ในปัจจุบันมีการประยุกต์ใช้เทคโนโลยีใหม่ๆ เข้ามาในงานอุตสาหกรรม โดยเฉพาะระบบอัตโนมัติ (Automation) ในไลน์การผลิต บทบาทของ เซ็นเซอร์ จึงเพิ่มสูงขึ้นจนกลายเป็นปัจจัยสำคัญอย่างหนึ่งที่ขาดไม่ได้ เพื่อเพิ่มประสิทธิภาพในการตรวจสอบ การตรวจวัดค่าต่างๆ ที่เกิดขึ้นในไลน์การผลิต ซึ่งในบทความนี้จะพาคุณไปรู้จักหลักการทำงานและจุดเด่นของเซนเซอร์ประเภทต่างๆ
เซนเซอร์ (SENSOR) คืออะไร ?
อุปกรณ์ วงจร หรือ ระบบที่ทําหน้าที่ตรวจวัดการเปลี่ยนแปลงคุณสมบัติ หรือลักษณะของสิ่งต่างๆ โดยรอบวัตถุเป้าหมาย เช่น การเปลี่ยนแปลงตำแหน่ง รูปร่าง ความยาว ความสูง และการกระจัด แล้วนำข้อมูล (Big Data) ที่ได้จากการตรวจวัดเข้าสู่กระบวนการแจกแจง และวิเคราะห์พฤติกรรมของการเปลี่ยนแปลง นอกจากนี้ยังมีส่วนช่วยในการทำนายและป้องกันเหตุการณ์ในอนาคต หากมีการใช้โปรแกรมช่วยในการตรวจสอบ (Preventive maintenance)
Proximity Sensor
พร็อกซิมิตี้เซ็นเซอร์ (Proximity Sensor) เป็นอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ที่สามารถตรวจจับวัตถุได้โดยไม่ต้องสัมผัสกับวัตถุโดยตรงทำให้ไม่เกิดรอยหรือการชำรุดเสียหายของชิ้นงาน ซึ่งจะอาศัยหลักการทำงานจากสนามไฟฟ้าและสนามแม่เหล็กบริเวณด้านหน้าของอุปกรณ์ เมื่อเซ็นเซอร์อยู่ใกล้กับวัตถุเป้าหมายมันจะส่งสัญญาณควบคุมออกมา เนื่องจากพร็อกซิมิตี้เซ็นเซอร์มีคุณสมบัติการตรวจจับวัตถุในระยะใกล้หรือไกลได้รวดเร็วแม่นยำ ทนต่อความร้อน แรงกระแทกหรือการขีดข่วนได้ดี และมีอายุการใช้งานที่ยาวนาน จึงมีหลายรูปทรงให้ได้เลือกใช้งานทั้งรูปทรงกระบอก รูปทรงสี่เหลี่ยม และรูป
ทรงอื่นๆ อีกทั้งพร็อกซิมิตี้เซ็นเซอร์ยังนิยมนำมาประยุกต์ใช้งานในภาคอุตสาหกรรมกันเป็นจำนวนมาก อาทิเช่น การตรวจจับชิ้นงานที่ไม่สมบูรณ์ ตรวจจับความเร็วรอบ ตรวจจับสิ่งของ ตรวจจับกล่องเพื่อนับจำนวน ตรวจจับระดับน้ำในถังพลาสติก เป็นต้น
Photoelectric sensor
Photoelectric sensor คือเซนเซอร์ที่ใช้ลำแสงในการตรวจจับวัตถุทั้งแบบที่มองเห็นและมองไม่เห็น มีจุดเด่นในด้านความรวดเร็วในการตรวจจับ การทำงานที่ไม่จำเป็นต้องสัมผัสตัววัตถุ รวมถึงระยะของเซนเซอร์ที่มากกว่าเซนเซอร์รูปแบบอื่นๆ ความโดดเด่นในด้านการตรวจจับนี้ก่อให้เกิดการใช้งานมากมาย ทั้งในระบบอุตสาหกรรมและร้านค้า การเข้าใจระบบการทำงานของ Photoelectric Sensor ให้ดีก่อนใช้งานจึงเป็นความจำเป็นอย่างยิ่ง เพื่อการทำงานที่เต็มประสิทธิภาพ รวมถึงการเลือกใช้ Photoelectric Sensor ให้เหมาะสมกับอุตสาหกรรมและองค์กร
พื้นฐานของ Photoelectric Sensor คือการใช้งานสัญญาณแสงที่ส่งออกมาจากตัวส่ง (Emitter) สู่ตัวรับ (Reciever) หากมีวัตถุมาขวางการรับส่งสัญญาณแสงนั้น ตัวเซนเซอร์ก็จะทำการส่งสัญญาณข้อมูลเข้าสู่เครื่องจักรที่ทำงานคู่กัน ให้ทำการดำเนินงานที่ถูกตั้งค่าไว้
Photoelectric sensor มีการแบ่งรูปแบบการทำงานออกเป็น 3 รูปแบบใหญ่ๆ คือ Opposed, Retroreflective และ Proximity ซึ่งมีจุดเด่นจุดด้อยแตกต่างกันออกไป และภายใน Proximity mode ยังแบ่งรูปแบบย่อยลงไปอีกสำหรับการทำงานที่ละเอียด่อนยิ่งขึ้น โดยการทำงานทั้งหมดนั้นมีรายละเอียดดังต่อไปนี้
1.Opposed mode
Opposed mode คือการที่อุปกรณ์ส่งสัญญาณแสง (Emitter) และอุปกรณ์รับสัญญาณ (Receiver) ถูกตั้งอยู่ตรงข้ามกัน โดยทาง Receiver จะรับรู้ได้ว่ามีวัตถุผ่านหากลำแสงนั้นส่งมาไม่ถึงตัวเอง Opposed Mode จะมีระยะในการตรวจจับไกลกว่ารูปแบบอื่นๆ เหมาะสำหรับการตรวจจับวัตถุแบบทึบแสง มีขนาดใหญ่
2.Retroreflective mode
การทำงานประเภท Retroreflective mode นั้น อุปกรณ์ส่งสัญญาณแสงจะถูกติดตั้งอยู่ฝั่งเดียวกับอุปกรณ์รับสัญญาณ โดยฝั่งตรงข้ามจะเป็นแผ่นสะท้อน (Reflector) ตัวเซ็นเซอร์จะทำการตรวจจับลำแสงที่ส่งกลับมาจากแผ่นสะท้อน หากมีสิ่งใดมาขวางระหว่างกลางก็จะมีการส่งสัญญาณให้อุปกรณ์ที่ทำงานร่วมกับรับรู้ เหมาะสำหรับการติดตั้งในพื้นที่จำกัด สามารถตรวจจับวัตถุได้ในระยะไกล
3.Proximity mode
การทำงานของ Proximity Mode ก็เป็นการทำงานอีกรูปแบบบที่อุปกรณ์ส่งสัญญาณและรับสัญญาณนั้นอยู่ฝั่งเดียวกัน เพียงแต่ไม่ได้มีการใช้งานแผ่นสะท้อน แต่เป็นการตรวจจับแสงที่สะท้อนจากตัววัตถุที่ผ่านเข้ามาโดยตรงเลยProximity mode จะมีการแบ่งแยกย่อยออกไปอีกตามรูปแบบการสะท้อนของแสง โดยจะมี 4 รูปแบบย่อย ดังนี้
- Diffuse mode การส่งสัญญาณแสงไปยังวัตถุให้สะท้อนกลับมา โดยตัวรับสัญญาณจะรับเฉพาะแสงที่ส่งกลับมาในมุมตั้งฉากเท่านั้น
- Divergent mode การส่งสัญญาณแสงแบบกระจายออกไปยังวัตถุ เพื่อให้สามารถตรวจจับวัตถุที่มีความมันวาวได้ดียิ่งขึ้น แลกด้วยระยะการตรวจจับที่สั้นลง เนื่องจากระยะการสะท้อนกลับของแสงที่เกิดจากการกระจายนั่นเอง
- Convergent mode การส่งสัญญาณแสงแบบรวมศูนย์ไปที่จุดโฟกัส การตรวจสอบจะมีระยะคงที่ เหมาะสำหรับการตรวจจับวัตถุที่มีขนาดเล็ก
- Background suppression mode การส่งสัญญาณแสงสองชุดไปยังเป้าหมาย ชุดแรกจะเป็นการส่งแสงไปยังวัตถุ ชุดที่สองนั้นจะเป็นการส่งแสงไปยังพื้นหลัง เหมาะสำหรับติดตั้งในพื้นที่แคบ เนื่องจากตัวรับสัญญาณจะสามารถแยกแยะระหว่างวัตถุและสิ่งที่อยู่ด้านหลังวัตถุได้ ทำให้เกิดข้อผิดพลาดในการทำงานน้อย