقش حیاتی در جمع‌آوری اطلاعات و کنترل دقیق تجهیزات ایفا می‌کنند. بدون وجود سنسورها، کنترل دقیق و خودکار بسیاری از فرآیندهای صنعتی غیرممکن خواهد بود.

در این مقاله به‌صورت کامل و به زبان ساده، با چهار نوع پرکاربرد سنسور صنعتی آشنا می‌شویم:

• سنسور القایی (Inductive Sensor)
• سنسور نوری (Photoelectric Sensor)
• سنسور خازنی (Capacitive Sensor)
• سنسور دما (Temperature Sensor) شامل PT100 و ترموکوپل

📌 فهرست مطالب

1. سنسور چیست؟
2. معرفی سنسور القایی و کاربردها
3. سنسور نوری چگونه کار می‌کند؟
4. آشنایی با سنسور خازنی
5. سنسور دما چیست؟ (PT100 و ترموکوپل)
6. تفاوت انواع سنسورها
7. برندهای معتبر سنسور صنعتی
8. انتخاب سنسور مناسب برای پروژه
9. سوالات متداول

1. سنسور چیست؟

سنسور (Sensor) یک وسیله الکترونیکی است که تغییرات فیزیکی مانند دما، فاصله، نور، فشار یا حرکت را تشخیص داده و به یک سیگنال الکتریکی قابل‌فهم برای کنترلر (مثل PLC) تبدیل می‌کند.

2. سنسور القایی (Inductive Sensor)

✅ تعریف:

سنسور القایی نوعی سنسور بدون تماس است که برای تشخیص فلزات به‌کار می‌رود. این سنسور با استفاده از میدان مغناطیسی، وجود یا عدم وجود جسم فلزی را در فاصله‌ای مشخص تشخیص می‌دهد.

🔍 نحوه عملکرد:

1. یک میدان مغناطیسی نوسانی از سنسور ساطع می‌شود.
2. اگر جسم فلزی وارد میدان شود، جریان‌های گردابی در آن ایجاد می‌شود.
3. این جریان‌ها باعث تغییر در میدان می‌شوند و سنسور آن را تشخیص می‌دهد.

🔧 کاربردها:

• کنترل موقعیت فلزات در خطوط تولید
• شمارش قطعات فلزی
• شناسایی وضعیت درب‌ها یا محافظ‌ها
• قطع یا وصل اتوماتیک دستگاه‌ها

⚠️ محدودیت:

• فقط اجسام فلزی را تشخیص می‌دهد.

3. سنسور نوری (Photoelectric Sensor)

✅ تعریف:

سنسور نوری با ارسال و دریافت نور (معمولاً مادون قرمز) وجود یا عدم وجود اجسام را بدون تماس فیزیکی تشخیص می‌دهد.

🧠 انواع سنسور نوری:

1. نوع انعکاسی (Reflective): نور به جسم برخورد کرده و منعکس می‌شود.
2. فرستنده-گیرنده (Through Beam): نور بین یک فرستنده و گیرنده قرار دارد و قطع آن نشان‌دهنده حضور جسم است.
3. نوع Diffuse: بازتاب نور از خود جسم دریافت می‌شود.

🔧 کاربردها:

• شمارش محصولات در نوار نقاله
• تشخیص اجسام در بسته‌بندی
• ایمنی در ماشین‌آلات
• درب‌های اتوماتیک

⚠️ مزایا:

• برد بالا
• مناسب برای اجسام فلزی و غیر فلزی
• واکنش سریع

4. سنسور خازنی (Capacitive Sensor)

✅ تعریف:

سنسور خازنی مانند سنسور القایی عمل می‌کند اما قادر است هم فلزات و هم غیر فلزات مانند پلاستیک، شیشه، چوب یا حتی مایعات را تشخیص دهد.

🧠 نحوه عملکرد:

تغییر ظرفیت خازنی بین سنسور و جسم باعث فعال شدن سنسور می‌شود.

🔧 کاربردها:

• تشخیص پر بودن مخزن
• کنترل سطح مایعات یا مواد پودری
• شمارش قطعات غیر فلزی
• کنترل سطح بسته‌بندی‌ها

⚠️ مزایا:

• قابلیت تشخیص اجسام مختلف
• نصب ساده

5. سنسور دما (PT100 و ترموکوپل)

✅ تعریف:

سنسورهای دما برای اندازه‌گیری دمای محیط یا اجسام به کار می‌روند. در صنعت، دو نوع رایج داریم:

🔷 A. PT100

توضیح:

PT100 نوعی RTD (مقاومت دمایی) است که مقاومت آن با تغییر دما تغییر می‌کند. عدد 100 به معنی مقاومت 100 اهم در دمای 0 درجه سانتی‌گراد است.

مزایا:

• دقت بالا
• ثبات در طولانی‌مدت
• مناسب برای دمای -200 تا +600 درجه

کاربردها:

• صنایع غذایی
• داروسازی
• پتروشیمی

🔷 B. ترموکوپل (Thermocouple)

توضیح:

ترموکوپل از اتصال دو فلز متفاوت ساخته می‌شود و بر اساس اختلاف ولتاژ تولید شده در نقطه اتصال، دما را اندازه می‌گیرد.

انواع رایج:

• نوع K، J، T، E، N و…

مزایا:

• برد دمایی بالا (تا 1700 درجه)
• پاسخ سریع
• ارزان‌تر از PT100

کاربردها:

• کوره‌ها
• صنایع فولاد و ریخته‌گری
• کنترل دمای صنعتی

6. تفاوت و مقایسه انواع سنسورها

7. برندهای معتبر سنسور صنعتی

8. چطور سنسور مناسب انتخاب کنیم؟

برای انتخاب سنسور مناسب به این موارد توجه کن:

• نوع جسم (فلز، پلاستیک، مایع، شیشه)
• شرایط محیطی (رطوبت، گرد و غبار، حرارت)
• فاصله مورد نیاز برای تشخیص
• نوع خروجی (NPN, PNP, رله)
• دقت و سرعت پاسخ‌دهی
• برند و گارانتی

9. سوالات متداول (FAQ)

آیا می‌توان سنسور القایی را برای مواد غیر فلزی استفاده کرد؟

خیر، فقط برای تشخیص فلز کاربرد دارد.

ترموکوپل بهتر است یا PT100؟

PT100 دقت بالاتری دارد، اما ترموکوپل دامنه دمایی بیشتری را پوشش می‌دهد.

آیا سنسور نوری در فضای پر گرد و غبار هم کار می‌کند؟

در بعضی مدل‌ها با قابلیت فیلتر نوری یا سیستم‌های تمیزکننده، بله.

آیا می‌توان سنسورها را به PLC وصل کرد؟

بله، بیشتر سنسورهای صنعتی خروجی دیجیتال یا آنالوگ دارند و مستقیماً به ورودی‌های PLC متصل می‌شوند.

✍️ جمع‌بندی

سنسورها پایه اصلی اتوماسیون صنعتی هستند. انتخاب درست بین سنسور القایی، نوری، خازنی یا دما بستگی به نوع کاربرد، محیط عملیاتی و دقت مورد نیاز دارد. اگر به دنبال کنترل دقیق و هوشمند در صنعت، کشاورزی یا حتی خانه هوشمند هستید، شناخت سنسورها یک الزام است.