Fotoelektrische sensor met achtergrondonderdrukking

Een fotoelektrische sensor detecteert een object door licht over de ruimte te brengen waar het object zal zijn en te wachten op het licht dat terugkomt of niet aankomt. Op een productielijn maakt dat hem de sensor voor aanwezigheidscontrole van onderdelen, telling, eindpositiedetectie en afschermposities, en het is meestal de eenvoudigste manier om een ja-of-nee-vraag over positie te beantwoorden.

De sensoren op deze pagina zijn rechthoekige eenheden met een rode LED-bron, in drie detectievormen: diffuus met achtergrondonderdrukking, doorstraal en retroreflecterend. De bereiken lopen van 100 mm op het kleinste diffuse model tot 15 m op het doorstraalpaar. De uitgangen zijn NPN of PNP open collector, de responstijd is 1 ms of minder, en de behuizing is afgedicht tot IP67, wat het mogelijk maakt er een op een machine te monteren in plaats van in een kast.

Achtergrondonderdrukking is de eigenschap die bepaalt of de sensor op een gemengde lijn kan worden gebruikt. Ze stelt het schakelpunt in op basis van waar het object is en niet van hoeveel licht het terugkaatst, zodat een zwart onderdeel en een wit onderdeel bij dezelfde instelling worden gedetecteerd en een machineframe erachter de sensor niet activeert.

Hoe achtergrondonderdrukking werkt

Een diffuse sensor zonder achtergrondonderdrukking meet hoeveel licht er terugkomt. Een wit doel verder weg en een grijs doel dichterbij kunnen dezelfde hoeveelheid terugkaatsen, en een helder metalen frame achter het doel kan meer terugkaatsen dan het doel zelf, zodat de sensor schakelt op wat het helderst is en niet op wat het dichtst bij is. De gebruikelijke oplossing is de sensor dichterbij te zetten of de achtergrond af te schermen, wat beide de machine verandert en niet de instelling.

Een sensor met achtergrondonderdrukking meet in plaats daarvan waar het licht vandaan komt. De zender en de ontvanger kijken onder iets verschillende hoeken naar het doel, zodat de positie van de terugkerende lichtvlek op de ontvanger afhangt van de afstand tot het doel. De sensor vergelijkt de twee signalen en schakelt op een afstand die is ingesteld, onafhankelijk van hoe reflecterend het doel is. Daarom detecteert dezelfde instelling een zwart mat onderdeel en een wit glanzend onderdeel, en daarom wordt een object achter het schakelpunt genegeerd, zelfs als het sterk reflecteert.

De drie detectievormen verschillen in wat ze in de opening plaatsen. Een diffuse sensor werkt alleen. Een retroreflecterende sensor stuurt een bundel naar een reflector en detecteert het object wanneer de bundel wordt onderbroken, wat een reflector tegenover de sensor vraagt maar slechts één kabel. Een doorstraalpaar plaatst de zender en de ontvanger aan weerszijden van een traject en detecteert wanneer de bundel ertussen wordt onderbroken, wat het langste bereik en de betrouwbaarste detectie geeft, ten koste van bedrading aan beide uiteinden.

Hoe u de juiste sensor kiest

Begin met de afstand tussen de sensor en het onderdeel. Dat ene cijfer scheidt de modellen meer dan wat ook: de diffuse modellen dekken 100, 300, 500 en 900 mm, het lijnbundelmodel dekt 125 mm, het retroreflecterende model reikt tot 6 m en het doorstraalpaar tot 15 m.

Bepaal daarna de vorm uit de geometrie. Een sensor die van boven op een onderdeel op een transportband kijkt, gebruikt een diffuus model en heeft niets aan de overzijde nodig. Een sensor die dwars over een rollenbaan kijkt waar een onderdeel niet hoog genoeg is voor een betrouwbare reflectie, gebruikt een doorstraalpaar. Een sensor die meerdere meters moet overbruggen met slechts één kabel, gebruikt de retroreflecterende vorm met een reflector aan het uiteinde.

Stem daarna de uitgang af op de regelaar. Een NPN-uitgang schakelt stroom naar 0 V en past bij een sinking-ingang; een PNP-uitgang levert stroom uit de positieve voeding en past bij een sourcing-ingang. De maximale uitgangsstroom is 100 mA, genoeg voor een regelaaringang en niet voor een lamp of een ventiel.

Houd ten slotte rekening met de omgeving. IP67 dekt spatwater en stof, maar niet continu onderdompelen of hogedrukreiniging. Omgevingslicht tot 3.000 lx uit een gloeilamp wordt verdragen, dus direct zonlicht of een krachtige lamp op het detectievlak vraagt om afscherming of om een andere montagehoek. De gevoeligheidsinstelling is een knop op de diffuse modellen en een drukknop op de andere, wat van belang is wanneer de instelling tijdens een omstelling moet worden gewijzigd en niet bij de inbedrijfstelling.

Beperkingen en punten ter bevestiging

De meetafstanden voor de diffuse modellen worden opgegeven tegen een wit mat doel met 90 % reflectie. Een donker, ruw of scheef doel kaatst minder licht terug, zodat de bruikbare afstand korter is dan de gepubliceerde en de praktische instelling marge moet laten. De andere foutrichting is een glanzend doel, dat onder een hoek genoeg licht kan terugkaatsen om buiten het bedoelde schakelpunt te worden gedetecteerd.

Twee diffuse varianten komen voor in de tekeningen per model van het meegeleverde materiaal, maar niet in de bereiktabel of de samenvattingstabel, dus hun beschikbaarheid en hun volledige specificatie staan open. Ze worden op deze pagina genoemd met die opmerking erbij in plaats van weggelaten, omdat een koper die de tekeningen heeft gezien ze anders nergens zou kunnen plaatsen.

De lichtvlekdiameters worden gepubliceerd met de werkafstand waarop elke is gemeten, en die afstanden verschillen tussen de modellen. De waarden kunnen niet rechtstreeks worden vergeleken: een kleine lichtvlek gemeten op 300 mm en een grotere lichtvlek gemeten op 50 mm zeggen iets verschillends over hoe scherp de bundel is gefocusseerd.

Ten slotte vermeldt het materiaal niet of de uitgangsgedrag in het veld kan worden gewijzigd of vastligt bij de bestelling van de eenheid. Voor een lijn waar dezelfde sensor zowel in een open als in een gesloten opstelling wordt gebruikt, is dat het waard om vóór de bestelling te bevestigen en niet bij de inbedrijfstelling.