Quali sono i principali tipi di sensori fotoelettrici?

Nei sistemi di automazione, i sensori fotoelettrici rilevano gli oggetti senza toccarli. Vengono utilizzati per verificare se un prodotto è stato caricato su un nastro trasportatore, controllare se una porta è chiusa correttamente oppure anche impiegati nell'automazione industriale per verificare se una scatola è imballata. Diversi tipi di sensori fotoelettrici sono utilizzati per scopi diversi. Conoscere queste differenze è importante quando si devono acquistare sensori fotoelettrici per un impianto elettronico o per un'installazione di confezionamento alimentare. Analizziamo i diversi tipi di sensori fotoelettrici, il loro funzionamento e le loro applicazioni più comuni.

Sensori Fotoelettrici a Fascio Passante: Affidabili per il Rilevamento a Lunga Distanza

I sensori fotoelettrici a fascio passante sono i tipi più semplici e affidabili di sensori. Rilevano gli oggetti mediante un fascio di luce e un ricevitore luminoso. Il trasmettitore e il ricevitore vengono utilizzati in coppia. Il trasmettitore emette un fascio di luce nello spettro infrarosso. Il ricevitore attende di captare il fascio ed è posizionato sul lato opposto rispetto al fascio emesso.

Quando nulla ostruisce il percorso, il ricevitore cattura il fascio di luce e il sensore rimane nello stato "normale", inviando ad esempio un segnale al trasportatore per continuare a muoversi. Tuttavia, quando un oggetto passa tra il trasmettitore e il ricevitore, blocca il fascio. Il ricevitore rileva la mancanza di luce e il sensore modifica il proprio segnale. Ad esempio, potrebbe indicare al trasportatore di fermarsi, incrementare un contatore o attivare un braccio robotico per prendere l'oggetto.

I sensori a fascio passante sono noti per le loro elevate capacità di portata. Possono funzionare da pochi centimetri fino a diversi metri, e alcuni addirittura oltre, come la serie LUOSHIDA FCD-XXYYYAB, che offre un intervallo di rilevamento di 100 metri quando contrassegnata con "M". Questo sensore è affidabile, poiché non richiede che l'oggetto rifletta la luce, ma soltanto che la blocchi. Ciò significa che può rilevare quasi tutti i materiali, inclusi quelli scuri o non riflettenti, come parti in plastica nera o lamiere metalliche.

I sensori a barriera possono essere utilizzati dove è richiesta una precisione nella misurazione delle distanze. In una fabbrica di ricambi auto, ad esempio, possono contare ingranaggi metallici in movimento su un nastro trasportatore lungo. In un centro logistico, questi sensori possono identificare container di grandi dimensioni mentre attraversano un tunnel di smistamento. Poiché non sono influenzati in modo significativo da polvere o sporcizia (il fascio riesce a penetrare detriti leggeri), rappresentano anche una buona scelta per ambienti sporchi come officine del legno o aree di taglio dei metalli. LUOSHIDA tiene conto dell'uso intensivo negli ambienti industriali durante la progettazione dei sensori a barriera, fornendo alloggiamenti resistenti.

Sensori fotoelettrici diffusivi: semplici per applicazioni a corto raggio

Se si ha poco spazio per due componenti separati (trasmettitore e ricevitore), un sensore riflessivo diffusivo sensore fotoelettrico potrebbe servire allo scopo. Questo tipo è un dispositivo tutto-in-uno: sia il trasmettitore che il ricevitore si trovano nello stesso alloggiamento. Invece di inviare un fascio a un ricevitore separato, emette luce verso l'oggetto e poi attende di ricevere la luce riflessa proveniente dall'oggetto.

Immaginiamo di avere un sensore posizionato sopra un nastro trasportatore che muove bottiglie di plastica piccole. Quando non c'è una bottiglia sotto il sensore, la luce del trasmettitore non colpisce nulla e il ricevitore non riceve alcuna luce riflessa. Il sensore quindi è 'spento'. Quando una bottiglia viene posizionata sotto il sensore, la luce colpisce la bottiglia e viene riflessa di nuovo verso il sensore. Il sensore si attiva, la luce ricevuta viene rilevata e il sensore si accende. Questo stato viene inviato al sistema di controllo del nastro trasportatore, che potrebbe così rallentare per riempire la bottiglia o verificare che la bottiglia abbia le dimensioni corrette.

Rilevamento a Corto Raggio i sensori riflessivi diffusi rilevano efficacemente gli oggetti a una distanza compresa tra alcuni centimetri e un metro. Sono molto semplici da installare perché è necessario posizionare un solo sensore invece di una coppia. Richiedono che gli oggetti riflettano la luce, quindi sono più indicati per oggetti di colore chiaro con superfici lisce. Oggetti scuri con superfici ruvide, come pezzi di gomma nera, schiuma nera o gomma ruvida, potrebbero non riflettere abbastanza luce e pertanto potrebbero non essere rilevati, causando letture errate. Alcuni modelli, come quelli di LUOSHIDA, dispongono di sensibilità regolabile, in modo da poter aumentare la sensibilità per rilevare oggetti più scuri oppure ridurla per evitare di rilevare piccoli detriti che potrebbero risultare fastidiosi.

Utilizzo del sensore compatto in uno stabilimento di confezionamento alimentare, i sensori riflessi diffusi rilevano se una tavoletta di cioccolato è all'interno della sua confezione prima della chiusura. Non è necessario un ricevitore separato sull'altro lato della linea di imballaggio. Vengono utilizzati in molti ambienti con spazio limitato. Ad esempio, in una fabbrica di elettronica, sensori diffusi compatti possono essere impiegati per verificare che un microchip sia posizionato correttamente su una piccola scheda circuitale.

Sensori fotoelettrici retro-riflettenti: equilibrio tra distanza e semplicità

I sensori fotoelettrici retro-riflettenti, o "sensori retro", colmano il divario tra i sensori a fascio passante e i sensori riflessi diffusi. Hanno un unico alloggiamento, come i sensori diffusi, che contiene sia il trasmettitore che il ricevitore, ma richiedono una piastra riflettente separata (chiamata "retro-riflettore") posizionata direttamente di fronte ad essi. Il trasmettitore invia la luce verso un riflettore, che la rimanda direttamente al ricevitore, come uno specchio.

Ecco il processo: quando non c'è alcun oggetto sul percorso, il riflettore rimanda la luce al ricevitore e il sensore è "attivo". Quando un oggetto passa tra il sensore e il riflettore, blocca la luce impedendole di raggiungere il riflettore e il ricevitore, oppure la disperde, in modo che il ricevitore non riceva il fascio riflesso. Il sensore si spegne quindi, innescando un'azione, come l'arresto di una macchina o l'avviso a un operatore.

I sensori retro-riflettenti presentano tre principali vantaggi. Primo, sono in grado di rilevare oggetti a una distanza operativa maggiore, intorno ai 20 metri, rispetto ai sensori diffusi, evitando al contempo l'installazione a due componenti dei sensori a barriera. Secondo, i sensori retro-riflettenti sono più affidabili dei sensori diffusi per oggetti riflettenti. Questo perché il riflettore retro-riflettente è progettato per rimandare con forza la luce, il che significa che il sensore non viene ingannato dalla riflessione dell'oggetto stesso, nemmeno se particolarmente brillante come una lattina di metallo. Infine, i sensori retro-riflettenti sono ideali per rilevare oggetti trasparenti come bottiglie di vetro o sacchetti di plastica. I sensori diffusi invece sono poco efficaci nel rilevare questi oggetti, poiché, sebbene blocchino il fascio luminoso verso il riflettore, essi si basano sulla dispersione della luce per rilevare l'oggetto.

I sensori retro-riflettenti sono comunemente utilizzati negli impianti di imbottigliamento di bevande. Ad esempio, possono essere installati accanto a un nastro trasportatore che trasporta bottiglie di vetro, con un riflettore montato sull'altro lato. Quando una bottiglia passa, il fascio del sensore viene bloccato e il sensore segnala alla macchina di riempimento di avviare l'erogazione della soda. Questi sensori possono essere utilizzati anche nei sistemi di porte industriali. Ad esempio, un sensore può essere montato su un lato della porta e il riflettore sull'altro, in modo che il sensore possa rilevare una persona e mantenere la porta aperta. I sensori LUOSHIDA sono forniti con riflettori pronti all'uso e facilmente montabili.

Fattori che contano di più

Ora che conosci i principali tipi, come scegliere quello giusto per le tue esigenze specifiche ?Ciò riguarda fattori come la distanza alla quale devi rilevare gli oggetti, i materiali degli oggetti e lo spazio disponibile. Esaminiamo i fattori che saranno più rilevanti nella tua situazione.

Per iniziare, considera la distanza di rilevamento. Se la distanza da coprire è lunga, ad esempio 10 metri per un nastro trasportatore, allora un sensore a fascio passante è la scelta migliore. Se la distanza è inferiore a un metro e lo spazio disponibile è limitato, un sensore diffusivo riflettente è l'opzione più indicata. Se si desidera una soluzione intermedia, un sensore retro-riflettente funziona nella maggior parte dei casi. LUOSHIDA fornisce una buona documentazione prodotto, inclusa la serie FCD-XXYYYAB, che specifica le impostazioni di distanza per ciascun sensore, quindi dovresti essere in grado di scegliere quello più adatto alle tue esigenze. Tutta la documentazione è disponibile online per una facile consultazione.

Successivamente, pensa a quale sia l'oggetto. Considera cosa dovrà rilevare il sensore. L'oggetto è scuro, riflettente o trasparente, e rifletterà o assorbirà la luce ?L'oggetto può essere opaco, ma i sensori a barriera richiedono soltanto che l'oggetto blocchi la luce. I sensori diffusi riflettono la luce, quindi funzionano meglio con oggetti chiari e lucidi, anche se ho visto impostazioni che permettono il rilevamento di oggetti chiari. I sensori retro-riflettenti funzionano molto bene con oggetti trasparenti, molto più dei sensori diffusi. Un esempio è il rilevamento di contenitori in plastica trasparente.

Successivamente, valutare l'ambiente circostante. L'ambiente è polveroso, umido o eccessivamente luminoso? ?I sensori a barriera e retro-riflettenti possono gestire meglio la luce ambientale perché concentrano il fascio luminoso. I sensori diffusi potrebbero avere difficoltà in aree molto luminose, ma regolando la sensibilità il problema tende a risolversi. Tutte e tre le opzioni sono disponibili in involucri resistenti progettati per ambienti difficili, come impianti di lavorazione alimentare o officine metalmeccaniche, alcuni con rating IP per protezione contro polvere e acqua.

Infine, considera il processo di installazione. I sensori a barriera richiedono il montaggio di due componenti (trasmettitore e ricevitore) in perfetto allineamento, operazione che richiede un po' più tempo, ma che ripaga in caso di lunghe distanze. I sensori diffusi e quelli retro-riflettenti hanno invece un unico dispositivo principale, rendendo l'installazione più rapida. I sensori retro-riflettenti sono dotati di un supporto riflettente, ma nella maggior parte dei casi includono adesivi o staffe di fissaggio che ne facilitano il montaggio.

Qualunque tipo tu scelga, è consigliabile verificarne le certificazioni. I sensori fotoelettrici LUOSHIDA rispettano gli standard EN 61000-6-3 ed EN 61000-6-1 per la compatibilità elettromagnetica (EMC), il che significa che non saranno influenzati da altre macchine come motori o attrezzature per saldatura. Sono inoltre dotati di certificazione RoHS, ovvero non contengono materiali pericolosi, requisito fondamentale per i settori della produzione elettronica e di dispositivi medici.