Czym jest czujnik fotoelektryczny
Czujnik fotoelektryczny wykrywa przedmiot, kierując światło przez przestrzeń, w której przedmiot się pojawi, i obserwując, co wraca lub co nie dociera. Na linii produkcyjnej jest to urządzenie do sprawdzania obecności części, zlicawania, wykrywania krawędzi i pozycji osłon, i zwykle bardziej ekonomicznym sposobem na odpowiedź na pytanie tak-nie o pozycji.
Różni się od czujnika indukcyjnego lub pojemnościowego w sposób, który decyduje o jego sile i słabości. Nie ma pola do tłumienia, więc wykrywa prawie każdy materiał, na odległościach niedostępnych dla czujnika indukcyjnego, a przezroczysty przedmiot lub znak nadrukowany może być odróżniony tak samo jak przedmiot lity. Ta sama droga optyczna, która to umożliwia, jest też tym, co przerywa kurz, mgła, mycie i zasłonięta linia widzenia.
Dobór sprowadza się do czterech pytań: gdzie czujnik może być zamontowany względem przedmiotu, jaki jest przedmiot i ile światła odbija, jak wygląda tło za nim i czego oczekuje wejście regulatora. Drugie i trzecie z nich to, co rozdziela tryby detekcji, nie sam zasięg.
Jak czujnik fotoelektryczny dokonuje pomiaru
Tryby detekcji różnią się tym, gdzie trafia światło, i każdy odpowiada na inny problem. Zwykły czujnik rozproszony wysyła światło i przełącza, gdy wystarczająco dużo wraca, co nie wymaga niczego po drugiej stronie przedmiotu, ale sprawia, że punkt przełączenia zależy od tego, jak odbijający jest przedmiot. Czujnik fotoelektryczny z eliminacją tła ustala, skąd światło wróciło, zamiast ile go wróciło, wykorzystując różne kąty, pod jakimi emiter i odbiornik widzą przedmiot, więc przełącza na odległość i można go ustawić tak, aby ignorował to, co leży za przedmiotem.
Czujnik refleksyjny wysyła wiązkę do reflektora i wykrywa przedmiot, gdy wiązka zostanie przerwana, co wymaga tylko jednego doprowadzenia kabla i jednego położenia montażowego, ale reflektora po przeciwnej stronie. Para barierowa umieszcza emiter i odbiornik na przeciwnych końcach i wykrywa, gdy wiązka między nimi zostanie przerwana, co daje największy zasięg i najbardziej niezawodną detekcję, kosztem okablowania i ustawienia obu końców. Droga optyczna w ostatnich dwóch jest stała, więc punkt przełączenia nie zależy w ogóle od przedmiotu.
Tym, co ogranicza wszystkie cztery w praktyce, jest kontrast między przedmiotem a otoczeniem. Błyszczący przedmiot może odbić więcej światła pod kątem niż matowy prosto, a ciemny przedmiot odbija bardzo mało, więc punkt przełączenia ustawiony na jednej części może nie utrzymać się na innej. Rama maszyny, taśmociągnik lub błyszcząca osłona za przedmiotem mogą wnieść więcej światła odbitego niż sam przedmiot, i to jest problem, który eliminacja tła ma rozwiązać, oraz powód, dla którego zwykły czujnik rozproszony czasem w ogóle nie daje się uruchomić na danej instalacji.
Konfiguracje
Większość specyfikacji jest ustalana przez te decyzje, a nie przez klasę dokładności. Każda ogranicza następną, dlatego są rozstrzygane po kolei.
| Konfiguracja | Opcje do ustalenia | Co faktycznie rozstrzyga |
| Tryb detekcji | Rozproszony, rozproszony z eliminacją tła, refleksyjny, bariera | Co trzeba zamontować po drugiej stronie przedmiotu i czy punkt przełączenia zależy od przedmiotu, czy od stałej drogi optycznej. |
| Odległość detekcji | Od kilku milimetrów do kilku metrów, w zależności od trybu | Gdzie czujnik może być zamontowany. Podana wartość jest mierzona względem wzorcowego przedmiotu, więc odległość robocza jest mniejsza na ciemnym lub chropowatym przedmiocie. |
| Źródło światła i wielkość plamki | Światło widzialne czerwone lub podczerwień i średnica plamki przy odległości roboczej | Czy wiązkę można wycelować i jak mały przedmiot daje się niezawodnie wykryć. Wielkości plamki podane dla różnych odległości nie są bezpośrednio porównywalne. |
| Typ wyjścia | PNP, NPN lub wyjście analogowe w niektórych modelach | Jak czujnik łączy się z wejściem regulatora i czy wartość jest granicą, czy pomiarem. |
| Działanie wyjścia | Normalnie otwarte, normalnie zamknięte lub przełączalne | Co regulator widzi, gdy przedmiot nie jest obecny, co jest decyzją o okablowaniu, nie preferencją. |
| Regulacja czułości | Potencjometr jednoobrotowy, teachowanie przyciskiem lub ustawienie stałe | Jak punkt przełączenia jest ustawiany na miejscu i czy można go szybko zmienić przy przezbrojeniu. |
| Obudowa i uszczelnienie | Prostokątna lub cylindryczna, ze stopniem ochrony IP | Czy czujnik przetrwa w miejscu montażu. Stopień odpowiedni dla zachlapania nie jest stopniem do mycia wysokociśnieniowego. |
| Przyłącze | Kabel wbudowany lub złącze | Jak szybko uszkodzony czujnik można wymienić, co ma znaczenie na maszynie z wieloma czujnikami. |
Jak wybrać czujnik fotoelektryczny
| Czynnik | Dlaczego rozstrzyga o odpowiedzi | Jak ustalić to przed zapytaniem |
|---|
| Materiał przedmiotu i jego odbicie | Odległość detekcji jest mierzona względem białego matowego przedmiotu, a ciemny, błyszczący lub nachylony zachowuje się inaczej | Opisać przedmiot, jego kolor i powierzchnię i czy ten sam czujnik ma obsłużyć więcej niż jeden typ. |
| Tło za przedmiotem | Odbijające tło może wnieść więcej światła niż przedmiot, od czego jest eliminacja tła | Podać, co jest za przedmiotem i jak daleko, bo to rozstrzyga, czy zwykły czujnik rozproszony może działać. |
| Dostępne położenia montażowe | Niektóre tryby wymagają jednego punktu montażowego, inne dwóch, a zasięg różni się według trybu | Podać odległość między miejscem montażu czujnika a przejściem przedmiotu i przestrzeń po drugiej stronie. |
| Wielkość i prędkość przedmiotu | Mały lub szybki przedmiot wymaga plamki mieszczącej się w nim i czasu reakcji rozróżniającego przejście | Podać najmniejszy wymiar przedmiotu w poprzek wiązki i prędkość linii. |
| Światło otoczenia i atmosfera | Silne światło otoczenia zakłóca, a kurz, mgła i mycie przerywają drogę optyczną | Opisać halę, w której czujnik pracuje, włącznie z tym, czy dociera tam światło słoneczne i czy jest myty. |
| Wejście regulatora | Typ wejścia wyznacza postać wyjścia, a logika decyduje o działaniu wyjścia | Potwierdzić typ wejścia i co program oczekuje, gdy przedmiot nie jest obecny. |
| Skutek pominiętej detekcji | Konsekwencja rozstrzyga, ile zapasu i jaka stabilność ustawienia są potrzebne | Określić, czy pominięta część powoduje przeróbkę, czy zatrzymanie, bo to zmienia dobór trybu. |
Czujnik fotoelektryczny wykrywa przerwanie lub powrót światła, nie sam przedmiot. Wszystko, co wchodzi w wiązkę lub blokuje linię widzenia, może go uruchomić, dlatego osłona lub klapa w drodze optycznej jest częścią rozważań montażowych, nie kwestią drugoplanową.
Najbliższe alternatywy
To są typy, o które zazwyczaj chodzi w zapytaniu o czujnik fotoelektryczny, i punkt, w którym wybór jest naprawdę rozstrzygany.
| Najbliższa alternatywa | Co ją odróżnia od czujnika fotoelektrycznego |
| Czujniki zbliżeniowe | Typy indukcyjne i pojemnościowe ignorują drogę optyczną całkowicie, więc kurz, mgła i zasłonięta linia widzenia nie mają na nie wpływu, i można je montować równo w metalowym uchwycie. Reagują jednak tylko na metal i na znacznie krótszą odległość, więc plastikowa część lub przedmiot kilkaset milimetrów dalej wymaga czujnika fotoelektrycznego. |
| Czujniki pozycji | Czujnik pozycji informuje, gdzie coś się znajduje, zwykle jako wartość ciągła na zakresie przemieszczenia. Czujnik fotoelektryczny informuje, że coś dotarło do jednego punktu. Gdy regulator potrzebuje rzeczywistej pozycji, a nie potwierdzenia, czujnik fotoelektryczny dostarcza tylko jedną część odpowiedzi. |
| Czujniki przemieszczenia | Mierzą małe przemieszczenie jako odległość ciągłą, co czujnik optyczny też potrafi w niektórych wersjach, ale nie w wariantach przełączających opisanych tutaj. Gdy liczy się wielkość przemieszczenia, a nie sam jego fakt, czujnik przemieszczenia jest właściwym przyrządem i nie można go zastąpić przełącznikiem fotoelektrycznym. |
| Czujniki poziomu | Detekcja poziomu jest szczególnym przypadkiem detekcji obecności i bywa realizowana elementami optycznymi, ale czujnik poziomu jest dobierany do materiału, zbiornika i warunków wewnątrz. Gdy wymaganiem jest granica napełnienia w zbiorniku, rodziną czujników do rozpatrzenia jest czujnik poziomu, nie uniwersalny przełącznik optyczny. |
| Systemy enkoderowe i zliczające | Zliczanie części na linii można realizować przez zliczanie impulsów z napędu maszyny zamiast detekcji każdej części. Gdy części są równomiernie rozmieszczone, a napęd jest niezawodny, eliminuje to czujnik całkowicie; gdy nie są, czujnik fotoelektryczny wykrywający każdą część jest bardziej bezpośrednim pomiarem. |
Co powinna zawierać wycena
Pierwsza odpowiedź może być wyceną, a nie zestawem pytań, jeśli zapytanie zawiera te informacje. Jeśli wartość nie jest znana, wyślij opis zastosowania, a my potwierdzimy, co implikuje.
- Jaki jest przedmiot, jego kolor i wykończenie powierzchni
- Najmniejszy wymiar przedmiotu w poprzek wiązki i prędkość linii
- Co znajduje się za przedmiotem i jak daleko
- Odległość między położeniem montażowym a przedmiotem i przestrzeń dostępna po drugiej stronie
- Czy ten sam czujnik ma obsłużyć więcej niż jeden typ przedmiotu
- Typ wejścia regulatora i co program oczekuje, gdy przedmiot nie jest obecny
- Warunki otoczenia: światło słoneczne, kurz, mgła, mycie
- Jak szybko czujnik ma być wymienialny w eksploatacji
- Czy skutek pominiętej detekcji to przeróbka, czy zatrzymanie
