Memahami Penderia Fotoelektrik dan Aplikasinya

1. Apakah Penderia Fotoelektrik dan Mengapa Ia Penting?

Penderia fotoelektrik ialah peranti yang menggunakan pancaran cahaya untuk mengesan kehadiran atau ketiadaan objek. Tidak seperti suis mekanikal, ia beroperasi tanpa sentuhan fizikal, menjadikannya sesuai untuk aplikasi yang haus dan lusuh, kelajuan atau kebersihan merupakan faktor kritikal. Mereka adalah komponen asas dalam automasi industri dan produk kawalan industri.

Kepentingan penderia fotoelektrik dalam kilang pembuatan tidak boleh dilebih-lebihkan. Untuk kilang mesin dan peralatan, pengilang, dan syarikat penyelesaian kilang, penderia ini penting untuk:

• Proses Automatik: Mereka membolehkan kawalan tepat sistem automatik, seperti tali pinggang penghantar, talian pembungkusan dan lengan robot.
• Kawalan Kualiti: Mereka boleh mengesan kecacatan, memastikan penempatan produk yang betul, dan mengesahkan kehadiran komponen.
• Keselamatan: Ia boleh digunakan untuk mencipta halangan keselamatan, menghalang jentera daripada beroperasi apabila seseorang atau objek berada dalam zon berbahaya.
• Kecekapan: Pengesanan objek yang tepat boleh menyebabkan masa henti yang diminimumkan.

2. Bagaimana Penderia Fotoelektrik Berfungsi: Prinsip Asas?

Pada terasnya, sensor fotoelektrik terdiri daripada dua komponen utama: pemancar (sumber cahaya) dan penerima (pengesan cahaya). Pemancar memancarkan pancaran cahaya, biasanya inframerah atau kelihatan, dan penerima memantau jumlah cahaya yang diterimanya. Apabila objek memasuki pancaran cahaya, ia sama ada menghalang, memantulkan, atau sebaliknya mengubah cahaya yang sampai ke penerima. Sensor kemudian mengesan perubahan ini dan mencetuskan isyarat keluaran.

Prinsip asas bergantung pada mengukur perubahan dalam keamatan cahaya. Perubahan cahaya ini ialah cara sensor mengesan kehadiran objek. Ia adalah gangguan atau pantulan cahaya yang memberi isyarat kepada jentera automatik.

3. Apakah Pelbagai Jenis Penderia Fotoelektrik?

Terdapat tiga jenis utama penderia fotoelektrik, masing-masing sesuai untuk aplikasi yang berbeza:

• Pancaran Tembus (atau Pancaran Tembus): Pemancar dan penerima ditempatkan dalam unit berasingan, diletakkan bertentangan antara satu sama lain. Sensor mengesan objek apabila ia mengganggu pancaran cahaya yang bergerak di antara mereka.
• Retroreflective: Pemancar dan penerima berada dalam perumahan yang sama. Sensor memancarkan pancaran cahaya ke arah pemantul, yang memantulkan cahaya kembali ke penerima. Objek dikesan apabila ia memecahkan pancaran cahaya ini.
• Meresap: Juga dengan kedua-dua pemancar dan penerima dalam perumahan yang sama, tetapi pemantul tidak digunakan. Sensor memancarkan cahaya, dan mengesan cahaya yang dipantulkan kembali dari objek itu sendiri.

4. Menyelam Dalam: Memahami Penderia Fotoelektrik Melalui Rasuk

Penderia fotoelektrik melalui pancaran, kadangkala dipanggil penderia melalui pancaran, menawarkan julat penderiaan terpanjang dan kebolehpercayaan tertinggi antara jenis penderia fotoelektrik. Oleh kerana pancaran cahaya bergerak dalam garis lurus terus dari pemancar ke penerima, sebarang gangguan menandakan kehadiran objek.

Kelebihan penderia rasuk melalui:

• Julat penderiaan terpanjang.
• Kebolehpercayaan dan ketepatan yang tinggi.
• Kurang terjejas oleh warna objek atau kemasan permukaan.
• Berfungsi dengan baik dalam persekitaran yang kotor atau berdebu (dengan keuntungan berlebihan yang mencukupi, dijelaskan kemudian).

Kelemahan:

• Memerlukan dua unit berasingan, menjadikan pemasangan lebih kompleks sedikit.
• Penjajaran pemancar dan penerima adalah penting.

5. Penderia Fotoelektrik Retroreflective: Bagaimana Ia Memaksimumkan Kecekapan?

Penderia retroreflective, kadangkala dirujuk sebagai penderia fotoelektrik retro-reflective, menawarkan keseimbangan yang baik antara julat penderiaan dan kemudahan pemasangan. Reflektor khas digunakan untuk melantunkan cahaya yang dipancarkan dari sensor kembali ke penerima sensor. Sensor mengesan objek apabila ia menghalang laluan cahaya yang kembali dari pemantul.

Sesetengah penderia reflektif retro menggunakan cahaya terpolarisasi. Penderia fotoelektrik retro-reflective terpolarisasi amat berguna untuk mengesan objek berkilat atau reflektif yang mungkin menyebabkan pencetus palsu dengan cahaya tidak terkutub. Polarizer menapis cahaya yang tidak dipantulkan pada sudut yang betul dari pemantul khas.

Kelebihan sensor reflektif retro:

• Julat penderiaan yang baik.
• Hanya satu perumahan sensor perlu dipasang, memudahkan pemasangan berbanding dengan rasuk melalui.
• Penjajaran yang agak mudah.

Kelemahan:

• Julat lebih pendek daripada rasuk melalui.
• Objek berkilat atau lutsinar kadangkala sukar dikesan (melainkan menggunakan versi terpolarisasi).

6. Penderia Fotoelektrik Meresap: Bila Untuk Menggunakannya?

Penderia fotoelektrik meresap bergantung pada objek itu sendiri untuk memantulkan cahaya kembali kepada penerima. Pemancar dan penerima ditempatkan dalam satu unit, dan penderia dicetuskan apabila ia mengesan jumlah cahaya yang mencukupi yang dipantulkan daripada objek sasaran.

Kelebihan sensor meresap:

• Paling mudah untuk dipasang, kerana tiada pemantul atau penerima berasingan diperlukan.
• Baik untuk mengesan objek pada jarak yang dekat.

Kelemahan:

• Julat penderiaan terpendek.
• Sangat bergantung pada warna objek, kemasan permukaan dan pemantulan.
• Tidak sesuai untuk objek lutsinar atau sangat gelap.

7. Apakah Penindasan Latar Belakang dan Mengapa Ia Penting?

Penindasan latar belakang ialah ciri khusus yang terdapat dalam beberapa penderia fotoelektrik meresap. Ia membenarkan penderia untuk mengabaikan objek di luar julat penderiaan yang ditentukan, walaupun objek tersebut mencerminkan. Ini amat berguna dalam aplikasi yang mungkin terdapat permukaan latar belakang dekat di belakang objek untuk dikesan.

Tanpa penindasan latar belakang, latar belakang yang sangat reflektif boleh menyebabkan penderia tercetus secara palsu. Penindasan latar belakang memastikan bahawa penderia hanya bertindak balas kepada objek dalam zon penderiaan yang dikehendaki. Ini biasanya dicapai menggunakan triangulasi, di mana sensor mengukur sudut cahaya yang diterima untuk menentukan jarak ke objek.

8. Keuntungan Berlebihan: Konsep Utama dalam Penderiaan Fotoelektrik

Keuntungan berlebihan adalah parameter kritikal untuk semua jenis sensor fotoelektrik. Ia mewakili nisbah keamatan cahaya yang diterima oleh penerima dalam keadaan jelas (tiada objek hadir) kepada keamatan cahaya minimum yang diperlukan untuk mencetuskan sensor. Keuntungan lebihan yang lebih tinggi bermakna penderia boleh bertolak ansur dengan lebih banyak pencemaran, habuk atau salah jajaran dan masih dapat mengesan objek dengan pasti.

Keuntungan berlebihan sering digambarkan secara grafik. Keluk keuntungan berlebihan menunjukkan bagaimana julat penderiaan berubah dengan tahap pencemaran yang berbeza. Penderia dengan keuntungan berlebihan yang tinggi akan mengekalkan julat penderiaan yang lebih panjang walaupun dalam persekitaran yang mencabar. Dalam persekitaran yang berdebu, penderia rasuk melalui dengan keuntungan berlebihan yang mencukupi masih boleh berfungsi. Adalah penting untuk diingat bahawa penderia fotoelektrik digunakan dalam banyak aplikasi perindustrian.

9. Aplikasi Sensor Fotoelektrik dalam Automasi Perindustrian

Penderia fotoelektrik adalah komponen penting dalam pelbagai aplikasi perindustrian. Berikut adalah beberapa contoh yang berkaitan secara langsung kilang mesin dan peralatan, pengilang, dan syarikat penyelesaian kilang:

• Sistem Penghantar: Mengesan kehadiran atau ketiadaan produk pada tali pinggang penghantar, mengawal aliran bahan dan mengelakkan kesesakan. Mitsubishi PLC sistem sering digunakan bersama dengan sensor untuk kawalan penghantar.
• Mesin Pembungkusan: Mengesahkan bahawa bungkusan diisi dengan betul, dimeterai dan dilabelkan. Penderia boleh mengesan item yang hilang atau kedudukan yang salah.
• Sel Robotik: Membimbing lengan robot untuk memilih dan meletakkan objek, memastikan operasi yang tepat dan selamat. Omron robot kerap mengintegrasikan sensor fotoelektrik untuk pengecaman objek.
• Kenderaan Berpandu Automatik (AGV): Membantu AGV menavigasi melalui kilang, mengesan halangan dan mengelakkan perlanggaran.
• Keselamatan Mesin: Mencipta langsir cahaya atau penghadang keselamatan yang menutup mesin jika seseorang atau objek memasuki kawasan berbahaya. Proface HMI boleh dipasangkan dengan penderia keselamatan untuk memberikan amaran dan kawalan visual.
• Mengira: Digunakan dalam pengeluaran untuk mengira bahagian.
• Pengesanan Web Break: Digunakan dalam kertas, tekstil untuk mengesan pecah.
• Pengesanan tahap: Digunakan dengan cecair.

10. Memilih Penderia Fotoelektrik yang Tepat untuk Keperluan Anda

Memilih sensor fotoelektrik yang sesuai bergantung kepada beberapa faktor:

• Julat Penderiaan: Sejauh manakah penderia perlu mengesan objek?
• Ciri-ciri Objek: Apakah saiz, bentuk, warna, dan pemantulan objek?
• Keadaan Persekitaran: Adakah persekitaran berhabuk, kotor atau basah?
• Keperluan Pemasangan: Berapa banyak ruang yang tersedia untuk memasang sensor?
• Masa Tindak Balas: Berapa cepat penderia perlu bertindak balas terhadap kehadiran atau ketiadaan objek?
• Kos: Mengimbangi fungsi yang diperlukan.

Untuk kilang mesin dan peralatan, pertimbangkan keperluan khusus setiap mesin atau proses. Pengeluar harus mengutamakan penderia yang memberikan prestasi yang boleh dipercayai dan konsisten untuk meminimumkan masa henti. Syarikat penyelesaian kilang perlu menawarkan pelbagai pilihan sensor untuk memenuhi pelbagai keperluan pelanggan mereka. Kwoco boleh membantu. Kenalan kami hari ini!