Czujnik fotoelektryczny z tłumieniem tła

Czujnik fotoelektryczny wykrywa obiekt, umieszczając wiązkę światła w przestrzeni, gdzie obiekt się pojawi, i obserwując światło, które wraca lub nie dociera. Na linii produkcyjnej to czujnik do sprawdzania obecności części, zliczania, wykrywania krańców ruchu i pozycji zabezpieczeń i zwykle jest to najprostszy sposób na odpowiedź na pytanie tak-nie o pozycji.

Czujniki na tej stronie to prostokątne moduły z czerwonym źródłem LED, w trzech formach wykrywania: rozproszona z tłumieniem tła, barierowa i refleksyjna. Zakresy od 100 mm na najmniejszym modelu rozproszonym do 15 m na parze barierowej. Wyjścia to otwarty kolektor NPN lub PNP, czas reakcji 1 ms lub mniej, a obudowa jest uszczelniona do IP67, co pozwala na montaż na maszynie, a nie w szafie sterującej.

Tłumienie tła jest cechą decydującą o tym, czy czujnik nadaje się na linię mieszaną. Ustala punkt przełączania na podstawie położenia obiektu, a nie ilości odebranego światła, więc czarna część i biała część są wykrywane przy tych samych ustawieniach, a rama maszyny za nimi nie aktywuje czujnika.

Jak działa tłumienie tła

Czujnik rozproszony bez tłumienia tła mierzy ilość odebranego światła. Biały obiekt dalej i szary obiekt bliżej mogą zwrócić tę samą ilość, a jasna metalowa rama za obiektem może zwrócić więcej niż sam obiekt, więc czujnik przełącza się na to, co najjaśniejsze, a nie na to, co najbliżej. Zwykle rozwiązuje się to przesunięciem czujnika bliżej lub zacienieniem tła, co zmienia maszynę, a nie ustawienie.

Czujnik z tłumieniem tła mierzy zamiast tego, skąd światło wraca. Nadajnik i odbiornik patrzą na obiekt pod nieco różnymi kątami, więc położenie plamki zwrotnej na odbiorniku zależy od odległości do obiektu. Czujnik porównuje dwa sygnały i przełącza się przy odległości, na którą został ustawiony, niezależnie od tego, jak bardzo odbijający jest obiekt. Dlatego to samo ustawienie wykrywa czarną matową część i białą błyszczącą, a obiekt za punktem przełączania jest ignorowany, nawet jeśli mocno odbija.

Trzy formy wykrywania różnią się tym, co wprowadzają w przestrzeń. Czujnik rozproszony pracuje samodzielnie. Czujnik refleksyjny wysyła wiązkę do reflektora i wykrywa obiekt, gdy wiązka zostanie przerwana, co wymaga reflektora po przeciwnej stronie, ale tylko jednego kabla. Para barierowa umieszcza nadajnik i odbiornik na przeciwnych końcach rozpiętości i wykrywa, gdy wiązka między nimi zostanie przerwana, co daje najdłuższy zasięg i najpewniejsze wykrywanie, kosztem okablowania obu końców.

Jak dobrać właściwy czujnik

Zacznij od odległości między czujnikiem a częścią. Ta jedna wartość rozdziela modele bardziej niż jakakolwiek inna: modele rozproszone pokrywają 100, 300, 500 i 900 mm, model wiązkowy pokrywa 125 mm, refleksyjny sięga 6 m, a para barierowa sięga 15 m.

Następnie dobierz formę z geometrii. Czujnik patrzący z góry na część na transporterze używa modelu rozproszonego i nie potrzebuje niczego po drugiej stronie. Czujnik patrzący w poprzek łożyska wałkowego, gdzie część nie jest wystarczająco wysoka dla pewnego odbicia, używa pary barierowej. Czujnik, który musi rozpiąć kilka metrów z jednym doprowadzeniem kabla, używa formy refleksyjnej z reflektorem na dalszym końcu.

Następnie dopasuj wyjście do sterownika. Wyjście NPN pochłania prąd i pasuje do wejścia pochłaniającego; wyjście PNP dostarcza prąd i pasuje do wejścia dostarczającego. Maksymalny prąd wyjścia to 100 mA, co steruje wejściem sterownika, a nie lampą ani zaworem.

Na koniec rozważ środowisko. IP67 pokrywa zachlapanie i pył, ale nie ciągłe zanurzenie ani mycie wysokociśnieniowe. Światło otoczenia do 3 000 lx od źródła żarowego jest tolerowane, więc bezpośrednie światło słoneczne lub mocna lampa na powierzchni czujnika wymaga osłony lub zmiany kąta montażu. Regulacja czułości to pokrętło w modelach rozproszonych i przycisk w pozostałych, co ma znaczenie tam, gdzie ustawienie musi być zmienione podczas przezbrajania, a nie tylko przy uruchomieniu.

Ograniczenia pomiarowe i uwagi dotyczące doboru

Odległości wykrywania modeli rozproszonych podane są względem białej matowej tarczy o odbiciowości 90 %. Ciemny, chropowaty lub nachylony obiekt odbija mniej światła, więc użyteczna odległość jest krótsza od podanej i ustawienie praktyczne powinno zostawić zapas. Drugi kierunek błędu to błyszczący obiekt, który może zwrócić wystarczająco dużo światła pod kątem, by zostać wykrytym poza zamierzonym punktem przełączania.

Dwa warianty rozproszone pojawiają się w rysunkach poszczególnych modeli dostarczonego materiału, ale nie w tabeli zakresów ani tabeli zbiorczej, więc ich dostępność i pełna specyfikacja są otwarte. Są podane na tej stronie z tym zaznaczeniem, a nie pominięte, bo kupujący, który widział rysunki, nie miałby sposobu na ich umiejscowienie.

Średnice plamki są podane z odległością roboczą, przy której każdą mierzono, a te odległości różnią się między modelami. Wartości nie mogą być bezpośrednio porównywane: mała plamka mierzona przy 300 mm i większa plamka mierzona przy 50 mm opisują różne rzeczy o tym, jak ściśle wiązka jest skupiona.

Na koniec materiał nie podaje, czy działanie wyjścia można zmienić w terenie, czy jest ustalone przy zamówieniu. Dla linii, gdzie ten sam czujnik jest używany w układzie otwartym i zamkniętym, warto to potwierdzić przed zamówieniem, a nie przy uruchomieniu.