Optische naderingsschakelaars

Optische naderingsschakelaars (sensoren) worden tegenwoordig veel gebruikt in veel industrieën waar apparatuur wordt gebruikt voor het positioneren, tellen en eenvoudig detecteren van verschillende objecten. Het gebruik van codering in sensorcircuits maakt het mogelijk om de externe invloed van lichtbronnen erop te vermijden en zo te beschermen tegen valse alarmen. Sensoren in thermische behuizingen zijn ontworpen voor gebruik bij lage temperaturen.

Deze apparaten zijn elektronische schakelingen die reageren op een verandering in de lichtstroom die op de ontvanger valt, waardoor de aanwezigheid of afwezigheid van een object in een bepaald deel van de ruimte wordt geregistreerd. Het coderen van het door de bron uitgezonden licht (ruimtelijke selectie en modulatie) verbetert de efficiëntie en, zoals hierboven vermeld, maakt het de effecten van interferentie teniet.

Structureel omvat het sensorsysteem twee functionele hoofdblokken: de stralingsbron en de ontvanger. Dit kunnen twee aparte behuizingen zijn, of één behuizing voor beide blokken, afhankelijk van het werkingsprincipe van een bepaalde sensor (schakelaar).

Een bron of zender bestaat uit de volgende onderdelen: een generator, een zender, een indicator, een optisch systeem en een behuizing, waarin zich een circuit bevindt dat wordt beschermd door een verbinding, en buiten - alles wat nodig is voor bevestiging. De taak van de generator is het genereren van een reeks signaalpulsen voor de zender.

De zender zelf is een LED. Het emissiepatroon van de LED wordt gevormd door het optische systeem. De indicator toont de aanwezigheid of afwezigheid van stroom naar de sensor. De behuizing beschermt tegen mechanische invloeden van buitenaf en dient voor een comfortabele installatie op de plaats van toepassing van de sensor.

De ontvanger heeft op zijn beurt ook een optisch systeem dat het richtingspatroon van de ontvanger vormt en zorgt voor selectie. De fotodetector die dient fototransistordie de straling detecteert en omzet in een elektrisch signaal; een versterkerschakeling met een drempelelement om een ​​betrouwbare helling met hysteresis te leveren; een elektronische schakelaar voor het schakelen van de belasting en een regelaar voor het aanpassen van de gevoeligheid van de ontvanger zodat objecten duidelijk worden opgenomen tegen de omringende achtergrond.

Er zijn hier twee indicatoren: de eerste toont de status van de uitgang, de tweede toont de kwaliteit van het ontvangen signaal en stelt u in staat om de functionele reserve voor het bewaakte object te bepalen.

In dit geval kenmerkt de functionele reserve de verhouding van de lichtstroom die door de ontvanger van de zender wordt ontvangen tot de minimumwaarde, die de werking al veroorzaakt. De functionele reserve compenseert signaalverzwakking door vervuiling van de optiek of door storende aerosoldeeltjes in de omgeving.

Bijvoorbeeld:

• de indicator licht rood op, wat betekent dat het gevolgde object zich in de triggerzone bevindt;
• geel licht — de intensiteit van de ontvangen lichtstroom wordt verminderd;
• groen — de intensiteit van de ontvangen lichtstroom is minimaal;
• uit — het object bevindt zich niet in het werkgebied van de sensor.

Volgens het werkingsprincipe zijn er drie soorten optische sensoren:

Barrière (Type T)

Optische schakelaars van het barrièretype werken op een directe straal en bevatten twee afzonderlijke delen, een zender en een ontvanger, die coaxiaal tegenover elkaar moeten worden geplaatst, zodat de stralingsflux die wordt uitgezonden door de zender (zender) wordt gericht en precies de ontvanger raakt.

Wanneer de straal wordt onderbroken door een object, wordt de schakelaar geactiveerd. Sensoren van dit type kunnen werken op een afstand van tientallen meters tussen de zender en de ontvanger, bovendien hebben ze een goede geluidsisolatie, zijn ze niet bang voor stof, geen druppel vloeistof, enz.

Maar er zijn ook nadelen:

• soms is het nodig om stroomdraden apart naar elk van de twee delen op lange afstanden te leggen;
• sterk reflecterende objecten kunnen vals alarm veroorzaken;
• transparante objecten kunnen de straal niet voldoende verzwakken, hiermee moet rekening worden gehouden.

De gevoeligheidsregelaar wordt gebruikt voor een acceptabele eliminatie van deze tekortkomingen. En natuurlijk mag de minimale grootte van het gedetecteerde object niet kleiner zijn dan de diameter van de straal.

Diffuus (type D)

Diffuse sensoren gebruiken een straal die wordt gereflecteerd door een object, een spiegelreflectie. De ontvanger en zender zitten in één behuizing. De zender richt de stroom naar het object, de straal wordt vanaf het oppervlak in verschillende richtingen gereflecteerd, afhankelijk van de optische kenmerken van het object. Een deel van de stroom gaat terug waar het wordt opgepikt door de ontvanger en de schakelaar wordt bediend.

Hier is het belangrijk om te bedenken dat valse alarmen kunnen worden veroorzaakt door reflecterende objecten die zich achter het werkgebied van de installatie bevinden, achter het gecontroleerde object. Om dergelijke interferentie te elimineren, worden schakelaars met een achtergrondonderdrukkingsfunctie gebruikt.

Om de afstand waarop de diffuse sensor wordt geactiveerd te standaardiseren, neemt u een wit vel papier (10 bij 10 cm voor afstanden tot 40 cm of 20 bij 20 cm voor detectieafstanden van meer dan 40 cm) of een warmgewalste stalen plaat en test het onder vergelijkbare omstandigheden ... In het algemeen, in verschillende industrieën - op verschillende manieren.

Voor een nauwkeurigere normalisatie wordt de afstand opnieuw berekend volgens een speciale tabel die de reflecterende eigenschappen van verschillende materialen weergeeft, en daarom wordt een correctiefactor toegevoegd. Een sensor heeft bijvoorbeeld een waarde van 100 mm, maar u wilt bijvoorbeeld RVS objecten monitoren.

De correctiefactor wordt 7,5, wat betekent dat de veilige bedieningsafstand 7,5 keer groter wordt, namelijk 750 mm. De kleinste objectgrootte wordt bepaald door zijn reflecterende eigenschappen, contrast en functionele reserve.

Reflex (type R)

Hier wordt het door de reflector gereflecteerde licht gebruikt. Een ontvanger met een zender in één behuizing, de straal die op de reflector valt, wordt gereflecteerd, raakt de ontvanger en wordt getriggerd. Wanneer het object het werkgebied verlaat, treedt er een andere trigger op. Sensoren van dit type kunnen op een afstand van maximaal 10 meter werken en worden gebruikt om doorschijnende objecten te fixeren.