سنسور فوتوالکتریک قطعه عکس نوری را تشخیص می دهند. OMRON سنسورهای مختلفی از جمله سنسورهای بازتابنده پخش، اشعه از طریق پرتو، بازتابنده یکپارچه و قابل تنظیم از راه دور و همچنین سنسورهایی را با تقویت کننده داخلی و جداگانه و واحد فیبر ارائه می دهد.
سنسور فوتوالکتریک چیست؟
سنسور فوتوالکتریک اجسام ، تغییرات در شرایط سطح و سایر موارد را از طریق انواع ویژگی های نوری تشخیص می دهند.
یک سنسور فوتوالکتریک در درجه اول از یک امیتر برای ساطع نور و یک گیرنده برای دریافت نور تشکیل شده است. وقتی نور ساطع شده توسط جسم حسگر قطع یا منعکس می شود ، میزان نوری که به گیرنده می رسد را تغییر می دهد. گیرنده این تغییر را تشخیص داده و آن را به یک خروجی الکتریکی تبدیل می کند. منبع نور اکثر سنسورهای فوتوالکتریک نور مادون قرمز یا مرئی است (به طور کلی قرمز یا سبز / آبی برای شناسایی رنگ ها).
سنسورهای از طریق پرتو (سنسورهای بازتابنده یکپارچه)
سنسورهای بازتابنده انتشار
امکانات
-
فاصله سنسور طولانی
به عنوان مثال ، یک سنسور فوتوالکتریک از طریق پرتو می تواند اجسامی را که بیش از ۱۰ متر فاصله دارند تشخیص دهد. این با استفاده از روش های سنجش مغناطیسی ، اولتراسونیک یا سایر روش ها غیرممکن است.
-
عملا بدون محدودیت اشیا سنجش
این سنسورها بر این اصل عمل می کنند که جسمی نور را قطع یا منعکس می کند ، بنابراین مانند سنسورهای مجاورت در تشخیص اجسام فلزی محدود نمی شوند. این بدان معنی است که می توان از آنها برای تشخیص هر شی object ، از جمله شیشه ، پلاستیک ، چوب و مایع استفاده کرد.
-
زمان پاسخ سریع
زمان پاسخ بسیار سریع است زیرا نور با سرعت بالا حرکت می کند و سنسور هیچگونه عملیات مکانیکی را انجام نمی دهد زیرا تمام مدارها از اجزای الکترونیکی تشکیل شده اند.
-
وضوح بالا
وضوح فوق العاده بالا با این سنسورها از فن آوری های پیشرفته طراحی ناشی می شود که یک پرتو نقطه بسیار کوچک و یک سیستم نوری منحصر به فرد برای دریافت نور ایجاد می کند. این پیشرفت ها امکان شناسایی اشیا very بسیار کوچک و همچنین تشخیص دقیق موقعیت را فراهم می کند.
-
سنجش بدون تماس
احتمال آسیب دیدن اشیا sens حسگر یا حسگرها کم است زیرا اشیا بدون تماس فیزیکی قابل تشخیص هستند. این سال ها خدمات سنسور فوتوالکتریک را تضمین می کند.
-
شناسایی رنگ
سرعت انعکاس یا جذب یک جسم هم به طول موج نور ساطع شده و هم به رنگ جسم بستگی دارد. از این ویژگی می توان برای تشخیص رنگ استفاده کرد.
-
تنظیم آسان
قرار دادن پرتو بر روی یک شی با مدل هایی که نور مرئی ساطع می کنند به دلیل قابل مشاهده بودن پرتو ساده است.
مطالب پیشنهادی: سنسور چیست؟
اصول عملکردو ویژگی های نور
انتشار مستقیم
وقتی نور از طریق هوا یا آب عبور می کند ، همیشه در یک مسیر مستقیم حرکت می کند. شکاف خارج سنسور از طریق پرتو که برای تشخیص اشیا small کوچک استفاده می شود مثالی از نحوه استفاده از این اصل برای کاربردهای عملی است.
انکسار
انکسار پدیده انحراف نور است در حالی که از مرز بین دو محیط با شاخص های شکست مختلف عبور می کند.
بازتاب
( بازتاب منظم ، بازتابش ، بازتاب انتشار)
یک سطح صاف ، مانند شیشه یا آینه ، نور را در زاویه برابر با زاویه برخورد نور منعکس می کند. این نوع بازتاب را بازتاب منظم می نامند. یک مکعب گوشه ای با ترتیب دادن سه سطح تخت عمود بر یکدیگر از این اصل بهره می برد. نوری که به مکعب گوشه ای ساطع می شود ، به طور مکرر بازتاب منظم را منتشر می کند و نور منعکس شده در نهایت مستقیم به سمت نور ساطع شده حرکت می کند. از این به عنوان بازتابش یاد می شود.
بیشتر بازتابنده های متقابل از مکعب های گوشه ای تشکیل شده اند که اندازه آنها چندین میلی متر مربع است و در یک پیکربندی دقیق مرتب شده اند.سطوح مات مانند کاغذ سفید ، نور را از هر جهت منعکس می کنند. این پراکندگی نور را بازتاب انتشار می نامند.این اصل روش سنجش است که توسط سنسورهای بازتابنده دیفیوز استفاده می شود.
قطبش نور
نور را می توان به صورت موجی نشان داد که به صورت افقی و عمودی در نوسان است. سنسورهای فوتوالکتریک تقریباً همیشه از LED ها به عنوان منبع نور استفاده کنید. نوری که از LED ها ساطع می شود در جهت عمودی و افقی نوسان می کند و از آن به عنوان نور غیر پلاریزه یاد می شود. فیلترهای نوری وجود دارد که نوسانات نور غیرقابل پلاریزاسیون را فقط به یک جهت محدود می کند. این فیلترها به عنوان فیلترهای پلاریزه شناخته می شوند. نور یک LED که از فیلتر قطبی عبور می کند فقط در یک جهت نوسان می کند و به آن نور قطبی (یا دقیق تر ، نور قطبی خطی) گفته می شود.
نور قطبی که در یک جهت در حال نوسان است (مثلاً جهت عمودی) نمی تواند از یک فیلتر قطبی عبور کند که نوسانات را به یک جهت عمود محدود کند (به عنوان مثال ، جهت افقی). عملکرد MSR در سنسورهای بازتابنده Retro و لوازم جانبی فیلتر محافظت از تداخل متقابل برای سنسورهای از طریق پرتو بر اساس این اصل عمل می کنند.
منابع نور، تولید نور
پالس نور تعدیل شده
اکثر سنسورهای فوتوالکتریک از نور تعدیل شده پالس استفاده می کنند که اساساً در فواصل ثابت نور را به طور مکرر منتشر می کند.آنها می توانند اجسامی را که در فاصله کمی قرار دارند حس کنند زیرا اثرات تداخل نور خارجی با این سیستم به راحتی از بین می رود. در مدلهای مجهز به حفاظت از تداخل متقابل ، چرخه انتشار در یک محدوده مشخص برای رسیدگی به تداخل نور منسجم و نور خارجی متنوع است.
نور غیر مدوله شده
نور غیر مدولاسیون به پرتوی نور بدون وقفه با شدت خاصی گفته می شود که در انواع خاصی از حسگرها مانند سنسورهای مارک استفاده می شود. اگرچه این سنسورها زمان پاسخ سریع دارند ، اما اشکال آنها شامل فاصله سنجش کوتاه و حساسیت به تداخل نور خارجی است.
رنگ و نوع منبع نور
مثلث
سنسورهای فوتوالکتریک قابل تنظیم از راه دور معمولاً بر اساس اصل مثلث سازی عمل می کنند . این اصل در نمودار زیر نشان داده شده است.نور از امیتر به جسم حسگر برخورد می کند و نور پراکنده را منعکس می کند. عدسی گیرنده نور منعکس شده را بر روی ردیاب موقعیت متمرکز می کند (نیمه هادی ای که سیگنالی را با توجه به جایی که نور به آن اصابت می کند ، خارج می کند). هنگامی که جسم سنجش در A در نزدیکی سیستم نوری قرار دارد ، پس نور در نقطه a روی آشکارساز موقعیت متمرکز می شود. هنگامی که جسم سنجش در B دور از سیستم نوری قرار دارد ، پس نور در نقطه b بر روی آشکارساز موقعیت متمرکز می شود.
۱.روش سنسور از طریق پرتو
امیتر و گیرنده در مقابل یکدیگر نصب می شوند تا نور از امیتر را وارد گیرنده کند. وقتی جسم سنجشی که از بین فرستنده و گیرنده عبور می کند ، نور ساطع شده را قطع می کند ، میزان نوری که به گیرنده وارد می شود را کاهش می دهد. این کاهش شدت نور برای تشخیص جسم استفاده می شود.
روش سنجش با سنسورهای فوتوالکتریک از طریق پرتو یکسان است و برخی از مدلها به نام سنسورهای شکاف با یک امیتر و گیرنده یکپارچه پیکربندی می شوند.
امکانات
عملکرد پایدار و فواصل طولانی از چندین سانتی متر تا چند ده متر متغیر است.
موقعیت سنجش تحت تأثیر تغییرات مسیر شی object سنجش قرار نمی گیرد.
عملکرد تحت تأثیر درخشش ، رنگ یا تمایل شی object نیست.
-
سنسورهای بازتابنده انتشار
روش سنجش
امیتر و گیرنده در یک محفظه نصب شده اند و نور معمولاً به گیرنده بر نمی گردد. وقتی نور از امیتر به جسم سنجش برخورد می کند ، جسم نور را منعکس می کند و در آنجا شدت نور وارد گیرنده می شود. این افزایش شدت نور برای تشخیص جسم استفاده می شود.
امکانات
فاصله حسگر از چندین سانتی متر تا چند متر است.
تنظیم آسان نصب
شدت نور منعکس شده ، ثبات عملکرد و فاصله سنجش با توجه به شرایط (مثلاً رنگ و صافی) سطح جسم حسگر متفاوت است.
-
سنسورهای بازتابنده یکپارچه
روش سنجش
امیتر و گیرنده در همان محفظه نصب می شوند و نور از امیتر به طور معمول توسط یک بازتابنده نصب شده در طرف مقابل به گیرنده منعکس می شود . وقتی جسم سنجش نور را قطع می کند ، میزان نور دریافتی را کاهش می دهد. این کاهش شدت نور برای تشخیص جسم استفاده می شود.
امکانات
- فاصله حسگر از چند سانتی متر تا چند متر متغیر است.
- سیم کشی ساده و تنظیم محور نوری (صرفه جویی در نیروی کار).
- عملکرد تحت تأثیر رنگ یا زاویه اشیا حسگر قرار نمی گیرد.
- نور دو بار از طریق جسم حسگر عبور می کند و این حسگرها را برای سنجش اجسام شفاف مناسب می کند.
- ممکن است حس اشیا با پایان آینه ای تشخیص داده نشود زیرا مقدار نوری که از چنین سطوح براق به گیرنده بازتاب می شود باعث می شود که به نظر می رسد هیچ جسم حسی وجود ندارد. با استفاده از عملکرد MSR می توان این مشکل را برطرف کرد.
- سنسورهای بازتابنده یکپارچه در فواصل نزدیک دارای یک منطقه مرده هستند .
-
سنسورهای قابل تنظیم از راه دور
روش سنجش
گیرنده در سنسور فوتوالکتریک یا یک فوتودیود ۲ بخشی است یا یک ردیاب موقعیت است. نور منعکس شده از جسم حسگر بر روی گیرنده متمرکز می شود. سنجش بر اساس اصل مثلث سازی صورت می گیرد که بیان می کند در جایی که پرتو متمرکز می شود به فاصله تا جسم حسگر بستگی دارد. یک سیستم ردیابی را نشان می دهد که از یک فوتودیود ۲ بخشی استفاده می کند.
انتهای فوتودیود نزدیک به مورد انتهای N (نزدیک) و انتهای دیگر آن F (انتهای انتهای) نامیده می شود. هنگامی که یک جسم سنجش به موقعیت از پیش تعیین شده می رسد ، نور منعکس شده در میانه راه بین انتهای N و انتهای F متمرکز می شود و فوتودیودها در هر دو انتها مقدار مساوی نور دریافت می کنند. اگر جسم حسگر به سنسور نزدیکتر باشد ، پس نور منعکس شده در انتهای N متمرکز می شود. برعکس ، نور منعکس شده در انتهای F متمرکز می شود زمانی که جسم حسگر دورتر از فاصله از پیش تعیین شده قرار دارد. سنسور اختلاف بین شدت نور در انتهای N و F را محاسبه می کند تا موقعیت جسم حسگر را تعیین کند.
-
سنسورهای بازتابنده محدود
روش سنجش
به همان روشی که برای سنسورهای بازتابنده دیفیوز ، سنسورهای بازتابنده محدود برای تشخیص آن نور منعکس شده از جسم حسگر را دریافت می کنند. سیستم نوری محدودیت انتشار و دریافت نور را محدود می کند ، بنابراین فقط اجسامی که فاصله مشخصی دارند (منطقه ای که انتشار نور و دریافت با هم تداخل دارند) از سنسور قابل تشخیص است. در شکل سمت راست ، شی object حسگر در (A) قابل تشخیص است در حالی که جسم در (B) نمی تواند.
طبقه بندی براساس پیکربندی
سنسورهای فوتوالکتریک به طور کلی از یک امیتر ، گیرنده ، تقویت کننده ، کنترل کننده و منبع تغذیه تشکیل شده اند. با توجه به نحوه پیکربندی اجزا ، آنها به صورت زیر طبقه بندی می شوند.
-
سنسورها با تقویت کننده های جداگانه
سنسورهای فوتوالکتریک از طریق پرتو دارای یک فرستنده و گیرنده جداگانه هستند در حالی که سنسورهای بازتابنده دارای یک فرستنده و گیرنده یکپارچه هستند. آمپلی فایر و کنترلر در یک واحد آمپلی فایر قرار دارند.
امکانات
اندازه جمع و جور زیرا گیرنده فرستنده یکپارچه به سادگی از یک سیستم فرستنده ، گیرنده و نوری تشکیل شده است.اگر امیتر و گیرنده در فضای باریکی نصب شوند ، می توان حساسیت را از راه دور تنظیم کرد.سیم سیگنال از واحد تقویت کننده به امیتر و گیرنده در معرض نویز است.
-
داخلی سنسورهای تقویت کننده
همه چیز به جز منبع تغذیه در این سنسورها قرار دارد. (سنسورهای از طریق پرتو به امیتر متشکل از امیتر و گیرنده متشکل از گیرنده ، تقویت کننده و کنترل تقسیم می شوند.) منبع تغذیه یک واحد مستقل است.
امکانات
گیرنده ، تقویت کننده و کنترل کننده یکپارچه هستند تا نیاز به سیم کشی ضعیف را از بین ببرند. این باعث می شود سنسور کمتر در معرض سر و صدا باشد.سیم کشی کمتری نسبت به سنسورهای دارای آمپلی فایر جداگانه نیاز دارد.اگرچه این سنسورها به طور کلی بزرگتر از آمپلی فایرهای جداگانه هستند ، اما آنها با حساسیت غیرقابل تنظیم نیز به همان اندازه کوچک هستند.
-
سنسورهای دارای منبع تغذیه داخلی
منبع تغذیه ، امیتر و گیرنده همه با این سنسورها در یک محفظه نصب شده اند.
امکانات
سنسورهای فوتوالکتریک می توانند مستقیماً به یک منبع تغذیه تجاری متصل شوند تا خروجی کنترل زیادی مستقیماً از گیرنده تأمین شود.
این سنسورها بسیار بزرگتر از سنسورهای دیگر هستند زیرا امیتر و گیرنده شامل اجزای اضافی مانند ترانسفورماتورهای منبع تغذیه هستند.
-
حسگرهای منطقه
سنسور فتوالکتریک منطقه یک سنسور از طریق پرتو است که از یک جفت امیتر و گیرنده با چندین پرتو تشکیل شده است. عرض حسگر را متناسب با برنامه انتخاب کنید.
امکانات
حسگرهای سنسور فوتوالکتریک منطقه می توانند مناطق وسیع را حس کنند. این سنسورها برای چیدن سیستم های قطعات کوچک ایده آل هستند.