Понимание фотоэлектрических датчиков и их применения

1. Что такое фотоэлектрический датчик и почему он важен?

Фотоэлектрический датчик — это устройство, которое использует световой луч для обнаружения наличия или отсутствия объекта. В отличие от механических переключателей, они работают без физического контакта, что делает их идеальными для приложений, где критическими факторами являются износ, скорость или гигиена. Они являются основными компонентами в промышленная автоматизация и промышленные средства контроля.

Значение фотоэлектрических датчиков на производственных предприятиях невозможно переоценить. заводы по производству машин и оборудования, производители, и компании по производству заводских решенийЭти датчики необходимы для:

• Автоматизированные процессы: они обеспечивают точное управление автоматизированными системами, такими как конвейерные ленты, упаковочные линии и роботизированные манипуляторы.
• Контроль качества: они могут обнаруживать дефекты, обеспечивать правильное размещение продукции и проверять наличие компонентов.
• Безопасность: их можно использовать для создания защитных барьеров, предотвращающих работу оборудования, когда в опасной зоне находится человек или предмет.
• Эффективность: Точное обнаружение объектов может привести к минимизации времени простоя.

2. Как работают фотоэлектрические датчики: основной принцип?

По своей сути фотоэлектрический датчик состоит из двух основных компонентов: излучателя (источника света) и приемника (детектора света). Излучатель проецирует луч света, обычно инфракрасного или видимого, а приемник отслеживает количество получаемого им света. Когда объект попадает в луч света, он либо блокирует, отражает или иным образом изменяет свет, достигающий приемника. Затем датчик обнаруживает это изменение и запускает выходной сигнал.

Основной принцип основан на измерении изменений интенсивности света. Это изменение света — то, как датчик обнаруживает присутствие объекта. Это прерывание или отражение света, которое подает сигнал автоматизированному оборудованию.

3. Какие существуют типы фотоэлектрических датчиков?

Существует три основных типа фотоэлектрических датчиков, каждый из которых подходит для различных областей применения:

• Сквозной луч (или Thru-beam): излучатель и приемник размещены в отдельных блоках, расположенных друг напротив друга. Датчик обнаруживает объект, когда он прерывает световой луч, проходящий между ними.
• Световозвращающий: излучатель и приемник находятся в одном корпусе. Датчик излучает луч света в направлении отражателя, который отражает свет обратно в приемник. Объект обнаруживается, когда он прерывает этот луч света.
• Диффузный: также с излучателем и приемником в одном корпусе, но без использования отражателя. Датчик излучает свет и обнаруживает свет, отраженный от самого объекта.

4. Глубокое погружение: понимание фотоэлектрических датчиков сквозного луча

Фотоэлектрические датчики сквозного луча, иногда называемые просто датчиками сквозного луча, обеспечивают самый большой диапазон обнаружения и самую высокую надежность среди типов фотоэлектрических датчиков. Поскольку световой луч проходит по прямой линии непосредственно от излучателя к приемнику, любое прерывание сигнализирует о наличии объекта.

Преимущества датчиков сквозного луча:

• Самый большой диапазон обнаружения.
• Высокая надежность и точность.
• Меньше зависит от цвета объекта или отделки поверхности.
• Хорошо работает в грязных и пыльных условиях (при достаточном избыточном усилении, о чем будет рассказано ниже).

Недостатки:

• Требуются два отдельных блока, что немного усложняет установку.
• Решающее значение имеет выравнивание излучателя и приемника.

5. Фотоэлектрические датчики с обратным отражением: как они повышают эффективность?

Световозвращающие датчики, иногда называемые световозвращающими фотоэлектрическими датчиками, предлагают хороший баланс между диапазоном обнаружения и простотой установки. Специальный отражатель используется для отражения света, излучаемого датчиком, обратно в приемник датчика. Датчик обнаруживает объект, когда он блокирует путь света, возвращающегося от отражателя.

Некоторые светоотражающие датчики используют поляризованный свет. Поляризованные светоотражающие фотоэлектрические датчики особенно полезны для обнаружения блестящих или отражающих объектов, которые могут вызывать ложные срабатывания при неполяризованном свете. Поляризатор отфильтровывает свет, который не отражается под правильным углом от специального отражателя.

Преимущества световозвращающих датчиков:

• Хороший диапазон обнаружения.
• Требуется установить только один корпус датчика, что упрощает установку по сравнению со сквозным лучом.
• Относительно простое выравнивание.

Недостатки:

• Меньшая дальность действия, чем у сквозного луча.
• Иногда бывает трудно обнаружить блестящие или прозрачные объекты (если только не используется поляризованная версия).

6. Диффузные фотоэлектрические датчики: когда их использовать?

Диффузные фотоэлектрические датчики полагаются на сам объект, чтобы отражать свет обратно к приемнику. Излучатель и приемник размещены в одном блоке, и датчик срабатывает, когда он обнаруживает достаточное количество света, отраженного от целевого объекта.

Преимущества диффузных датчиков:

• Самый простой в установке, так как не требуется отражатель или отдельный приемник.
• Хорошо подходит для обнаружения объектов на близком расстоянии.

Недостатки:

• Самый короткий диапазон обнаружения.
• Сильно зависит от цвета объекта, отделки поверхности и отражательной способности.
• Не подходит для прозрачных или очень темных объектов.

7. Что такое подавление фона и почему оно так важно?

Подавление фона — это специализированная функция, которая есть в некоторых диффузных фотоэлектрических датчиках. Она позволяет датчику игнорировать объекты за пределами определенного диапазона обнаружения, даже если эти объекты являются отражающими. Это невероятно полезно в приложениях, где может быть фоновая поверхность близко позади обнаруживаемого объекта.

Без подавления фона сильно отражающий фон может привести к ложному срабатыванию датчика. Подавление фона гарантирует, что датчик будет реагировать только на объекты в пределах желаемой зоны обнаружения. Обычно это достигается с помощью триангуляции, когда датчик измеряет угол полученного света для определения расстояния до объекта.

8. Избыточное усиление: ключевая концепция в фотоэлектрическом зондировании

Избыточное усиление является критическим параметром для всех типов фотоэлектрических датчиков. Оно представляет собой отношение интенсивности света, полученного приемником в чистом состоянии (без объекта), к минимальной интенсивности света, необходимой для срабатывания датчика. Более высокое избыточное усиление означает, что датчик может выдерживать большее загрязнение, пыль или несоосность и по-прежнему надежно обнаруживать объекты.

Избыточное усиление часто визуализируется графически. Кривая избыточного усиления показывает, как диапазон чувствительности изменяется при различных уровнях загрязнения. Датчик с высоким избыточным усилением будет поддерживать более длинный диапазон чувствительности даже в сложных условиях. В пыльной среде датчик сквозного луча с достаточным избыточным усилением все еще может функционировать. Важно помнить, что фотоэлектрические датчики используются во многих промышленных приложениях.

9. Применение фотоэлектрических датчиков в промышленной автоматизации

Фотоэлектрические датчики являются жизненно важными компонентами в широком спектре промышленных приложений. Вот несколько примеров, которые имеют непосредственное отношение к заводы по производству машин и оборудования, производители, и компании по производству заводских решений:

• Конвейерные системы: обнаружение наличия или отсутствия продукции на конвейерной ленте, управление потоком материалов и предотвращение заторов. Мицубиси ПЛС Системы часто используются совместно с датчиками для управления конвейером.
• Упаковочные машины: Проверка того, что упаковки правильно заполнены, запечатаны и маркированы. Датчики могут обнаружить отсутствующие предметы или неправильное расположение.
• Роботизированные ячейки: управление роботизированными руками для захвата и размещения объектов, обеспечение точной и безопасной работы. Омрон В роботы часто встраиваются фотоэлектрические датчики для распознавания объектов.
• Автоматизированные управляемые транспортные средства (AGV): помогают AGV перемещаться по территории завода, обнаруживая препятствия и избегая столкновений.
• Безопасность машин: создание световых завес или защитных барьеров, которые отключают машины, если человек или предмет попадает в опасную зону. Профейс HMI может работать в паре с датчиками безопасности для обеспечения визуальных предупреждений и контроля.
• Подсчет: используется в производстве для подсчета деталей.
• Обнаружение разрывов полотна: используется в бумажной и текстильной промышленности для обнаружения разрывов.
• Определение уровня: используется с жидкостями.

10. Выбор правильного фотоэлектрического датчика для ваших нужд

Выбор подходящего фотоэлектрического датчика зависит от нескольких факторов:

• Диапазон обнаружения: на каком расстоянии датчик должен обнаружить объект?
• Характеристики объекта: каковы размер, форма, цвет и отражательная способность объекта?
• Условия окружающей среды: пыльная, грязная или влажная окружающая среда?
• Требования к монтажу: Сколько места доступно для монтажа датчика?
• Время отклика: насколько быстро датчик должен реагировать на наличие или отсутствие объекта?
• Стоимость: баланс необходимой функциональности.

Для заводы по производству машин и оборудования, учитывайте конкретные требования каждой машины или процесса. Производители следует отдавать приоритет датчикам, обеспечивающим надежную и стабильную работу, чтобы свести к минимуму время простоя. Компании по разработке заводских решений необходимо предложить ряд вариантов датчиков для удовлетворения разнообразных потребностей своих клиентов. Kwoco может помочь. Контакт нас сегодня!