Hvad er induktiv sensor?

En induktiv sensor – ofte kaldet en induktiv nærhedskontakt – er en berøringsfri omskifter, som registrerer tilstedeværelsen af metalgenstande ved hjælp af elektromagnetisk induktion. Da sensoren ikke behøver fysisk kontakt med emnet, undgår man mekanisk slid, og komponenten er derfor udbredt i styretavler, fordelingstavler og automatiserede maskiner, hvor høj oppetid, lang levetid og modstandsdygtighed over for støv og olie er vigtige krav.

Funktion og virkemåde

Inde i sensoren sidder en spole viklet omkring en ferritkerne. En integreret oscillator sender en højfrekvent vekselstrøm (typisk 100–400 kHz) gennem spolen, hvilket skaber et elektromagnetisk felt foran sensorfladen. Når et ledende – oftest ferro-magnetisk – objekt bevæger sig ind i feltet, dannes der hvirvelstrømme i metallet. Disse hvirvelstrømme slukker en del af energiindholdet i feltet, så oscillationens amplitude falder. Et demodulatorkredsløb overvåger spændingsfaldet, hvorefter et trigger-trin med indbygget hysterese omsætter ændringen til et binært signal. Output-trinet – NPN, PNP eller et totråds AC/DC-design – skifter herefter normalt mellem 0 V og 24 V DC og kan tilsluttes direkte til en PLC-indgang, relæspole eller sikkerhedsmodul.

Intern opbygning

Spole og ferritkerne: Danner det magnetiske felt.
Oscillator: Driver spolen ved en fast frekvens.
Demodulator og trigger: Afgør, hvornår signalet krydser tænd/sluk-grænsen, og indbygger typisk 5–15 % hysterese for at forhindre flimmer.
Output-trin: Transistorudgang (NPN/PNP) eller NAMUR-strømudgang; fås som NO eller NC.
Hus: Rustfrit stål, nikkelbelagt messing eller polymer; runde M8–M30 eller rektangulære varianter.
Tilslutning: Støbt kabel, M12-stik eller fjederklemmer for hurtig montage i tavler.

Vigtige specifikationer

Nominel koblingsafstand Sn: 1–40 mm afhængigt af husstørrelse.
Hysterese: Typisk 1–15 % af Sn; sikrer stabil funktion ved vibration.
Indbygningstype: Skærmet (flush) kan indbygges plant i metal; uskærmet (non-flush) kræver fri plads omkring fronten.
Forsyningsspænding: 10–30 V DC er standard; særlige modeller accepterer 90–250 V AC til eftermontage i ældre installationer.
Koblingsfrekvens: Op til flere kHz, hvilket gør sensoren velegnet til gearhjulstælling eller hastighedsmåling.
Kapslingsklasse: IP67 eller højere for vaskezoner; indbygget kortslutnings- og omvendt polaritet-beskyttelse er almindelig.

Typiske anvendelser

Slutpositionsfeedback på pneumatiske cylindre og linearslæder.
Detektion af metalemners tilstedeværelse i samleanlæg og pakkelinjer.
Omtelledetektion af tandhjul på motor- eller pumpeaksel.
End-of-travel signal i højcyklus-presser, hvor mekaniske kontakter hurtigt ville nedslides.
Sikkerhedsafbrydere i aggressive miljøer med støv, kølevæske eller sveisestænk.

Fordele for tavle- og maskinbyggere

Vedligeholdelsesfri: Ingen bevægelige dele, ingen kontaktforbrænding.
Høj pålidelighed: Immun over for støv, olie, fugt og stød.
Hurtig respons: Mikrosekunders reaktion muliggør præcis proceskontrol.
Kompakt: Slanke M8- eller M12-huse optager minimal plads i tæt pakkede maskiner.
Standardisering: Overholder IEC 60947-5-2, så sensorer fra forskellige fabrikater kan udskiftes én-til-én.

Begrænsninger

Kun metalgenstande: Plast, træ eller papir påvirker ikke feltet.
Rækkevidde afhænger af materiale: Ferromagnetiske stål giver fuld Sn; aluminium, kobber og messing reducerer typisk afstand til 60 % af den nominelle.
Temperaturdrift: Ekstreme temperaturer kan flytte koblingspunktet; nogle sensorer har temperaturkompensation.
Magnetisk krydstale: To tæt placerede sensorer kan påvirke hinanden; følg producentens anbefalede minimumsafstand.

Montage- og ledningsråd

Placer sensoren vinkelret på emnets bevægelsesretning for at få gentagelig koblingsafstand. Hold sensorkabler adskilt fra stærkstrømsledere og benyt eventuelt afskærmede kabler for at minimere elektromagnetisk støj. Tilspænd med det moment, producenten angiver, så gevindet i et M12-hus ikke overbelastes. I PLC-programmet vælges korrekt sourcing- (PNP) eller sinking-logik (NPN), og et kort inputfilter kan forhindre fejltriggere ved vibration.

Gennem forståelse af virkemåde, kernespecifikationer og korrekt installation kan elektrikere og automationsingeniører vælge den rette induktive sensor til nøjagtig, berøringsfri detektion i et bredt udsnit af industrielle applikationer.