Каковы основные типы фотоэлектрических датчиков?

В системах автоматизации фотоэлектрические датчики обнаруживают объекты без их прикосновения. Они используются для определения того, загружен ли продукт на конвейерную ленту, проверки правильности закрытия двери или даже в промышленной автоматизации для выявления упаковки коробки. Разные фотоэлектрические датчики применяются для различных целей. Знание этих различий важно при закупке фотоэлектрических датчиков для вашего электронного завода или предприятия по упаковке пищевых продуктов. Давайте изучим различные типы фотоэлектрических датчиков, принцип их работы и распространенные области применения.

Фотоэлектрические датчики сквозного луча: надежны для обнаружения на больших расстояниях

Фотоэлектрические датчики сквозного луча являются самыми простыми и надежными типами датчиков. Они обнаруживают объекты с помощью светового луча и светоприемника. Передатчик и приемник используются парами. Передатчик излучает световой луч в инфракрасном спектре. Приемник ожидает поступления луча и размещается с противоположной стороны от излучаемого луча.

Когда ничто не блокирует путь, приемник улавливает световой луч, и датчик остается в своем «нормальном» состоянии — возможно, отправляя сигнал конвейеру о продолжении движения. Но когда объект проходит между передатчиком и приемником, он прерывает луч. Приемник обнаруживает потерю света, и датчик изменяет свой сигнал. Например, он может подать команду на остановку конвейера, увеличение счетчика или активацию роботизированной руки для захвата объекта.

Датчики сквозного луча известны своими возможностями работы на больших расстояниях. Они могут работать на расстоянии от нескольких сантиметров до нескольких метров, а некоторые модели достигают еще большего — например, серия LUOSHIDA FCD-XXYYYAB имеет дальность обнаружения до 100 метров при маркировке «M». Этот датчик отличается надежностью, поскольку не требует от объекта отражения света, достаточно лишь перекрыть луч. Это означает, что он способен работать с практически любыми материалами, включая темные или неразличимые, такие как черные пластиковые детали или металлические листы.

Датчики сквозного луча используются в местах, где требуется точное измерение расстояния. Например, на заводе автозапчастей они могут подсчитывать металлические шестерни, движущиеся по длинной конвейерной ленте. В логистическом центре такие датчики могут определять крупные контейнеры при их прохождении через сортировочный тоннель. Поскольку они меньше подвержены влиянию пыли или грязи (луч может проникать сквозь легкие загрязнения), их также целесообразно использовать в загрязненных средах, например, в деревообрабатывающих мастерских или зонах резки металла. При разработке датчиков сквозного луча LUOSHIDA также учитывает интенсивное использование в промышленных условиях, обеспечивая прочный корпус.

Диффузные отражательные фотоэлектрические датчики: простое решение для задач на коротких дистанциях

Если отсутствует место для двух отдельных компонентов (передатчика и приемника), диффузный отражательный фотоэлектрический датчик может выполнять свою функцию. Этот тип представляет собой устройство «всё в одном» — передатчик и приемник находятся в одном корпусе. Вместо того чтобы посылать луч к отдельному приемнику, он посылает свет к объекту, а затем ожидает получения света, который отражается от объекта обратно.

Допустим, датчик установлен над конвейерной лентой, по которой перемещаются небольшие пластиковые бутылки. Когда под датчиком нет бутылки, свет передатчика ни во что не попадает, и приемник не получает отражённого света. В этом случае датчик выключен. Когда бутылка оказывается под датчиком, свет попадает на неё и отражается обратно к датчику. Датчик активируется, принимаемый свет фиксируется, и состояние переключается — датчик включается. Этот сигнал поступает в систему управления конвейером, которая может замедлить движение ленты для наполнения бутылки или проверить, соответствует ли бутылка нужному размеру.

Обнаружение на близком расстоянии диффузные рефлексивные датчики эффективно обнаруживают объекты на расстоянии от нескольких сантиметров до одного метра. Их довольно просто устанавливать, поскольку требуется только один датчик вместо пары. Для работы они зависят от способности объектов отражать свет, поэтому лучше всего подходят для светлых объектов с гладкой поверхностью. Объекты тёмного цвета с шероховатой поверхностью, такие как куски чёрной пены, резины и шероховатой резины, могут отражать недостаточно света и, соответственно, не будут обнаружены, что приведёт к ложным показаниям. Некоторые модели, например LUOSHIDA, имеют регулируемую чувствительность, позволяя повысить её для обнаружения более тёмных объектов или понизить, чтобы избежать срабатывания на мелкий мусор, который может быть помехой.

Компактное применение датчика в пищевом упаковочном производстве диффузные рефлексивные датчики определяют, находится ли шоколадка в упаковке перед герметизацией. Нет необходимости в отдельном приемнике на противоположной стороне линии упаковки. Они используются во многих местах с ограниченным пространством. Например, в электронной промышленности компактные диффузные датчики могут применяться для проверки правильности размещения микросхемы на небольшой печатной плате.

Ретроотражающие фотоэлектрические датчики: баланс между дальностью и простотой

Ретроотражающие фотоэлектрические датчики (или «ретродатчики») заполняют промежуток между сквозными и диффузными отражающими датчиками. Они имеют один корпус, как и диффузные датчики, в котором размещены передатчик и приемник, но требуют отдельной отражающей пластины (называемой «ретроотражателем»), установленной напротив них. Передатчик посылает свет к отражателю, который направляет его прямо обратно к приемнику, подобно зеркалу.

Вот как это работает: когда на пути нет объекта, отражатель возвращает свет обратно к приемнику, и датчик находится в состоянии «включено». Когда объект проходит между датчиком и отражателем, он блокирует световой луч, не давая ему достичь отражателя и приемника, либо рассеивает его, и приемник не получает отраженный луч. В этом случае датчик выключается, что запускает определенное действие, например остановку машины или оповещение оператора.

Сенсоры с обратным отражением обладают тремя основными преимуществами. Во-первых, они способны обнаруживать объекты на большем рабочем расстоянии — около 20 метров — по сравнению с диффузными сенсорами, при этом не требуя двухкомпонентной установки, как у проходных сенсоров. Во-вторых, сенсоры с обратным отражением более надёжны, чем диффузные сенсоры, при обнаружении отражающих объектов. Это связано в первую очередь с тем, что отражатель специально создан для сильного возвращения света, поэтому сенсор не будет введён в заблуждение собственным отражением объекта, даже если это блестящий предмет, например металлическая банка. Наконец, сенсоры с обратным отражением отлично подходят для обнаружения прозрачных объектов, таких как стеклянные бутылки или пластиковые пакеты. Диффузные сенсоры, на самом деле, плохо справляются с обнаружением таких объектов, поскольку, хотя они и блокируют луч, направленный к отражателю, диффузные сенсоры полагаются на рассеянное отражение для обнаружения объекта.

Датчики с обратным отражением широко используются на бутилировочных заводах напитков. Например, их можно установить рядом с конвейером, транспортирующим стеклянные бутылки, с отражателем, закрепленным с другой стороны. Когда бутылка проходит между ними, луч датчика прерывается, и он подает сигнал машине розлива для начала налива газированной воды. Эти датчики также могут использоваться в системах фабричных дверей. Например, один датчик может быть установлен с одной стороны двери, а отражатель — с другой, чтобы датчик мог обнаружить человека и удерживать дверь открытой. Датчики LUOSHIDA поставляются с готовыми легко монтируемыми отражателями.

Факторы, имеющие наибольшее значение

Теперь, когда вы знаете основные типы, как выбрать подходящий именно для ваших конкретных нужд ?Это зависит от таких факторов, как расстояние, на котором необходимо обнаруживать объекты, материалы объектов и количество доступного пространства. Рассмотрим факторы, которые будут наиболее важны в вашей ситуации.

Для начала подумайте о расстоянии обнаружения. Если необходимо покрыть большое расстояние, например 10 метров на конвейере, то наилучшим вариантом будет использовать проходной оптический датчик. Если расстояние менее одного метра и пространство ограничено, лучше всего подойдёт диффузный отражательный датчик. Если требуется нечто среднее, в большинстве случаев подойдёт ретроотражающий датчик. Компания LUOSHIDA предоставляет качественную техническую документацию, включая серию FCD-XXYYYAB, в которой подробно указаны настройки расстояния для каждого датчика, поэтому вы сможете выбрать наиболее подходящий вариант для своих нужд. Вся документация доступна онлайн для удобства доступа.

Далее подумайте о том, что собой представляет объект. Учтите, какой объект должен обнаруживать датчик. Тёмный ли он, отражающий или прозрачный, и будет ли он отражать свет или поглощать его ?Объект может быть непрозрачным, но датчики сквозного типа просто требуют, чтобы объект блокировал свет. Диффузные датчики отражают свет, поэтому лучше всего работают со светлыми и блестящими объектами, хотя я видел настройки, позволяющие обнаруживать светлые объекты. Сенсоры с возвратно-отражающими элементами очень хорошо работают с прозрачными объектами, гораздо лучше, чем диффузные датчики. Примером этого является обнаружение прозрачных пластиковых контейнеров.

Далее оцените окружающую среду. Является ли окружающая среда пыльной, влажной или чрезмерно яркой ?Сквозные и рефлексные датчики лучше справляются с фоновым освещением, поскольку они фокусируют свой свет. Диффузные датчики могут испытывать трудности на ярких участках, но регулировка чувствительности обычно решает эту проблему. Все три варианта могут поставляться в прочных корпусах, предназначенных для тяжелых условий эксплуатации, например, на пищевых производствах или металлообрабатывающих цехах, включая модели с классом защиты IP для защиты от пыли и воды.

Наконец, подумайте о процессе установки. Датчики с прямым лучом требуют монтажа двух частей (передатчика и приемника) строго по одной оси, что занимает немного больше времени, однако оправдывает себя на больших расстояниях. Диффузные и ретроотражающие датчики имеют только одно основное устройство, что ускоряет их установку. Ретроотражающие датчики поставляются с кронштейном для отражателя, но большинство из них оснащены клейким слоем или монтажными скобами, облегчающими установку.

Какой бы тип вы ни выбрали, рекомендуется проверить сертификаты. Фотоэлектрические датчики LUOSHIDA соответствуют стандартам EN 61000-6-3 и EN 61000-6-1 по электромагнитной совместимости (EMC), что означает, что они не будут подвержены влиянию от других машин, таких как двигатели или сварочное оборудование. Они также имеют сертификат RoHS, что говорит об отсутствии в них опасных материалов — это особенно важно для электронной промышленности и производства медицинских приборов.