Giriş
Fotoelektrik sensörler, çeşitli optik özelliklere dayalı olarak nesneleri algılamak için kullanılan sensör türüdür. Fotoelektrik sensörler, bir verici ışık ve bir alıcı elemandan yapılmıştır.
Sensör, yansıyan bir ışık demetindeki kesintiyi algılayabilir ve bir nesnenin bulunup bulunmadığına karar verebilir.
Bu yazıda, hakkında konuşacağız geri yansıtıcı sensörlerfotoelektrik sensör ailesine ait olan. Geri yansıtmalı sensörlerin ne olduğunu, neyden yapıldığını ve nesneleri algılamak için bunları nasıl kullanabileceğimizi görelim.
Retro-yansıtıcı Sensör nedir?
Retro-yansıtıcı sensör, nesneleri algılamak için yansıyan bir ışık huzmesinin kesilmesini kullanan bir tür fotoelektrik sensördür. İki ana tip geri yansıtmalı sensör vardır:
- Standart geri yansıtmalı sensörler
- Polarize retro-yansıtıcı sensörler
Her iki sensör tipi de aynı muhafazaya yerleştirilmiş ışık huzmesi yayıcı ve dedektör/alıcı elemanına sahiptir. Yayılan ışık demeti bir tarafından yansıtılır. retroreflektör sensöre geri dönün.
Sensör ile reflektör arasına bir nesne konulduğunda ışını keser. Işık huzmesinin olmaması sensörün çıkış sinyalini değiştirmesine neden olur.
Retro-yansıtıcı Sensör Çalışma Prensibi
Yukarıda bahsedildiği gibi, retroreflektif sensörler, aynı mahfaza içine yerleştirilmiş hem vericiye hem de alıcıya sahiptir. Işını sensöre geri yansıtmak için ayrı bir reflektör ünitesi yerleştirilmiştir.
Reflektör ile sensör arasındaki bölgeye bir cisim girdiğinde ışık huzmesini engeller. Bu kesinti, ışık huzmesinin dağılmasına neden olur ve sensör değişikliği algılar. Daha sonra çıktının değişmesine neden olur.
Bir fotoelektrik sensör, genel olarak içinde birkaç devre bloğuna sahiptir:
- Modülatör ve Amplifikatör
- Hedef/Reflektör üniteli Verici ve Alıcı
- Dedektör Amplifikatörü ve Demodülatör
- Çıktı
Modülatör ve Amplifikatör Aşaması
Bu aşamada modülatör devresi darbeli bir sinyal üretir. Bu genellikle hızla açılıp kapanan kare bir dalgadır.
Amplifikatör bu sinyali yükseltir ve emitör LED'ini çalıştırmak için yeterli akım üretir. Darbeli ışık huzmesi kullanmanın nedeni, diğer ışık kaynaklarının neden olduğu dış paraziti azaltmaktır.
Ancak modüle edilmemiş ışık kullanan sensörler var. Modüle edilmemiş ışık huzmelerine sahip sensörler daha uzun menzile sahiptir, ancak tutarlı ışık ve dış ışık girişimine karşı hassastır.
Hedef/Reflektör üniteli Verici ve Alıcı
Hemen hemen tüm fotoelektrik sensörler, hız ve düşük güç tüketimi nedeniyle verici/verici olarak LED'leri kullanır. Dedektör şunlardan oluşur: fotodedektör/fotosensör.
Hem verici hem de alıcı, ışık huzmesini filtrelemek ve yönlendirmek için lenslere sahiptir. İletilen ışık darbeleri retroreflektör tarafından yansıtılır ve fotodiyot tarafından alınır.
Düzenli Yansıma ve Geri Yansıma
Cam gibi standart bir reflektör, ışığı, ışık huzmesinin geliş açısına eşit bir açıyla yansıtır. Reflektör en ufak bir eğimle bile yatırıldığında, yansıyan ışık demeti sensörden başka bir yere yönlendirilebilir.
Retroreflektörler, 3 ayrı yansıtıcı yüzeyden oluşan köşe küplerini kullanır. Birbirlerine diktirler (90 derece). Reflektör açılı olarak yerleştirildiğinde bile yansıyan ışığı yayılan ışık huzmesine doğru yönlendirebilirler. Buna 'geri yansıtma' denir.
Bir retroreflektör kullanımıyla, 10-30 dereceye kadar kaydırılabilir veya eğilebilir ve sensör yine de yansıyan ışını algılayabilecektir.
Dedektör Amplifikatörü ve Demodülatör
Bu aşama, fotodedektörden gelen sinyali yükseltir ve alınan sinyali demodüle eder. Çıkışı YÜKSEK/DÜŞÜK olarak değiştirmek için çıkış aşamasına bir kontrol sinyali verir.
Çıkış aşaması
Çıkış aşaması, çıkışı değiştirmek için son kontrol elemanından oluşur. Bu, NPN/PNP tipi sensörler için transistör tabanlı bir devre veya bir röle çıkışı olabilir. Tipik olarak, bu aşama ayrıca kısa devre koruması ve ters polarite koruma diyotları gibi ek korumadan oluşur.
Bu tip fotoelektrik sensörler şu prensibi kullanır: geri yansıtma onların algılama mekanizmasında. Bir retroreflektör, bir ışık huzmesini reflektörün açısından bağımsız olarak kaynağına geri yansıtabilir.
Bu, sensörün reflektöre tam olarak dik olması gerekmediğinden sensörü kalibre etmeye/hizalamaya yardımcı olur.
Normal Retro-yansıtıcı Sensörler ve Polarize Retro-yansıtıcı sensörler
Normal retroreflektif sensörler neredeyse tüm nesneleri algılayabilir. Ancak cilalı yüzeyler veya aynalar gibi parlak nesneleri algılamakta zorlanırlar. Standart bir geri yansıtmalı sensör, yayılan ışını sensöre geri yansıtarak parlak nesne tarafından 'aldatılabileceğinden' bu tür nesneleri algılayamaz.
Polarize bir geri yansıtmalı sensör, ışık huzmesinin reflektör tarafından 90 derece polarize olmasını bekler. Yansıyan ışın 90 derece polarize ise sensör nesne olmadığını bilir.
Ancak, sensör ile reflektör arasına yansıtıcı bir nesne girdiğinde, yansıyan ışın polarize olmaz ve bu sayede sensör nesneyi algılayabilir. Bu sensörlerin işlevselliğini bozabilecek tek nesne geri yansıtıcılardır.
Retro-yansıtıcı Sensör vs Dağınık-yansıtıcı Sensör
Bu iki tip arasındaki temel fark yansıtma yöntemidir. Yayılan yansıtıcı bir sensör, ışığın nesne tarafından yansıtılmasını beklerken, geri yansıtıcı sensörler, ışık huzmesinin nesne tarafından onu algılamak için kesilmesini bekler.
Geri yansıtmalı sensörlerin de çalışması için özel bir geri yansıtıcıya ihtiyacı vardır.
Dağınık yansıtıcı sensörler, algılanacak nesne reflektörün kendisi gibi davrandığından bir reflektöre ihtiyaç duymaz.
Bu, dağınık yansımalı sensörlerin monte edilmesini kolaylaştırır. Ancak algılama, nesne tarafından yansıyan ışığa dayandığından, nesnenin rengi ve dokusu gibi fiziksel koşullar algılama performansını doğrudan etkiler.
Geri yansıtmalı sensörler, algılanan nesnenin rengi ve açısı gibi koşullara daha az duyarlıdır. Cam gibi şeffaf nesnelerin algılanması gibi uygulamalarda kullanılabilirler. Bununla birlikte, retro-yansıtıcı sensörlerin bir ölü bölge son derece yakın mesafelerde.
Her iki sensör de birkaç santimetreden birkaç metreye kadar algılama mesafesine sahiptir, basit kablolara sahiptir ve montajı nispeten daha kolaydır.
Retro-yansıtıcı Sensör Uygulaması
Retro-yansıtıcı sensörler, uygulamalarını otomotiv, malzeme taşıma, makine mühendisliği, yiyecek ve içecek ve erişim kontrol sistemleri gibi birçok endüstride bulur.
Bu sensörler, robotik kolların onları tutması için hassas konumlandırma sağlamak için montaj hatlarında kullanılır. Geri yansıtmalı sensörlerin polarize versiyonu, sensörün üstyapı gibi parçalardaki parlak yüzeylere karşı bağışıklık kazanmasını sağlar.
Depolardaki istifleyici vinçler gibi uygulamalarda, reflektörden yansımalı sensörler gibi fotoelektrik sensörler, aşağıdaki gibi diğer geliştirmelerle birleştirilmiştir. optik veri kuplörleri. Bu, istifleyici vinçlerin ürünleri hassas bir şekilde konumlandırmasını/almasını ve barkodlardaki içeriği kablosuz olarak okumasını sağlar.
Asansörler ayrıca maksimum güvenilirlik ve performans sağlamak için kapıların konumunu ve asansörün kendisini algılamak için reflektörden yansımalı sensörler kullanır.
Retro Yansıtıcı Sensör Kurulumu
Retro yansıtıcı sensörler iki tipte mevcuttur: koyu açık (NC) ve ışık açık (HAYIR). Dark-on tipi, sensör ve reflektör arasına bir nesne yerleştirildiğinde çıkışı açar. Açık tip, hiçbir nesne olmadığında çıkışı açar.
Bunu ezberlemek, Normalde Kapalı (NC) veya Normalde Açık (NO)'dan daha kolaydır. Bazı sensörler her iki konfigürasyona sahipken, diğerlerinde çalışma modunu seçmek için bir seçici anahtar bulunabilir.
Aşağıda, farklı tipte geri yansıtmalı sensörler için tipik kablo şemaları bulunmaktadır.
Fotoelektrik sensörlerde iki adet LED bulunmaktadır. A yeşil led belirtmek için güç kelimesini seçerimVe bir turuncu/kırmızı LED algılamayı belirtmek için. Geri yansıtmalı bir sensörü kalibre etmek için iki seçenek vardır: öğretme düğmesi ya da potansiyometre.
Potansiyometreli bir sensörü kalibre etmek için, sensörü reflektörü ile ayarlayın ve potansiyometreyi her iki LED de sönene kadar çevirin. kadar potansiyometreyi ayarlayın. yeşil led hiçbir nesne olmadığında açık kalır ve her ikisi de Nesne mevcut olduğunda LED'ler yanar.
Retro-yansıtıcı Sensörler hakkında SSS
Q: Standart retroreflektif sensörüm, hedef olarak parlak bir metal tespit ederken bana yanlış bir okuma veriyor. Bunu nasıl düzeltebilirim?
C: Bu, standart geri yansıtmalı sensörlerde yaygın bir sorundur. seçme polarize retro-yansıtıcı sensörlü bir köşe küp retro reflektör bu sorunu ortadan kaldıracaktır.
Q: Sayma uygulaması için bir konveyör üzerindeki şeffaf cam şişeyi algılayabilen geri yansıtmalı bir sensör arıyorum. En iyi seçenek ne olurdu?
bir: bir net nesne algılamalı polarize retro-yansıtıcı sensör bu tür uygulamalar için en iyi şekilde çalışacaktır. Bu sensörlerde ayrıca ölü bölge bulunmaz, bu da çoğu durumda avantaj sağlayacaktır.
Q: Geri yansıtmalı sensörlerle kullanılacak en iyi reflektör türü nedir?
C: Köşe küp geri yansıtıcılar çoğu durumda her tür geri yansıtıcı sensörle uyumludur. Ancak, polarize reflektörlü sensörler şart en yüksek performanslarını sağlamak için köşe küp tarzı reflektörler kullanın.
Q: Aşırı sıcaklıklar için herhangi bir reflektör seçeneği var mı?
C: 120 ila 500 santigrat derece arasındaki yüksek sıcaklıklara dayanabilen reflektörler var. Aşırı düşük sıcaklıklarda kullanım için, sis/buz oluşumunu önlemek için yerleşik ısıtma elemanlarıyla donatılmış reflektörler vardır.
Retro-yansıtıcı Sensörün Reflektöre İhtiyacı Var mı?
Basit cevap olurdu Evet. Ancak bu, sensörün uygulamasına bağlıdır. Tespit edilen nesnenin kendisi bir geri yansıtıcı veya benzeri ise, teknik olarak bir dağınık yansımalı sensör yerine bir geri yansıtmalı sensör kullanılabilir.
Sensörün yapılandırılabilir açık ve/veya koyu açık yapılandırması, bu yaklaşımı kolaylaştırır.
Ancak, en yüksek doğruluğu sağlamak için bir reflektör kullanılması hayati önem taşır. Öte yandan, polarize sensörler, polarize edici bir retro reflektör olmadan hiçbir şekilde çalışmaz.
Sonuç
Bu yazıda, geri yansıtmalı sensörleri ve çalışma prensiplerini ve uygulamalarını tartıştık. Genel olarak optik sensörler, nesneleri temassız algılamak için iyi bir seçimdir ve diğer sensör türlerinden daha yüksek algılama aralığına sahiptir.
Uygulamanız için uygun bir fotoelektrik sensör tipinin seçilmesi, algılama doğruluğunu büyük ölçüde artıracak ve minimum yanlış tetikleyici ile temiz bir çıktı sağlayacaktır.
