รู้จักกับ เซนเซอร์ แต่ละชนิดในอุตสาหกรรม

เซนเซอร์ (sensor) เป็นอุปกรณ์ที่ขาดไม่ได้เลยสำหรับการออกแบบเครื่องจักรอัตโนมัติ ตัวอย่างเช่น ใช้นับจำนวนสินค้า, ใช้ตรวจสอบปริมาณของเหลวในขวด เป็นต้น โดยในบทความนี้ เราจะพาเพื่อนๆ ไปรู้จักกับเซนเซอร์ที่นิยมใช้ในอุตสาหกรรมนั่นก็คือ พร็อกซิมิตี้เซนเซอร์ (Proximity sensor) และ โฟโต้อิเล็กทริกเซนเซอร์ (Photoelectric sensor) 

เซนเซอร์ คืออะไร ?

เซนเซอร์ (sensor)  คือ อุปกรณ์ที่ทำหน้าที่ตรวจสอบ ตรวจจับ การเปลี่ยนแปลงคุณสมบัติหรือสิ่งแวดล้อมเพื่อรับรู้สถานะ ของเครื่องจักรหรือชิ้นงานในขณะนั้นแทนเรา เช่น การเปลี่ยนตำแหน่ง, อุณหภูมิ, รูปร่าง, ขนาด จากนั้นจึงทำการประมวลผลและแปลงสัญญาณก่อน ส่งให้กับชุดควบคุม (controller) เพื่อแสดงเป็นผลลัพธ์ที่เราต้องการ เช่น เซนเซอร์วัดอุณหภูมิ, เซนเซอร์ตรวจจับความเร็ว, เซ็นเซอร์ตรวจสอบการหมุนเชิงเส้น  เป็นต้น

ทำไมต้องใช้เซนเซอร์ ？

เครื่องจักรจะสามารถทำงานใกล้เคียงกับมนุษย์ได้ก็ต่อเมื่อมีการรับรู้ที่แม่นยำใช่ไหมครับ ตัวอย่างเช่น การตรวจนับสินค้าในไลน์การผลิต หากเป็นผู้ปฏิบัติการก็ต้องใช้ สายตาในการพิจารณา สี ขนาดและรูปร่าง ซึ่งก็สามารถทำได้โดยง่าย แต่มีโอกาสที่จะเกิดความเหนื่อยล้าและผิดพลาดจากการทำงานได้ด้วย ในกรณีนี้หากต้องการจะใช้เครื่องจักรทำงานแทนผู้ปฏิบัติงาน จำเป็นที่จะต้องเพิ่มการรับรู้ (sensing) ให้กับเครื่องจักรอัตโนมัติ ตัวอย่างเช่น ใช้เซนเซอร์สำหรับตรวจสอบสี, ใช้กล้องสำหรับตรวจสอบขนาดและรูปร่าง เป็นต้น ดังนั้นเซนเซอร์จึงเป็นอุปกรณ์สำคัญสำหรับเพิ่มการรับรู้ให้กับเครื่องจักรอัตโนมัติ เพื่อช่วยให้เครื่องจักรสามารถทำงานที่มีความซับซ้อนได้ถูกต้องและแม่นยำมากยิ่งขึ้น

ตัวอย่างเซนเซอร์ ที่นิยมใช้ในอุตสาหกรรม

พร็อกซิมิตี้เซนเซอร์ (Proximity sensor)

พร็อกซิมิตี้เซนเซอร์ (Proximity sensor) หรือบางครั้งก็เรียกกันว่า พร็อกซิมิตี้สวิตช์ (Proximity switch) เป็นเซนเซอร์ที่ใช้สำหรับตรวจจับ ขนาด ตำแหน่ง และระดับ เซนเซอร์ชนิด นี้สามารถทำงานได้โดยไม่จำเป็นต้องสัมผัสกับวัตถุ ซึ่งสามารถแบ่งออกได้เป็น 2 ชนิดนั้นก็คือ

Inductive proximity sensor

Inductive proximity sensor เป็นเซนเซอร์ที่ทำงานโดยอาศัยหลักการ การเปลี่ยนแปลงของค่าความเหนี่ยวนำของขดลวด ซึ่งจะเกิดขึ้นก็ต่อเมื่อมีการใช้งานเพื่อตรวจจับวัตถุที่เป็นโลหะเท่านั้น ส่วนใหญ่มักนำไปใช้ในการตรวจจับวัตถุโลหะ เช่น เหล็ก เหล็กกล้าไร้สนิม (stainless steel) ทองแดง และทองเหลืองเป็นต้น

Capacitive proximity sensor

Capacitive proximity sensor เป็นเซนเซอร์ที่อาศัยหลักการ การเปลี่ยนแปลงค่าความจุของตัวเก็บประจุ ที่เกิดจากวัตถุเคลื่อนที่เข้ามาใกล้กับสนามไฟฟ้าของคาปาซิเตอร์ ส่วนใหญ่นิยมนำไปใช้ในการตรวจจับวัตถุที่เป็นทั้งโลหะและอโลหะ เช่น ใช้ตรวจสอบระดับของเหลวภายในภาชนะ, กล่องสินค้า เป็นต้น

โฟโต้อิเล็กทริกเซนเซอร์ (Photoelectric sensor) 

โฟโต้อิเล็กทริกเซนเซอร์ (Photoelectric sensor) เป็นเซนเซอร์ที่ใช้ลำแสงในการตรวจจับวัตถุ โดยไม่จำเป็นต้องสัมผัสกับวัตถุโดยตรง ข้อดีของเซนเซอร์ชนิดนี้คือ สามารถตรวจจับวัตถุได้อย่างรวดเร็ว และสามารถตรวจจับวัตถุได้หลากหลายชนิด เมื่อเทียบกับ พร็อกซิมิตี้เซนเซอร์ แต่การใช้งานนั้นมีข้อจำกัด เช่น เมื่อติดตั้งในที่ที่มีฝุ่นละอองหรือมีคราบสกปรก อาจทำให้ระยะการตรวจจับ และความแม่นยำลดลงได้ นอกจากนี้การวางตำแหน่งและทิศทาง (alignment) ของตัวรับ (receiver) และตัวส่ง (emitter) เองก็มีผลเช่นกัน หากแบ่งประเภทของโฟโต้อิเล็กทริกเซนเซอร์ ตามโหมดการทำงานสามารถแบ่งได้ออกเป็น 3 รูป แบบ คือ

1. Opposed mode, through beam ตัวอย่างการใช้งาน เช่น ตรวจจับระดับของเหลวภายในภาชนะ
2. Retro-reflective ตัวอย่างการใช้งาน เช่น ตรวจนับกล่องสินค้าบนสายพานลำเลียง
3. Diffuse mode ตัวอย่างการใช้งาน เช่น ตรวจนับกล่องสินค้าบนสายพานลำเลียง แต่มีระยะการตรวจจับที่สั้นกว่า แบบ Retro-reflective

วิธีการเลือกเซนเซอร์

ในการเลือกเซนเซอร์ให้เหมาะสมกับงานออกแบบนั้น ต้องไม่ลืมที่จะพิจารณาปัจจัยเหล่านี้

• ชนิดของข้อมูลที่ต้องการ เช่น อุณหภูมิ, ขนาด, แรงดัน ฯลฯ
• กำหนดเป้าหมายของสิ่งที่ต้องการตรวจจับ เช่น
  • วัตถุ เช่น ประเภทของวัสดุ โลหะ, อโลหะ, พลาสติก เป็นต้น
  • สิ่งแวดล้อม เช่น อุณหภูมิ, ความดัน
• เลือกขอบเขตการวัด เช่น ระยะ 5-10 mm., อุณหภูมิ 50℃- 100℃ ,สัมผัสกับวัสดุโดยตรงหรือไม่
• ความไวในการตรวจจับของเซนเซอร์ (sensitive)
• ตำแหน่ง, ขนาด และพื้นที่ในการติดตั้งเซนเซอร์
• สภาพแวดล้อมที่ใช้งาน เช่น ทนต่อสารเคมี สามารถใช้งานได้ที่อุณหภูมิสูงและอื่น ๆ

จบไปแล้วนะครับสำหรับบทความ เซนเซอร์ คืออะไร และตัวอย่างของเซนเซอร์ที่นิยมใช้ในงานอุตสาหกรรม หวังว่าเพื่อน ๆ ได้ความรู้เพิ่มเติมไม่มากก็น้อย หากเพื่อนถูกใจบทความนี้หรือมีคำติชมใด ๆ สามารถให้กำลังใจทีมงานผู้จัดทำเว็บไซต์ได้ที่ คอมเมนต์ด้านล่าง ขอบคุณครับ สุดท้ายนี้เรามีคำศัพท์ที่น่าสนใจมาฝากกันเหมือนเดิมครับ

คำศัพท์ที่น่าสนใจ 

คำศัพท์	คันจิผสมคาตาคานะ	ฮิราคานะ	คาตาคานะ	คำอ่าน
proximity sensor	近接センサー	–	–	Kin-se-tsu-sen-sā
photoelectric sensor	光電センサー	–	–	Kou-den-sen-sā