Einführung

Sensoren sind ein wesentlicher Bestandteil jedes Automatisierungssystems, um das Vorhandensein von Objekten zu erkennen. Bei Lichtschranken gibt es drei Arten von Sensoren: Einweglichtschranken, Reflexionslichtschranken und Reflexionslichttaster. Es gibt drei Arten von Lichtschranken: Einweglichtschranken, Reflexionslichtschranken und Reflexionslichttaster. Es gibt eine verbesserte Version von Reflexionslichttastern, die so genannten "Hintergrundausblendungssensoren". Sensoren mit Hintergrundausblendung". In diesem Artikel befassen wir uns mit Sensoren zur Hintergrundausblendung und ihrer Funktionsweise.

Was ist ein Sensor zur Hintergrundausblendung?

Bevor wir über die Hintergrundausblendung sprechen, sollten wir unser Wissen über fotoelektrische Sensoren im Allgemeinen auffrischen. Fotoelektrische Sensoren verwenden optische Signale, um die Anwesenheit eines Objekts zu erkennen. Es gibt drei Haupttypen von Lichtschranken: Einweg-Lichtschranken, Reflexions-Lichtschranken und Reflexionslichtschranke.

Photoelektrische Sensorarten

Einweglichtschranken sind die einfachste Form von Lichtschranken. Sie verfügen über eine separate Sende- und Empfangseinheit, die sich gegenüberstehen. Wenn ein Objekt den Laser-/Lichtstrahl behindert, löst das Fehlen des Lichtstrahls den Empfänger aus. Anhand dieses Signals kann festgestellt werden, ob das Objekt vorhanden ist oder nicht. Anhand dieses Signals kann festgestellt werden, ob das Objekt vorhanden ist oder nicht.

Bei Reflexionslichtschranken sind Sender und Empfänger in einem Gerät integriert. Ein spezieller Reflektor wird quer zum Strahlengang angebracht, der Ein spezieller Reflektor wird quer zum Lichtstrahl angebracht, der den ausgesendeten Strahl in einer bestimmten Weise zum Sender zurück reflektiert. Auf diese Weise kann der Sensor selbst transparente Objekte aufgrund der im Objekt selbst vorhandenen Brechung erkennen. Retroreflektierende Sensoren sind auf die Unterbrechung des Strahls angewiesen, um das Objekt zu erkennen.

Reflexionslichttaster sind die dritte Art von Lichtschranken, bei denen das Objekt selbst den Lichtstrahl zum Sensor zurückwirft. Aus diesem Grund benötigen Reflexionslichttaster keinen Reflektor.

Standardmäßige Reflexionslichttaster verwenden die Menge des reflektierten Lichts, um ein Objekt zu erkennen.

Problem mit Reflexion im diffusen Modus

In vielen Fällen bieten Reflexionslichttaster im Reflexionsmodus eine Kalibrierungsoption, mit der der Erfassungsbereich eingestellt werden kann. Da sich der Sensor jedoch darauf verlässt, dass das Objekt den Strahl reflektiert, kann jedes glänzende Objekt, das sich quer zum Strahl befindet, den Strahl ebenfalls reflektieren. Da sich der Sensor jedoch darauf verlässt, dass das Objekt den Strahl reflektiert, kann jedes glänzende Objekt, das sich quer zum Strahl befindet, den Strahl ebenfalls reflektieren. Dies führt zu Fehlauslösungen und kann zu Fehlfunktionen führen. Dies führt zu Fehlauslösungen und kann erhebliche Probleme verursachen.

So kann beispielsweise ein standardmäßiger Reflexionssensor, der so eingestellt ist, dass er ein reflektierendes Objekt in einem Umkreis von 15 Zoll erkennt, fälschlicherweise ein anderes Objekt erkennen, das ebenfalls stark reflektierend ist und bis zu 6 Fuß entfernt sein kann. Zum Beispiel kann ein standardmäßiger Sensor im diffusen Modus, der so eingestellt ist, dass er ein reflektierendes Objekt innerhalb von 15 Zoll erkennt, ein anderes Objekt, das ebenfalls stark reflektierend ist, fälschlicherweise erkennen.

Sensor zur Hintergrundunterdrückung

Hintergrundausblendungssensoren helfen, das oben beschriebene Problem zu entschärfen. Es handelt sich dabei um eine Variante des Reflexionssensors im Reflexionsmodus, die das "Triangulationsprinzip" nutzt. Triangulationsprinzip'. Im Gegensatz zu einem normalen Reflexionslichttaster, der die Menge des reflektierten Lichts misst, messen Hintergrundausblendungssensoren, in welchem Winkel das reflektierte Licht auf den Sensor fällt. Es handelt sich um eine Variante des Reflexionslichttasters, die das "Triangulationsprinzip" anwendet.

Arbeitsprinzip des Sensors zur Hintergrundunterdrückung

Sensoren mit Hintergrundausblendung ähneln den Reflexionslichttastern: Sender und Empfänger sind im selben Gehäuse untergebracht, und das zu erfassende Objekt muss den Strahl zurückwerfen. Bei ihnen sind Sender und Empfänger in dasselbe Gehäuse eingebettet und das zu erkennende Objekt reflektiert den Strahl zurück.

Wenn sich ein Objekt vor einem Sensor zur Hintergrundausblendung befindet, wird der Strahl in einem Winkel zurückgeworfen, der sich je nach Entfernung des Sensors zum Objekt ändert Wenn das Objekt näher ist, ist der Winkel größer als wenn es weit entfernt ist.

Es gibt zwei Arten von einstellbaren Sensoren: mechanische und elektrische. Beim mechanischen Typ kann der Sensor mithilfe einer Schraube kalibriert werden, um den interessierenden Punkt zur Erfassung des Objekts einzustellen. Beim mechanischen Typ kann der Sensor mit einer Schraube kalibriert werden, um den interessierenden Punkt für die Erkennung des Objekts einzustellen. Bei elektronisch kalibrierten Modellen verfügt der Sensor über eine Taste zum "Lernen" der Art des Objekts und des Hintergrunds.

Wie unterdrücken die Sensoren zur Hintergrundausblendung den Hintergrund?

Sensoren mit Hintergrundausblendung verfügen über einen ausgeklügelten Mechanismus zur Messung der relativen Position des Objekts in Bezug auf den Hintergrund. Dadurch ist dieser Sensortyp sehr unempfindlich gegenüber Hintergründen, die ähnliche Reflexionseigenschaften aufweisen wie das zu erkennende Objekt. Dieser Sensortyp ist sehr unempfindlich gegenüber Hintergründen, die ähnliche Reflexionseigenschaften haben wie das zu erkennende Objekt.

Im Gegensatz zu Sensoren mit festem Fokus oder scharfem Schnitt, die den Hintergrund überhaupt nicht berücksichtigen, können Sensoren mit Hintergrundausblendung das Objekt tatsächlich von einem ähnlichen strukturierten, farbigen Hintergrund unterscheiden. Im Gegensatz zu Sensoren mit festem Fokus oder scharfem Ausschnitt, die den Hintergrund überhaupt nicht berücksichtigen, können Sensoren mit Hintergrundausblendung das Objekt tatsächlich von einem ähnlich strukturierten, farbigen Hintergrund unterscheiden.

Bei einem Sensor mit Hintergrundausblendung gibt es einen einzelnen Sender und mehrere Empfänger, die für das ausgestrahlte Licht empfindlich sind. Bei der elektronischen Hintergrundausblendung kann es sich auch um mehrere Bereiche desselben Sensors handeln. Es kann sich auch um mehrere Bereiche desselben Sensors mit elektronischer Hintergrundausblendung handeln.

Wenn sich kein Objekt vor dem Sensor befindet, gibt es zwei Möglichkeiten.

1. Der ausgestrahlte Strahl wird vom Hintergrund reflektiert
2. Der ausgestrahlte Strahl wird nicht vom Hintergrund reflektiert.

Wenn der Strahl nicht vom Hintergrund reflektiert wird, geht der Sensor davon aus, dass der Abstand zum Objekt unendlich ist, und aktiviert seinen Ausgang nicht. Wenn der Hintergrund reflektiert, fällt der reflektierte Strahl auf einen bestimmten Bereich des Empfängers (auf den oberen Bereich des Sensors in der obigen Abbildung). 

Der Sensor ist so kalibriert/abgestimmt, dass dieser Bereich des Sensorelements nicht berücksichtigt wird. Wenn ein Objekt vor dem Sensor platziert wird, ändert sich der Winkel des reflektierten Strahls. Dies führt dazu, dass der Strahl auf einen anderen Teil des Sensors (oder bei einigen Modellen auf ein anderes Sensorelement) fällt, den der Sensor als Erkennung erkennen kann. Erkennung. 

In der obigen Abbildung ist zu erkennen, dass die nächstgelegene Position zum Sensor den größten Winkel im reflektierten Strahl verursacht. Der Winkel wird kleiner, wenn sich das Objekt bewegt Der Winkel nimmt ab, je weiter sich das Objekt vom Sensor entfernt.

Mechanische Hintergrundausblendung vs. elektronische Hintergrundausblendung 

Um Kosten und Leistung zu optimieren, gibt es zwei Arten von Sensoren zur Hintergrundausblendung - mechanische und elektronische Typen. Der elektronische Typ verfügt über einen einzigen, großen Sensor, bei dem eine Softwareverarbeitung zur Festlegung und Bestimmung des Objekterkennungsbereichs erfolgt. Dies wird durch einen speziellen Sensor namens Position Sensitive Device (PSD) erreicht. Dies wird durch einen speziellen Sensor mit der Bezeichnung Position Sensitive Device (PSD) erreicht. Die Software-Verarbeitung des Signals ermöglicht eine zusätzliche Filterung des Signals, um Artefakte durch starke Vibrationen zu reduzieren. Dies ist einer der Vorteile elektronischer BGS-Sensoren. Dies ist einer der Vorteile der elektronischen BGS-Sensoren.

Bei mechanischen Typen gibt es zwei oder mehr Sensorelemente, die eine höhere Genauigkeit, eine bessere optische Leistung und einen schärferen Grenzwertbereich mit Temperaturstabilität bieten. Außerdem gibt es ein optisches System, das eine Feinabstimmung ermöglicht, was die Größe der Sensoreinheit erhöht.

Schlussfolgerung

In diesem Artikel haben wir uns mit Sensoren zur Hintergrundausblendung befasst, die sehr nützlich sind, wenn es darum geht, Material zu erkennen, das vor einem ähnlich gefärbten oder strukturierten Hintergrund reflektiert wird. farbigen/texturierten Hintergründen. Pepperl+Fuchs ist einer der branchenführenden Hersteller von Reflexionslichttastern mit Hintergrundausblendung.