وبلاگ در باره اصول و کاربردهای پیشرفته سنسورهای فوتو الکتریکی مورد بررسی قرار گرفت

در نبض اتوماسیون صنعتی و تولید، حسگرهای فوتو الکتریکی به عنوان اجزای حیاتی عمل می کنند. این دستگاه ها به عنوان "چشمان" صنعت کار می کنند و از نور برای تشخیص دقیق حضور اشیاء، موقعیت و موقعیت استفاده می کنند. تغییرات و حتی تغییرات ظریف در ویژگی های سطح. بازرسی دقیق بسته بندی، از کنترل کیفیت در پردازش مواد غذایی و نوشیدنی تا عملیات دقیق تجهیزات پزشکی، سنسورهای فوتو الکتریکی در همه جا هستند. واحدهای مستقل، مدل های مبتنی بر بازتاب دهنده، انواع طولانی مدت، انواع سنگین و طرح های جمع و جور گزینه های نصب و نگهداری چندگانه، آنها نیازهای درخواست های سخت را برآورده می کنند در حالی که ثابت هستند عملکرد حتی در محیط های خشن.

اصول اصلی: "گفتگوی" پرتو های نور

حسگرهای فوتو الکتریکی که گاهی اوقات "چشمان الکتریکی" نامیده می شوند، با فرستادن یک پرتو نور و استفاده از یک گیرنده کار می کنند برای تشخیص تغییرات در وضعیت آن پرتو. وقتی یک شی ظاهر می شود، ناپدید می شود، یا تغییرات سطحی را تجربه می کند، شعاع منتشر شده ممکن است مسدود، منعکس یا پراکنده شود. گیرنده داخلی سنسور این اندازه گیری های نوری را اندازه گیری می کند. این تعامل بین نور و اشیاء اساس اصلی سنجش فوتو الکتریکی را تشکیل می دهد.

روش های عملیاتی توضیح داده شد

سنسورهای فوتو الکتریکی را می توان بر اساس ساختار داخلی آنها به چندین حالت عملیاتی اصلی طبقه بندی کرد و روش تعامل با اهداف:

1حالت اشعه عبور (وضع مخالف): "مصادره کننده" قابل اعتماد

در پیکربندی پرتو، فرستنده و گیرنده واحدهای جداگانه ای هستند که در مقابل یکدیگر نصب شده اند. وقتی یک شی این مسیر را قطع می کند، سنسور هدف را تشخیص می دهد. این حالت بالاترین قابلیت اطمینان را ارائه می دهد زیرا مسیر مستقیم نور تحت تأثیر سطح شی باقی می ماند بازتاب

• مزایا:
  • نسبت فوق العاده سیگنال به سر و صدا:قدرت سیگنال دریافت شده به طور قابل توجهی بیش از آستانه های تحریک می شود، ارائه عالی مقاومت در برابر دخالت محیط زیست.
  • محدوده کشف گسترده:مسیر مستقیم نور امکان تشخیص دور دراز پایدار را فراهم می کند.
  • سازگاری عالی با محیط زیست:عملکرد قابل اطمینان در شرایط سخت صنعتی، باقی می ماند تحت تاثیر گرد و غبار، دود، و یا دیگر مواد آلوده کننده
  • حس موقعیت دقیق:با دقت مشخص می کند که چه زمانی اشیاء وارد مسیر پرتو می شوند یا از آن خارج می شوند.
  • تشخیص اجسام کوچک:پرتو های متمرکز امکان شناسایی دقیق اجزای کوچک را فراهم می کنند.
  • استقلال بازتاب سطح:عملکرد ثابت را بدون توجه به رنگ، درخشش یا بافت شی حفظ می کند.

2حالت بازتاب: راه حل راحت "اکو"

حسگرهای بازتاب دهنده، فرستنده و گیرنده را در یک واحد واحد ترکیب می کنند، با استفاده از یک بازتاب دهنده جداگانه برای بازتاب نور را به گیرنده برگردانید. شبیه به حالت اشعه عبور، تشخیص هدف زمانی اتفاق می افتد که یک شی مانع از حرکت نور شود. مسیر نور بین سنسور و بازتاب دهنده. این پیکربندی مزایای نصب را ارائه می دهد اتصال فقط در یک طرف امکان پذیر است یا فضای محدود است.

• مزایا:
  • نصب ساده:فرستنده / گیرنده یکپارچه نیاز به سیم کشی فقط در یک طرف دارد.
  • محدوده کشف گسترده:قابل مقایسه با برخی از پیاده سازی های شعاع.
  • طراحی قطبی بازتاب دهنده:نسخه های تخصصی با استفاده از نور قطبی شده از محرک های نادرست از سطوح بسیار بازتاب دهنده جلوگیری می کنند و فیلترها
  • اپتیک کواکسیال:پیکربندی های خاص لنز، تشخیص اشیاء شفاف یا نیمه شفاف را بهبود می بخشد.
• چالش ها:
  • سطح های بازتابی بالا:اشیاء درخشان ممکن است نور را مستقیماً به گیرنده بازتاب دهند و مانند یک پرتو بدون وقفه باشند. حسگرهای بازتابی قطبی شده این محدودیت را برطرف می کنند.

3حالت پخش: مستقیم "تشخیص بازتاب"

حسگرهای پخش کننده هم فرستنده و هم گیرنده را در یک محفظه بدون نیاز به بازتاب دهنده قرار می دهند. این حالت نصب را ساده می کند نیاز به بازتاب دهنده ها

• مزایا:
  • نصب حداقل:هیچ بازتاب دهنده ای لازم نیست
  • هزینه های پیاده سازی پایین تر:هزینه خرید و نصب بازتاب دهنده را از بین می برد.
• محدودیت ها:
  • وابستگی بازتاب سطح:محدوده و ثبات تشخیص با رنگ هدف، رنگ و بافت متفاوت است. سطوح جذب نور ممکن است به شدت محدوده موثر را کاهش دهد.
  • تشخیص محدود اشیاء کوچک:عملکرد در هنگام شناسایی قطعات کوچک یا برنامه های شمارش به دلیل تغییرات بازتاب.

4. سرکوب پس زمینه (BGS): "معیار دهنده محدوده" دقیق

حسگرهای خنثی کننده پس زمینه یک حالت گسترده پیشرفته را نشان می دهند که تشخیص دقیق را ایجاد می کند این سنسورها با استفاده از اصول مثلث سنجی، یک محدوده محدودی را تعریف می کنند. "فاصله قطعی" دقیق، که فقط به اهداف در محدوده مشخص شده پاسخ می دهد در حالی که از پس زمینه صرف نظر می کند. مداخله.

• مزایا:
  • محدوده تشخیص قابل تنظیم:به طور معمول از 18mm تا 150mm پیکربندی می شود (با توجه به مدل).
  • رد موثر پس زمینه:باعث از بین رفتن محرک های نادرست از اجسام دور می شه.
  • عدم حساسیت به رنگ:به طور قابل اعتماد اهداف تیره یا کم کنتراست را حتی در مقابل پس زمینه های سفید تشخیص می دهد.
  • نسبت سيگنال به صدا بالا:حتی با سطوح کم بازتاب قابل اطمینان را حفظ می کند.
  • تشخیص ویژگی های کوچک:لامپ های LED یا لیزر فشرده و فشرده، شناسایی دقیق جزئیات را امکان پذیر می کنند.
  • مقاومت از طریق صدا:الگوریتم های بهینه شده از تداخل بین سنسورهای مجاور جلوگیری می کنند.

نسبت سیگنال به سر و صدا: غلبه بر چالش های زیست محیطی

نسبت سیگنال به سر و صدا (که اغلب به عنوان "تکثیر بیش از حد" نامیده می شود) اندازه گیری می کند که چقدر قدرت سیگنال دریافت شده توسط سنسور بیشتر از یک نسبت 1 نشان دهنده حداقل سیگنال قابل تشخیص است. محیط های صنعتی کاهش نور از گرد و غبار، روغن، دود و رطوبت، نیاز به افزایش بیش از حد برای جبران. این ظرفیت ذخیره، عملکرد قابل اطمینان را با وجود کاهش سیگنال تضمین می کند.

نمودارهای افزایش بیش از حد به طور معمول از مقیاس های لوگارتیمی استفاده می کنند تا تغییرات سیگنال را در چندین سفارش به وضوح نشان دهند هر افزایش عمودی بزرگ نشان دهنده یک افزایش ده برابر در انرژی سیگنال موجود است، کمک به کاربران حسگرها را با ذخایر کافی برای شرایط محیطی خاص خود انتخاب می کنند.

ویژگی های پرتو و معیارهای انتخاب

سنسورهای فوتو الکتریکی از انواع مختلف پرتوهای مختلف برای پاسخگویی به نیازهای کاربردی مختلف استفاده می کنند:

1ال ای دی قابل مشاهده: "کمک کننده تراز" بدیهی

لامپ های قرمز مقرون به صرفه هستند و با حساسیت گیرنده مطابقت دارند. نصب

2لامپ مادون قرمز: "دتاکتور نامرئی" کارآمد

برای چشم انسان نامرئی، لامپ های IR LED کارایی بالاتری و محدوده تشخیص طولانی تری نسبت به نور مرئی دارند. اگرچه تراز کردن ممکن است به ابزار نیاز داشته باشد.

3. طول موج بلند IR: " ردیاب مایع "

طول موج های IR تخصصی (به عنوان مثال، 1450nm) توسط آب جذب می شوند، که تشخیص مایع قابل اعتماد را از طریق ظرف های شفاف یا نامرئی.

4ليزر: راه حل هدف گيري دقيق

پرتوهای لیزر برای تشخیص دقیق اشیاء کوچک یا ظریف، اندازه نقطه بسیار کوچک را فراهم می کنند. ویژگی ها، حفظ تمرکز دقیق در فاصله.

5الگوهای پرتو: تعریف مرزهای تشخیص

الگوی پرتو یک سنسور منطقه تشخیص موثر خود را تعیین می کند. حالت پرتو مستقیم یک مسیر مستقیم ایجاد می کند الگوهای بازتابی بستگی به اندازه بازتاب دهنده دارد، در حالی که حالت پخش نیاز به اهداف برای منعکس کردن نور کافی در منطقه پوشش پرتو. الگوهای پرتو استاندارد 90٪ سفید را فرض می کنند. بازتاب کارت، به این معنی که عملکرد واقعی ممکن است با رنگ هدف متفاوت باشد.

مفهوم "برق موثر" مسیر نور عملکردی بین فرستنده و گیرنده (یا بازتاب دهنده) را توصیف می کند. تشخیص اشیاء زمانی رخ می دهد که این مسیر قطع شود. حالت اشعه مستقیم یک فرستنده مستقیم را حفظ می کند مسیر، در حالی که حالت بازتاب دهنده بازتاب دهنده را در این مسیر بحرانی گنجانده است.

با درک اصول اصلی سنسورهای فوتو الکتریکی، حالت های عملیاتی، ملاحظات سیگنال به سر و صدا، و ویژگی های پرتو، مهندسان می توانند به طور بهینه انتخاب و پیاده سازی این ابزارهای متنوع برای رسیدگی به چالش های صنعتی به طور فزاینده پیچیده در حالی که افزایش بهره وری و کیفیت.