Что такое фотоэлектрический датчик
Фотоэлектрический датчик обнаруживает предмет, посылая свет в пространство, где предмет пройдёт, и следя за тем, что вернётся или что не придёт. На производственной линии это делает его прибором для проверки наличия детали, счёта, обнаружения кромки и контроля защитных положений, и обычно он обходится дешевле, чем любой другой способ ответить на вопрос «да или нет» о положении.
От индуктивного или ёмкостного датчика он отличается тем, что задаёт и его силу, и его слабость. Поля, которое можно заглушить, здесь нет, поэтому обнаруживается почти любой материал и на расстояниях, недосягаемых для индуктивного датчика, и прозрачный предмет или печатную метку можно различить так же хорошо, как сплошной. Тот же оптический путь, который делает это возможным, - это и то, что прерывают пыль, туман, мойка струёй и перекрытая линия видимости.
Выбор сводится к четырём вопросам: где можно смонтировать датчик относительно предмета, что это за предмет и сколько света он возвращает, как выглядит фон за ним и чего ждёт вход контроллера. Второй и третий вопросы как раз и разделяют методы обнаружения - а не одна только дальность обнаружения.
Как фотоэлектрический датчик выполняет измерение
Методы обнаружения различаются тем, куда идёт свет, и каждый отвечает на свою задачу. Обычный диффузный датчик посылает свет и переключается, когда достаточная его часть вернулась; с обратной стороны предмета ничего не нужно, но точка срабатывания оказывается зависимой от того, насколько предмет отражает. Фотоэлектрический датчик с подавлением фона определяет, откуда свет пришёл, а не сколько его пришло, - из-за разных углов, под которыми предмет виден излучателю и приёмнику, - поэтому он переключается по расстоянию и может быть настроен не замечать то, что лежит за целью.
Рефлексный датчик посылает луч на отражатель и обнаруживает предмет, когда луч прерван: нужна одна кабельная линия и одна позиция монтажа, но напротив должен стоять отражатель. Барьерная пара размещает излучатель и приёмник на противоположных концах и обнаруживает, когда луч между ними прерывается, - это даёт наибольшую дальность и самое надёжное обнаружение ценой разводки и юстировки обоих концов. Оптический путь у двух последних методов зафиксирован, поэтому точка срабатывания от предмета не зависит вовсе.
Все четыре метода на практике ограничивает контраст между предметом и его окружением. Отражающий предмет может вернуть под углом больше света, чем матовый возвращает прямо навстречу, а тёмный возвращает очень мало, поэтому точка срабатывания, настроенная на одну деталь, не держится на другой. Станина машины, транспортёрная лента или блестящая защита позади предмета могут давать больше отражённого света, чем сам предмет, - именно для этой задачи и существует подавление фона, и поэтому обычный диффузный датчик на конкретной установке иногда вообще не удаётся заставить работать.
Варианты конфигурации
Большую часть спецификации определяют именно эти решения, а не класс точности. Каждое ограничивает следующее, поэтому их и утверждают по порядку.
| Конфигурация | Что нужно зафиксировать | Что это на самом деле определяет |
| Метод обнаружения | Диффузный, диффузный с подавлением фона, рефлексный, барьерный | Что должно быть смонтировано с обратной стороны предмета и зависит ли точка срабатывания от предмета или от фиксированного оптического пути. |
| Дальность обнаружения | От нескольких миллиметров до нескольких метров в зависимости от метода | Где можно поставить датчик. Публикуемая величина измерена на эталонной цели, поэтому рабочая дистанция на тёмном или шероховатом предмете короче. |
| Источник света и размер пятна | Видимый красный или инфракрасный и диаметр пятна на рабочей дистанции | Можно ли навести луч и насколько малый предмет удаётся обнаружить надёжно. Пятна, указанные на разных дистанциях, напрямую не сравнимы. |
| Тип выхода | PNP, NPN или аналоговый выход на части моделей | Как датчик подключается ко входу контроллера и является ли значение признаком порога или измерением. |
| Тип выходного контакта | Нормально разомкнутый, нормально замкнутый или переключаемый | Что видит контроллер, когда предмета нет, - это решение по разводке, а не предпочтение. |
| Регулировка чувствительности | Однооборотный потенциометр, обучение кнопкой или фиксированная настройка | Как на месте задают точку срабатывания и можно ли быстро переучить при переналадке. |
| Корпус и уплотнение | Прямоугольный или цилиндрический, со степенью защиты | Перенесёт ли датчик место монтажа. Степень защиты от брызг - не степень защиты от мойки под высоким давлением. |
| Присоединение | Встроенный кабель или разъём | Как быстро можно заменить повреждённый датчик - важно на машине, где их много. |
Как выбрать фотоэлектрический датчик
| Фактор | Почему от этого зависит ответ | Как решить это до запроса |
|---|
| Из чего предмет и как он отражает | Дальность обнаружения измерена на белой матовой цели, а тёмный, глянцевый или наклонённый предмет ведёт себя иначе | Опишите предмет, его цвет и поверхность, а также должен ли тот же датчик работать более чем с одним типом |
| Фон за предметом | Отражающий фон может дать больше света, чем сам предмет, - для этого и служит подавление фона | Скажите, что находится за предметом и как далеко, потому что это решает, сможет ли работать обычный диффузный датчик |
| Доступные места монтажа | Одним методам нужна одна точка монтажа, другим две, и дальность различается по методу | Дайте расстояние от места, где может стоять датчик, до места, где проходит предмет, и место с обратной стороны |
| Размер и скорость предмета | Малому или быстрому предмету нужно пятно, которое в него укладывается, и время отклика, которое различает проход | Укажите наименьший размер предмета поперёк луча и скорость линии |
| Внешняя освещённость и атмосфера | Яркий свет мешает, а пыль, туман и мойка прерывают оптический путь | Опишите ячейку, в которой стоит датчик, в том числе доходит ли до неё солнечный свет и моют ли её струёй |
| Вход контроллера | Тип входа задаёт форму выхода, а логика решает действие выхода | Подтвердите тип входа и что ждёт программа, когда предмета нет |
| Что происходит при пропуске обнаружения | Последствие решает, какой запас и какая устойчивость юстировки нужны | Скажите, вызывает ли пропущенная деталь переделку или останов, потому что это меняет выбор метода |
Фотоэлектрический датчик обнаруживает прерывание или возврат света, а не сам предмет. Сработает всё, что войдёт в луч или перекроет линию видимости, поэтому защита или люк доступа в оптическом пути - часть решения по монтажу, а не то, что замечают потом.
Ближайшие альтернативы
фотоэлектрический датчик: какие типы обычно имеют в виду в запросе и где на самом деле решается выбор.
| Ближайшая альтернатива | Что отличает его от фотоэлектрического датчика |
| Датчики приближения | Индуктивные и ёмкостные типы вовсе не зависят от оптического пути, поэтому пыль, туман и перекрытая линия видимости на них не влияют, и их можно заподлицо встроить в металлический кронштейн. Однако они откликаются только на металл и на много меньшем расстоянии, поэтому пластиковая деталь или цель в нескольких сотнях миллиметров требуют фотоэлектрического датчика. |
| Датчики положения | Датчик положения сообщает, где что-то находится, обычно как непрерывное значение на пути перемещения. Фотоэлектрический датчик сообщает, что что-то пришло в одну точку. Если контроллеру нужно фактическое положение, а не подтверждение, фотоэлектрический датчик даёт только часть ответа. |
| Датчики перемещения | Они измеряют малое перемещение как непрерывное расстояние, что оптический датчик тоже умеет в некоторых исполнениях, но не в описанных здесь переключающих. Если важна величина перемещения, а не сам факт, нужен датчик перемещения, и переключающий фотоэлектрический датчик его не заменит. |
| Датчики уровня | Контроль уровня - частный случай обнаружения наличия, и его иногда ведут оптическими средствами, но датчик уровня специфицируют по материалу, аппарату и условиям в нём. Если требование - предел наполнения в баке, смотреть нужно на семейство датчиков уровня, а не на универсальный оптический переключающий прибор. |
| Энкодеры и системы счёта | Считать детали на линии можно по импульсам от привода машины, а не по обнаружению каждой детали. Если детали расположены на равном шаге и привод даёт надёжные импульсы, датчик вообще не нужен; если нет, фотоэлектрический датчик, обнаруживающий каждую деталь, измеряет более прямо. |
Что включить в запрос
Первый ответ может быть предложением, а не списком вопросов, если запрос содержит эти данные. Если значение неизвестно, пришлите описание задачи - мы уточним, что из неё следует.
- Что за предмет, его цвет и обработка поверхности
- Наименьший размер предмета поперёк луча и скорость линии
- Что находится за предметом и как далеко
- Расстояние от места монтажа до предмета и место, доступное с обратной стороны
- Должен ли тот же датчик работать более чем с одним типом предмета
- Тип входа контроллера и что программа ждёт, когда предмета нет
- Условия среды: солнце, пыль, туман, мойка струёй
- Как быстро датчик должен заменяться в эксплуатации
- Что последует за пропущенным обнаружением - переделка или простой
