A fotoelektromos érzékelők és alkalmazásaik ismerete

1. Mi az a fotoelektromos érzékelő, és miért fontosak?

A fotoelektromos érzékelő olyan eszköz, amely fénysugarat használ egy tárgy jelenlétének vagy hiányának érzékelésére. A mechanikus kapcsolókkal ellentétben ezek fizikai érintkezés nélkül működnek, így ideálisak olyan alkalmazásokhoz, ahol a kopás, a sebesség vagy a higiénia kritikus tényezők. Ezek alapvető alkotóelemei ipari automatizálás és ipari vezérlő termékek.

A fotoelektromos érzékelők fontosságát a gyártóüzemekben nem lehet túlbecsülni. Mert gép- és berendezésgyárak, gyártók, és gyári megoldással foglalkozó cégek, ezek az érzékelők nélkülözhetetlenek:

• Automatizált folyamatok: Lehetővé teszik az automatizált rendszerek, például szállítószalagok, csomagolósorok és robotkarok precíz vezérlését.
• Minőségellenőrzés: Felderítik a hibákat, biztosítják a megfelelő termékelhelyezést és ellenőrizhetik az alkatrészek meglétét.
• Biztonság: Használhatók biztonsági korlátok létrehozására, amelyek megakadályozzák a gépek működését, amikor egy személy vagy tárgy veszélyes zónában van.
• Hatékonyság: A pontos objektumészlelés minimálisra csökkentheti az állásidőt.

2. Hogyan működnek a fotoelektromos érzékelők: az alapelv?

Magában a fotoelektromos érzékelő két fő összetevőből áll: egy kibocsátóból (fényforrás) és egy vevőből (fényérzékelő). Az emitter általában infravörös vagy látható fénysugarat vetít ki, a vevő pedig figyeli a kapott fény mennyiségét. Amikor egy tárgy belép a fénysugárba, vagy blokkolja, visszaveri, vagy más módon megváltoztatja a vevőt érő fényt. Az érzékelő ezután érzékeli ezt a változást, és kimenő jelet indít el.

Az alapelv a fényintenzitás változásának mérésén alapul. Ez a fényváltozás az, ahogyan az érzékelő érzékeli egy tárgy jelenlétét. A fény megszakítása vagy visszaverődése jelzi az automatizált gépeknek.

3. Melyek a különböző típusú fotoelektromos érzékelők?

A fotoelektromos érzékelőknek három fő típusa létezik, amelyek mindegyike különböző alkalmazásokhoz alkalmas:

• Átmenő sugár (vagy Thru-beam): Az adó és a vevő külön egységekben, egymással szemben helyezkednek el. Az érzékelő akkor észlel egy tárgyat, amikor az megszakítja a közöttük haladó fénysugarat.
• Fényvisszaverő: Az adó és a vevő ugyanabban a házban van. Az érzékelő fénysugarat bocsát ki egy reflektor felé, amely visszaveri a fényt a vevőre. A rendszer akkor észlel egy tárgyat, amikor megtöri ezt a fénysugarat.
• Diffúz: Ugyanabban a házban az adó és a vevő is, de reflektor nincs használatban. Az érzékelő fényt bocsát ki, és érzékeli a tárgyról visszaverődő fényt.

4. Mély merülés: Az átmenő sugarú fotoelektromos érzékelők megértése

Az átmenő sugárnyalábú fotoelektromos érzékelők, amelyeket néha egyszerűen átmenő érzékelőknek neveznek, a leghosszabb érzékelési tartományt és a legnagyobb megbízhatóságot kínálják a fotoelektromos érzékelőtípusok közül. Mivel a fénysugár egyenes vonalban halad közvetlenül az adótól a vevőig, minden megszakítás egy tárgy jelenlétét jelzi.

Az átmenő sugárérzékelők előnyei:

• Leghosszabb érzékelési tartomány.
• Nagy megbízhatóság és pontosság.
• Kevésbé befolyásolja az objektum színe vagy felületkezelése.
• Jól működik piszkos vagy poros környezetben (kellő többletnyereséggel, később magyarázzuk).

Hátrányok:

• Két különálló egység szükséges, ami kissé bonyolultabbá teszi a telepítést.
• Az adó és a vevő egymáshoz igazítása kulcsfontosságú.

5. Reflektoros fotoelektromos érzékelők: Hogyan maximalizálják a hatékonyságot?

A fényvisszaverő érzékelők, amelyeket néha fényvisszaverő fotoelektromos érzékelőknek is neveznek, jó egyensúlyt kínálnak az érzékelési tartomány és a könnyű telepítés között. Egy speciális reflektort használnak az érzékelő által kibocsátott fény visszaverésére az érzékelő vevőjére. Az érzékelő akkor észlel egy tárgyat, amikor az elzárja a reflektorból visszatérő fény útját.

Egyes fényvisszaverő érzékelők polarizált fényt használnak. A polarizált fényvisszaverő fotoelektromos érzékelők különösen hasznosak olyan fényes vagy visszaverő tárgyak észlelésére, amelyek polarizálatlan fény esetén hamis kioldást okozhatnak. A polarizátor kiszűri a nem megfelelő szögben visszaverődő fényt a speciális reflektorról.

A fényvisszaverő érzékelők előnyei:

• Jó érzékelési tartomány.
• Csak egy érzékelőházat kell felszerelni, ami leegyszerűsíti a telepítést az átmenő gerendához képest.
• Viszonylag könnyű igazítás.

Hátrányok:

• Rövidebb hatótávolság, mint az átmenő sugár.
• A fényes vagy átlátszó tárgyakat néha nehéz észlelni (hacsak nem polarizált változatot használ).

6. Diffúz fotoelektromos érzékelők: mikor használjuk őket?

A diffúz fotoelektromos érzékelők magára a tárgyra támaszkodnak, hogy visszaverjék a fényt a vevő felé. Az adó és a vevő egyetlen egységben található, és az érzékelő akkor aktiválódik, ha elegendő mennyiségű fényt észlel a céltárgyról visszaverődően.

A diffúz érzékelők előnyei:

• A legegyszerűbb felszerelni, mivel nincs szükség reflektorra vagy külön vevőre.
• Jó a közeli tárgyak észlelésére.

Hátrányok:

• Legrövidebb érzékelési tartomány.
• Erősen függ az objektum színétől, felületi minőségétől és fényvisszaverő képességétől.
• Nem alkalmas átlátszó vagy nagyon sötét tárgyakra.

7. Mi az a háttérelnyomás, és miért kulcsfontosságú?

A háttérelnyomás bizonyos diffúz fotoelektromos érzékelők speciális funkciója. Lehetővé teszi az érzékelő számára, hogy figyelmen kívül hagyja a meghatározott érzékelési tartományon kívül eső tárgyakat, még akkor is, ha azok visszaverődnek. Ez hihetetlenül hasznos azokban az alkalmazásokban, ahol az észlelni kívánt objektum mögött lehet egy háttérfelület.

A háttér elnyomása nélkül az erősen tükröződő háttér az érzékelő téves működését okozhatja. A háttérelnyomás biztosítja, hogy az érzékelő csak a kívánt érzékelési zónán belüli tárgyakra reagáljon. Ezt általában háromszögelés segítségével érik el, ahol az érzékelő méri a kapott fény szögét, hogy meghatározza a tárgy távolságát.

8. Excess Gain: Kulcsfogalom a fotoelektromos érzékelésben

A túlzott erősítés kritikus paraméter minden fotoelektromos érzékelőtípusnál. Ez a vevő által tiszta állapotban (nincs jelen lévő tárgy) kapott fényintenzitás és az érzékelő aktiválásához szükséges minimális fényintenzitás arányát mutatja. A nagyobb többleterősítés azt jelenti, hogy az érzékelő több szennyeződést, port vagy eltolódást tud elviselni, és továbbra is megbízhatóan észleli a tárgyakat.

A túlzott nyereséget gyakran grafikusan jelenítik meg. A többleterősítési görbe azt mutatja, hogy az érzékelési tartomány hogyan változik a különböző szennyezettségi szintekkel. A nagy erősítéssel rendelkező érzékelő hosszabb érzékelési tartományt tart fenn még kihívásokkal teli környezetben is. Poros környezetben is működhet az átmenő sugárérzékelő elegendő túlzott erősítéssel. Fontos megjegyezni, hogy a fotoelektromos érzékelőket számos ipari alkalmazásban használják.

9. Fotoelektromos érzékelő alkalmazások az ipari automatizálásban

A fotoelektromos érzékelők létfontosságú alkotóelemek számos ipari alkalmazásban. Íme néhány példa, amelyek közvetlenül vonatkoznak erre gép- és berendezésgyárak, gyártók, és gyári megoldással foglalkozó cégek:

• Szállítószalag rendszerek: Termékek jelenlétének vagy hiányának észlelése a szállítószalagon, az anyagok áramlásának szabályozása és az elakadások megelőzése. Mitsubishi PLC rendszereket gyakran érzékelőkkel együtt használják a szállítószalag vezérlésére.
• Csomagológépek: annak ellenőrzése, hogy a csomagok megfelelően meg vannak-e töltve, le vannak zárva és felcímkézve. Az érzékelők észlelhetik a hiányzó elemeket vagy a helytelen elhelyezést.
• Robotcellák: Vezetik a robotkarokat a tárgyak felvételéhez és elhelyezéséhez, biztosítva a pontos és biztonságos működést. Omron a robotok gyakran integrálnak fotoelektromos érzékelőket az objektumfelismerés érdekében.
• Automatizált irányított járművek (AGV): Segítenek az AGV-knek navigálni a gyáron, felismerni az akadályokat és elkerülni az ütközéseket.
• Gépbiztonság: Fényfüggönyök vagy biztonsági korlátok létrehozása, amelyek leállítják a gépet, ha személy vagy tárgy veszélyes területre kerül. Proface HMI biztonsági érzékelőkkel párosítható, hogy vizuális figyelmeztetést és vezérlést biztosítson.
• Számlálás: A gyártásban az alkatrészek megszámlálására használják.
• Web Break Detection: Papírban, textilben használják a törések észlelésére.
• Szintérzékelés: Folyadékokhoz használják.

10. Az igényeinek megfelelő fotoelektromos érzékelő kiválasztása

A megfelelő fotoelektromos érzékelő kiválasztása több tényezőtől függ:

• Érzékelési tartomány: Milyen távolságra van szüksége az érzékelőnek a tárgy észleléséhez?
• Az objektum jellemzői: Mekkora a tárgy mérete, alakja, színe és fényvisszaverő képessége?
• Környezeti feltételek: Poros, piszkos vagy nedves a környezet?
• Szerelési követelmények: Mennyi hely áll rendelkezésre az érzékelő felszereléséhez?
• Válaszidő: Milyen gyorsan kell az érzékelőnek reagálnia egy tárgy jelenlétére vagy hiányára?
• Költség: Egyensúlyozza a szükséges funkciókat.

Mert gép- és berendezésgyárak, vegye figyelembe az egyes gépek vagy folyamatok speciális követelményeit. Gyártók előnyben kell részesítenie a megbízható és egyenletes teljesítményt nyújtó érzékelőket az állásidő minimalizálása érdekében. Gyári megoldással foglalkozó cégek szenzoropciók széles skáláját kell kínálniuk, hogy megfeleljenek ügyfeleik különféle igényeinek. Kwoco segíthet. Érintkezés mi ma!