Фотоэлектрические датчики
Промышленные датчики являются ключевыми элементами, присутствующими практически в каждой современной автоматизированной системе. Датчики – это интерфейсы между физическими и цифровыми мирами. Они регистрируют ценную информацию, используемую в контуре обратной связи в системе управления. Датчики могут быть классифицированы на основе базовой технологии регистрации физических величин. К некоторым из наиболее распространенных промышленных датчиков относятся фотоэлектрические, лазерные, индуктивные и магнитные.
В этой статье речь пойдет о фотоэлектрических датчиках, одном из наиболее распространенных типов промышленных датчиков. Существует большое количество приложений фотоэлектрических датчиков в промышленных условиях. Эти датчики теперь повсеместны в системах управления.
Два важных преимущества, которые имеют эти датчики – диапазон и универсальность. Благодаря использованию света в качестве носителя обнаружения они могут охватывать более длинные расстояния, чем большинство других датчиков. Также благодаря коэффициенту света эти датчики могут обнаруживать почти все виды материалов, в то время как некоторые датчики могут обнаруживать только металлопродукты.
Принцип работы фотоэлектрического датчика
Фотоэлектрический датчик состоит из двух основных элементов, которые работают со светом: излучатель (эмиттер) и приемник. В зависимости от типа датчика оба элемента могут быть размещены вместе в одном и том же аппаратном компоненте, или они могут быть двумя отдельными частями оборудования. Эмиттер – это источник света. Светодиоды в этой роли используются в большинстве датчиков из-за их компактного размера и экономической эффективности. Светодиоды генерируют свет, который может быть импульсным или немодулированным.
Импульсный модулированный свет – это когда светодиод излучает импульсы света многократно при известных интервалах. Это метод, используется в большинстве фотоэлектрических датчиков, поскольку он помогает отфильтровывать интерференции. Немодулированный свет существует, когда светодиод работает непрерывно и бесперебойно. Преимущество этого метода обеспечивает более короткое время обнаружения, но к недостаткам относятся более короткий диапазон и повышенная восприимчивость к помехам.
Световой приемник состоит из фотодиодов, которые преобразуют входящий свет в электрические сигналы. После преобразования сигналы проходят через схему, которая усиливает их, оценивает синхронное обнаружение и отправить выходной сигнал в системный контроллер.
Свет распространяется по воздуху по прямой. Когда существует препятствие между излучателем и приемником, свет отклоняется в различных углах, известных как преломление. При обнаружении значительной разницы между интенсивностью света по сравнению с интенсивностью получения света, датчик вызывает событие обнаружения. Другое важное поведение светового луча известно как отражение. Это происходит, когда луч излучателя попадает на поверхность объекта и отражается с одинаковым углом падения. Это еще один метод, который фотоэлектрические датчики используют для обнаружения присутствия.
Типы фотоэлектрических датчиков
На основании метода регистрации данных можно выделить три основных типа фотоэлектрических датчиков.
Датчик пересечения луча
Передатчик и приемник размещаются каждый в своем корпусе. Два компонента расположены напротив друг друга, и световой пучок от передатчика непосредственно направляется к приемнику. Как только что-то пересечет траекторию луча, произойдет событие обнаружения.
Диффузионный датчик
Как показано на следующем рисунке, эмиттер и приемник размещаются вместе. Обнаружение происходит, когда свет луча от эмиттера достигает приемника, но только после того, как он отскочил от поверхности объекта. Эти датчики являются более экономически эффективными и, как правило, их легче монтировать, но у них более короткий диапазон, чем у датчика пересечения луча.
Световозвращающий датчик
Эти датчики состоят из излучателя и приемника в одном корпусе вместе с отражателем. Этот отражатель устанавливается напротив от датчика под углом, который отражает световой луч обратно к устройству в нужном направлении. Эти датчики имеют больший рабочий диапазон, чем диффузные датчики, при этом дополнительная сложность установки отражателей минимальна.
Промышленное применение фотоэлектрических датчиков
Фотоэлектрические датчики могут быть интегрированы практически с любым программируемым логическим контроллером (ПЛК) в автоматизированной системе. Эти датчики имеют выходные цифровые каналы, которые могут быть подключены к входу и выходу контроллера. Существует большое количество приложений для фотоэлектрических датчиков в автоматизации. Практически все отрасли с некоторыми уровнями автоматизации используют эти датчики для обнаружения объектов.
Очень распространенное использование этих датчиков – конвейеры. Один двигатель обычно контролирует каждый раздел транспортирующего оборудования. Фотоэлектрические датчики размещены при переходе из одной секции к другой. Когда продукт перемещается на конвейере, датчики обнаруживают присутствие, и этот сигнал вызывает активацию двигателя и дезактивацию.
Фотоэлектрические датчики также могут быть использованы для целей безопасности, таких как световые барьеры или световые занавески. Эти устройства устанавливаются на стратегических местах и служат безопасными воротами. Когда обнаруживается посторонний объект, световой барьер генерирует сигнал в ПЛК, который отключит оборудование в целях безопасности.
© digitrode.ru