سنسور نوری
سنسورهای نوری دسته وسیعی از دستگاه ها برای تشخیص شدت نور هستند. این می تواند فقط یک جزء ساده برای اطلاع از زمانی که سطح نور محیط از سطح تعیین شده بالاتر یا کمتر می شود، یا یک دستگاه بسیار حساس برای تشخیص تک فوتون ها باشد. اکثر سنسورهای نوری یک خروجی الکتریکی تولید میکنند.
سنسور ها برای تبدیل عوامل فیزیکی همچون: حرارت، فشار، نیرو و ... استفاده می شوند. سنسورهای نوری جستجو بدون تماس با اشیاء با فاصله های متفاوت را ایجاد میکنند که از این سنسورها برای خطوط صنعت استفاده می شود.
اصول و کاربردهای حسگر نوری
یک حسگر نوری پرتوهای نور را به سیگنال الکترونیکی تبدیل می کند. هدف از یک حسگر نوری اندازه گیری مقدار فیزیکی نور است و بسته به نوع سنسور، آن را به شکلی ترجمه می کند که توسط یک دستگاه اندازه گیری یکپارچه قابل خواندن باشد. سنسورهای نوری برای تشخیص بدون تماس، شمارش یا موقعیت یابی قطعات استفاده می شود. سنسورهای نوری می توانند داخلی یا خارجی باشند. حسگرهای خارجی مقدار مورد نیاز نور را جمع آوری و منتقل می کنند، در حالی که سنسورهای داخلی اغلب برای اندازه گیری خمیدگی ها و سایر تغییرات کوچک در جهت استفاده می شوند.
اندازه گیری های ممکن توسط سنسورهای نوری مختلف عبارتند از: دما، سرعت سطح مایع، فشار، جابجایی (موقعیت)، ارتعاشات، گونه های شیمیایی، تابش نیرو، مقدار pH، کرنش، میدان صوتی و میدان الکتریکی.
انواع حسگرهای نوری
انواع مختلفی از حسگرهای نوری وجود دارد که رایج‌ترین نوع آنها در برنامه‌های کاربردی دنیای واقعی‌مان به شرح زیر است.
دستگاه های رسانای نوری که برای اندازه گیری مقاومت با تبدیل تغییر نور فرودی به تغییر مقاومت استفاده می شوند.
سلول فتوولتائیک (سلول خورشیدی) مقداری از نور فرودی را به ولتاژ خروجی تبدیل می کند.
فتودیودها مقداری از نور فرودی را به جریان خروجی تبدیل می کنند.
فوتوترانزیستورها نوعی ترانزیستور دوقطبی هستند که محل اتصال پایه-کلکتور در معرض نور قرار می گیرد. این منجر به همان رفتار یک فتودیود می شود، اما با بهره داخلی.
اصل عملیات انتقال و دریافت نور در یک حسگر نوری است، جسمی که باید تشخیص داده شود پرتو نوری را که توسط یک دیود ساطع می‌شود منعکس یا قطع می‌کند . بسته به نوع دستگاه، وقفه یا انعکاس پرتو نور ارزیابی می شود. این امر تشخیص اشیاء را مستقل از موادی که از آن ساخته شده اند (چوب، فلز، پلاستیک یا موارد دیگر) ممکن می سازد. دستگاه‌های ویژه حتی امکان تشخیص اشیاء شفاف یا آن‌هایی را که رنگ‌ها یا تضادهای متفاوتی دارند، می‌دهند. انواع مختلف حسگرهای نوری که در زیر توضیح داده شده است.
سنسورهای از طریق پرتو
این سیستم از دو جزء مجزا تشکیل شده است که فرستنده و گیرنده در مقابل یکدیگر قرار می گیرند. فرستنده یک پرتو نور را به گیرنده می تاباند. قطع شدن پرتو نور به عنوان سیگنال سوئیچ توسط گیرنده تفسیر می شود. این که وقفه در کجا رخ می دهد بی ربط است.
مزیت: فواصل عملیاتی بزرگ را می توان به دست آورد و تشخیص مستقل از ساختار سطح جسم، رنگ یا بازتابش است.
برای تضمین قابلیت اطمینان عملیاتی بالا، باید مطمئن بود که جسم به اندازه کافی بزرگ است که پرتو نور را به طور کامل قطع کند.
سنسورهای بازتابی
فرستنده و گیرنده هر دو در یک خانه هستند، از طریق یک بازتابنده پرتو نور ساطع شده به سمت گیرنده هدایت می شود. قطع شدن پرتو نور یک عملیات سوئیچینگ را آغاز می کند. جایی که وقفه رخ می دهد اهمیتی ندارد.
مزیت: حسگرهای بازتابنده، فواصل عملیاتی بزرگ را با نقاط سوئیچینگ امکان پذیر می کنند، که دقیقاً قابل تکرار هستند و نیاز به تلاش کمی برای نصب دارند. تمام اجسامی که پرتو نور را قطع می کنند، مستقل از ساختار سطحی یا رنگ آنها به دقت شناسایی می شوند.
سنسورهای بازتاب منتشر
فرستنده و گیرنده هر دو در یک محفظه قرار دارند. نور عبوری توسط جسمی که باید تشخیص داده شود منعکس می شود.
مزیت: شدت نور پراکنده در گیرنده به عنوان شرایط سوئیچینگ عمل می کند. صرف نظر از تنظیم حساسیت، قسمت عقب همیشه بهتر از قسمت جلو منعکس می شود. این منجر به عواقب عملیات سوئیچینگ اشتباه می شود.
منابع نوری مختلف برای سنسورهای نوری
انواع مختلفی از منبع نور s وجود دارد. خورشید و نور حاصل از سوزاندن شعله های مشعل اولین منابع نوری بودند که برای مطالعه اپتیک مورد استفاده قرار گرفتند. در حقیقت، نوری که از مواد خاصی (خروج شده) می‌آید (مثلاً یون‌های ید، کلر و جیوه) هنوز نقاط مرجع در طیف نوری را فراهم می‌کند. یکی از اجزای کلیدی در ارتباطات نوری منبع نور تک رنگ است. در ارتباطات نوری، منابع نور باید تک رنگ، فشرده و طولانی مدت باشند. در اینجا دو نوع مختلف منبع نور وجود دارد.
۱. LED (دیود ساطع کننده نور)
در طی فرآیند نوترکیبی الکترون‌ها با سوراخ‌هایی در محل اتصال نیمه‌هادی‌های n-doped و p-doped، انرژی به شکل نور آزاد می‌شود. تحریک با اعمال یک ولتاژ خارجی صورت می گیرد و ممکن است نوترکیب در حال انجام باشد، یا ممکن است به عنوان فوتون دیگری تحریک شود. این امر اتصال نور LED را با یک دستگاه نوری تسهیل می کند.
۲. لیزر (تقویت نور توسط تشعشعات انتشار تحریک شده)
یک لیزر ایجاد می شود، زمانی که الکترون های موجود در اتم ها در شیشه های مخصوص، کریستال ها یا گازها انرژی را از جریان الکتریکی جذب می کنند و برانگیخته می شوند. الکترون های برانگیخته از مداری با انرژی کمتر به مداری با انرژی بالاتر در اطراف هسته اتم حرکت می کنند. هنگامی که آنها به حالت عادی یا پایه خود باز می گردند، این منجر به انتشار فوتون (ذرات نور) توسط الکترون ها می شود. این فوتون ها همه در یک طول موج و منسجم هستند. نور مرئی معمولی دارای طول موج های متعدد است و منسجم نیست.
فرآیند انتشار نور LASAR
کاربرد این حسگرهای نوری از کامپیوتر تا آشکارسازهای حرکتی را شامل می شود. برای اینکه حسگرهای نوری به طور موثر کار کنند، باید از نوع مناسب برای کاربرد باشند، به طوری که حساسیت خود را نسبت به خاصیتی که اندازه گیری می کنند حفظ کنند. حسگرهای نوری بخش جدایی‌ناپذیر بسیاری از دستگاه‌های رایج از جمله رایانه‌ها، دستگاه‌های کپی (زیروکس) و وسایل روشنایی هستند که به طور خودکار در تاریکی روشن می‌شوند. و برخی از برنامه های رایج شامل سیستم های هشدار، همگام سازی برای فلاش های عکاسی و سیستم هایی است که می توانند وجود اشیا را تشخیص دهند.
سنسورهای نور محیطی
بیشتر ما این سنسور را در گوشی های موبایل خود دیده ایم. عمر باتری را افزایش می‌دهد و نمایشگرهایی را که برای محیط بهینه شده‌اند، قابل مشاهده است.
کاربردهای زیست پزشکی
حسگرهای نوری کاربردهای قوی در زمینه زیست پزشکی دارند. برخی از نمونه‌های آنالیز تنفس با استفاده از لیزر دیود قابل تنظیم، مانیتور ضربان قلب نوری، مانیتور ضربان قلب نوری، ضربان قلب شما را با استفاده از نور اندازه‌گیری می‌کند. یک LED از روی پوست می تابد و یک حسگر نوری نور بازتاب شده را بررسی می کند. از آنجایی که خون نور بیشتری را جذب می کند، نوسانات سطح نور را می توان به ضربان قلب تبدیل کرد. به این فرآیند فوتوپلتیسموگرافی می گویند.
صنعتی/تجاری
در کاربردهای صنعتی و تجاری، سنسورهای نوری نیز برای سنجش فاصله و دما و اتوماسیون در برنامه‌های Industry 4.0 استفاده می‌شوند. به عنوان مثال، حسگرهای نوری می توانند سطوح مایع را در تاسیسات مهندسی فرآیند، مانند سطوح نفت در مزارع مخازن و پالایشگاه های هیدروکربنی، با ادغام یک LED مادون قرمز، ترانزیستور نور، و یک نوک منشور شفاف تشخیص دهند.
سنسورهای نوری نیز با تشخیص وجود اجزا در کف کارخانه، کنترل خودکار را امکان پذیر می کنند.
لوازم الکترونیکی مصرفی
سنسورهای نوری همچنین برای سنجش نور محیط در لوازم الکترونیکی مصرفی مانند گوشی های هوشمند با مزایایی مانند افزایش عمر باتری و بهینه سازی روشنایی صفحه نمایش برای مطابقت با میزان روشنایی در محیط استفاده می شوند.
شماتیک زیر (شکل ۱) یک میکروکنترلر و یک آی سی درایور LED مجهز به کنترل خودکار روشنایی را برای دستیابی به جریان خروجی متناسب با مقدار نور محیط و حساسیت طیفی چشم انسان را ادغام می کند.
نشانگر سطح مایع مبتنی بر حسگر نوری
نشانگر سطح مایع مبتنی بر حسگر نوری از دو بخش اصلی یک LED مادون قرمز همراه با یک ترانزیستور سبک و یک نوک منشور شفاف در جلو تشکیل شده است. LED یک نور مادون قرمز را به سمت بیرون پخش می کند، زمانی که نوک سنسور توسط هوا احاطه شده است، نور قبل از بازگشت به ترانزیستور با برگشتن به داخل نوک واکنش نشان می دهد. هنگامی که سنسور در مایع غوطه ور می شود، نور در سراسر پراکنده می شود و کمتر به ترانزیستور باز می گردد. مقدار نور منعکس شده به ترانزیستور بر سطوح خروجی تأثیر می گذارد و سنجش سطح نقطه را ممکن می کند.
صنعتی/تجاری
در کاربردهای صنعتی و تجاری، سنسورهای نوری نیز برای سنجش فاصله و دما و اتوماسیون در برنامه‌های Industry 4.0 استفاده می‌شوند. به عنوان مثال، حسگرهای نوری می توانند سطوح مایع را در تاسیسات مهندسی فرآیند، مانند سطوح نفت در مزارع مخازن و پالایشگاه های هیدروکربنی، با ادغام یک LED مادون قرمز، ترانزیستور نور، و یک نوک منشور شفاف تشخیص دهند.
سنسورهای نوری نیز با تشخیص وجود اجزا در کف کارخانه، کنترل خودکار را امکان پذیر می کنند.
لوازم الکترونیکی مصرفی
سنسورهای نوری همچنین برای سنجش نور محیط در لوازم الکترونیکی مصرفی مانند گوشی های هوشمند با مزایایی مانند افزایش عمر باتری و بهینه سازی روشنایی صفحه نمایش برای مطابقت با میزان روشنایی در محیط استفاده می شوند.
مزایا و معایب سنسور نوری
مزایای سنسورهای نوری به شرح زیر است :
- سیگنال نوری در برابر تداخل الکترومغناطیسی مصون است و از این رو برای استفاده در محیط مایکروویو ایده آل است.
- حساسیت، برد و وضوح بسیار بالایی در مقایسه با
- سنسورهای غیر نوری دارد.
- دامنه دینامیکی وسیع تری دارد.
- کاملاً غیرفعال است و از این رو در محیط های انفجاری استفاده می شود.
- اندازه کوچک و وزن آن سبک است.
- در برابر دماهای بالا و محیط واکنش شیمیایی مقاوم است. از این رو حسگرهای نوری برای محیط های خصمانه و خشن ایده آل هستند.
- می توان از آن برای نظارت بر طیف وسیعی از پارامترهای فیزیکی و شیمیایی همانطور که در بالا ذکر شد استفاده کرد.
- عایق الکتریکی کامل از پتانسیل الکترواستاتیک بالا را فراهم می کند.
- حسگرهای چندگانه/توزیع شده اندازه گیری را در تعداد زیادی از نقاط توزیع شده ارائه می کنند.
معایب سنسورهای نوری به شرح زیر است :
- تنها مشکل سنسور نوری و سنسور غیر نوری تداخل اثرهای متعدد است. به عنوان مثال، سنسور مورد استفاده برای اندازه گیری فشار/کرنش به تغییرات دما بسیار حساس است. تحقیقات برای مطالعه و یافتن راه هایی برای تمایز بین این اثرات مختلف در حال انجام است تا اندازه گیری دقیق در سنجش نوری داشته باشیم.
- دیگری مربوط به انواع مختلف تلفات در حوزه نوری است. متداول در بین آنها افت جذب، افت پراکندگی، از دست دادن جفت، از دست دادن درج، از دست دادن بازتاب، از دست دادن ناخالصی و غیره است.
انواع سنسور نوری
سنسور نوری زیک
همه کاره ، قابل اعتماد ، درجه یک
انتخاب گسترده ای از سنسورهای فوتوالکتریک از SICK تضمین می کند که بسیاری از برنامه های مهندسی اتوماسیون در سراسر جهان می توانند به طور موثر و کارآمد اجرا شوند. سنسورهای نوری زیک به طور استاندارد در طیف گسترده ای از طرح ها و مواد موجود است. به لطف استفاده از SIRIC® ، ASIC کاملاً ممتاز SICK ، همراه با فناوری های نوری مدرن ، بدون در نظر گرفتن هرگونه تداخل در محل ، بالاترین سطح ایمنی عملیاتی را دارند. اطلاعات اضافی حسگر از طریق IO-Link به کاهش پیچیدگی فرآیندهای تولید مدرن کمک می کند. از آنجا که SICK تمام مهندسی های خاص خود را دارد ، از طراحی ریز تراشه ها گرفته تا پیاده سازی در سنسورهای نوری ، می توان به سرعت و با توجه به نیازهای شما ، سفارشی سازی برای برنامه های خاص یا نیازهای مشتری را به دست آورد.[/vc_column_text][/vc_column][/vc_row][vc_row][vc_column][vc_column_text]
سنسورهای نوری
تشخیص جامع
حسگرهای چشمی شرکت SICK به لطف SIRIC® ، ASIC مخصوص SICK ، طیف گسترده ای از انواع و کیفیت شی object را تشخیص می دهند. با استفاده از SIRIC® ، روشهای پردازش سیگنال دیجیتال می توانند برای اولین بار در دنیای سنسورهای فوتوالکتریک ادغام شوند. سنسورهای مجهز به این فناوری از هر زمان دیگری قدرتمندتر هستند و در برابر تمام تأثیرات نوری یا الکترومغناطیسی شناخته شده بسیار مقاوم هستند. به لطف گزینه های ارتباطی مدرن ، می توان آنها را به طور یکپارچه در شبکه های اتوماسیون ادغام کرد. حسگرهای حاصل از اطمینان SICK هر نوع جسمی را تشخیص می دهند. اعم از تاریک یا شفاف ، سریع یا کوچک ، سوراخ دار یا براق ، ناهموار یا پوشیده از فیلم ، نزدیک یا دور. می توانید به بالاترین سطح کیفیت اعتماد کنید.
همه شرایط ، مقررات و استانداردها
بدون توجه به شرایط غالب ، سنسورهای فوتوالکتریک SICK به طور قابل اعتماد کار می کنند. آنها حتی در صورت تأثیر شدید نور در محیط و یا بازتاب های مخل پس زمینه ، نتایج قابل اطمینان را ارائه می دهند. به لطف طراحی ناهموار آنها ، در برابر فشار مکانیکی سنگین ناشی از ضربه یا لرزش مقاومت می کنند و همچنین در برابر تداخل الکترومغناطیسی محافظت می شوند. مهم نیست که شرایط شامل گرد و غبار ، درجه حرارت شدید یا تغییرات دما ، محیط مرطوب یا مرطوب یا تماس با مواد شیمیایی یا مواد تمیز کننده باشد: می توانید به سنسورهای SICK اعتماد کنید. آنها تمام هنجارها و استانداردهای مربوطه را همانطور که امروز صنعت مورد نیاز است ، برآورده می کنند. این موارد شامل انطباق با اتحادیه اروپا ، UL یا RoHS ، برای ذکر چند نمونه است. علاوه بر این ، دستورالعمل های آزمون داخلی SICK اغلب فراتر از الزامات قانونی و استانداردهای معمول بازار است.
برای هر نوع دستگاه
از مینیاتور گرفته تا بزرگ: به لطف تنوع گزینه های عملکرد و مسکن ، سنسورهای فوتوالکتریک از SICK می توانند در هر نوع دستگاهی جای بگیرند. برای مواد مسکن شما می توانید بین فولاد ضد زنگ ، VISTAL ™ ، فلز ، پلاستیک یا پوشش تفلون انتخاب کنید. در مورد اتصال و کارکرد سنسورها نیز گزینه های بی شماری دارید. نصب و نصب کلیه سنسورهای SICK به راحتی انجام می شود.
سنسور لوئیز
Leuze electronic خط گسترده‌ای از محصولات ایمنی و اتوماسیون شامل پرده‌ها و شبکه‌های نور ایمنی، اسکنرهای لیزری پیشرفته، دستگاه‌های الکترونیکی نوری شامل مجموعه کاملی از محصولات حسگر، بارکدخوان‌های استاندارد و ۲- را ارائه می‌دهد. برنامه های کاربردی D و همچنین سیستم های مبتکرانه انتقال داده های نوری. Leuze الکترونیکی که در سال ۱۹۹۴ شروع به کار کرد، به یک عامل اصلی در بازار ایمنی و اتوماسیون آمریکای شمالی تبدیل شده است. با یک جریان ثابت از محصولات نوآورانه که نیازهای مصرف کننده را برآورده می کنند، ما در حال انجام وظیفه محصولاتی هستیم که به گونه ای طراحی شده اند که قابل اعتماد و بادوام باشند و در عین حال کاربر پسند باشند. Leuze الکترونیک با نیروی فروش اختصاصی و آگاه، خدمات قابل اعتماد، کمک فنی و رویکردی بی‌رقیب برای حل حتی سخت‌ترین برنامه‌ها ارائه می‌دهد.
قیمت سنسور نوری
قیمت انواع سنسور نوری بر اساس ویژگی و برند آن که دارا می باشد، قیمت آن تعیین می شود. برای خرید انواع سنسور نوری و چشمی با برندهای مطرح می توانید با مشاورین سلام صنعت تماس بگیرید. سلام صنعت یکی از بزرگرین و معتبرترین فروشگاه های لوازم و تجهیزات برق و انواع سنسور نوری و چشمی می باشد.
سوالات متداول
نحوه کار سنسور نوری چیست؟
اصل کار انتقال و دریافت نور در یک سنسور نوری است. جسمی که باید تشخیص داده شود، پرتو نور ارسال شده توسط یک دیود ساطع کننده را منعکس یا مسدود می کند. انحراف یا انعکاس پرتو نور بسته به نوع دستگاه ارزیابی می شود.
هدف از سنسور نوری چیست؟
وظیفه سنسور نوری تبدیل پرتو نور به سیگنال الکترونیکی است. هدف اصلی یک سنسور نوری اندازه گیری مقدار فیزیکی نور و بسته به نوع سنسور، ترجمه آن به شکلی است که توسط یک دستگاه اندازه گیری یکپارچه قابل خواندن باشد.