ブログ について 光電センサの種類と用途の選び方

まるで、完璧なリズムで製品が流れ、それぞれが正確な計数、完璧に密閉される包装、そしてミリ単位の正確な位置合わせを要求する高速生産ラインを想像してみてください。この精度の背後には、縁の下の力持ちである光電センサーがあります。この記事では、これらの重要なコンポーネントを分析的な視点から検証し、その原理、種類、および用途を探求し、より良い産業オートメーションの意思決定に役立てます。

光電センサーは、光線を使用して物体を検出します。これらの非接触デバイスは、光を放射し、受信した信号の変化を解釈して、物体の存在または状態を判断します。この動作原理により、産業用途において独自の利点が得られます。

• 生産ラインの計数： 出力監視とデータ分析のために、組立ラインを通過するアイテムを正確に追跡します。
• 自動ドア制御： 近づく人員を検出し、ドアの操作をトリガーし、安全性と交通の流れを向上させます。
• マテリアルハンドリング： ロボットアームをガイドして、正確なピックアンドプレース操作を行います。
• 品質検査： 製品の欠陥や異常を特定し、品質基準を維持します。

これらのセンサーは、自動車製造から食品加工まで、金属、プラスチック、木材、さらにはガラスや液体などの透明な物質（センサーの種類によって異なります）を含む材料を検出できます。

すべての光電センサーは、光スイッチとして機能します。発光器は、受光器が検出する光線を投影します。さまざまなセンサータイプは、このビームを異なる方法で処理しますが、最終的には光の遮断に基づいて電気回路を制御します。

光電センサーは、主に光伝搬方法に基づいて、スルービーム、反射型、および拡散型の3つのカテゴリに分類されます。適切な選択は、検出の信頼性に直接影響します。

構造： 別々の発光器と受光器ユニット。

動作： コンポーネント間の正確な位置合わせが必要です。遮るものがない場合は「ON」、遮断された場合は「OFF」を出力します。

利点： 最長の検出範囲、強力な干渉耐性、過酷な環境に適しています。

制限： 複雑な設置、高コスト、透明度の低い検出。

用途： 大規模な機器の周囲セキュリティや倉庫のアクセス制御など、長距離検出。

これらのセンサーは、次の方法でPLC（プログラマブルロジックコントローラー）とインターフェースします。

• PNPタイプ： 高電圧信号を出力し、通常はシンク入力カードに接続します。
• NPNタイプ： 低電圧信号を出力し、通常はソース入力カードとペアリングします。

両方のタイプは、3線構成を使用します。茶色（電源+）、青色（電源-）、黒色（信号出力）。

一部のモデルには、モードセレクターがあります。

• ライトオン： 光を受信すると「ON」を出力し、遮断されると「OFF」を出力します。
• ダークオン： 光が遮断されると「ON」を出力し、光を受信すると「OFF」を出力します。

構造： リフレクターとは別の発光器/受光器ユニットの組み合わせ。

動作： リフレクターに光を投影します。中断すると状態が変化します。

利点： 簡単な設置、適度なコスト。

制限： 短い範囲、周囲光への感度、リフレクターへの依存。

用途： 自動ドアや材料の位置決めなどの中距離検出。

構造： リフレクターなしの統合発光器/受光器。

動作： ターゲット表面から散乱した光を検出します。

利点： 最も簡単な設置、低コスト。

制限： 最短の範囲、表面反射率への依存、周囲光への脆弱性。

用途： 小さなアイテムの計数や存在確認など、近距離検出。

最適なセンサーの選択には、複数の要因を評価する必要があります。

• 長距離/過酷な条件： スルービームセンサー
• 中距離/バランスの取れたニーズ： 反射型モデル
• 短距離/コスト重視： 拡散型センサー
• 透明なオブジェクト： 超音波または容量性代替案を検討してください
• 高精度要件： 解像度と再現性を優先します
• 騒音の多い環境： 干渉除去機能を備えたモデルを選択してください

この分析は、光電センサーの動作特性を理解するためのフレームワークを提供します。実装には、実際の動作条件下でのパフォーマンスを検証するための徹底的なテストを含める必要があります。