Кои се четирите типа на фотоелектрични сензори?

Дали некогаш сте се запрашале како фабричките роботи „гледаат“ производи што минуваат покрај нив или како автоматската врата знае дека се приближувате? Веројатно фотоелектричните сензори - честопати наречени „фотоочи“ - се неопеаните херои што го овозможуваат тоа. Овие паметни уреди користат зраци светлина за да детектираат предмети без физички контакт, формирајќи го 'рбетот на модерната автоматизација. Но, дали знаевте дека постојат четири фундаментални типа, секој со своја суперсила? Ајде да ги разложиме за да можете да ја разберете технологијата што го обликува нашиот автоматизиран свет.

Основниот квартет: Четири начини на кои светлината го детектира вашиот свет

Иако ќе најдете специјализирани варијации, експертите од индустријата постојано посочуваат четири основни технологии за фотоелектрични сензори. Изборот на вистинската во голема мера зависи од специфичните потреби на вашата апликација - растојание, тип на објект, околина и потребна прецизност.

1. Сензори за низводно зрачење: Шампиони за долг дострел

• Како функционираат: Замислете светилник и набљудувачница. Овие сензори имаатодделни единици: емитер кој испраќа зрак светлина (често инфрацрвена или црвена LED диода) и приемник поставен директно спроти. Детекцијата се случува кога објектот физичкипаузиовој зрак.
• Клучни предности: Тие се одликуваат со најдолг дострел на сензори (лесно до 20 метри или повеќе) и нудат супериорна сигурност и стабилност. Бидејќи приемникот директно ја гледа светлината на емитерот, тие во голема мера не се засегнати од бојата, обликот или површинската завршница на објектот (сјајна, мат, транспарентна).
• Недостатоци: Инсталацијата бара прецизно усогласување на две одделни единици и ожичување за обете, што може да биде посложено и поскапо. Тие се исто така ранливи ако се насобере нечистотија на кој било од објективите.
• Каде ги гледате: Совршени за детекција на долг дострел на транспортери, заштита на големи машини, проверка за скршени жици или навои и броење предмети што минуваат низ порта. Таа безбедносна греда на гаражната врата што ја спречува да се затвори врз вашиот автомобил? Класична греда што се протега низ неа.

2. Ретрорефлективни (рефлективни) сензори: алтернатива со една единица

• Како работат: Тука, емитерот и приемникот се сместени воистата единицаСензорот испраќа светлина кон специјален рефлектор (како висококвалитетен рефлектор за велосипед) монтиран спроти. Рефлекторот го одбива светлосниот зрак директно назад кон приемникот. Детекцијата се случува кога некој објект го прекинува овој рефлектиран зрак.
• Клучни предности: Многу полесна инсталација и поврзување отколку пропусниот зрак бидејќи е само една единица од едната страна (плус пасивниот рефлектор). Нуди добар опсег на сензорирање, честопати подолг од дифузните типови. Некои специјализирани верзии се одлични за откривање на транспарентни предмети (како стаклени или пластични шишиња) со користење на поларизирани светлосни филтри за игнорирање на залутани рефлексии.
• Недостатоци: Рефлекторот мора да се одржува чист за сигурно работење. Перформансите можат да бидат засегнати од високо рефлективни предмети во позадина кои потенцијално ја одбиваат светлината назад. Опсегот на сензорирање е генерално помал од оној на проѕирниот зрак.
• Каде ги гледате: Широко се користат во линии за пакување, ракување со материјали, откривање возила или луѓе на точките за пристап и проверка на присуството на транспарентни контејнери на производствените линии.

3. Дифузни (близински) сензори: Компактните работни коњи

• Како работат: Емитерот и приемникот се повторно воистата единицаНаместо да користи рефлектор, сензорот се потпира на самиот целен објект за да ја рефлектира светлината назад кон приемникот. Сензорот го детектира објектот врз основа на интензитетот на оваа рефлектирана светлина.
• Клучни предности: Наједноставна инсталација – само еден уред за монтирање и поврзување. Компактната големина ги прави идеални за тесни простори. Не е потребен рефлектор на спротивната страна.
• Недостатоци: Опсегот на сензорирање е пократок и од типот со низок зрак и од типот со ретрорефлективен зрак. Перформансите во голема мера зависат од бојата, големината, текстурата и рефлективноста на објектот. Темен, мат објект рефлектира многу помалку светлина од светлиот, сјаен, што го прави откривањето помалку сигурно на максималното номинално растојание. Објектите во позадина исто така можат да предизвикаат лажни активирања.
• Каде ги гледате: Исклучително чести за задачи за откривање на краток дострел: присуство на делови на производствени линии, откривање на капачиња за шишиња, следење на висините на оџаците и откривање на нивото на контејнерот. Замислете автомат кој ја детектира вашата рака во близина на просторијата за издавање.

4. Сензори за потиснување на позадината (BGS): Фокусирани експерти

• Како функционираат: Софистицирана еволуција на дифузниот сензор, исто така сместен во една единица. Наместо само да го мерат интензитетот на рефлектираната светлина, BGS сензорите го одредуваат растојанието до објектот користејќи триангулација или принципи на време на лет. Тие се прецизно калибрирани за да детектираат само објекти во рамките на специфичен, однапред поставен опсег на растојание, ефикасно игнорирајќи сè надвор од тоа (позадината).
• Клучни предности: Не се засегнати од објектите во позадина - нивна најголема предност. Многу помалку чувствителни на бојата и рефлективноста на целниот објект во споредба со стандардните дифузни сензори. Обезбедуваат високо сигурно откривање на објекти на прецизно растојание.
• Недостатоци: Генерално имаат пократок максимален опсег од стандардните дифузни сензори. Типично се поскапи од основните дифузни типови.
• Каде ги гледате: Од суштинско значење за откривање предмети наспроти сложена или рефлектирачки позадини, сигурно детектирање на темни или црни предмети (како гуми), проверка на нивоата на полнење во контејнерите без оглед на бојата на содржината и обезбедување прецизно позиционирање каде што пречките во позадината се проблем. Од клучно значење во производствените линии на автомобили и пакувањето храна.

Надвор од основите: Задоволување на специјализирани потреби

Иако четирите јадра се справуваат со повеќето задачи, инженерите развија специјализирани сензори за уникатни предизвици:

• Сензори за оптички влакна: Користете флексибилни кабли од оптички влакна поврзани со централен засилувач. Идеални за екстремно тесни простори, средини со висока температура или области со висок електричен шум.
• Сензори за боја и контраст: Детектираат специфични бои или разлики во контрастот (како етикети на пакувањето), што е од витално значење за контрола на квалитетот.
• Ласерски сензори: Обезбедуваат високо фокусиран зрак за откривање на многу мали објекти или постигнување прецизни мерења на растојание.
• Сензори за проѕирни објекти: Специјално подесени ретрорефлективни типови дизајнирани специјално за сигурно откривање на транспарентни материјали.

Зошто фотоелектричните сензори владеат со автоматизацијата

Овие „орлови очи“ нудат убедливи предности: долги опсези на сензори, бесконтактно работење (спречување на оштетување), брзо време на одговор и издржливост во сурови индустриски средини. Тие се фундаментални за безброј задачи низ индустриите:

• Производство и пакување: Детектирање делови на транспортери, броење производи, проверка на нивоата на полнење, проверка на присуството на етикети, контрола на роботски раце.
• Храна и пијалоци: Обезбедување соодветно пакување, откривање на туѓи предмети, следење на текот на производствената линија.
• Фармацевтски производи: Проверка на присуството на таблети во блистер пакувања, прецизно проверување на нивоата на полнење на шишенцата.
• Автомобилска индустрија: Прецизно позиционирање на делови за роботи за склопување, верификација на компоненти, безбедносни светлосни завеси.
• Логистика и ракување со материјали: Контролирање на транспортни ленти, откривање на палети, автоматизација на магацин.
• Автоматизација на згради: Автоматски врати, позиционирање на лифтови, безбедносни системи.

Иднината е светла (и паметна)

Пазарот на фотоелектрични сензори е во подем, со проекции да достигне 3,01 милијарди долари до 2030 година, со раст од 6,6% годишно, или дури 4,37 милијарди долари до 2033 година со годишна стапка на раст од 9%. Овој раст е поттикнат од неуморниот стремеж кон автоматизација, Индустрија 4.0 и паметни фабрики.

Следниот бран вклучува сензори кои стануваат попаметни и поповрзани. Побарајте напредоци како што е IO-Link поврзувањето за полесно поставување и размена на податоци, интеграција со IoT платформи за предвидливо одржување, па дури и примена на наноматеријали за подобрена чувствителност и нови можности. Влегуваме во ерата на „Сензорска технологија 4.0“, каде што овие фундаментални сензорски уреди стануваат интелигентни точки на податоци во рамките на меѓусебно поврзани системи.

Избор на вистинското „око“ за работата

Разбирањето на овие четири фундаментални типа – низводно зрачење, ретрорефлективно, дифузно и потиснување на позадината – е првиот чекор кон искористување на моќта на фотоелектричното сензорирање. Размислете за објектот, растојанието, околината и потенцијалното пречки во позадината. Кога се сомневате, консултацијата со производители на сензори или специјалисти за автоматизација може да ви помогне да ја одредите оптималната технологија за вашата специфична апликација, осигурувајќи дека вашата автоматизација работи непречено и ефикасно. Истражете ги опциите; вистинскиот сензор може да ви го осветли патот кон поголема продуктивност.