EN
Sensortüübid ja nende praktiline kasutuselevõtt erinevates tööstusharudes
Sensoreid kasutatakse ühendusena füüsiliste nähtuste ja digitaalse otsustamisega. Need teisendavad temperatuuri, rõhu, liikumise, valguse, gaasid ja bioloogilised signaalid elektrilisteks väljunditeks, mida süsteemid saavad töödelda. Kuna nõuded erinevad oluliselt – täpsus, reageerimiskiirus, vastupidavus, võimsustarve ja hind – valivad insenerid erinevate ülesannete jaoks erinevaid tajumispõhimõtteid. Järgmised jaotised vaatlevad peamisi sensorite kategooriaid ning näitavad, kus igaühte praktikas kasutatakse.
Temperatuuri- ja niiskusesensorid
Temperatuuri mõõtmisel kasutatakse sageli termopaare, takistuslikke temperatuuritundureid või termistori. Vaccinide jaotamisel tagab pidev temperatuuri logimine tundlike bioloogiliste preparaatide kaitse riknemise eest. Andmekeskustes kasutatakse neid serverite ülekuumenemise vältimiseks, samas kui tööstuslikud ahjud sõltuvad protsessijuhtimiseks kõrgtemperatuursetest sonde. Niiskusandurid, mis on tavaliselt mahtuvuslikud või takistuslikud, jälgivad niiskust puhtatubades, muuseumides ja kasvuhoonetes. HVAC-süsteemides tagavad paarisena mõõdetud temperatuuri ja niiskuse andmed mugavuse ja energiatõhususe.
Rõhu- ja vooluhulga andurid
Rõhutundurid teisendavad rõhu (jõud pindalaühikus) signaalideks piezoregistri-, kondensaator- või optiliste meetodite abil. Autode rehvirõhu jälgimissüsteemid hoiatavad juhte rehvide liiga madalast rõhust. Meditsiinilised infusioonipumbad mõõdavad rõhku, et vältida torude ummistumist või üleannetamist. Veealused sõidukid kasutavad rõhutundureid sügavuse reguleerimiseks ja tööstuslikud ettevõtted tuvastavad õhukäigu lekkeid rõhu languse jälgimisega. Voolumõõtjad – ultraheli-, elektromagnet- või soojuspõhised – mõõdavad vedelike või gaaside liikumist. Veevarustusettevõtted kasutavad neid lekke avastamiseks ja arvelduseks, samas kui ventilatsiooniseadmed toetuvad täpsele vooluhulga mõõtmisele ohutu hingamistoega tagamiseks.
Liikumis- ja lähedussensorid
Kiirendusmõõdikud ja girroskoopid jälgivad kiirendust, kallutumist, pöörlemist ja vibratsiooni. Nutitelefonid kasutavad neid ekraani orientatsiooni ja sammude lugemiseks. Sõidukid kasutavad neid elektroonilise stabiilsuskontrolli ja kokkupõrke tuvastamiseks. Tööstuses ennustab vibratsiooni jälgimine kullermärgi katkemist enne katkestusi. Lähedussensorid tuvastavad lähedal olevaid objekte ilma kontaktita. Induktiivsed sensorid tuvastavad metalli tööstusautomaatikas; kaptsitiivsed sensorid võimaldavad puutetundlikke ekraane ja puuteteta kraanavett; ultraheli sensorid aitavad parkimisel ja robotnavigatsioonis. Need sensorid parandavad ohutust ja kasutajaliidest tarbekaupade, autotööstuse ja tootmise valdkonnas.
Gaasi- ja keemilised sensorid
Gaasitundurid tuvastavad ohtlikke või olulisi gaase elektrokeemiliste, metallioksiidi või infrapunapõhiste põhimõtetega. Kodumajapidamistes kasutatavad süsinikmonooksiidi detektorid takistavad mürgitust, samas kui tööstusettevõtted jälgivad töötajate kaitseks metaani, vesiniksulfiidi ja lenduvaid orgaanilisi ühendeid. Siseliikumise õhukvaliteedihaldussüsteemid kohandavad ventilatsiooni CO2-taseme põhjal. Keemilised tundurid toetavad ka hingamisanalüüsi, toidu säilivuse testimist ja vees oleva saastumise jälgimist. Meditsiinilises diagnostikas võimaldavad nad punktis-kaasaegseid seadmeid, mis tuvastavad biomärgisteid väikestest proovideid.
Optilised ja biomeditsiinilised tundurid
Fotodioodid, CMOS-pildisensorid ja LiDAR mõõdavad valgust ja kaugust. Need võimaldavad vöötkoodilugejate, autonoomsete sõidukite tajumise ja meditsiinilise pildistamise tööd. Biomeditsiinilised sensorid, sealhulgas fotopletismograafia ja elektrokeemilised glükoosisensorid, jälgivad südamelöögisagedust, hapniku küllastust ja glükoositasemeid. Kandvad seadmed kasutavad neid kaughaiglaste jälgimiseks, samas kui labori-chip-platvormid võimaldavad kiireid diagnostikauuringuid haiglatest väljaspool.
Magnet- ja asendusensorid
Hall’i efekti ja magnetorestsioonil põhinevad sensorid tuvastavad magnetvälju, võimaldades rataspeedo mõõtmist, mootorite kommutatsiooni ja asenditagasiside andmist robotitele. Reed-lüliti pakub lihtsat läheduse tuvastamist turvasüsteemides. Autotööstuses ja tööstuslikus mootorijuhtimises aitavad need sensorid reguleerida elektrimootoreid kõrgel tõhususel. Samuti kasutatakse neid nutitelefonides kompassifunktsioonide jaoks ning meditsiiniseadmetes täpse aktuaatori asukoha määramiseks.
Kohustuslik väljaandmine
Ükski üksik sensor ei sobi kõigile rakendustele. Valik sõltub füüsikalise suuruse, töökeskkonna, nõutava täpsuse ja integreerimispiirangute järgi. Kaasaegsed süsteemid kasutavad üha rohkem mitmeid sensoreid koos sulamisalgoritmidega, mis parandab usaldusväärsust ja kontekstiteadlikkust. Seadmete vähenemisel, energiatõhusamaks muutumisel ja äärepoolse töötlemise võimekusel laienevad sensorivõrgud pidevalt nutika linnani, täppispuu- ja -loomakasvatusele, personaliseeritud meditsiinile ning autonoomsetele masinatele. Oluline on sobitada tajumispõhimõte reaalsele olukorrale, mitte kasutada üldist lahendust.