Înțelegerea senzorilor fotoelectrici și a aplicațiilor acestora

1. Ce este un senzor fotoelectric și de ce sunt ele importante?

Un senzor fotoelectric este un dispozitiv care utilizează un fascicul de lumină pentru a detecta prezența sau absența unui obiect. Spre deosebire de comutatoarele mecanice, acestea funcționează fără contact fizic, ceea ce le face ideale pentru aplicații în care uzura, viteza sau igiena sunt factori critici. Sunt componente fundamentale în automatizări industriale şi produse de control industrial.

Importanța senzorilor fotoelectrici în fabricile de producție nu poate fi exagerată. Pentru fabrici de mașini și echipamente, producatori, și firme de soluții din fabrică, acești senzori sunt esențiali pentru:

• Procese automatizate: permit controlul precis al sistemelor automate, cum ar fi benzile transportoare, liniile de ambalare și brațele robotizate.
• Controlul calității: pot detecta defecte, pot asigura plasarea corectă a produsului și pot verifica prezența componentelor.
• Siguranță: pot fi utilizate pentru a crea bariere de siguranță, împiedicând funcționarea utilajelor atunci când o persoană sau un obiect se află într-o zonă periculoasă.
• Eficiență: detectarea precisă a obiectelor poate duce la reducerea timpului de nefuncționare.

2. Cum funcționează senzorii fotoelectrici: principiul de bază?

În centrul său, un senzor fotoelectric este format din două componente principale: un emițător (sursă de lumină) și un receptor (detector de lumină). Emițătorul proiectează un fascicul de lumină, de obicei în infraroșu sau vizibil, iar receptorul monitorizează cantitatea de lumină pe care o primește. Când un obiect intră în fasciculul de lumină, acesta fie blochează, reflectă, fie modifică în alt mod lumina care ajunge la receptor. Senzorul detectează apoi această modificare și declanșează un semnal de ieșire.

Principiul fundamental se bazează pe măsurarea modificărilor intensității luminii. Această modificare a luminii este modul în care senzorul detectează prezența unui obiect. Întreruperea sau reflectarea luminii este cea care semnalează mașinilor automate.

3. Care sunt diferitele tipuri de senzori fotoelectrici?

Există trei tipuri principale de senzori fotoelectrici, fiecare potrivit pentru diferite aplicații:

• Fascicul traversant (sau fascicul traversant): Emițătorul și receptorul sunt găzduite în unități separate, poziționate unul față de celălalt. Senzorul detectează un obiect atunci când întrerupe fasciculul de lumină care circulă între ele.
• Retroreflectorizant: emițătorul și receptorul sunt în aceeași carcasă. Senzorul emite un fascicul de lumină către un reflector, care trimite lumina înapoi către receptor. Un obiect este detectat atunci când întrerupe acest fascicul de lumină.
• Difuz: De asemenea, cu emițătorul și receptorul în aceeași carcasă, dar nu se folosește un reflector. Senzorul emite lumină și detectează lumina care este reflectată înapoi de obiectul însuși.

4. Deep Dive: înțelegerea senzorilor fotoelectrici cu fascicul transversal

Senzorii fotoelectrici cu fascicul, uneori numiți pur și simplu senzori cu fascicul, oferă cea mai lungă rază de detectare și cea mai mare fiabilitate dintre tipurile de senzori fotoelectrici. Deoarece fasciculul de lumină se deplasează în linie dreaptă direct de la emițător la receptor, orice întrerupere semnalează prezența unui obiect.

Avantajele senzorilor cu fascicul traversant:

• Cea mai lungă rază de detectare.
• Fiabilitate și precizie ridicate.
• Mai puțin afectat de culoarea obiectului sau de finisarea suprafeței.
• Funcționează bine în medii murdare sau prăfuite (cu un câștig suficient în exces, explicat mai târziu).

Dezavantaje:

• Necesită două unități separate, ceea ce face instalarea puțin mai complexă.
• Alinierea emițătorului și receptorului este crucială.

5. Senzori fotoelectrici retroreflectorizatori: Cum maximizează eficiența?

Senzorii retroreflectorizanți, denumiți uneori senzori fotoelectrici retroreflectorizanți, oferă un echilibru bun între raza de detectare și ușurința instalării. Un reflector special este folosit pentru a trimite lumina emisă de senzor înapoi la receptorul senzorului. Senzorul detectează un obiect atunci când blochează calea luminii care se întoarce de la reflector.

Unii senzori retroreflectorizanți utilizează lumină polarizată. Senzorii fotoelectrici polarizați cu reflexie sunt deosebit de utili pentru detectarea obiectelor strălucitoare sau reflectorizante care ar putea provoca declanșări false cu lumină nepolarizată. Polarizatorul filtrează lumina care nu este reflectată la unghiul corect de reflectorul special.

Avantajele senzorilor retroreflectorizanți:

• Raza de detectare buna.
• Trebuie montată o singură carcasă a senzorului, simplificând instalarea în comparație cu fasciculul traversant.
• Aliniere relativ ușoară.

Dezavantaje:

• Rază mai mică decât fasciculul traversant.
• Obiectele strălucitoare sau transparente pot fi uneori dificil de detectat (cu excepția cazului în care se utilizează o versiune polarizată).

6. Senzori fotoelectrici difuzi: când să îi folosiți?

Senzorii fotoelectrici difuzi se bazează pe obiectul în sine pentru a reflecta lumina înapoi la receptor. Emițătorul și receptorul sunt găzduite într-o singură unitate, iar senzorul este declanșat atunci când detectează o cantitate suficientă de lumină reflectată de obiectul țintă.

Avantajele senzorilor difuzi:

• Cel mai ușor de instalat, deoarece nu este nevoie de reflector sau receptor separat.
• Bun pentru detectarea obiectelor aflate în imediata apropiere.

Dezavantaje:

• Cea mai scurtă rază de detectare.
• Depinde foarte mult de culoarea obiectului, finisajul suprafeței și reflectivitate.
• Nu este potrivit pentru obiecte transparente sau foarte întunecate.

7. Ce este suprimarea fundalului și de ce este crucială?

Suprimarea fundalului este o caracteristică specializată găsită la unii senzori fotoelectrici difuzi. Permite senzorului să ignore obiectele dincolo de un interval de detectare definit, chiar dacă acele obiecte sunt reflectorizante. Acest lucru este incredibil de util în aplicațiile în care ar putea exista o suprafață de fundal aproape în spatele obiectului care trebuie detectat.

Fără suprimarea fundalului, un fundal foarte reflectorizant ar putea cauza declanșarea falsă a senzorului. Suprimarea fundalului asigură că senzorul răspunde numai la obiectele din zona de detectare dorită. Acest lucru se realizează în mod obișnuit folosind triangularea, unde senzorul măsoară unghiul luminii primite pentru a determina distanța până la obiect.

8. Câștig în exces: un concept cheie în detecția fotoelectrică

Câștigul în exces este un parametru critic pentru toate tipurile de senzori fotoelectrici. Reprezintă raportul dintre intensitatea luminii primită de receptor într-o stare clară (nici un obiect prezent) și intensitatea minimă a luminii necesară pentru declanșarea senzorului. Un câștig în exces mai mare înseamnă că senzorul poate tolera mai multă contaminare, praf sau nealiniere și poate detecta în continuare obiectele în mod fiabil.

Câștigul în exces este adesea vizualizat grafic. Curba de câștig în exces arată cum se modifică intervalul de detectare cu diferite niveluri de contaminare. Un senzor cu amplificare în exces mare va menține o rază de detectare mai lungă chiar și în medii dificile. Într-un mediu cu praf, poate funcționa în continuare un senzor de fascicul transversal cu un câștig suficient în exces. Este important să ne amintim că senzorii fotoelectrici sunt utilizați în multe aplicații industriale.

9. Aplicații ale senzorilor fotoelectrici în automatizarea industrială

Senzorii fotoelectrici sunt componente vitale într-o gamă largă de aplicații industriale. Iată câteva exemple direct relevante pentru fabrici de mașini și echipamente, producatori, și firme de soluții din fabrică:

• Sisteme transportoare: Detectarea prezenței sau absenței produselor pe o bandă transportoare, controlarea fluxului de materiale și prevenirea blocajelor. PLC Mitsubishi sistemele sunt adesea folosite împreună cu senzori pentru controlul benzilor transportoare.
• Mașini de ambalat: Verificarea faptului că pachetele sunt umplute, sigilate și etichetate corespunzător. Senzorii pot detecta elementele lipsă sau poziționarea incorectă.
• Celule robotizate: ghidarea brațelor robotice pentru a alege și a plasa obiecte, asigurând o funcționare precisă și sigură. Omron roboții integrează frecvent senzori fotoelectrici pentru recunoașterea obiectelor.
• Vehicule cu ghid automat (AGV): Ajutând AGV-urile să navigheze printr-o fabrică, detectând obstacolele și evitând coliziunile.
• Siguranța mașinilor: crearea de perdele luminoase sau bariere de siguranță care opresc utilajele dacă o persoană sau un obiect intră într-o zonă periculoasă. Proface HMI poate fi asociat cu senzori de siguranță pentru a oferi avertismente vizuale și control.
• Numărarea: Folosit în producție pentru a număra piesele.
• Web Break Detection: Folosit în hârtie, textil pentru detectarea ruperilor.
• Detectarea nivelului: Folosit cu lichide.

10. Alegerea senzorului fotoelectric potrivit pentru nevoile dvs

Alegerea senzorului fotoelectric adecvat depinde de mai mulți factori:

• Raza de detectare: Cât de departe are nevoie senzorul pentru a detecta obiectul?
• Caracteristicile obiectului: Care este dimensiunea, forma, culoarea și reflectivitatea obiectului?
• Condiții de mediu: Mediul este praf, murdar sau umed?
• Cerințe de montare: Cât spațiu este disponibil pentru montarea senzorului?
• Timp de răspuns: Cât de repede trebuie să reacționeze senzorul la prezența sau absența unui obiect?
• Cost: echilibrați funcționalitatea necesară.

Pentru fabrici de mașini și echipamente, luați în considerare cerințele specifice fiecărei mașini sau proces. Producătorii ar trebui să acorde prioritate senzorilor care oferă performanțe fiabile și consecvente pentru a minimiza timpul de nefuncționare. Companii de soluții de fabrică trebuie să ofere o gamă largă de opțiuni de senzori pentru a satisface nevoile diverse ale clienților lor. Kwoco poate ajuta. Contact noi azi!