حساس الاقتراب الاستقرائي
يعرف حساس الاقتراب الاستقرائي، المعروف أيضًا باسم حساس القارب الحثّي (بالإنجليزية: Inductive proximity sensor)، كأحد الأجهزة التي تستشعر الأجسام على بُعد. يقتصر هذا الحساس على اكتشاف الأجسام المعدنية فقط، وذلك من خلال استخدامه المجالات المغناطيسية. يمكن تصنيف الحساسات التقاربية الحثّيّة إلى نوعين: الحساس المكشوف، الذي يستطيع استشعار لمسافات أطول مقارنةً بالحساس غير المكشوف، حيث يتركز مجال استشعار الأخير في الجهة الأمامية فقط، بينما يتيح الحساس المكشوف الاستشعار من جميع الاتجاهات. يتكون الحساس التقاربي الحثّي من أربعة مكونات رئيسية: ملف، مُذبذب، مضخم إشارة، ودائرة تبديل نقاط الاستشعار.
يعتمد مبدأ عمل الحساس على توليد مجال مغناطيسي عبر التيارات الكهربائية المتغلغلة في الملف. عندما يقترب جسم معدني من الحساس، تتولد تيارات دوامية (بالإنجليزية: eddy currents) تُحدث تغيرًا في قيمة المجالات المغناطيسية. نتيجةً لذلك، يتغير إعداد نقاط الاستشعار. يتم استخدام الحساسات التقاربيّة الحثيّة في العديد من المجالات، بما في ذلك: الاستخدامات الصناعية، آلات الأتمتة في خطوط الإنتاج، التطبيقات الأمنية، وكشف المعادن والمخاطر مثل حقول الألغام. توجد ميزات وعيوب مرتبطة مع هذه الأجهزة، كما هو موضح في الجدول التالي:
| الإيجابيات | السلبيات |
| تكاليف منخفضة | نطاق استشعار محدود يصل لحوالي 80 ملم فقط. |
| قدرة مقاومة الظروف البيئية القاسية مثل الغبار والأوساخ | مقتصر على استشعار الأجسام المعدنية فقط. |
| عمل لفترة زمنية طويلة نظراً لعدم وجود أجزاء ميكانيكية | عرضة للتأثيرات الناتجة عن درجات الحرارة العالية والمواد الكيميائية. |
حساسات التقارب السعوية
يصنف حساس التقارب السِعوي (بالإنجليزية: Capacitive proximity sensor) كأداة فعالة لاستشعار الأجسام عن بُعد، ويتميز بقدرته على اكتشاف مختلف المواد، بما في ذلك المعادن، غير المعادن، السوائل، المساحيق، والحبيبات، من خلال استشعار التغييرات في السعة (Capacity). ويقوم حساس التقارب السعوي بتوليد مجال كهربائي؛ فعند دخول جسم ما إلى منطقة الاستشعار الخاصة بالجهاز، تزداد سعة المواسع (Capacitor) مما يؤدي إلى تغيير وضعية نقاط الاستشعار.
تستخدم حساسات التقارب السعوية في مجالات الصناعة، آلات الإنتاج، وخطوط التعبئة للكشف عن مستويات السوائل. تتكون هذه الحساسات من مذبذب، مضخم إشارة، دائرة تبديل نقاط الاستشعار، بالإضافة إلى لوح داخلي متصل بالمذبذب وآخر خارجي يُستخدم كسطح استشعار. تمتاز حساسات التقارب السعوية أيضًا بعدة ميزات وعيوب، كما يلي:
| الإيجابيات | السلبيات |
| القدرة على الاستشعار عبر الحواجز غير المعدنية. | تكاليف مرتفعة. |
| استشعار أنواع متعددة من المواد مع إمكانية ضبط الحساسية. | نطاق استشعار محدود. |
حساسات التقارب الكهروضوئية
حساسات التقارب الكهروضوئية (بالإنجليزية: Photoelectric sensors) قدمت حلولاً للعديد من التحديات التي كانت تواجه العمليات الصناعية لفترة طويلة. تعتبر من الابتكارات البارزة في عصر التطور التكنولوجي السريع، حيث يمكن لحساس التقارب الكهروضوئي استشعار الأجسام التي يقل سمكها عن 1 مم أو تبعد عن الحساس بما لا يزيد عن 60 م. تعتمد هذه الحساسات على مبدأ إرسال واستقبال الضوء، وتتكون من:
- مصدر ضوء (مثل الثنائي الباعث للضوء LED، أو ليزر الصمام الثنائي).
- مستقبل للكشف عن الضوء المنبعث.
- بعض المكونات الإلكترونية المستخدمة في تضخيم الإشارة المستقبلة.
يعمل حساس التقارب الكهروضوئي عن طريق إرسال شعاع الضوء، سواءً كان مرئياً أو بالأشعة تحت الحمراء، إلى المستقبل. وإذا دخل جسم ما بين الجهاز المستقبل والجهاز المرسل، فلن يصل الضوء المرسل إلى المستقبل، دلالةً على وجود جسم محتجز بينهما. يمكن ضبط المستشعرات حسب الحاجة من قبل المستخدم لتحقيق الأغراض المطلوبة.
ما هي الحساسات التقاربية
تعرف الحساسات التقاربية أو المجسات التقاربيّة (بالإنجليزية: Proximity sensors) كأجهزة قادرة على استشعار الأجسام أو الأهداف التي تقترب منها عند دخولها ضمن مجال استشعارها. تختلف طرق الاستشعار بين الأجهزة، بحسب نوعية المواد المراد اكتشافها، حيث تعمل الحساسات باستخدام المجالات المغناطيسية، الأشعة تحت الحمراء، الضوء، أو الصوت. تُستخدم الحساسات التقاربية بشكل واسع في الهواتف، السيارات ذات القيادة الذاتية، محطات إعادة التدوير، الأنظمة المضادة للطائرات، وخطوط الإنتاج. تجدر الإشارة إلى أن أكثر المستشعرات شيوعًا هما المستشعر الحَثّي والسِعَوي.
الخلاصة
توجد أنواع متعددة من الحساسات التقاربية التي تُستخدم لكشف المواد المعدنية وغير المعدنية، باستخدام أساليب مختلفة، وهي متواجدة في العديد من الأجهزة المحيطة بنا مثل الهواتف والسيارات.
