Lazer mesafe ölçerler olarak da bilinen lazer mesafe sensörleri, optik mesafe ölçüm cihazlarıdır. İnvaziv olmayan bir lazer ışını kullanarak belirli bir nesneye olan mesafeyi ölçebilirler.
Lazer mesafe ölçerler, belirli bir aralıktaki nesneleri algılamak için yakınlık sensörleri olarak da çalışabilir.
Bu yazıda, hakkında tartışacağız lazer mesafe sensörleri, onların çalışma prensibi ve en popüler üreticilerin bazılarından birkaç modeli gözden geçirin.
Lazer Mesafe Sensörü Nedir ve Nasıl Çalışır?
Lazer mesafe sensörü, bir nesneye olan mesafeyi belirlemek için lazer ışını kullanan bir cihazdır. olarak da bilinirler lazer telemetreler, lazer mesafe ölçerler ve lazer telemetreler.
Mesafeyi ölçmenin birkaç yolu vardır, örneğin:
- Uçuş Süresi ilkesi
- Üçgenleme ve benzeri teknikler
Uçuş süresi ilkesi, en yaygın çalışma şeklidir. Bu çalışma modunda, ölçüm nesnesine doğru bir lazer ışını darbesi gönderilir. Bu ışın bir lens sistemi kullanılarak daraltılır.
Işın nesneye çarptığında, yüzeyden sensöre doğru geri yansır. Sensör, ışının hedefe gidip geri dönmesi için geçen süreyi ölçer.
Çoğu durumda, sensörün kendisi, zamanlamayı hesaplamak ve nesne ile sensör arasındaki mesafeyi belirlemek için özel bir sinyal işlemcisi içerir.
Üçgenleme yöntemi, nesnenin mesafesini belirlemek için yansıyan ışının açısını kullanır. Bu aynı zamanda olarak da bilinir yer değiştirme tekniği. Bu tür sensörler, darbeler yerine sürekli bir ışın kullanır. Yansıyan ışının açısı aşağıdaki resimde gösterildiği gibi değişir:
Yansıyan ışının açısındaki değişiklik cisme olan uzaklık ile orantılıdır. Işık alıcı eleman, alınan ışının konumunu belirleyebilen bir dizi ışık sensöründen oluşur.
Mesafe Sensörleri ve Yakınlık Sensörleri
Mesafe ve yakınlık sensörleri arasındaki temel fark, yakınlık sensörlerinin bir nesneye olan mesafeyi doğrudan hesaplayamamasıdır. Yakınlık sensörleri, şarkı söyleme menzili içinde bir nesne algılarlarsa çıkışlarını etkinleştirir.
Bu, nesneye olan marjinal mesafeyi belirlemek için de kullanılabilir, ancak doğru değildir.
Mesafe sensörleri, uçuş süresi ve üçgenleme gibi çeşitli ilkeleri kullanarak hedefe olan gerçek mesafeyi hesaplar. Bir bakıma, mesafe sensörleri yakınlık sensörleri olarak da işlev görebilir, ancak bunun tersi olamaz.
Mesafe sensörleri ayrıca yakınlık sensörlerinden çok daha yüksek bir algılama aralığına (birkaç santimetre ila birkaç yüz metre) sahip olma eğilimindedir.
Lazer Mesafe Sensörleri Ne Kadar Doğru?
Lazer mesafe sensörleri, +/- 1 mm'lik tipik bir doğruluğa sahiptir ve 0.5 ila 150 m arasındaki mesafeleri ölçebilir. Doğruluk ' olarak gösterilirsensör açıklığının doğru +/- %x,xx yüzdesi'.
Son derece yüksek ışık hızı nedeniyle, lazer mesafe sensörleri birkaç milimetreden yüzlerce hatta binlerce metreye kadar olan mesafeleri doğru bir şekilde ölçebilir.
Bununla birlikte, sinyal işlemcileri bilgiyi işlemek için yeterince hızlı olmayabileceğinden, bu aynı zamanda milimetre altı (bir milimetreden daha az) mesafeleri ölçerken bir dezavantaj haline gelir.
Lazer Mesafe Sensörleri Nerelerde Kullanılır?
Lazer mesafe sensörleri, fiziksel bir temasa ihtiyaç duymadan nesnelere olan mesafeleri ölçmek için kullanılır. İmalat, kalite kontrol ve süreç izleme uygulamaları gibi uygulamalarda bulunurlar.
Otomobil imalat endüstrisinde, bileşenleri bir montaja doğru bir şekilde yerleştirmek için lazer sensörler kullanılır. Ayrıca, kabul edilebilir aralıkta olduklarından emin olmak için bileşenlerdeki toleransları ölçmek için de kullanılırlar.
Proses izleme uygulamalarında malzeme seviyesini izlemek için lazer sensörler kullanılmaktadır. Lazer sensörler, lazer ışınını saptırmayan şeffaf olmayan ve durağan sıvıları ve katı malzemeleri algılamada sorun yaşamazlar.
Bu, temassız ölçüm tekniklerinin kullanılması gerektiğinden özellikle gıda ve kimya endüstrilerinde kullanışlıdır.
Lazer Sensörlerin Menzili Nedir?
Işının tipine ve emisyon yoğunluğuna bağlı olarak, lazer sensörleri 50cm ile 300m arasında bir menzile sahip olabilir. Binlerce metreye kadar olan mesafeleri ölçebilen daha güçlü lazer sensörler de mevcuttur. Örneğin ILR-RF250 by Micro-epsilon, 3000 m'ye kadar olan mesafeleri ölçebilir.
Kızılötesi Mesafe Sensörleri: Temel bilgiler ve Çalışma Prensibi
Kızılötesi mesafe sensörleri aynı zamanda bir tür optik mesafe sensörleridir. Lazer mesafe sensörleri ve kızılötesi sensörler arasındaki fark, lazer sensörünün uçuş süresi yöntemini veya üçgenleme yöntemini kullanması, kızılötesi sensörün ise yansıyan ışığın yoğunluğunu kullanmasıdır.
Diğer optik sensörlere benzer şekilde, kızılötesi sensörler de sensör üzerinde bir ışık yayıcı elemana (bir IR LED) ve bir alıcı elemana (kızılötesi fotodiyot) sahiptir.
Yayıcı, nesneye doğru sürekli olarak bir IR ışını yayar. Cismin yüzeyine bağlı olarak IR ışınını tamamen veya kısmen yansıtır.
IR alıcısı daha sonra yansıyan ışının yoğunluğunu ölçer ve direncini orantılı olarak değiştirir. Sensörün bu çıkışı, bir voltaj/akım sinyaline dönüştürülen bu dirençtir.
IR mesafe sensörleri, ampuller gibi herhangi bir kızılötesi kaynaktan ve hatta güneş ışığından etkilenir. Ayrıca lazer mesafe sensörlerinden daha gürültülü olma eğilimindedirler.
Bununla birlikte, düşük uygulama maliyetleri nedeniyle, IR mesafe sensörleri, yakınlık sensörleri olarak ve doğruluğun önemli bir endişe olmadığı küçük, yaklaşık mesafe ölçümleri için yaygın olarak kullanılmaktadır.
Baumer hakkında inceleme: Lazer Mesafe Sensörleri – Yüksek Hassasiyetli Mesafe Sensörleri
Baumer her türlü gereksinimi karşılayabilecek çok çeşitli optik lazer mesafe ölçüm sensörleri sunar. Yüksek performanslı mesafe sensörleri serisi, bir dizi yüksek doğrulukta, yakın mesafe sensörüne sahiptir: OM70-P/L seri lazer mesafe sensörleri.
Bu yüksek hassasiyetli sensör serisi, %0.06 kadar düşük bir doğrusal hataya sahiptir ve 30-70 standart ölçüm aralığında iyi çalışır.
0.7-1µm doğruluğu ve 0.8 ms yanıtı, onları aşağıdakiler gibi yüksek hassasiyetli ölçüm görevleri için ideal kılar. boyutsal doğruluk kontrolü ve tolerans ölçümleri.
Sensörler, analog ve ayarlanabilir histerezis dijital itme-çekme tipi anahtarlama çıkışı, daha geniş çalışma voltajı aralığı (15-28VDC) ve giriş koruması (IP) derecesi ile birlikte ters polarite koruması gibi standart seçeneklerle birlikte gelir.
Dijital ve analog çıkışların yanı sıra bazı modeller, Profinet (Sınıf B), Modbus TCP, OPC UA, TCP/IP arabirimi üzerinden UDP akışı gibi endüstri standardı dijital iletişim protokollerini de destekler.
ifm hakkında inceleme: Lazer Mesafe Sensörleri – Kısa Mesafe
Ifm'de 3 kısa menzilli lazer sensör ailesi bulunur: OPD, OGD ve O6. OPD ve OGD serisi sensörler 0-300mm menzile sahipken, O6 serisi daha kısa, 100mm menzile sahiptir.
OPD ve OGD, ana lazer mesafe sensörleridir ve O6 bir yaygın yansıma ek mesafe ölçüm seçeneği ile tip nesne algılama sensör ailesi.
The OPD serisi sensörler, hat içi montaj kalite kontrolünde kullanılabilen özel profil sensörleridir. Yerleşik öğretme mekanizmasını kullanarak ek yazılım olmadan kolayca yapılandırılabilirler.
Sinyal çıkışları ve ölçümler sağlamak için yapılandırılabilir PNP/NPN çıkışları ile birlikte IO-Link iletişim arayüzünü kullanırlar. OPD serisi sensörler ayrıca yabancı ışığa karşı bağışıktır. 150 mm hassasiyetle 300-0.5 mm menzile sahiptirler.
The OGD serisi uçuş süresi ilkesini kullanın ve 25 Hz örnekleme hızıyla 300-33 mm aralığına sahip olun.
Bu seri 1-2 mm hassasiyete sahiptir ve IO-Link arayüzü üzerinden mesafe bilgisi sağlar. Bazı modellerde ayrıca mesafe değerlerini gösteren dahili 2 renkli LCD ekran bulunur.
Tüm ailelerde IO-Link iletişim arayüzü desteği ve dijital/analog çıkışlar bulunur. OPD ve OGD aileleri, kolay öğretme ve ölçüm ekranı için isteğe bağlı LCD ekran özelliklerine sahiptir.
Bu sensörler 10-30V DC ile çalışır ve seçili modellerde ters polarite korumasına ve IP 65/67 derecesine sahiptir.
Micro-Epsilon hakkında inceleme: Lazer Mesafe Sensörleri – Uzun Menzil
mikro epsilon onların var optoNCDT ILR son derece yüksek ölçüm mesafelerine sahip sensör serisi. Lazer ölçüm tipi sensörleri 10 metreye kadar ölçüm yaparken, lazer mesafe tipi 0.5m'den 3000m'ye kadar olan mesafeleri ölçebilir.
Bu sensörler, Uçuş süresi ilkesine sahiptir ve ILR103/118/1191 serisi sensörlerde aşağıdaki temel özelliklere sahiptir:
- 2kHz örnekleme hızı
- 5-3000m ölçüm aralığı (ILR-RF250)
- Yapılandırılabilir PNP/NPN tipi çıkışlar
- Ayarlanabilir anahtarlama noktaları ve histerezis
- RS232, 422 seri arayüz
- RS485 ProfiBus desteği
- 10-30VDC çalışma
- IP67 nem/toz koruması
- Çoklu işlem türleri: tek, sürekli, harici tetiklemeli, hız ölçümü
Keyence'i gözden geçirin: Lazer Yer Değiştirme Sensörleri
Lazer yer değiştirme sensörleri, lazer mesafe sensörlerinin daha gelişmiş, geliştirilmiş bir versiyonudur.
adlı bir teknik kullanarak bir nesnenin yer değiştirmesini algılarlar. üçgenleme. Uçuş süresi sensörlerindeki tek alıcı elemanın aksine, alınan ışının sapmasını algılamak için konuma duyarlı bir cihaz (PSD) kullanırlar.
Keyence yüksek hız, yüksek doğruluk uygulamalarına uyan çok sayıda lazer yer değiştirme sensörüne sahiptir. CL-3000 serisi konfokal yer değiştirme sensörleri, kompakt uygulamalar için idealdir.
Sinyal işleme elektronikleri, algılama/yayma elemanlarından ayrılır, bu da uzak alan kısıtlı yerlerde daha kolay kurulum sağlar.
Ultra yüksek hız, yüksek doğruluk kategorisinde Keyence, yalnızca %5000 doğrusallık hatası ve 0.02um tekrarlanabilirlik ile LK-G0.005 serisi üçgenleme yer değiştirme sensörlerine sahiptir. Bu sensörler, en küçük titreşimleri ve yüksek hızlı hedefleri bile algılamak için maksimum 393 kHz örnekleme hızına sahiptir.
LT-9000 serisi sensörler, çok dar, 2um ışın noktası ile yüzey tarama yetenekleri sağlar. Bu sensörler, kusurlar ve diğer anormallikler için nesne yüzeylerini taramak için idealdir.
Ölçüm konumunu belirlemek ve kolay hizalama seçenekleri sağlamak için yüzeyin görüntülerini yakalamak için yerleşik bir kameraya sahiptirler.
Sonuç
Lazer mesafe sensörleri, mesafeleri milimetre düzeyinde doğrulukla ölçmek için kullanılan temassız optik sensörlerdir. Lazer ışınının sabit hızı nedeniyle, lazer mesafe sensörleri son derece hassas ve tekrarlanabilir ölçümler üretir.
Endüstriyel sınıf bir lazer mesafe sensörü, mevcut özelliklere bağlı olarak 30$'dan 2000$'a kadar mal olabilir.
