Фотоэлектрический датчик с подавлением фона

Фотоэлектрический датчик обнаруживает предмет так: пускает свет в пространство, где предмет пройдёт, и следит за светом, который вернётся или который не придёт. На производственной линии это делает его прибором для проверки наличия детали, счёта, обнаружения конца хода и защитных положений, и обычно это самый простой способ ответить на вопрос о положении «да или нет».

Датчики на этой странице - прямоугольные блоки с источником красного света, в трёх методах обнаружения: диффузный с подавлением фона, барьерный и рефлексный. Дальности идут от 100 mm у наименьшей диффузной модели до 15 m у барьерной пары. Выходы - NPN или PNP с открытым коллектором, время отклика - не более 1 ms, корпус уплотнён до IP67, что и позволяет монтировать датчик на машине, а не внутри шкафа.

Подавление фона - тот признак, который решает, годится ли датчик на смешанной линии. Он задаёт точку срабатывания тем, где находится предмет, а не тем, сколько света тот возвращает, поэтому чёрная и белая детали обнаруживаются на одной настройке, а станина машины за ними не вызывает срабатывания.

Как работает подавление фона

Диффузный датчик без подавления фона измеряет, сколько света вернулось. Белая цель дальше и серая цель ближе могут вернуть одно и то же количество, а блестящая станина за целью - вернуть больше, чем сама цель, поэтому датчик переключается на том, что ярче, а не на том, что ближе. Обычная мера - придвинуть датчик ближе или закрыть фон, и то и другое меняет машину, а не настройку.

Датчик с подавлением фона измеряет, откуда пришёл свет. Излучатель и приёмник видят цель под чуть разными углами, поэтому положение возвратившегося пятна на приёмнике зависит от дистанции до цели. Датчик сравнивает два сигнала и переключается на заданном ему расстоянии - независимо от того, сколько света возвращает цель. Поэтому одна и та же настройка видит и чёрную матовую деталь, и белую глянцевую, а предмет за точкой срабатывания игнорируется, даже если отражает сильно.

Три метода обнаружения различаются тем, что они ставят в зазор. Диффузный датчик работает один. Рефлексный посылает луч на отражатель и обнаруживает предмет, когда луч прерван: нужен отражатель напротив, но кабель остаётся один. Барьерная пара ставит излучатель и приёмник на противоположные концы пролёта и обнаруживает, когда луч между ними прерывается, - это даёт наибольшую дальность и самое надёжное обнаружение ценой разводки обоих концов.

Как выбрать фотоэлектрический датчик

Начинают с расстояния между датчиком и деталью. Одна эта величина разделяет модели сильнее любой другой: диффузные модели закрывают 100, 300, 500 и 900 mm, модель с линейным лучом - 125 mm, рефлексный достаёт до 6 m, а барьерная пара - до 15 m.

Затем метод выбирают по геометрии. Датчик, смотрящий сверху на деталь на транспортёре, берёт диффузную модель и не требует ничего на дальней стороне. Датчик, смотрящий поперёк роликового транспортёра, где деталь недостаточно высока для надёжного отражения, берёт барьерную пару. Датчик, который должен перекрыть несколько метров при одной кабельной линии, берёт рефлексное исполнение с отражателем на дальнем конце.

Далее выход согласуют с контроллером. Выход NPN втягивает ток и подходит входу, принимающему ток втягиванием; выход PNP отдаёт ток и подходит входу, которому нужен отдаваемый ток. Наибольший выходной ток - 100 mA: им можно питать вход контроллера, но не лампу и не клапан.

Наконец смотрят на среду. IP67 закрывает брызги и пыль, но не непрерывное погружение и не мойку под высоким давлением. Внешняя освещённость до 3 000 lx от лампы накаливания допускается, поэтому прямое солнце или мощный светильник на чувствительной поверхности - случай для экранирования или для другой установки угла монтажа. Регулировка чувствительности выполнена потенциометром у диффузных моделей и кнопкой у остальных, а это важно там, где настройку меняют при переналадке, а не при пусконаладке.

Ограничения и то, что нужно подтвердить

Дальности обнаружения диффузных моделей приведены для белой матовой цели с отражающей способностью 90 %. Тёмная, шероховатая или наклонённая цель возвращает меньше света, поэтому пригодная дистанция короче опубликованной, и практическая настройка должна оставлять запас. Обратная ошибка - глянцевая цель, которая под углом способна вернуть достаточно света, чтобы быть обнаруженной вне намеченной точки срабатывания.

Два диффузных исполнения появляются на чертежах отдельных моделей в приложенном материале, но не в таблице дальностей и не в сводной таблице, поэтому их наличие и полная спецификация остаются открытыми. Они названы на странице с этой отметкой, а не опущены: покупатель, видевший чертежи, иначе не смог бы их разместить.

Диаметры пятна опубликованы с рабочей дистанцией, на которой каждый был измерен, и эти дистанции между моделями различаются. Сравнивать величины напрямую нельзя: малое пятно, измеренное при 300 mm, и крупное пятно, измеренное при 50 mm, говорят о разном том, насколько луч сфокусирован.

И наконец, материал не указывает, можно ли изменить действие выхода на месте или оно фиксируется при заказе изделия. Для линии, где один и тот же датчик применяют и в разомкнутой, и в замкнутой схеме, это стоит подтвердить до заказа, а не при пусконаладке.