Liikumisandurid – leidke tootjaid ja tarnijaid

Liikumisandurid tuvastavad inimeste, esemete või masinaosade liikumist määratud tuvastuspiirkonnas.

Neid kasutatakse vastavalt vajadusele valgustus-, ukse-, häiresüsteemide, masinate funktsioonide või automatiseeritud protsesside juhtimiseks. Sõltuvalt mõõtmispõhimõttest reageerivad need soojuskiirgusele, elektromagnetilistele laineile, ultrahelile, optilistele muutustele või magnetiliste või mehaaniliste komponentide liikumisele.
Tüüpilised rakendused on hooneautomaatika, turvatehnoloogia, tööstusautomaatika, konveieritehnoloogia, robootika, sõidukitehnoloogia, masinad ja tootmisettevõtted.
Sobiva liikumisanduri valik sõltub sellistest teguritest nagu liikumise tüüp, vajalik ulatus, tuvastamisnurk, keskkonnatingimused ja soovitud väljundsignaal.
Allpool on esitatud ülevaade liikumisandurite tüüpilistest konstruktsioonidest, rakendustest, eelistest, piirangutest ja olulistest valikukriteeriumidest.

Liikumisandurite tüübid

Passiivsed infrapunaandurid

Passiivsed infrapunaandurid, mida tavaliselt nimetatakse PIR-anduriteks, tuvastavad oma jälgimisalas toimuvaid muutusi soojuskiirguses.
Kui inimene või soe objekt liigub läbi mitme tuvastusvööndi, muutub vastuvõetav infrapunasignaal. Andur tõlgendab seda muutust liikumisena.
PIR-andureid kasutatakse sageli valgustusjuhtimises, häiresüsteemides ja hooneautomaatikasüsteemides. Need ei vaja aktiivset kiirgusallikat ning neile on iseloomulik suhteliselt madal energiatarbimine.
Nende töökindlust võivad siiski mõjutada väikesed temperatuurierinevused objekti ja ümbritseva keskkonna vahel või ebasoodsad liikumissuunad.

Kõrgsagedus- ja radarisensorid

Kõrgsagedusandurid kiirgavad elektromagnetilisi laineid ja analüüsivad nende peegeldusi.
Kui objekt liigub tuvastuspiirkonnas, muutub peegeldunud signaali sagedus või faas. See võimaldab anduril liikumist tuvastada.
Radarandurid suudavad tuvastada väga väikseid liikumisi ning võivad töötada ka läbi õhukeste mittemetalsete materjalide.
Need sobivad hooneautomaatikasse, automaatsetesse ustesse, tööstuslikku kohaloleku tuvastamisse ja mobiilsetesse rakendustesse. Suur tundlikkus võib siiski põhjustada ka kavandatud piirkonnast väljaspool toimuvate liikumiste tuvastamist.

Ultrahelilised liikumisandurid

Ultraheliandurid kiirgavad inimkõrvale kuuldamatuid helilaineid ja analüüsivad peegeldunud signaale.
Kui peegelduste levimisaeg või sagedus muutub, tuvastab andur liikumise.
Ultraheliandurid suudavad tuvastada isegi väikseid liikumisi ja sobivad ruumidesse või suletud aladele, kus optiliste andurite tõhusus on piiratud.
Tuvastamist võivad mõjutada õhuvoolud, suured temperatuurierinevused, heli neelavad materjalid või ebasoodsad ruumi geomeetrilised omadused.

Optilised liikumisandurid

Optilised liikumisandurid kasutavad liikuvate objektide tuvastamiseks nähtavat või infrapunavalgust.
Sõltuvalt konstruktsioonist töötavad need fotoelektriliste tõkete, peegeldavate andurite, kaamerate või pilditöötlusmeetodite abil.
Lihtsamad andurid tuvastavad, kas valguskiir on katkenud. Kehvematel süsteemidel võrreldakse pildandmeid ning need suudavad määrata objekti suuna, kiiruse, suuruse või kuju.
Optilisi liikumisandureid kasutatakse muu hulgas konveierisüsteemides, juurdepääsusüsteemides, liikluse jälgimisel ja kvaliteedikontrollis.

Induktiivsed ja magnetilised liikumisandurid

Induktiivsed liikumisandurid tuvastavad liikuvad metallobjektid elektromagnetvälja muutuste kaudu.
Magnetilised andurid reageerivad magneti või magnetilise komponendi liikumisele.
Neid andureid kasutatakse sageli kolbide, võllide, hammasrataste, klappide, uste ja muude masinaosade jälgimiseks.
Need tagavad töökindla, kontaktivaba tuvastamise, kuid vajavad metallist või magnetiliselt tuvastatavaid sihtmärke.

Kiirendus- ja vibratsioonisensorid

Kiirendusandurid tuvastavad komponendi liikumise muutusi ühes või mitmes ruumilises suunas.
Need suudavad tuvastada käivitumist, pidurdamist, kaldenurka, kokkupõrkeid ja võnkeid.
Vibratsiooniandureid kasutatakse eelkõige mootorite, laagrite, pumpade ja muude pöörlevate masinate seisundi jälgimiseks.
Need suudavad tuvastada ebatavalisi liikumismustreid ning anda märku kulumisest, tasakaalutusest või mehaanilistest kahjustustest.

Kombineeritud liikumisandurid

Kombineeritud andurid kasutavad mitut mõõtmispõhimõtet, näiteks passiivset infrapuna- ja kõrgsagedustehnoloogiat.
Sõltuvalt konstruktsioonist registreeritakse liikumine ainult siis, kui mõlemad mõõtmispõhimõtted annavad ühtivaid tulemusi.
See võib vähendada valehäireid või parandada erinevate liikumisviiside usaldusväärset tuvastamist.
Selliseid süsteeme kasutatakse sageli turvatehnoloogias, hooneautomaatikas ja nõudlikes seirerakendustes.

Liikumisandurite rakendused

Hooneautomaatika

Hoonetes juhivad liikumisandurid valgustust, ventilatsiooni, küttesüsteemi ja muid tehnilisi seadmeid vastavalt tegelikule kasutusele.
Valgustus võib lülituda automaatselt sisse, kui inimene siseneb ruumi, ja lülituda uuesti välja pärast kindlaksmääratud ajavahemikku, mille jooksul liikumist ei tuvastata.
See parandab nii mugavust kui ka energiatõhusust.

Turva- ja seiretehnoloogia

Häiresüsteemides tuvastavad liikumisandurid kaitstud aladel viibivaid inimesi või sõidukeid.
Need võivad käivitada helilisi või visuaalseid hoiatusi, edastada signaale juhtimiskeskusesse või aktiveerida kaameraid.
Välistingimustes kasutamisel peavad andurid suutma eristada asjakohaseid liikumisi sellistest mõjuteguritest nagu loomad, taimed, sademed või temperatuuri kõikumised.

Mehhaanika ja seadmete ehitus

Masinates jälgivad liikumisandurid liugureid, võlle, klappe, tööriistu ja muid liikuvad komponente.
Need suudavad kindlaks teha, kas liikumine on alanud, lõppenud või õigesti lõpule viidud.
Tuvastatud signaale kasutatakse järjekorra juhtimiseks, asukoha tuvastamiseks, veadiagnoosimiseks või ohutuse jälgimiseks.

Automatiseerimine ja monteerimistehnoloogia

Automatiseeritud tootmissüsteemides tuvastavad liikumisandurid töödeldavaid detaile, transpordikonteinereid, haaratseid ja käitlemisseadmeid.
Need toetavad üksikute protsessietappide sünkroniseerimist ning annavad teada puuduvatest, ummistunud või valesti liikuvatest komponentidest.
Lühikesed reageerimisaegad ja usaldusväärsed lülitussignaalid on eriti olulised masinate kõrge tsüklisageduse korral.

Konveier- ja logistikatehnoloogia

Liikumisandurid jälgivad konveierilintidel, rullkonveieritel ja sorteerimissüsteemides transporditavaid kaupu.
Need tuvastavad toodete liikumist, ummikuid, seisakuid või lubamatut vahekaugust üksikute objektide vahel.
Laosüsteemides suudavad need tuvastada ka sõidukeid, tõsteseadmeid ja liikuvad lastiühikuid.

Automaatsed uksed ja juurdepääsusüsteemid

Automaatsete uste juures tuvastavad liikumisandurid sissepääsu poole lähenevaid inimesi, sõidukeid või transpordivahendeid.
Anduri signaal käivitab ukse avamise ja võib takistada ukse sulgumist ka siis, kui keegi on just läbimas.
Tuvastamispiirkond ja reageerimisaeg peavad olema kavandatud nii, et tagataks usaldusväärne ja ohutu juurdepääs.

Sõidukite ja liiklustehnoloogia

Sõidukites ja liiklussüsteemides tuvastavad liikumisandurid sõidukite, inimeste või komponentide liikumist.
Neid kasutatakse muu hulgas parkimisabi, salongi seire, uksejuhtimise, liiklusvoo mõõtmise ja takistuste tuvastamise rakendustes.
Liikuvates rakendustes peavad andurid sageli taluma tugevaid vibratsioone, temperatuurimuutusi ja muutuvaid keskkonnatingimusi.

Seisundi jälgimine

Kiirendus- ja vibratsioonisensorid jälgivad masinate ja seadmete tööd käitamise ajal.
Muutused vibratsioonis võivad viidata laagrite probleemidele, tasakaalustamatuse, lahtiste komponentide või muude mehaaniliste rikete esinemisele.
Pidev seire toetab seisukorrapõhist hooldust ja võib vähendada planeerimata seisakuid.

Liikumisandurite eelised

• Inimeste, objektide ja masinaosade kontaktivaba tuvastamine
• Tehniliste protsesside automaatne juhtimine
• Käsitsi juhtimise vajaduse vähenemine
• Energiatõhusa hoone- ja valgustusjuhtimise toetamine
• Liikumisjärjekordade ja masinate seisundi jälgimine
• Kiire reageerimine muutustele tuvastuspiirkonnas
• Integreerimine juhtimisseadmetesse, häiresüsteemidesse ja sidesüsteemidesse
• Rikete, seiskumiste ja lubamatute liikumiste tuvastamine
• Kasutamine siseruumides, välistingimustes ja tööstusettevõtetes
• Kohandamine erinevate ulatuste ja tuvastusnurkadega

Liikumisandurite piirangud

• Passiivsed infrapunaandurid tuvastavad peamiselt soojuskiirguse muutusi. Kui inimene liigub otse anduri suunas või kui temperatuurierinevus ümbritseva keskkonnaga on väga väike, võib tuvastamine olla piiratud.
• Kõrgsagedusandurid suudavad tuvastada liikumist läbi õhukeste seinte, uste või muude mittemetalliliste materjalide. See võib põhjustada valehäireid väljaspool kavandatud seireala.
• Ultraheliandureid võivad mõjutada õhuvoolud, avatud uksed, heli neelavad pinnad või ebasoodsad peegeldustingimused.
• Optilised andurid vajavad takistusteta vaadet tuvastusalale. Tolm, mustus, udu, ümbritsev valgus või varjatud objektid võivad nende tööd häirida.
• Liikuvad taimed, loomad, kardinad, masinaosad või soojusallikad võivad anduri tüübist sõltuvalt põhjustada soovimatuid lülitusi.
• Paljud liikumisandurid ei tuvasta inimesi ega objekte, mis püsivad täiesti liikumatuna. Rakendused, mis nõuavad kohaloleku tuvastamist ilma selge liikumiseta, vajavad tundlikumaid kohalolekuandureid või kombineeritud süsteeme.
• Liikumisandur ei asenda terviklikku ohutussüsteemi kohtades, kus masinad või liikumine kujutavad endast ohtu. Ohutusega seotud rakendused nõuavad asjakohaselt testitud komponente.

Liikumisandurite valiku olulised kriteeriumid

Tuvastatava liikumise tüüp

Esimene samm on määratleda, kas tuleb tuvastada inimesi, sõidukeid, töödeldavaid detaile, masinaosi või vibratsioone.
Liikumise suund, kiirus, objekti suurus ja temperatuurierinevus ümbritsevast keskkonnast mõjutavad samuti mõõtmispõhimõtte valikut.
Väga aeglased või kerged liikumised esitavad teistsuguseid nõudeid kui kiired transpordi- või masinaliikumised.

Vahemik ja tuvastusala

Vajalik ulatus sõltub jälgitava ala suurusest.
Lisaks maksimaalsele kaugusele tuleb arvesse võtta tuvastamisnurka, tuvastamispiirkonna kuju ja võimalikke pimealasid.
Andur tuleks paigutada nii, et asjakohased liikumised tuvastataks usaldusväärselt, samas kui naabruses asuvad alad jäetaks võimalikult palju väljapoole.

Tundlikkus ja reageerimisomadused

Kõrge tundlikkus võimaldab tuvastada väikseid liikumisi, kuid võib samas suurendada valehäirete tekkimise riski.
Reageerimisaeg peab sobima vastava protsessiga. Automaatsed uksed ja kiired masinajärjekorrad nõuavad lühemaid reageerimisaegu kui lihtsad valgustusjuhtimissüsteemid.
Reguleeritavate andurite puhul on sageli võimalik kohandada tundlikkust, väljalülitusviivitust ja lülitusläve.

Paigaldusasend

Seinad, riiulid, masinakorpused, klaasipaneelid ja muud takistused võivad mõjutada tuvastusala.
Paigalduskõrgus ja suund peavad olema kooskõlas mõõtmispõhimõttega ja kavandatud liikumisega.
PIR-andurite puhul tuvastatakse liikumist tuvastusvööndites üldiselt usaldusväärsemalt kui otsest liikumist anduri suunas.

Keskkonnatingimused

Temperatuur, niiskus, tolm, sademed, päikesevalgus, vibratsioon ja elektromagnetilised häired võivad mõjutada seadme töökindlust.
Välistingimustes ja tööstuskeskkonnas on vaja sobivat kaitseklassi, vastupidavat korpust ja piisavat temperatuuritaluvust.
Hügieenilistes, korrosiivsetes või plahvatusohtlikes keskkondades võivad olla vajalikud spetsiaalsed materjalid ja sertifikaadid.

Väljundsignaal ja liidesed

Liikumisandurid võivad edastada releekontakte, transistorväljundeid, analoogsignaale või digitaalseid andmeid.
Väljundsignaal peab olema ühilduv kontrolleriga, hoonehaldussüsteemiga, häiresüsteemiga või andmete töötlemisseadmega.
Võrgustatud rakenduste puhul võivad olla vajalikud väljavõrgu-, traadita või Etherneti liidesed.

Toiteallikas ja energiatarbimine

Toiteallikas peab olema ühilduv olemasoleva paigaldusega.
Lisaks võrguvooluga töötavatele anduritele on saadaval ka patareitoitelised ja madala energiatarbimisega traadita andurid.
Patareitoite puhul tuleb arvesse võtta tegevusulatust, edastussagedust, temperatuuri ja soovitud kasutusiga.

Parameetrite seadistamine ja diagnostika

Reguleerimisvõimalused hõlbustavad andurite kohandamist erinevate ruumide, objektide ja liikumisjärjekordadega.
Andurist sõltuvalt on võimalik seadistada ulatust, tundlikkust, sisselülitusviivitust, väljalülitusviivitust ja tuvastusvööndeid.
Diagnostikafunktsioonid toetavad seadme kasutuselevõttu ning võivad näidata saastumist, sidevigu või signaalihäireid.

Kokkuvõte

Liikumisandurid tuvastavad inimeste, objektide või masinaosade liikumist ning edastavad signaale juhtimiseks, seireks ja automatiseerimiseks.
Sõltuvalt rakendusest kasutatakse passiivseid infrapuna-, kõrgsagedus-, ultraheli-, optilisi, induktiivseid, magnetilisi või kiirendusele põhinevaid mõõtmispõhimõtteid.
Peamised valikukriteeriumid hõlmavad liikumise tüüpi, ulatust, tuvastusnurka, tundlikkust, reageerimisaega, keskkonnatingimusi ja liideseid.
Võltskäivituste ja tuvastamisvahede vältimiseks tuleb planeerimisel ja paigaldamisel arvestada vastava mõõtmispõhimõtte piiranguid.

Liikumisandureid pakuvad mitmed tootjad ja tarnijad. Kõikehõlmavat teavet liikumisandurite tootjate ja tarnijate kohta kogu maailmast leiate veebisaidilt Exportpages.