Закрити

  Авторизація

Логін
Пароль
Запам'ятати на 2 тижні?

Забули пароль?
Якщо ви незареєстровані, пройдіть реєстрацію
Останні новини
Останні новини
Обсяги виробництва на підприємстві «Південкабель» збільшились на 40%
13.11.2018р.

Продукція, яку випускає харківський завод,...

Міністр енергетики США: Малі модульні реактори – перспективний проект для України
12.11.2018р.

США вважають можливим подальший розвиток в Україні...

Будують першу таку сонячну електростанцію…
12.11.2018р.

На території Семенівської об’єднаної...

Попит на електрокари серед українців значно зріс
09.11.2018р.

Українці у жовтні у 2,5 рази придбали більше...

Уряд дав «зелене світло» вітроенергетиці у Чорнобильській зоні
09.11.2018р.

Кабінет Міністрів ухвалив рішення виділити земельні...

Опитування
Опитування

Вам подобається оновлений портал?

6567
05.02.2010р. |
Фотоелектричні датчики - правильний вибір та експлуатація

Оптична схема звичайних фотоелектричних датчиків має три основних різновиди: на просвіт, на зворотне відбиття й на розсіяне відбиття. Якщо знати, як працює той або інший різновид фотоелектричних датчиків, можна правильно вибрати сенсор для вирішення конкретних завдань.

Робота на просвіт

У цьому типі датчиків приймач і випромінювач розташовані один навпроти одного таким чином, що світловий потік з випромінювача потрапляє безпосередньо в приймач. Положення об'єкта визначається, коли він перекриває промінь від випромінювача в приймач. Налаштування взаємного розташування датчиків полягає в тому, що б максимальна кількість світла від випромінювача потрапляла у приймач. Це означає, що при розташуванні приймача й випромінювача один навпроти одного світло від останнього потрапляло би в центр поля зору приймача. У ранніх моделях, коли датчики використовували немодульоване випромінювання, вимога щодо взаємного розташування пари «випромінювач – приймач» була недоцільною. Однак нині, маючи інтенсивні й модульовані випромінювачі, налаштовувати датчики, що працюють на просвіт, доволі просто.

Під робочим діапазоном датчика таких типу мається на увазі максимальна відстань між випромінювачем і приймачем, при якій датчик може працювати. Ефективний промінь датчика - це частина повного променя, випромінюваного випромінювачем, що необхідний для надійного спрацьовування у разі, коли об'єкт перекриває промінь. Ефективний промінь датчиків, що працюють на просвіт, це циліндр, що з'єднує лінзи випромінювача й приймача. Це може бути так само конус, якщо лінзи випромінювача й приймача мають різний діаметр. Ефективний промінь не може виходити за межі діаграми спрямованості випромінювача й поля зору приймача.

Ефективний промінь стандартних фотоелектричних датчиків занадто великий, щоб виявляти малі об'єкти, перевіряти малі профілі й позиціонувати об'єкти з високою точністю. У таких випадках лінзи датчика можуть бути частково перекриті маскою для зменшення ефективного розміру променя. Деякі моделі фотоелектричних датчиків, що працюють на просвіт, мають для цього спеціальні адаптери. Такий адаптер може бути виготовлений, якщо просвердлити або вирізати отвір або щілину в тонкій металевій пластині й розташувати її навпроти центра лінз. При виборі адаптера варто пам'ятати, що сучасні фотоелектричні датчики мають інтенсивне модульоване випромінювання, котре може проникати через безліч неметалічних матеріалів під різними кутами.

Однак використання маски знижує енергію променя датчика пропорційно зниженню площі лінз, які перекриває датчик. Приміром, якщо діаметр лінзи 1 см, а маска зменшує цей розмір до 1/4 см, то частка світлової енергії, що проходить через маску, становить (1/4)2 = 1/16 від енергії, що припадала на лінзу діаметром 1 см. Втрати енергії збільшуються у два рази, якщо маска встановлена як на випромінювачі, так і на приймачі.

Прямокутні щілинні маски менше знижують світлову енергію від датчика, ніж круглі маски того ж діаметра. Тому по можливості варто застосовувати саме прямокутні маски, особливо коли об'єкт проходить через промінь у певному положенні, наприклад у завданні визначення краю об'єкта. Однак якщо невеликий об'єкт проходить через промінь датчика в довільному положенні, застосовується кругла маска.

Якщо об'єкт, положення якого необхідно визначити завжди проходить близько до приймача або до випромінювача, то маску можна поставити тільки на один з них. У цьому випадку ефективний промінь датчика набуває форми конуса. Однак можна поєднувати необхідність мати велику площу лінзи датчика й малий розмір ефективного променя для визначення положення найменших об'єктів. Найпростішим шляхом такого поєднання є використання волоконної оптики у фотоелектричних датчиках, що працюють на просвіт. Модульовані світлодіоди високої потужності, що використовують в деяких фотоелектричних датчиках, можуть створювати навколо об'єкта флуктуації світлової енергії, рівні або трохи більші, ніж ефективний промінь. Це ще один привід для того, щоб перевірити, чи розмір ефективного променя датчика менший від розмірів об'єкта. Використання лазерних діодів у випромінювачах датчиків, що працюють на просвіт, - ще одна альтернатива застосуванню щілинних масок. Лазерні датчики мають вузький промінь у всьому робочому діапазоні й застосовуються для позиціонування малих об'єктів і для прецизійного визначення положення об'єктів.

Фотоелектричні датчики, що спрацьовують на зворотне відбиття

Фотоелектричні датчики, що спрацьовують на зворотне відбиття, містять в одному корпусі схему випромінювача й приймача. Світловий промінь поширюється від випромінювача до зворотного відбивача і потім потрапляє в приймач. Так само як і у фотоелектричних датчиках, що працюють на просвіт, об'єкт виявляють, коли він перетинає світловий промінь. Діапазоном відстаней у цього типу датчиків вважається відстань від датчика до відбивача. Ефективним променем у датчиках, що спрацьовують на зворотне відбиття, є конус із формою, що збігається із фігурою, що з'єднує лінзи датчика й відбивач. Відбитий промінь, зазвичай, не сфальцьований, тому датчики що спрацьовують на зворотне відбиття, застосовують для виявлення досить великих об'єктів. А коли потрібно малий ефективний розмір променя, то так само, як і в датчиках, що працюють на просвіт, використовують лазерні діоди як джерела світла.

Більшість зворотних відбивачів зроблені з безлічі маленьких призм, утворених кутом куба, й кожна із цих призм має три взаємно перпендикулярних відбивальних поверхні. Коли світловий промінь падає на призму, три поверхні відбивають промінь у зворотному напрямку паралельно падаючому променю й відбитий промінь надходить у приймач. Інакше кажучи, зворотний відбивач відбиває промінь у тому напрямку, звідки він прийшов. Зворотні відбивачі зроблені переважно з литого пластику й мають різні розміри, форми і кольори. Використовують їх на дорогах і на транспортних засобах. Такі відбивачі яскраво світяться для водія, коли світло фар машини потрапляє на них і відбивається у зворотному напрямку кубічними призмами. Попереджувальні знаки на дорогах так само часто покривають відбивальною плівкою, що містить литі мікроскопічні кубічні призми або скляні кульки. Прозора сфера зі скла так само відбиває падаючий на неї промінь у зворотному напрямку, але покриття з кульок менш ефективно, ніж із кубічних призм.

Дзеркальні поверхні так само можуть використовуватися як відбивачі для датчиків. Промінь від дзеркальної поверхні відбивається під тим же кутом, що й падаючий промінь, але в протилежному, щодо нормалі поверхні дзеркала, напрямку. Щоб промінь потрапив назад на датчик, необхідно, щоб дзеркало було розташовано строго перпендикулярно до променя. З іншого боку, зворотний відбивач посилає промінь назад у датчик, навіть якщо розташований під кутом приблизно 20 градусів від перпендикуляра. Ця властивість робить налаштування таких відбивачів швидким й легким.

Добрий відбивач повертає в датчик приблизно в 3000 разів більше світла, ніж аркуш білого паперу. От чому фотоелектричні датчики цього типу спрацьовують тільки тоді, коли предмет перекриває промінь, відбитий від відбивача. Однак якщо об'єкт має дзеркальну або блискучу поверхню, то він може пройти через промінь датчика й не бути виявленим. Цю проблему можна вирішити порівняно простими засобами. Якщо блискучий об'єкт має плоскі сторони й проходить через промінь фотоелектричного датчика в певному положенні, то може статися, що блискуча поверхня об'єкта відіб'є падаючий промінь назад у приймач фотоелектричного датчика. Ймовірність помилкових спрацьовувань такого роду може бути істотною, якщо поверхня блискучого об'єкта кругла або об'єкт потрапляє в поле променя у випадковому положенні.

Завдяки розвитку світлодіодної технології поширюється використання у фотоелектричних датчиках світлодіодів видимого діапазону. Коли використовується видиме випромінювання, фотоелектричний датчик виглядає як спалах у відбивачі. Коли від рефлектора йде відбитий промінь, фотоелектричний датчик налаштований правильно. Цей принцип так само спрацьовує, коли джерело видимого світла використовується у фотодатчиках, що працюють на просвіт. Зворотний відбивач ставиться перед лінзою приймача й випромінювач повертається таким чином, щоб було видно промінь у зворотному відбивачі. Потім відбивач забирають й пара датчиків - приймач і випромінювач - залишаються в положенні точного налаштування.

Поляризаційні фільтри так само часто застосовуються в тих випадках, коли використовується випромінювач датчика видимого діапазону. Поляризаційний фільтр з фотоелектричним датчиком, що спрацьовує на зворотне відбиття, може значно скоротити кількість помилкових спрацьовувань. Насамперед потрібно розташувати поляризаційні фільтри навпроти випромінювача й приймача, потім повернути фільтри таким чином, щоб площини поляризації фільтрів були розташовані на 90 градусів один щодо другого. Світло від випромінювача, проходячи через поляризаційний фільтр має вертикальну поляризацію. Коли світло відбивається від зворотного відбивача, його площина поляризації повертається на 90 градусів, - тільки таке поляризоване світло може пройти через поляризаційний фільтр, розташований на приймачі. Коли поляризоване світло відбивається від блискучої поверхні, його площина залишається у тому самому положенні й він не може пройти через другий поляризаційний фільтр.

Ця схема ефективно знижує перешкоди, пов'язані з відблисками, однак так само, як і світлофільтр, знижує потужність випромінювання більш, ніж на 50%. Це стає істотним, коли навколо датчика велика кількість пилюки або об'єкт перебуває на великій відстані. Варто пам'ятати, що фотоелектричні датчики з поляризаційним фільтром працюють тільки в парі зі зворотним відбивачем, площини якого утворені гранями куба.

Фотоелектричні датчики, що спрацьовують на розсіяне відбиття

Ці датчики виявляють об'єкт, розташований перед датчиком, за відбитим від об'єкта випромінюванню самого датчика. Світло від випромінювача падає на поверхню й відбивається під різними кутами так, що деяка частка розсіяного від поверхні об'єкта випромінювання потрапляє у приймач датчика. Схема роботи з розсіяним відбиттям не настільки ефективна, оскільки тільки мала частина світла від випромінювача потрапляє в приймач. До того ж такі датчики часом помилково спрацьовують на блискучі поверхні. Так само діапазон спрацьовування від яскравого білого об'єкта буде значно більшим, ніж від чорного.

Багато моделей датчиків використовують лінзи, щоб зробити пучок світла від випромінювача вужчим й інтенсивнішим, збільшивши таким чином частку світла, що надходить на приймач. Використання лінз збільшує робочу відстань датчика, водночас зменшується критичний кут поширення відблисків від блискучих поверхонь. Це відбувається з тієї причини, що відбиття від блискучих поверхонь більш спрямовані й нагадують відбиття від дзеркальних поверхонь.

За матерілами Всеукраїнської галузевої газети "Електротема"

http://www.eltema.com.ua/

Теги та ключові фрази
датчик положення фотоелектричний купить, принцип дії фотоелектричних сенсорів, фотоелектричного датчика, фотоелектричний датчик що це таке, Як зміниться кут між падаючим і відбитим променем якщо дзеркало повернути на 10 градусів, диапазон датчиков фотоелектричних, фотоелектричні датчики, принцип дії фотоелектричних сенсорів, використання фотоелектричних сенсорів, фотоелектричних датчики принцип дії переваги та недоліки


Поділіться цією інформацією в соцмережах, дякуємо за популяризацію порталу:
Також Ви можете:

Додати до закладок Підписатись Версія для друку




Інші статті
17.11.2010р.

Електричні щити 2

Електричний щит - це початок всієї електричної частини будівлі, і не важливо, що це - величезний завод у мегаполісі або скромний будиночок у селі. Скрізь є електричні щити

18.08.2010р.

Пристрій для плавного пуску електродвигуна

Одним із самих головних недоліків асинхронних електродвигунів з короткозамкненим ротором є наявність у них великих пускових струмів. І якщо теоретично методи їх зниження були добре розроблені вже досить давно, то ось практично всі ці розробки застосовувалися дуже в рідкісних випадках

Більше статей за тегами
При використанні матеріалів посилання на www.proelectro.info (для інтернет ресурсів з гіперссилкою) обов'язкове.