Для чего применяются фотоэлектрические датчики

Датчики — в системах автоматического регулирования — чувствительные элементы или устройства, воспринимающие величину контролируемого параметра объекта и выдающие сигнал на устройство сравнения этой величины с заданной величиной, при этом вырабатывается сигнал разности или рассогласования, который через другие устройства воздействует на объект регулирования.

Область применимости фотоэлектрических датчиков положения охватывает широкий промышленный спектр. Датчики данного типа помогают решать задачи, связанные с управлением технологическими процессами производства, где необходимо осуществлять обнаружение, позиционирование или просто подсчет тех или иных объектов.

В силу своей универсальности, фотоэлектрические датчики находят сегодня самое обширное применение там, где необходима промышленная автоматизация. Они отличаются возможностью проводить бесконтактные измерения и подсчет объектов, и выводить соответствующую информацию в виде цифрового сигнала, который легко воспринимается и обрабатывается любым современным контроллером.

Цифровые выходы обычно содержат PNP или NPN-транзисторы либо просто реле. Питание осуществляется постоянным (или сетевым) напряжением от 10 вольт в пределах 240 вольт.

Принцип прерывания луча

Два корпуса — излучатель и приемник, составляют одно устройство. Они устанавливаются по разные стороны от места, где предполагается прохождение объекта. Приемник статично фиксируется напротив излучателя так, что непреломленный луч от излучателя всегда попадает в детектор приемника.

Рабочий диапазон (размеры фиксируемого объекта) практически неограничен, причем определяемые объекты могут быть как прозрачными, так и непрозрачными.

Принцип отражения луча от рефлектор

Датчик состоит из двух частей — излучателя и рефлектора. Приемник и излучатель находятся в одном корпусе, который неподвижно крепится с одной стороны исследуемого места, а с другой стороны устанавливается рефлектор (отражатель). Различные отражатели позволяют использовать датчики такого типа на разных расстояниях, кроме того чувствительность приемника может иногда регулироваться.

Данные датчики также подходят для обнаружения стекла и других хорошо отражающих поверхностей. Как и в случае с датчиками, работающими по принципу прерывания луча, датчики на основе рефлектора позволяют измерять габаритные размеры объектов или просто считать их.

Поскольку корпус здесь один, то прибор в целом требует меньше места для установки, иногда это является важным преимуществом, особенно для систем автоматизации требующих компактности. Данные датчики способны работать на расстояниях между корпусом и рефлектором от нескольких сантиметров до нескольких метров.

Принцип отражения луча от объекта

Все устройство представляет собой одиночный корпус, содержащий излучатель и приемник, способный реагировать даже на рассеянный отраженный от объекта луч. Модели датчиков данного типа имеют преимущественно небольшую стоимость, занимают меньше всего места для установки, им не нужен рефлектор.

Достаточно статично закрепить датчик недалеко от исследуемой зоны, и настроить его чувствительность в соответствии с типом поверхности обнаруживаемого объекта. Датчики данного типа подходят для работы на небольших расстояниях до исследуемых объектов, порядка нескольких десятков сантиметров, например с продуктами, движущимися на конвейерной ленте.

Если Вам понравилась эта статья, поделитесь ссылкой на неё в социальных сетях. Это сильно поможет развитию нашего сайта!

Подписывайтесь на наш канал в Telegram!

Просто пройдите по ссылке и подключитесь к каналу.

Не пропустите обновления, подпишитесь на наши соцсети:

Источник

Фотоэлектрические датчики: назначение и устройство. Принцип работы фотоэлектрических датчиков

В сферах промышленности активно используются такие специализированные устройства как фотоэлектрические датчики, которые позволяют совершать наиболее точное обнаружение поступающего объекта без необходимости физического контакта. Они применяются при установке различного оборудования, а также бывают разных типов и отличаются принципом действия. Можно выбрать подходящее устройство по его свойствам, а также, учитывая ситуацию, в которой будет применяться подобный датчик.

Использование различных фотоэффектов

Во время своей работы https://techtrends.ru/catalog/fotoelektricheskie-datchiki/» target=»_blank»>фотоэлектрические датчики используют три возможных фотоэффекта, которые зависят от того, как изменяются свойства предмета при наличии изменений в уровне освещения.

Виды устройств

Можно встретить фотоэлектрические датчики аналогового или дискретного вида.

Группы устройств

В зависимости от используемого метода работы, фотоэлектрические датчики принято делить на четыре группы:

Также датчики могут делиться не только по принципу работы, но и по своему назначению. Существуют приборы общего назначения и специализированные. Вторые предназначены для выполнения более узких задач и решения конкретных вопросов. Например, они могут распознавать наличие этикетки, контрастной границы и других подобных элементов. Все датчики выполняют задачу обнаружения каких-либо объектов на расстоянии, и в зависимости от особенностей элемента, это расстояние может значительно варьироваться.

Характеристики датчиков

Обычно производители сопровождают свои устройства специальными техническими паспортами, в которых с точностью прописываются все необходимые характеристики, помогающие правильно выбрать датчик. Это весьма удобно, поскольку покупателю не нужно производить какие-то точные расчеты, чтобы подобрать подходящий прибор, а достаточно только соотнести его параметры с особенностями места установки и конкретной ситуацией, в которой будет применяться устройство.

— персональную информацию, которую Пользователь сознательно раскрыл Администрации Сайта в целях пользования ресурсами Сайта;
— техническую информацию, автоматически собираемую программным обеспечением Сайта во время его посещения.

Источник

Фотоэлектрические датчики

Фотоэлектрические датчики применяются в закрытых помещениях для автоматизации различных видов технологических процессов в промышленности и на производстве, а также для выполнения широкого перечня других задач. Основной функцией устройства является бесконтактное получение информации о состоянии находящегося перед ним объекта: определение соответствия заданным параметрам скорости его перемещения, размеров, степени прозрачности и других данных. Полученные при помощи отраженного светового пучка данные преобразуются в электрический сигнал, который поступает на контроллер. В зависимости от принципа кодирования светового сигнала, примененного в конкретной модели датчика (амплитудной, временной или частотной модуляции), требуемый параметр отображается в виде частоты, продолжительности или количества световых импульсов.

Особенности конструкции

Основными элементами конструкции любого фотоэлектрического датчика являются:

Особенности конструкции определяются сферой применения и требованиями к прибору. Так, датчики, предназначенные для определения температуры или освещенности (например, датчики, управляющие автоматическим включением и отключением осветительных приборов), могут не оснащаться световым излучателем, а некоторые упрощенные модели не имеют линз.

В большинство датчиков для обеспечения искусственного светового потока применяются лампы накаливания, с целью обеспечения более долгого срока службы работающие на напряжении 70-80% от номинального. В качестве альтернативы допускается применение более экономичных и эффективных газоразрядных ламп, однако, в силу больших габаритов и меньшего ассортимента применение такого источника света не настолько популярно.

Для предотвращения искажения сигнала в результате воздействия помех в некоторых моделях устройств размещается микроэлектронный операционный усилитель выходного сигнала.

Основные разновидности фотодатчиков

В зависимости от способа передачи воздействия светового луча на фотодетектор фотодатчики подразделяют на несколько видов.

Виды фотоэлементов и принцип их работы

Возможные ограничения и область применения

В процессе монтажа, настройки и эксплуатации датчиков следует придерживаться ряда требований и рекомендаций:

Помимо промышленного производства фотоэлектрические датчики применяют и для выполнения широкого перечня других задач:

Также фотоэлектрические датчики используются в современных наукоемких отраслях (робототехнике и других).

Основные характеристики фотоэлектрических датчиков

При выборе устройства для конкретных целей и условий эксплуатации следует руководствоваться прилагаемой производителем документацией, в которой указаны все необходимые характеристики прибора:

Также стоит обратить внимание на размеры и вес устройств (подойдут ли они для эксплуатации в конкретных условиях или потребуют выполнения дополнительных работ при установке), сложность монтажа, требования к температурному режиму и влажности в помещении и другие факторы.

Источник

Сферы использования и принцип действия фотоэлектрических датчиков, особенности выбора устройств

Часто для охраны помещений нужны устройства, которые могли бы преобразовывать неэлектрические величины в электрические. Одним из вариантов могут стать фотоэлектрические датчики. Благодаря им, можно узнать о многих характеристиках отдельного объекта.

Что из себя представляют фотоэлектрические датчики?

Фотоэлектрический датчик — это устройство, которое обнаруживает изменения в лучах окружающего света. Датчик фиксирует изменение, когда объект задерживает или отображает свет. Также аппарат может использоваться для охраны помещений.

Зачем нужен и где используется?

Аппарат нужен для обнаружения точного местоположения предмета без физического контакта с ним. Совершает работу за счет луча света.

Устройство используется в следующих местах:

Как работает: устройство и принцип действия

Фотодатчик состоит из следующих частей:

Устройство действует по следующему принципу:

Отзывы о фотоэлектрических датчиках: плюсы и минусы

Основными достоинствами аппаратов этого типа являются:

К минусам можно отнести:

Производители и популярные модели: рейтинг лучших и цены

Детектор Omron E3Z-T86AL OMS

Корпус датчика изготовлен из пластика. Тип излучаемого света — поляризованный красный свет. Количество сигнальных каналов равняется 1. Размеры — 10*31*20 мм.

Фотоиндикатор E3FA-DP12 2M OMI

Корпус и материал оптической поверхности выполнен из пластика. Тип света — поляризованный красный свет. Аппарат подключается с помощью кабеля. Присутствует функция ручной настройки параметров.

Датчик Jalo Kupu 80011

Устройство является фотоэлектрическим датчиком дыма и определяет места возгорания. Рабочее напряжение — 9 В. Переключение проводится на расстоянии 3 м. Размеры — 136*136*43 мм. Вес аппарата — 165 гр. Устройство работает при колебании температур — от 0 до 45 градусов. Батарея рассчитана на 5 лет. Датчик содержит особую чувствительную камеру, с помощью которой определяет частички дыма в воздухе. В аппарате присутствует функция самоконтроля и диагностики.

У этих моделей снижен риск ложных срабатываний. Датчик прост в установке и использовании. Цена: 2460 рублей.

Устройство обнаружения BEN10M-TDT DC12-24V

Два режима срабатывания — на свет и на затемнение. Потребляемый ток — 40 мА. В датчик встроена защита от обратной полярности и от замыкания. Датчик прост в устройстве и обслуживании. Цена: 2809 рублей.

Индикатор BPS3M-TDTL-P

Устройство является низкопрофильным датчиком с увеличенным радиусом срабатывания. Размеры — 17*7,5*28 мм. Корпус выполнен из пластика. Устройство работает на расстоянии 3 м. Потребляемый ток — 20 мА. Максимальная нагрузка тока может достигать 100 мА. Длина волны — 500 nm. Источником света является инфракрасный светодиод.

Присоединяется с помощью кабеля, длина которого составляет 2 м. Вес — 66 гр. Подает сигнал на затемнение или освещение. Влагозащищенный корпус. Устройство удобно в установке из-за миниатюрного и плоского корпуса. Цена: 3094 рубля.

PHOTOSWITCH MiniSight

Особенностью этого устройства считается самостоятельная настройка чувствительности. Товар встречается довольно редко, поэтому цена зависит от наличия данного продукта.

Какого производителя и какой тип лучше выбрать: ТОП-3

Из вышеперечисленных устройств можно выделить следующие модели.

Что учитывать при выборе устройства?

При выборе датчика стоит обратить внимание на следующие факторы:

3 лучших модели

Согласно отзывам, лучшими моделями являются:

Стоимость

Цена зависит от мощности тока, излучаемого луча света, наличия ложных срабатываний.

Наиболее дешевые варианты представлены следующими моделями:

И более дорогие варианты:

Где купить фотоэлектрический датчик для квартиры и дома?

В Москве

В Санкт-Петербурге

Фотоэлектрический датчик необходим, если нужно узнать информацию об объекте, не соприкасаясь с ним. Именно из-за этого качества аппарат стал популярен. Так же устройство имеет относительно небольшую стоимость, что делает его доступным всем желающим.

Источник

Сферы использования и принцип действия фотоэлектрических датчиков, особенности выбора устройств

Фотоэлектрические датчики производства компании Autonics серий BTF и предназначены, в первую очередь, для использования в составе систем промышленной автоматизации. Однако, благодаря своей универсальности, они также подходят для применения в промышленности, в автомобильном, железнодорожном и авиационном транспорте, на аэропортах, вокзалах, транспортных терминалах.

Датчики являются одними из наиболее часто используемых компонентов в современных системах промышленной автоматизации. Фотоэлектрические датчики относятся к одному из наиболее распространенных типов среди контрольных приборов.

Фотоэлектрическими датчиками называют устройства, реагирующие на изменение освещенности. Они известны также как оптические бесконтактные выключатели и фотодатчики. Эти небольшие по размерам электронные устройства способны под воздействием электромагнитного излучения в видимом, инфракрасном или ультрафиолетовом спектре подавать сигналы включения/выключения или последовательность сигналов на вход регистрирующей или управляющей схемы.

Фотодатчики являются разновидностью бесконтактных датчиков, потому что в них отсутствует механический контакт между чувствительным элементом датчика (фотосенсором) и объектом управления. Дальность действия у фотодатчиков намного больше, чем у других типов бесконтактных датчиков. Фотодатчики дискретного действия используются как своеобразные бесконтактные выключатели для подсчета, обнаружения, позиционирования, решения прочих задач на любой технологической линии.

Благодаря своим неоспоримым преимуществам фотоэлектрические датчики сегодня широко используются в различных применениях, где они позволяют решать целый ряд задач.

Классификация фотоэлектрических датчиков

В стандартных фотоэлектрических датчиках используется формируемый передатчиком направленный световой луч. Фотодатчики способны реагировать на непрозрачные и полупрозрачные объекты, а также на водяной пар, дым, аэрозоли. Все фотодатчики по принципу действия можно разделить на 3 основных вида:

• Фотодатчики на пересечение луча. Они реагируют на перекрытие регистрируемого светового потока при перемещении контролируемых объектов или при изменении их размеров. Как правило, имеют выполненные в отдельных корпусах передатчик и приемник. В таких датчиках источник света и оптическая система формируют узкий пучок света либо параллельный, равномерный световой поток.

Перекрытие светового луча фотодатчика дискретного типа приводит к срабатыванию выхода датчика – на выходе дискретный сигнал (как 0 или 1). В датчиках аналогового типа равномерный световой поток освещает объект. Таким образом можно контролировать, размеры объекта или заслонки, перекрывающую часть светового потока. По этому принципу работают датчики в фотоэлектрических микрометрах, датчики длины, площади, деформаций.

• Фотодатчики диффузного типа, у которых световой поток попадает на фотоэлемент после отражения от контролируемого объекта, выполнены, как правило, в одном корпусе. Количество отраженного света, попадающего на фотоэлемент, зависит от отражательной способности поверхности объекта (чистоты обработки, наличия отражающей поверхности и участков, покрытых краской). Такие фотодатчики могут использоваться также в измерителях чистоты поверхности, фотоэлектрических рефлектометрах, гигрометрах и так далее.

Среди работающих по этому принципу датчиков есть наиболее чутко реагирующие на отклонение уровня светового потока в сравнении с настройкой на объект. Например, возможно детектирование вздутой пробки на бутылке, неполное заполнение продуктами вакуумной упаковки и так далее. Для точности срабатывания в датчиках данного типа может использоваться функция подавления фона.

• Фотодатчики рефлекторного типа. Здесь световой поток попадает на фотоэлемент после отражения от специальной отражающей пластины (рефлектора). Такие датчики устроены так, что благодаря поляризационному фильтру они воспринимают отражение только от рефлектора. Эта особенность позволяет избежать ложного срабатывания при отражении света от объектов с зеркальной поверхностью, например, от жестяных банок. Есть рефлекторы, которые работают по принципу двойного отражения. Выбор подходящего рефлектора определяется требуемым расстоянием и монтажными возможностями.

• Еще есть фотодатчики специального назначения, но о них мы только упомянем, и подводить под нашу классификацию не будем.

Если у датчиков предыдущего типа приемник и передатчик, как правило, находятся в одном корпусе, то в фотодатчиках специального назначения нет передатчика, есть только приемник. Световой поток создается объектом управления (контроля) и содержит информацию о контролируемом параметре объекта. Подобные фотодатчики используются в фотоэлектрических измерителях температуры, дозиметрах лучистой энергии, приборах для эмиссионного спектрального анализа.

По международной классификации данному делению наиболее близко соответствует следующая маркировка в обозначении моделей:

Оптические датчики выполняют достаточно широкий спектр задач, стоящих перед современными промышленными предприятиями. Кроме контроля уровня освещенности аппаратные средства обеспечивают поддержку бесконтактных изменений, в том числе обнаружения объектов, перемещающихся на высокой скорости. Представители промышленности при заказе датчиков на производство заранее знают условия эксплуатации и необходимый для оснащения тип аппаратуры.

С раздельным приемником и передатчиком

Этот вид аппаратуры считается одним из самых надёжных. Внушительная дальность работы и устойчивость к помехам. В стандартной комплектации датчики устроены так, что приемник и передатчик заключены в одном корпусе. В раздельном виде устройства активные модули могут быть разнесены на несколько десятков метров. Передатчик с автономным питанием, по сути, выполняет одну функцию. Сам же датчик с приемником включается в систему промышленной автоматики. Основной сферой применения контрольно-измерительной аппаратуры с раздельными приемником и передатчиком является охранная деятельность. Известно использование датчиков на производствах с сильно загрязненным воздухом или примесями газов.

Рефлекторный

Основной задачей это группы устройств является обнаружение объектов, находящихся в зоне перекрытия оптического излучения. Активный модуль датчиков состоит из коммутационного элемента релейного типа или полупроводникового диода. В корпусе аппаратуры заключены излучатель и принимающий блок излучения в инфракрасном спектре. Принцип срабатывания следующий: как только в зону покрытия излучателя попадает контролируемый предмет, рефлектор отражает соответствующий сигнал. Для обеспечения стабильной работы устройства предусмотрены защитные модули, предупреждающие засвечивание и переполюсовку при организации сетевого питания.

Диффузный

Основным назначением аппаратуры является конечное выключение цепи. Бесконтактные датчики диффузные обнаруживают объекты различных форм вне зависимости от материала исполнения. Отличительная особенность приборов состоит в возможности установления отдельных элементов технологического оборудования.

Конструктивно датчик включает приёмник и излучатель в одном корпусе. Благодаря эффекту диффузного отражения на работу прибора не оказывает влияния засветка, переполюсовка или необходимость точной фокусировки. Датчики определяют местоположение объекта даже в зоне максимального приближения.

Особенности фотодатчиков

Фотоэлектрические датчики могут различаться по типу используемого источника света и чувствительного фотоэлемента. В качестве источников света в современных датчиках массового применения, как правило, применяются светодиоды, а фоточувствительными элементами являются фотодиоды. Высокие технические характеристики, технологичность изготовления и доступная стоимость обеспечили им массовое применение.

Изначально в качестве источников света в фотодатчиках применялись лампы накаливания в специальном исполнении с увеличенным сроком службы. В качестве фотоэлементов ранее и сегодня в отдельных датчиках специального назначения можно встретить фототранзисторы, фоторезисторы, вакуумные и газонаполненные фотоэлементы, фотоумножители.

Достоинством фоторезисторов является высокая чувствительность, стабильность параметров, большая надежность и долговечность, возможность работы как на постоянном, так и на переменном токе. К их недостаткам следует отнести большую инерционность, сильное влияние окружающей температуры, нелинейность световой характеристики, большой разброс параметров даже у фоторезисторов одной партии.

Вакуумные и газонаполненные фотоэлементы обладают высокой линейностью световой характеристики (зависимость фототока от светового потока), высокой температурной стабильностью характеристик. Однако, ограничивает их применение в устройствах автоматического управления и контроля ряд существенных недостатков, включающий необходимость в повышенном напряжении питания (сотни и тысячи вольт), хрупкость стеклянного баллона и возможность деформации электродов при механических воздействиях, старение и утомляемость фотоэлементов (снижение чувствительности при высокой освещенности).

Фотодиоды наиболее широко применяются в современных фотодатчиках стандартного назначения. Они позволяют делать компактные датчики, имеют линейную световую характеристику, высокую чувствительность, малую инерционность (частота прерывания светового потока может доходить до нескольких килогерц).

В зависимости от схемы включения различают вентильный и фотодиодный режимы работы. В вентильном режиме фотодиод становится генератором фототока и не нуждается в источнике питания. Фототриод в вентильном режиме можно рассматривать как комбинированный электронный прибор – фотодиод (переход «база – эмиттер») и, собственно, триод, усиливающий фототок, который возникает в цепи «база–эмиттер» под действием светового потока. В вентильном режиме фотодиоды и фототриоды используются в фотодатчиках с пропорциональной световой характеристикой (измерение размеров, перемещений, температуры и так далее).

Вентильные фотоэлементы отличаются высокой надежностью, долговечностью и не нуждаются в источнике питания. Недостатками их являются: сильное влияние окружающей температуры, утомляемость в процессе длительной эксплуатации и высокая инерционность, ограничивающая применение при частоте прерывания светового потока в несколько десятков герц.

В фотодиодном режиме к переходу нужно приложить внешнее напряжение в обратном запирающем направлении. Фотодиодный режим используется в наиболее распространенных фотодатчиках с дискретной световой характеристикой. Они обеспечивают повышенную чувствительность в сравнении с вентильным режимом.

Оптические системы фотодатчиков служат для перераспределения потока лучистой энергии с целью повышения эффективности воздействия контролируемых объектов на параметры лучистого потока. К оптическим системам фотодатчиков относятся линзы, зеркала, призмы, диафрагмы, дифракционные решетки, светофильтры.

С целью повышения помехоустойчивости в фотодатчиках используется усилитель выходного сигнала фотоэлемента. Для этой цели в настоящее время, в основном, используют операционные усилители в интегральном исполнении.

Фотодатчики имеют индикатор рабочего состояния и, как правило, регулятор чувствительности, который дает возможность настроить срабатывание на объект, находящийся на неблагоприятном фоне.

По принципу кодирования информации фотодатчики можно разделить на две группы:

У датчиков с амплитудной модуляцией значение фототока пропорционально световому потоку, зависящему от контролируемой неэлектрической характеристики объекта. Информация о контролируемом параметре кодируется в этих датчиках в виде числа, частоты или длительности импульсов. Гораздо более распространены датчики с временной или частотной модуляцией, у которых фототок изменяется дискретно за счет полного или частичного перекрытия светового потока.

В ассортименте продукции компании Autonics широко представлены разнообразные датчики и среди них есть многочисленный ряд приборов фотоэлектрического типа. К последним новинкам относится серия миниатюрных фотодатчиков BTF и серия датчиков BL для контроля наличия жидкости в трубопроводах.

Виды устройств

Можно встретить фотоэлектрические датчики аналогового или дискретного вида.

Оптический бесконтактный прибор регулирует изменение поступающего светового потока в рабочей области и может срабатывать на большом расстоянии, реагируя на изменение объектов, их отсутствие или присутствие. Конструкция этого прибора имеет две части, которые отвечают за правильное функционирование — это приемник и излучатель. Они могут находиться как в одном подходящем корпусе, так и в разных.

Фотодатчики Autonics BTF

Фотодатчики Autonics из серии BTF (рисунок 1, таблица 1) позиционируются компанией как ультратонкие фотоэлектрические датчики со встроенным усилителем.

Таблица 1. Основные характеристики фотоэлектрических датчиков BTF

Рис. 1. Датчик Autonics BTF1M

Они выполнены на основе однокристальной электронной схемы, отличаются превосходными рабочими характеристиками и очень компактными размерами, за счет чего могут применяться в условиях ограниченного пространства. Наличие отдельного светодиода красного цвета (OPR) на срабатывание упрощает позиционирование луча датчика во время монтажа, а функция подавления фоновой засветки (BGS) обеспечивает повышенную стабильность обнаружения объектов.

Серия датчиков Autonics BTF включает ряд моделей, работающих в диапазоне расстояний до 1 м и различающихся по типу используемого выходного транзистора (NPN или PNP), принципу работы луча – на просвет или отражение (рисунок 2). Работающие на просвет датчики состоят из передатчика и приемника, которые выполнены, чаще всего, в отдельных корпусах. Датчики на пересечение луча из серии Autonics BTF1M способны обнаруживать микроскопические непрозрачные объекты с матовой поверхностью диаметром до 0,2 мм.

Использующие отраженный луч (диффузионные) фотодатчики выполнены в одном корпусе. Работающие на отражение в диапазоне расстояний 5…30 мм датчики серии BTF30 способны обнаруживать объекты размером до 0,2 мм на расстоянии 10 мм.

Датчики серии BTF15 отличаются от BTF30 наличием функции подавления фонового отражения (BGS), а также имеют меньший рабочий диапазон (1…15 мм) и обладают повышенной точностью за счет уменьшенного до 5% гистерезиса на включение и выключение, в номинальном диапазоне расстояний. У BTF30 гистерезис составляет 20%.

Рис. 2. Схема подключения датчиков Autonics BTF

Уровень допустимой внешней засветки приемника солнечным светом составляет 10000 лк, а от ламп накаливания – не более 3000 лк. В датчиках типа BTF15-BDхх используется технология подавления внешней фоновой засветки (BGS), которая позволяет устранять влияние окружающих объектов на работу датчика и обеспечивает высокую стабильность обнаружения объектов различных цветов, выполненных из различных материалов.

Датчики серии BTF могут питаться от источников напряжением 12…24 В с нестабильностью до 10%. Предусмотрена защита от ошибочного подключения полярности источников питания, а также от короткого замыкания в нагрузке.

Для подключения датчиков BTF используется трехпроводный кабель со стандартной расцветкой: коричневый провод присоединяется к плюсу источника питания, синий – к общему проводу. Нагрузка подключается между выходом датчика (черный провод) и общим проводом схемы в случае датчика с выходным транзистором типа PNP, либо между плюсом источника питания для транзистора типа NPN.

Все датчики серии BTF выполнены в прочном пластиковом корпусе со степенью защиты IP67. В комплекте с датчиками поставляется крепеж в виде Г-образной скобы и винтов.

Устройство датчиков присутствия

Датчики представляют собой приборы, состоящие из одного (однопозиционные), двух (двухпозиционные) или нескольких (многопозиционные) блоков. Каждый – устройство в пластиковом корпусе с микросхемой для отправки, приема и обработки сигналов.

Их конструктивная особенность – отсутствие перемещающихся, испытывающих механические нагрузки деталей. Исключение – эластичные подложки с тензорезисторами в датчиках нагрузки.

Как следствие, возможные неисправности ограничиваются выходом из строя деталей микросхем и самостоятельному устранению не подлежат.

Варианты монтажа датчиков. В зависимости от конструктивных особенностей датчики устанавливаются в монтажные коробки либо непосредственно на стены или потолок (накладные модели).

Преимуществ в эксплуатации ни один из способов не дает, на выбор могут повлиять только дизайнерские решения.

Способы получения сигнала. По способу получения сигнала датчики присутствия бывают двух видов:

Передача сигнала датчиками присутствия. Получив и обработав информацию, датчик присутствия отправляет сигнал на исполнительные устройства:

Во втором варианте расстояние между датчиком и принимающим блоком достигает 200 м. Использование усилителей увеличивает этот показатель, а препятствия на пути – снижают.

При беспроводной передаче сигнала для связи с конкретным исполнительным устройством датчику задается его код. Это осуществляется путем установки джамперов (перемычек).

Если использовать приборы с кодом обучения, то нужды в установке перемычек нет: для коммутации достаточного одновременного нажатия специальных кнопок на датчике и принимающем блоке.

Преимущества беспроводной передачи сигнала – простота монтажа оборудования и снижение затрат на электрические провода.

Фотодатчики Autonics BL

Фотодатчики этой серии позиционируются компанией, как обладающие превосходными характеристиками по чувствительности и имеющие компактные размеры (рисунок 3).

Рис. 3. Датчик Autonics BL

Фотодатчики из серии Autonics BL (таблица 2) предназначены для контроля уровня жидкости. Они позволяют определять наличие или отсутствие жидкости в прозрачной трубе, диаметр которой может быть 6…13 мм, заявляемая производителем толщина стенки может составлять 1 мм. С помощью кнопочного переключателя выбирается один из двух режимов работы (срабатывание на свет или на затемнение), а светодиодные индикаторы (зеленый и красный) обеспечивают удобный контроль текущего рабочего состояния. Зеленый показывает выбранный режим работы. Когда он горит – выбран режим срабатывания на свет, когда не горит – на затемнение. Красный СИД отмечает срабатывание датчика.

Таблица 2. Основные характеристики фотоэлектрических датчиков BL

Рис. 4. Схема подключения датчиков BL

Датчики Autonics BL включают передатчик и приемник в одном корпусе, закрепляемые на трубе диаметром 6…13 мм и предназначенные для контроля наличия в ней жидкости. При отсутствии жидкости в трубе луч передатчика попадает в окно приемника, а при появлении в трубе жидкости он отклоняется за счет эффекта преломления на границе с жидкостью и поэтому на приемник не попадает (рисунок 4).

Датчики BL прочно крепятся к трубе двумя пластиковыми застежками и могут быть дополнительно защищены отдельно поставляемым бандажом, но он выпускается только под трубу диаметром 1/2 дюйма (12,7 мм) (рисунок 5). Компактные размеры (23х14х13 мм) приборов из серии BL позволяют экономить монтажное пространство.

Датчики серии BL могут питаться от источников напряжением 12…24 В с нестабильностью до 10%. Предусмотрена защита от ошибочного подключения полярности источников питания, а также от короткого замыкания в нагрузке.

Для подключения датчиков используется трехпроводный кабель со стандартной расцветкой: коричневый провод присоединяется к плюсу источника питания, а синий – к общему проводу. Нагрузка подключается между выходом датчика (черный провод) и общим проводом схемы для датчика с выходным транзистором типа PNP либо между плюсом источника питания для транзистора типа NPN.

Датчики Autonics BL могут работать в диапазоне температур 10…55°С при влажности 35…85%. Допустима внешняя засветка от солнца или ламп накаливания световым потоком не более 3000 лк.

Рис. 5. Принцип действия датчиков BL

Оптические датчики положения

Оптические датчики положения относятся к фотоэлектрическим датчикам, так как принцип их действия основан на обнаружении световых сигналов. Когда луч света от датчика достигает объекта контроля возникают такие явления как передача света, отражение и поглощение света. То, какое явление преобладает в этом случае зависит от взаимного расположения излучателя и приемника, размеров объекта, его материала, толщины, цвета и шероховатости поверхности. В зависимости от того, на каком оптическом явлении основан принцип обнаружения объектов, оптические датчики положения делятся на три типа:

Датчики Т-типа имеют так называемую разнесенную оптику – излучатель и приемник располагаются друг напротив друга на некотором расстоянии. При прохождении объекта между излучателем и приемником оптический луч прерывается и приемник датчика формирует выходной сигнал, сигнализируя о наличии объекта в зоне контроля. Датчики данного типа часто называют барьерными или датчиками с пересечения луча. Приемник и излучатель должны быть из одного комплекта от одного производителя.

Датчики Т-типа удобны для контроля непрозрачных или хорошо отражающих объектов, но могут давать неудовлетворительные результаты при обнаружении прозрачных объектов. Так как излучатель и приемник в датчиках данного типа конструктивно выполнены в разных корпусах, что позволяет установить максимальный коэффициент усиления, то их можно использовать в условиях высокой загрязненности рабочей среды. Максимальное расстояние между излучателем и приемником, так называемая зона срабатывания, может достигать 350 м.

Зона срабатывания оптических датчиков это диапазон допустимых расстояний от датчика до объекта контроля, на которых осуществляется его обнаружение. Зона срабатывания зависит от взаимного расположения излучателя и приемника, коэффициента усиления, принципов распределения светового луча и диаметра светового пятна, так как приемник датчика срабатывает только при попадании объекта в зону светового пятна. У оптических датчиков Т-типа отсутствует так называемая «слепая» зона, поэтому зона срабатывания равна расстоянию между излучателем и приемником. Размер эффективного светового луча датчика Т-типа равен диаметру линзы излучателя и приемника. Поэтому минимальный размер объекта контроля должен быть больше диаметра линзы датчика.

В датчиках R-типа приемник и излучатель расположены в одном корпусе. Датчики данного типа для своей работы требуют установки специального рефлектора-отражателя. У датчиков положения данного типа излучатель и приемник располагаются в одном корпусе и «смотрят» в одну сторону – в сторону установленного точно напротив датчика на определенном расстоянии специального отражателя. Луч от излучателя проходит двойное расстояние: от излучателя до отражателя и в обратную сторону — от отражателя до приемника. Если на пути луча возникает объект, приемник формирует выходной сигнал. Обратная логика работы датчика может быть реализована путем установки отражателя на объекте, перемещение которого контролируется датчиком. Датчики данного типа еще называют рефлекторными. Рефлекторы, которые еще называют отражателями, катафотами или мишенями, приобретаются отдельно от датчиков. Рефлекторы могут иметь различную форму и размеры. Диапазон измерений рефлекторных датчиков положения обычно указывается при использовании конкретной модели отражателя.

Зона срабатывания рефлекторных датчиков (расстояние от линзы излучателя до рефлектора) может достигать 55 м. Размеры контролируемого объекта должны быть больше размеров применяемого рефлектора.

Рефлекторные датчики могут нестабильно работать при обнаружении блестящих объектов, отражающих световой луч датчика от своей поверхности, из-за чего датчик не сможет определить от чего произошло отражение: от рефлектора или объекта. Для обнаружения хорошо отражающих предметов используют рефлекторные датчики с поляризационными фильтрами и специальными угловыми кубическими рефлекторами, изменяющими плоскость поляризации светового луча на 90°. Поляризационные фильтры размещаются перед линзой излучателя и приемника и пропускают только поляризованный в одной плоскости световой пучок. Излученный излучателем пучок света поляризуется в вертикальной плоскости. Световой луч, отраженный от рефлектора имеет измененную на 90° плоскость поляризации — луч становиться горизонтально поляризованным. Поэтому он без проблем проходит через горизонтальный поляризационный фильтр приемника. Если же луч отражается от блестящего объекта, то его вертикальная поляризация не меняется и он блокируется горизонтальным поляризационным фильтром приемника и датчик обнаруживает этот объект.

При работе с поляризованными рефлекторными датчиками положения не рекомендуется использовать в качестве рефлектора отражающие наклейки – необходимо использовать специальные угловые кубические рефлекторы.

Некоторые модели рефлекторных датчиков способны обнаруживать стеклянные предметы, так как очень чувствительны даже к небольшой разнице между излученным и принятым световым сигналом.

Датчики D-типа по конструкции и принципу действия схожи с датчиками R-типа, но отражателем в данном случае является сам контролируемый объект. Еще одним отличием от датчиков R-типа является то, что при отсутствии объекта оптический тракт оказывается разомкнутым — луч от излучателя попадает в приемник лишь при наличии объекта перед датчиком. Так как приемник датчика принимает рассеяно отраженный от объекта луч, то интенсивность этого луча сильно зависит от характеристик поверхности объекта и расстояния до объекта. Для разных материалов будут разные нормированные расстояния срабатывания. Для грубой корректировки расстояний срабатывания в зависимости от материала объекта нужно использовать корректирующие коэффициенты, указанные в руководстве по эксплуатации датчика, например:

При выборе конкретной модели датчика D-типа особое внимание нужно уделить цвету и шероховатости поверхности объектов контроля. Если предполагается контролировать объекты темного цвета с шероховатой поверхностью необходимо выбирать датчики с возможностью регулировки чувствительности.

Разновидностью датчиков D-типа являются датчики с подавлением переднего фона, заднего фона и переднего и заднего фона одновременно. Датчики с подавлением фона предназначены для обнаружения предметов на строго определенном расстоянии. Оптические датчики с подавлением фона применяются, например, для обнаружение тонких объектов лежащих на конвейерной ленте, контроля наличия продукции в упаковке, небольшого отклонения уровня или плоскостности поверхности объекта, обнаружения объектов движущихся в несколько рядов – датчики с подавлением фона позволяют «разглядеть» объекты во втором ряду не реагируя на объекты в первом, ближнем к датчику ряду и наоборот.

Регулировка расстояния обнаружения в датчиках с подавлением фона осуществляется не путем изменения его чувствительности, а методом оптической триангуляции. В конструкции датчиков данного типа имеется внутренний датчик положения (PSD – position sensor detector), который определяет угол падения отраженного от объекта луча, а значит расстояние до него. Благодаря измерению угла отражения датчики D-типа с подавлением фона могут обнаруживать все объекты на заданном расстоянии не зависимо от их цвета.

Максимальное расстояние срабатывание датчиков D-типа редко превышает 4 м. Вблизи датчика существует некоторая «слепая» зона, размер которой зависит от конструкции датчика. Эффективный пучок света диффузионных датчиков равен размеру объекта контроля. Диффузионные датчики намного проще монтировать по сравнению с датчиками Т и R-типа так как при этом не требуется совмещения оптических осей излучатели и приемника или датчика и мишени. По этой же причине датчики D-типа наиболее устойчивое к вибрациям решение из числа оптических датчиков положения.

В сравнении с широко применяемыми в промышленности бесконтактными емкостными, индуктивными и ультразвуковыми датчиками положения, а также механическими концевыми выключателями оптические датчики положения имеют ряд преимуществ:

К недостаткам оптических датчиков положения можно отнести:

Возможность ложных срабатываний при работе в условиях высокой запыленности, тумана, интенсивной внешней засветки, низких температур, сильной вибрации;

С помощью оптических датчиков положения можно не только контролировать положение объектов и вести их счет на высокой скорости, но и оценивать их геометрические размеры в одном или даже двух измерениях. Такая возможность осуществляется с помощью световых барьеров и световых решеток – множества фотоэлектрических датчиков объединенных в линейки с определенным шагом размещения датчиков в ней.

Благодаря своим высоким потребительским качествам, точности и высокой скорости обнаружения объектов, разнообразным конструктивным исполнениям и относительно невысокой стоимости, оптические датчики нашли широкое применение. Обилие различных аксессуаров и опций, таких как, подогрев оптики, оптоволоконные удлинительные кабели, поляризационные фильтры, аналоговые, цифровые и дискретные выходные сигналы, лазерный излучатель вместо светодиодного существенно расширяют сферу применения данных датчиков как по условиям эксплуатации так и по возможности их интеграции в существующую систему автоматизированного управления.

При подготовке публикации использованы информационные материалы компании Русавтоматизация.

Принципы действия датчиков BTF и BL

Рассмотрим подробнее работу фотоэлектрических датчиков серий BTF и BL. На рисунке 6 представлены временные диаграммы работы из руководства по эксплуатации датчиков серии BTF.

Рис. 6. Диаграмма работы датчиков BTF

На верхней диаграмме представлены уровни входного сигнала, а ниже – состояние зеленого индикатора стабильности входного сигнала, состояние красного индикатора срабатывания датчика и состояние выходного сигнала.

Вернемся к верхней диаграмме, которая определяет состояние всех остальных. Средняя, незатемненная зона уровня входного сигнала соответствует зоне нестабильной работы датчика. Работа его будет хаотичной, о чем может свидетельствовать прерывистое свечение зеленого индикатора. Вообще, нестабильным может быть нижний или верхний уровень входного сигнала, что отражено и на диаграмме. В верхней части находится зона нестабильности на включение датчика, а в нижней – на его выключение.

Отсутствие свечения зеленого светодиода свидетельствует о нештатной ситуации, когда показатель входного сигнала или не достигает верхнего уровня, или превышает порог нижнего.

Описанная процедура соответствует срабатывающему на свет датчику. Для срабатывающих на затемнение моделей становятся инверсными выходные уровни и включение красного светодиода.

Для датчиков типа BL диаграммы выглядят немного проще (рисунок 7), так как здесь нет отслеживания зоны нестабильности и ее контроля с помощью зеленого светодиода, который в данном случае используется для индикации режимов работы (на освещение или на затемнение), выбираемых с помощью отдельной кнопки на корпусе датчика. Для того чтобы предотвратить случайное переключение режимов работы в процессе эксплуатации, можно заблокировать используемый режим нажатием на кнопку в течение 3 и более секунд.

Рис. 7. Диаграмма работы датчиков BL

В процессе монтажа и эксплуатации датчиков Autonics BTF и BL необходимо соблюдать ряд требований и помнить о мерах по обеспечению эффективной работы.

После подачи напряжения питания датчики готовы к работе через 100 мс. В случае, если для питания датчиков и нагрузки используются разные источники, вначале должно подаваться напряжение питания на датчик.

Такие мощные источники света как солнце не должны быть направлены непосредственно на фотоэлемент датчика. Сбои в работе фотоэлектрического датчика может вызывать и свечение флуоресцентных ламп, поэтому используйте защитные кожухи и щитки. Установка датчика на плоской поверхности порой может вызвать сбои из повышенного уровня отражений от этой поверхности. Предусмотрите меры для защиты от такой засветки.

Укладка соединительного кабеля от датчика в непосредственной близости от линий высокого напряжения может привести к сбоям при эксплуатации.

При подключении к выходу датчиков реле или другой нагрузки индуктивного характера необходимо предусмотреть защиту для выходного транзистора датчика от выбросов напряжения в процессе отключения нагрузки.

Использование различных фотоэффектов

Во время своей работы фотоэлектрические датчики используют три возможных фотоэффекта, которые зависят от того, как изменяются свойства предмета при наличии изменений в уровне освещения.

Новинка от Autonics: ультракомпактные фотоэлектрические датчики серии BTS

Компания Autonics, ведущий корейский разработчик, производитель и поставщик датчиков и контроллеров, представляет новую линейку ультракомпактных, тонких фотоэлектрических датчиков серии BTS.

Компактные фотоэлектрические датчики BTS со встроенным усилителем отлично подходят для использования в ограниченном пространстве. Имея ширину всего 7,2 мм, такие датчики являются идеальными для установки в ограниченных пространствах. Они способны легко обнаруживать миниатюрные объекты размером до 0,15 мм в диаметре (конвергентный отражательный тип), например, металлические проводники и полупроводниковые кристаллы. Благодаря степени защиты IP67 и крепежу из нержавеющей стали приборы подходят для разнообразных условий эксплуатации и способны длительно и надежно работать в различных средах. Датчики серии BTS сочетают в себе компактные размеры и превосходные рабочие характеристики.

Датчики применяются, например, в составе оборудования для лазерной маркировки, обнаружения дисков фрикционных муфт.

Виды и принцип работы, обозначение на схемах

В зависимости от материалов, используемых во время изготовления на производстве все, фоторезисторы можно условно разделить на две большие группы: с внутренним и внешним фотоэффектом.

Будет интересно➡ SMD резисторы: что это такое и для чего используются?

В производстве элементов с внутренним фотоэффектом и применяют нелегированные материалы, например германий или кремний. Фотоны, попадающие на фоторезистор, заставляют электроны двигаться из валентной в зону проводимости.

Благодаря этому возникает огромное число свободных электронов, тем самым резко возрастает электропроводность и, поэтому, снижается сопротивление. Фоторезистор с внешним фотоэффектом изготавливают из материалов, с добавлением примесей легирующей добавки, которая создает новую энергетическую зону поверх имеющейся валентной, богатую электронами.

Кроме того, электронам новой зоны необходимо на порядок меньше энергии, чтобы перейти в зону проводимости благодаря более низкой энергетической щели. Поэтому фоторезисторы с внешним фотоэффектом гораздо более чувствительны к различным длинам светового спекира волн.

Фоторезистор на схемах обозначается также как и обычный резистор, но с добавление двух стрелочек, которые направлены к прямоугольнику. В качестве материалов для фоторезисторов широко используются сульфиды, селениды и теллуриды различных элементов, а также соединения типа AlMBv. В инфракрасной области могут быть использованы фоторезисторы на основе PbS, PbSe, PbTe, InSb, в области видимого света и ближнего спектра ультрафиолета — CdS.

Сегодня фоторезисторы широко применяются во многих отраслях науки и техники. Это объясняется их высокой чувствительностью, простотой конструкции, малыми габаритами и значительной допустимой мощностью рассеяния. Значительный интерес представляет использование фоторезисторов в опто- электронике. В радиолюбительских конструкциях фоторезисторы применяются как световые датчики в устройствах слежения и автоматики, автоматических и фотореле в быту, в охранных системах.

В данной статье можно ознакомиться с номенклатурой и техническими характеристиками основных типов фотоэлектрических датчиков, выпускаемых немецкой компанией SICK AG.

Разработка все более сложных «интеллектуальных» сенсоров и сенсорных систем, предназначенных для автоматизации производственных и технологических процессов, является основным направлением деятельности фирмы SICK AG. Небольшая фирма, основанная в 1946 г., за время своего существования превратилась в крупный международный концерн. Постоянное внедрение новей¬ших технологий и продуманная ценовая политика обеспечивают фирме SICK лидирующие позиции на мировом рынке. В частности, на рынке фотоэлектрических и оптических датчиков с расширенными возможностями (датчики расстояния, датчики цвета и контраста, датчики люминесцентных меток и т.д.) по объему продаж данных типов изделий фирма SICK AG занимает первое место в мире. Как и в остальной продукции фирмы, в фотоэлектрических датчиках SICK используются новейшие достижения науки, техники и технологий, что позволяет достичь оптимального соотношения показателя цена/характеристики. Авторами многих из этих разработок являются специалисты фирмы. Стоит отметить, что на научные разработки она тратит приблизительно 9% от годового оборота. Фотоэлектрические датчики можно использовать практически во всех отраслях промышленности в качестве бесконтакт¬ных выключателей для подсчета, обнаружения, позиционирования и других задач на любой технологической линии. Компания SICK AG начинала свою деятельность с фотоэлектрических и в ассортименте выпускаемых изделий следует выделить следующие классы:

На рынке достаточно много фирм, которые выпускают подобного вида изделия. На первый взгляд, изделия одной фирмы незначительно отличаются от продукции дру¬гой. Однако современные фотоэлектрические датчики представляют собой сложные устройства. В них инженеры воплотили современные технологии и последние достижения науки. Остановимся на классе фотоэлектрических датчиков, которые работают по принципу отражения от объекта (см. рис. 1). Это наиболее недорогие фотоэлектрические датчики, чувствительность которых изменяется с помощью потенциометра. Светлые объекты отражают больше света, чем темные и, кроме того, светлый объект можно обнаружить на большей дистанции. Для того чтобы достичь подобных результатов с темным объектом, чувствительность датчика увеличивается с помощью вращательного потенциометра.

Рис. 1. Принцип работы датчика с отражением от объекта

Следует отметить, что для этих датчиков определенную проблему составляет распознавание темных объектов на светлом заднем фоне. В то же время эти устройства — идеальный выбор для обнаружения светлых объектов на темном заднем фоне. Следует также упомянуть о существовании определенных проблем с обнаружением зеркальных предметов со сложной геометрией поверхности, а также о возможности негативного влияния внешних источников освещения. Основные достоинства этого типа датчиков следующие: отсутствует необходимость в рефлекторе, невысокая стоимость, возможность надежного определения светлых объектов на черном фоне. К недостаткам следует отнести отсутствие подавления переднего и заднего фона и проблемы с определением черных объектов на светлом фоне. Следующий тип датчиков — фотоэлектрические датчики, работающие по принципу пересечения луча. В этом методе передатчик и приемник разделены по корпусам, что позволяет устанавливать их напротив друг друга на рабочем расстоянии. Принцип работы основан на том, что передатчик постоянно посылает световой луч, поступающий в приемник. Если световой сигнал датчика прерывается в результате перекрытия сторонним объектом, приемник немедленно реагирует, меняя состояние выхода. Принцип действия датчика на основе пересечения луча представлен на рисунке 2.

Основными преимуществами данного типа датчиков является большой диапазон работы (до 350 м), надежное обнаружение объектов в пыльных и влажных помещениях, обнаружение объектов с высокой отражательной способностью, а также обнаружение небольших объектов. Недостатками являются большая стоимость, чем датчиков с отражением от объектов, большие трудности при инсталляции, а также настройке датчиков из-за наличия двух компонентов. Следующая большая группа датчиков — фотоэлектрические датчики, работающие на основе отражения оптического луча от рефлектора (отражателя). Световой луч отражается от рефлектора, и отраженный луч детектируется датчиком. Эти устройства бывают двух видов: датчики с двумя линзами и датчики с автоколлимациеи, принцип действия которых представлен на рисунке 4.

Рис. 5. Принцип работы фотоэлектрического датчика с подавлением заднего фона

При использовании фотоэлектрических датчиков положения с подав¬лением переднего или заднего фона диапазон сканирования устанавливается путем оптической юстировки. Преимуществами датчиков с подавлением заднего фона являются отсутствие надобности в отражателе, необнаружение объектов на заднем фоне (за зоной чувствительности), детектирование очень маленьких объектов с отличной точностью, выявление даже небольшого изменения положения объекта, обнаружение темных объектов на светлом заднем фоне. Недостатками являются ограниченная рабочая дистанция (до 2 м), возможные проблемы с надежным обнаружением объекта в случае изменения заднего фона и, конечно, стоимость — эти датчики являются более дорогими по сравнению с датчиками с отражением от объекта.

Необходимо учитывать ряд сложных моментов при использовании таких датчиков:

Заканчивая описание фотоэлектрических датчиков с подавлением заднего фона, следует упомянуть о новых возможностях, которые реализованы в третьем поколении датчиков компании SICK. В них использована электронная настройка рабочей зоны с помощью КМОП-элемента. Данный элемент представляет собой фотопластину, разделенную на 16 полос различной ширины по логарифмическому закону, выполненную по технологии ASIC. В зависимости от того, в какую из областей возвращается отраженный луч, датчик детектирует объект. Кроме этого в этих датчиках реализованы цифровой алгоритм компенсации гистерезиса, подавление внешних источников освещения, обнаружение объектов с блестящими поверхностями и интересный механизм компенсации нежелательных отражений луча от зеркальных объектов. Для этого имеется дополнительный фотоизлучатель, который по отраженному лучу на КМОП-элементе выделяет области, которые не будут учитываться в дальнейшем при работе. Фотоэлектрические датчики с подавлением переднего фона при меняются значительно реже по сравнению с датчиками с подавлением заднего фона. Этими датчиками обнаруживаются объекты в пределах задаваемой области сканирования. Объект между задним фоном (граница области сканирования) и датчиком надежно обнаруживается даже при его минимальных размерах. Подавление переднего фона реализовано путем специального расположения фотоприемника и излучателя сигнала. Чтобы гарантировать надежную работу этих датчиков, задний фон (например, конвейерная лента) должен быть относительно светлым по цвету и не иметь значительных флуктуации по высоте. Датчики с подавлением переднего фона являются идеальным выбором для объектов с критичными поверхностями (прозрачные или зеркальные объекты), а также когда между объектами, движущимися по конвейерной ленте, имеются очень небольшие промежутки. Среди достоинств этого типа фотоэлектрических датчиков следует выделить: возможность обнаружения объектов, незначительно выступающих по высоте на конвейерной ленте, обнаружение объектов с неровной и неоднородной поверхностью, обнаружение небольших объектов с очень высокой точностью, специализация для работы в упаковочной промышленности. К недостаткам можно отнести возможность появления проблем при неправильной настройке конвейера, дороговизна этого типа датчиков по сравнению с фотоэлектрическими датчиками с отражением от рефлектора, а также небольшой ассортимент датчиков с подавлением переднего фона.

Рис. 6. Принцип работы фотоэлектрического датчика с оптоволоконным кабелем

ЛИТЕРАТУРА 1. Статья подготовлена по материалам статей Олега Лысенко, к.т.н., инженер по продажам, ООО «ЗИК»

Источник

• ← код да винчи опус деи
• Болиголов и борщевик чем отличаются →