정전식 센서는 비금속 재료를 어떻게 감지합니까?

정전식 근접 센서란 무엇이며 비금속과 어떻게 작동할 수 있나요?

A 용량 근접 센서 유연한 포장에 사용되는 비접촉 센서입니다. 이 센서는 비금속 재료를 감지할 수 있으며, 유리, 종이, 플라스틱 등의 재료를 인식합니다. 모든 방향으로 유전율이 2 이상인 유전체 물질은 최대 2m 거리까지 감지할 수 있습니다. 유일한 제한 사항은 유전상수가 2 이상인 포장재입니다. 이 센서는 포장재 내 금속을 식별하지 않고도 유전체 물질을 감지할 수 있으므로, 유전상수 2 이상의 물질을 구분해 낼 수 있습니다.

정전식 근접 센서는 센서 전면에 약한 전기장을 형성하는 두 개의 작은 금속판으로 구성되어 있습니다. 주변에 아무것도 없을 경우, 센서 내부 회로는 전기장을 안정된 상태로 유지합니다. 그러나 플라스틱 병과 같은 비금속 물체가 전기장 내로 충분히 가까이 접근하게 되면, 전기장을 안정화시키는 회로가 변화하게 됩니다. 센서 회로는 이러한 변화를 감지하고 이를 잠금 처리한 후, "예, 무언가를 감지했습니다"라는 신호로 변환합니다. 이렇게 하여 센서가 연결된 기계 쪽으로 경보 신호가 전송됩니다.

청웨이의 정전식 근접 센서는 업계 최고가 되도록 설계되었습니다. 금속 판의 크기 차이, 회로 감도 조정과 같은 세부 사항까지 신경 써서 센서가 종이나 폼처럼 얇은 비금속 물질이나 유전율이 낮은 물질까지 감지할 수 있습니다. 시장에서 저렴한 다른 센서들이 공기나 가벼운 플라스틱을 오감지하는 경향이 있는 것과 달리, 청웨이의 센서는 훨씬 더 진보되어 있습니다. 청웨이는 바쁜 생산 라인에서 중요한 역할을 하는, 실제로 감지해야 할 비금속 물질에 집중함으로써 잘못된 경보가 발생하지 않도록 합니다.

설명을 위해 예를 들면, 요구르트를 플라스틱 컵에 충진하는 라인에서 청웨이 정전식 근접 센서를 사용하고 있다고 가정해 보겠습니다. 이 과정을 복잡한 공학 용어로 설명할 필요 없이, 가능한 한 간단하게 단계별로 설명하겠습니다.

먼저, 센서가 작동하여 전기장이 형성되기 시작합니다. 센서의 표면은 플라스틱 컵이 지나가는 위치에 정렬되며, 몇 밀리미터 정도 떨어진 상태를 유지하며 절대 접촉하지 않습니다. 이 시점에서 전기장은 주변 공기에만 집중되어 있으며, 센서의 정전용량은 '기본 수준'을 유지하고 있습니다. 청웨이(Chengwei)의 매뉴얼에서 이 상태를 '목표물 없음 상태(no-target state)'라고 부릅니다.

다음으로, 플라스틱 컵이 전기장을 통과하게 됩니다. 공기와 비교할 때 플라스틱은 더 높은 유전율을 가지므로 센서가 전기장을 '왜곡'시킵니다. 잔잔하고 고요한 연못에 돌을 던지는 것을 생각해보세요. 이 경우 센서는 정전용량의 변화를 감지하게 됩니다. 컵이 지나감으로써 센서의 정전용량이 증가하게 되고, 센서는 이를 변화로 기록하게 됩니다. 청웨이의 센서는 미세한 정전용량의 증가도 감지하도록 설계되어 있기 때문에, 가벼운 플라스틱 컵이라 할지라도 지나갈 때 반드시 감지됩니다.

이제 센서의 회로 내부 작동이 시작됩니다. 각 마이크로초마다 센서는 정전용량(capacitance) 수준을 점검합니다. 정전용량 수준이 증가하면, 센서는 그 증가를 기록한 후 센서를 활성화하여 라인 컨트롤러와 통신합니다. 그런 다음 센서는 '안녕, 컵이 여기 있어. 요거트를 채울 시간이야'라는 명령과 함께 전기 신호를 기계로 보냅니다. 이 명령은 컵이 기계 위치에 도달했을 때 작동하도록 설정되어 있습니다. 청웨이(Chengwei)의 센서 사용자는 정전용량 수준 센서를 완전히 제어할 수 있으므로 두꺼운 골판지 같은 큰 비금속 차단 물체에서 트리거되지 않도록 설정할 수 있습니다. 두꺼운 골판지나 얇은 유리 중 어느 것에 맞출지 정전용량 수준을 조정할 수 있는 다이얼이 있습니다.

충진 공정이 완료되면 컵은 다음 공정으로 이동합니다. 센서는 정전용량을 확인하고 컵이 이동했는지를 감지한 후, 즉시 기계를 정지시키라는 명령과 함께 다시 한 번 정전용량 수준을 측정합니다. 정전용량 수준이 기준선 이하로 떨어졌을 때 기계는 다음 컵을 기다리도록 지시받습니다. 센서의 속도 덕분에 고속으로 작동하는 생산라인이 밀리는 일이 없습니다.

청웨이의 센서는 이러한 변화를 밀리초 단위로 감지할 수 있으며, 분당 100개의 플라스틱 컵을 생산하는 라인에서는 상당히 인상적인 성능입니다.

비금속 물질에 대한 실제 적용 사례.

정전식 근접 센서는 가장 다용도로 사용되는 비금속 센서 중 하나로, 실험실을 넘어 실제 산업 현장까지 그 적용 범위가 넓어지고 있습니다. 청웨이는 비금속 공장에서의 안전성과 운영 효율성을 충족하도록 특별히 설계된 비금속 센서를 개발하여 일상생활의 효율성을 향상시키고 있습니다.

포장 라인에서 이러한 센서는 매우 유용합니다. 플라스틱 봉지 제조 공장에서는 인라인 센서가 플라스틱 필름의 밀봉 롤을 스캔하여 봉지 밀봉이 끊기기 전에 운영자에게 신호를 보내줍니다. 청웨이(Chengwei)의 센서 및 포장 기술은 얇고 현대적이며 반투명한 플라스틱 롤도 식별할 수 있습니다. 창고에서는 이러한 센서들이 골판지 상자 포장 라인에 장착됩니다. 예를 들어, 인라인 센서는 컨베이어 벨트 위에 올려진 운송 컨테이너를 감지하고 자동 밀봉 시스템을 작동시킵니다.

식품 및 음료 산업에서 왜 이러한 종류의 센서를 선택할까요? 예를 들어 주스 병 충전 라인을 생각해 보세요. 각각의 용기(플라스틱이든 유리이든)는 비금속이며, 센서는 주스가 흐르기 전에 각 병이 충전 장치 아래에 제대로 위치했는지 확인해야 합니다. 청웨이(Chengwei) 센서는 세척 중이거나 용기에 라벨이 붙어 있어도 신뢰성 있게 작동합니다. 이 센서는 습기와 작은 이물질에도 견디며 오작동하지 않습니다. 그 밖의 응용 분야로는 유리병의 플라스틱 뚜껑 탐지, 그리고 뚜껑 제거 전에 병이 닫혀 있는지 확인하는 작업 등이 있습니다.

청웨이(Chengwei)는 물류 및 자재 취급 분야에도 주력하고 있습니다. 예를 들어, 청웨이 근접 센서는 창고 내 컨베이어 시스템에서 캡슐의 자동 감지를 위해 사용됩니다. 이 센서는 막히거나 처리되지 않은 컨테이너를 자동으로 감지하여 공정 지연을 조정함으로써 시간 손실을 줄이는 데 도움을 줍니다. 예를 들어, 운송 중 파손되기 쉬운 제품을 보호하기 위해 컨테이너에 폼 패딩을 넣는 경우, 센서는 컨베이어 위에 컨테이너가 올려졌는지, 포장용 폼이 컨테이너 안에 들어갔는지, 그리고 컨테이너가 너무 오랫동안 컨베이어에 머물러 있는지를 판단할 수 있습니다.

이 센서의 가장 큰 장점은 비금속 물체를 접촉하지 않고도 감지할 수 있다는 점입니다. 이는 유리와 같은 비금속 물체를 스크래치 내거나 움직임을 방해할 수 있는 접촉이 필요한 상황에서 특히 유용합니다. 청웨이는 기존 설비에 원활하게 통합할 수 있도록 센서를 매우 소형화하여 컨베이어 벨트 중심부나 충진 노즐 근처와 같이 좁은 공간에도 설치할 수 있도록 설계했습니다.

비금속 물질 감지 시 최고의 결과 얻기

비금속 물질로 성능을 극대화하려면 모든 캐패시티브 근접 센서가 약간의 조정이 필요합니다. 다음 권장 사항은 비금속 감지 및 청웨이(Chengwei) 기술 문서에 명시된 최대 감지 한도까지 성능 향상에 중점을 두고 있습니다.

우선, 재료의 종류에 따라 센서를 선택하세요. 비금속은 다양한 형태로 존재합니다. 예를 들어, 두꺼운 플라스틱과 얇은 종이는 서로 다른 유전율을 가집니다. 청웨이의 센서 모델은 다양한 유전체에 맞춰 설계상 차이가 있습니다. 일부 모델은 물이나 두꺼운 플라스틱 같은 높은 유전율 물질용으로 설계되었으며, 다른 모델은 얇은 필름 및 폼처럼 낮은 유전율 물질용으로 제작되었습니다. 두꺼운 플라스틱용으로 설계된 센서를 얇은 종이에 사용하면 감지에 실패할 가능성이 큽니다. 청웨이는 웹사이트에 센서 모델과 재료를 매칭하는 데 도움이 되는 가이드를 제공하고 있습니다. 감지를 위해서는 해당 재료의 유전율 값을 알아야 하며, 이를 바탕으로 적절한 센서를 선택할 수 있습니다.

거리 설정을 올바르게 하는 방법을 알아봅시다. '감지 범위'란 센서가 금속이 아닌 물체를 인식할 수 있는 영역을 설명하는 용어입니다. 청웨이(Chengwei)의 센서는 사용 중인 특정 모델에 따라 1mm에서 20mm의 범위를 가집니다. 너무 멀리 설정하지 않도록 주의하세요 (그 경우 센서가 아무것도 감지하지 못함). 또한 너무 가까이 설정하면 물체가 센서에 부딪칠 수 있습니다. 좋은 기준은 비금속 물체까지의 거리를 감지 범위의 70% 정도로 설정하는 것입니다. 예를 들어, 센서의 플라스틱 감지 범위가 10mm라면, 7mm로 설정하세요. 센서가 작동하기 직전까지 비금속 물체를 얼마나 가까이 가져갈 수 있는지 테스트해 본 후, 안전한 거리를 확보하기 위해 약간 뒤로 당기면 됩니다.

감도 조정은 처음에는 까다로운 작업일 수 있습니다. 첸웨이의 센서는 사용자 맞춤 설정이 가능하며, 플라스틱 뚜껑과 같은 작은 비금속 물체를 감지하려 할 경우, 감도를 높여 물체를 정확히 포착할 수 있습니다. 반면 골판지 상자와 같은 큰 물체의 경우에는 먼지나 기타 미세 입자로 인해 시스템이 오작동하는 것을 방지하기 위해 감도를 낮추는 것이 좋습니다. 사용자들은 종종 감도를 지나치게 높이는 실수를 하는데, 이로 인해 잘못된 작동이 발생할 수 있습니다. 항상 실제 현장에서 사용할 재료로 테스트를 수행하고, 샘플이 아닌 실제 재료를 사용해야 합니다. 마지막으로, 생산 라인에서 예를 들어 크기가 다른 작은 플라스틱 부품과 큰 플라스틱 부품을 함께 가공하는 경우, 감도를 쉽게 조절하거나 빠르게 변경 가능한 센서를 사용하는 것이 이상적입니다.

환경 요인은 꼼꼼하게 모니터링되어야 합니다. 먼지, 습기 및 온도는 센서에 영향을 미칠 수 있는 몇 가지 요인들입니다.

청웨이의 센서는 IP 등급을 보유하고 있어 먼지와 물에 견딜 수 있음을 입증하고 있습니다. 예를 들어 IP67 등급이 해당되며, 그러나 여전히 청소용 물줄기 직사나 극한 온도(80℃ 초과)가 작용하는 곳은 피해서 설치해야 합니다. °먼지가 많은 환경(예: 제지 공장)에서 작업할 경우, 센서 전면부를 며칠에 한 번씩 청소해야 합니다. 먼지가 쌓이면 전기장을 가로막게 됩니다.

정기 점검을 실시하세요. 설치 후에도 진동으로 인해 센서가 조금 움직이는 등 위치가 틀어질 수 있습니다. 일주일에 한 번, 비금속 물체로 테스트하여 재료가 통과할 때마다 정확히 작동하고, 아무것도 없을 때는 오작동하지 않는지 확인하십시오. 문제가 발생하면 청웨이 기술지원팀에 문의할 수 있습니다. 약간의 유지보수만으로도 센서를 수년간 잘 작동하게 유지할 수 있습니다.