ما هو الحسّاس الكهروضوئي
يكتشف الحسّاس الكهروضوئي الجسم بأن يرسل نورًا عبر الفراغ الذي سيكون الجسم فيه، ثم يراقب ما يعود أو ما لا يصل. ففي خط الإنتاج هو الجهاز لفحص وجود الجزء، والعدّ، وكشف الحافة، ومواضع الوقاية؛ وهو غالبًا أرخص وسيلة للجواب عن سؤال موضع بجواب نعم أو لا.
وهو يفارق الحسّاس الحثّي والسعوي بما يفصل قوّته عن ضعفه. فلا مجال يُخمَد هنا، فيمكن اكتشاف تقريبًا كل مادة، على مسافات لا تبلغها الحثّية، ويمكن تمييز الجسم الشفاف والعلامة المطبوعة كما يُميَّز الجسم الصلّب. والمسلك البصري نفسه الذي يجعل ذلك ممكنًا هو ما تقطعه الغبار، والضباب، والغسيل، وسدّ خط الرؤية.
ويدور الاختيار على أربعة أسئلة: أين يمكن تركيب الحسّاس من الجسم، وما هو الجسم وكم يردّ من النور، وكيف يبدو ما خلفه، وما الذي يتوقّعه دخل المتحكّم. والسؤالان الثاني والثالث هما اللذان يفصلان بين أوضاع الاستشعار، لا مسافة الاستشعار وحدها.
كيفية قياس الحسّاس الكهروضوئي
تختلف أوضاع الاستشعار في موضع ذهاب النور، وكل وضع يُجيب عن مسألة غير الأخرى. فالانتشاري المجرد يُرسل نورًا ويشتغل حين يعود منه ما يكفي، فلا يحتاج شيئًا في الجانب الآخر من الجسم، ويجعل نقطة التحويل معلّقة على مدى انعكاس الجسم. أما الحسّاس الكهروضوئي ذو قمع الخلفية فيستنتج من أين جاء النور لا كمّ منه وصل، مستعملًا اختلاف الزوايا التي يرى بها المُرسِل والمستقبِل الجسم، فيشتغل على المسافة ويستطيع أن يتجاهل ما وراء الهدف.
والعاكس الاستعادي يرسل شعاعًا إلى عاكس ويكتشف الجسم حين ينقطع الشعاع، فلا يحتاج سوى مسار كابل واحد وموضع تركيب واحد، لكن يحتاج عاكسًا في مقابلته. أما زوج النافذ فيضع المُرسِل والمستقبِل في طرفين متقابلين ويكتشف حين ينقطع الشعاع بينهما، فيُعطي أطول مدى وأوثق كشف على حساب توصيل الطرفين ومحاذاتهما. والمسلك البصري في الأخيرين ثابت، فلا تتوقّف نقطة التحويل على الجسم البتّة.
والذي يحدّ الأربعة كلها في الممارسة هو التباين بين الجسم وما حوله. فالجسم العاكس قد يردّ من زاوية أكثر ممّا يردّه انتشاري من أمامه، والجسم الداكن يردّ قليلًا جدًا، فتكون نقطة تحويل مضبوطة على جزء لا تثبت على جزء آخر. وقد يضيف هيكل الآلة، أو حزام الناقل، أو وقاية لامعة خلف الجسم، نورًا مرتدًّا أكثر ممّا يضيفه الجسم نفسه؛ وهذه هي المسألة التي وُجد قمع الخلفية لحلّها، ولهذا لا يمكن أحيانًا جعل انتشاري مجرّد يعمل في تركيب بعينه.
خيارات التكوين
معظم المواصفات تُحدد بهذه القرارات، لا بفئة الدقة. وكل قرار يقيد ما يليه، ولذلك تُحسم بالترتيب.
| الإعداد | الخيارات المطلوب حسمها | ما الذي يحسمه فعليًا |
| وضع الاستشعار | انتشاري، أو انتشاري مع قمع خلفية، أو عاكس استعادي، أو نافذ | ما الذي يجب تركيبه في الجانب الآخر من الجسم، وهل تتوقّف نقطة التحويل على الجسم أم على مسلك بصري ثابت. |
| مسافة الاستشعار | من بضعة ملّيمترات إلى عدّة أمتار بحسب الوضع | أين يمكن تركيب الحسّاس. فالرقم المنشور مقيس على هدف مرجعي، فمسافة العمل أقصر على جسم داكن أو خشن. |
| مصدر النور وقُطر البقعة | أحمر مرئي أو تحت أحمر، وقُطر البقعة عند مسافة العمل | هل يمكن توجيه الشعاع، وأصغر جسم يمكن كشفه بثقة. والبقع المذكورة عند مسافات مختلفة لا يُقارَن بعضها ببعض مباشرة. |
| نوع الخرج | PNP، أو NPN، أو خرج تماثلي في بعض الموديلات | كيف يوصل الحسّاس بدخل المتحكّم، وهل القيمة حدّ يُبلَّغ عنه أم قياس. |
| فعل الخرج | مفتوح دائمًا، أو مغلق دائمًا، أو قابل للتبديل | ما الذي يراه المتحكّم حين لا يوجد جسم، وهذا قرار توصيل لا أفضلية. |
| ضبط الحساسية | مقاومة دوّارة بلفة واحدة، أو زر تعليم، أو ضبط ثابت | كيف تُثبَّت نقطة التحويل في الموقع، وهل يمكن إعادتها بسرعة أثناء تغيير الإنتاج. |
| الهيكل والإحكام | مستطيل أو أسطواني، بدرجة حماية من الدخول | هل يصمد الحسّاس حيث رُكِّب. فالدرجة التي تُصلح للرذاذ ليست درجة تصلح للغسيل بالضغط العالي. |
| الوصلية | كابل مُدمج، أو موصل | كم يُستبدل الحسّاس التالف بسرعة، وهو مهمّ في آلة تحمل كثيرًا منها. |
كيفية اختيار الحسّاس الكهروضوئي
| العامل | لماذا يحسم النتيجة | كيف تحسمه قبل الاستفسار |
| ممّ الجسم وكيف ينعكس عنه النور | مسافة الاستشعار مقيسة على هدف أبيض مطفأ، فالداكن، أو اللامع، أو المائل يتصرّف بغير ذلك | صِف الجسم، ولونه، وسطحه، وهل يجب أن يتعامّل الحسّاس نفسه مع أكثر من نوع. |
| الخلف وراء الجسم | الخلفية العاكسة قد تزيد النور المرتدّ أكثر ممّا يزيده الجسم، وهذا ما وُجد قمع الخلفية لأجله | اذكر ما خلف الجسم وكم يبعد، لأن ذلك يحسم هل يعمل انتشاري مجرّد. |
| مواضع التركيب المتاحة | بعض الأوضاع تحتاج موضع تركيب واحدًا وبعضها يحتاج اثنين، والمدى يختلف باختلاف الوضع | أعطِ المسافة من الموضع الذي يمكن أن يجلس فيه الحسّاس إلى الموضع الذي يمرّ فيه الجسم، والفراغ خلفه. |
| حجم الجسم وسرعته | الجسم الصغير أو السريع يحتاج بقعة تدخل فيه وزمن استجابة يميّز المرور | اذكر أصغر بُعد للجسم عبر الشعاع، وسرعة الخط. |
| الضوء المحيط والجوّ | الضوء المحيط القوي يُدخِل على المستقبِل، والغبار، والضباب، والغسيل تقطع المسلك البصري | صِف الخليّة التي يجلس فيها الحسّاس، وهل يصلها نور الشمس وهل تُرشّ بالماء. |
| دخل المتحكّم | نوع الدخل يثبّت شكل الخرج، والمنطق يثبّت فعل الخرج | أكّد نوع الدخل، وما الذي يتوقّعه البرنامج حين لا يوجد جسم. |
| ماذا يحدث عند فوات الكشف | النتيجة هي التي تحسم كم من الهامش وكم من ثبات المحاذاة يلزم | بيّن هل الجزء الفائت يُعيد التشغيل أم يوقفه، لأن ذلك يُغيّر اختيار الوضع. |
يكتشف الحسّاس الكهروضوئي انقطاع النور أو عودته، لا الجسم نفسه. فكل ما يدخل الشعاع أو يحجب خط الرؤية يستطيع أن يُثيره، ولهذا كانت وقاية، أو لوحة وصول، في المسلك البصري جزءًا من اعتبار التركيب لا تفصيلًا يُستدرك بعده.
البدائل الأقرب
هذه هي الأنواع التي ينصرف إليها عادة طلب الاستفسار عن الحسّاس الكهروضوئي، والنقطة التي يُحسم عندها الاختيار فعلًا.
| أقرب بديل | ما الذي يفصله عن الحسّاس الكهروضوئي |
| حسّاسات القرب | الأنواع الحثّية والسعوية تتجاهل المسلك البصري بالكلّية، فلا يؤثّر فيها غبار، ولا ضباب، ولا سدّ خط الرؤية، ويمكن إغمارها مستوية في حامل معدني. لكنها لا تستجيب إلا للمعدن، وعلى مسافة أقصر بكثير، فجسم لدن أو هدف على بضعة مئات من الملّيمترات يطلب حسّاسًا كهروضوئيًا. |
| حسّاسات الموضع | يبلّغ حسّاس الموضع أين الشيء، غالبًا قيمة مستمرة على شوط، ويبلّغ الكهروضوئي أن شيئًا قد بلغ موضعًا واحدًا. وحيث يحتاج المتحكّم الموضع الحقيقي لا تأكيدًا لا يعطي الكهروضوئي إلا بعض الجواب. |
| حسّاسات الإزاحة | تقيس حركة صغيرة مسافةً مستمرة، وهو ما يستطيع حسّاس بصري فعله في صور معيّنة لا في صيغ التحويل الموصوفة هنا. وحيث يهمّ مقدار الحركة لا وقوعها كانت الإزاحة هي الجهاز، ولا يُستبدل بها مفتاح كهروضوئي. |
| حسّاسات المستوى | كشف المستوى حالة خاصة من كشف الوجود، ويُجرى أحيانًا بأجزاء بصرية، لكن حسّاس المستوى يُحدَّد بمواصفة على المادة، والوعاء، والظروف داخله. وحيث كان المطلوب حدّ امتلاء في خزان كانت عائلة المستوى هي المقصودة، لا مفتاح بصري عام. |
| مشفّرات وأنظمة العدّ | يمكن عدّ الأجزاء على خط بأن تُعَدّ نبضات من سير الآلة بدل كشف كل جزء على حدة. وحيث كانت الأجزاء متباعدة بانتظام وكان السير موثوقًا زالت الحاجة إلى الحسّاس أصلًا؛ وحيث لا يكون الأمر كذلك كان حسّاس كهروضوئي يكشف كل جزء هو القياس الأوفق. |
ما يجب تضمينه في الاستفسار
يمكن أن يكون الرد الأول عرض سعر بدل مجموعة من الأسئلة إذا كان الاستفسار يتضمن هذه المعلومات. وعندما لا يكون الرقم معروفًا، أرسل وصف الوظيفة وسنؤكّد ما يترتب عليه.
- ما هو الجسم، ولونه، وسطحه
- أصغر بُعد للجسم عبر الشعاع، وسرعة الخط
- ما الذي خلف الجسم وكم يبعد
- المسافة بين موضع التركيب والجسم، والفراغ المتاح في الجانب الآخر
- هل يجب أن يتعامّل الحسّاس نفسه مع أكثر من نوع من الأجسام
- نوع دخل المتحكّم، وما الذي يتوقّعه البرنامج حين لا يوجد جسم
- الظروف المحيطة: نور الشمس، والغبار، والضباب، والغسيل
- كم يجب أن يكون الحسّاس قابلًا للتبديل بسرعة أثناء الخدمة
- هل تكون نتيجة فوات الكشف إعادة تشغيل أم توقّفًا