Optiska närhetsbrytare

Optiska närhetsbrytare (sensorer) används idag flitigt i många branscher där utrustning används för att positionera, räkna och helt enkelt detektera olika föremål. Användningen av kodning i sensorkretsar gör det möjligt att undvika extern påverkan av ljuskällor på dem och skyddar därmed mot falsklarm. Givare i termohus är konstruerade för drift vid låga temperaturer.

Dessa enheter är elektroniska kretsar som reagerar på en förändring i ljusflödet som faller på mottagaren, på grund av vilken närvaron eller frånvaron av ett föremål i ett visst område av rymden registreras. Kodning av ljuset som emitteras av källan (spatialt urval och modulering) förbättrar effektiviteten och, som nämnts ovan, förnekar effekterna av störningar.

Strukturellt innefattar sensorsystemet två huvudsakliga funktionsblock - strålningskällan och dess mottagare. Dessa kan vara två separata höljen, eller ett hölje för båda blocken, beroende på funktionsprincipen för en viss sensor (omkopplare).

En källa eller sändare består av följande delar: en generator, en sändare, en indikator, ett optiskt system och ett hölje, inuti vilket det finns en krets skyddad av en skarv, och utanför - allt som behövs för fastsättning. Generatorns uppgift är att generera en sekvens av signalpulser för sändaren.

Själva sändaren är en lysdiod. Lysdiodens emissionsmönster bildas av det optiska systemet. Indikatorn visar närvaron eller frånvaron av ström till sensorn. Huset skyddar mot yttre mekanisk påverkan och tjänar till bekväm installation på platsen för applicering av sensorn.

Mottagaren har i sin tur också ett optiskt system som bildar mottagarens riktningsmönster och ger urval. Fotodetektorn som tjänar fototransistorsom känner av strålningen och omvandlar den till en elektrisk signal; en förstärkarkrets med ett tröskelelement för att ge en tillförlitlig lutning med hysteres; en elektronisk omkopplare för att koppla om belastningen och en regulator för att justera mottagarens känslighet så att föremål registreras tydligt mot den omgivande bakgrunden.

Det finns två indikatorer här: den första visar utgångens status, den andra visar kvaliteten på den mottagna signalen och låter dig bestämma funktionsreserven för det övervakade objektet.

I detta fall karakteriserar den funktionella reserven förhållandet mellan ljusflödet som tas emot av mottagaren från sändaren till dess minimivärde, vilket redan orsakar operationen. Funktionsreserven kompenserar för signaldämpning på grund av kontaminering av optiken eller från störande aerosolpartiklar i omgivningen.

Till exempel:

• indikatorn lyser rött, vilket betyder att det spårade objektet finns i triggerzonen;
• gult ljus — intensiteten av det mottagna ljusflödet reduceras;
• grön — intensiteten hos det mottagna ljusflödet är minimal;
• av — objektet är inte i sensorns arbetsområde.

Enligt funktionsprincipen är optiska sensorer av tre typer:

Barriär (typ T)

Optiska omkopplare av barriärtyp arbetar på en direktstråle och innehåller två separata delar, en sändare och en mottagare, som måste placeras koaxiellt mittemot varandra så att strålningsflödet som sänds ut av sändaren (sändaren) riktas och träffar mottagaren exakt.

När strålen avbryts av ett föremål utlöses strömbrytaren. Sensorer av denna typ kan arbeta på ett avstånd av tiotals meter mellan sändaren och mottagaren, dessutom har de bra ljudisolering, de är inte rädda för damm, inte en droppe vätska etc.

Men det finns också nackdelar:

• ibland är det nödvändigt att lägga kraftledningar separat till var och en av de två delarna på långa avstånd;
• starkt reflekterande föremål kan orsaka falsklarm;
• Genomskinliga föremål kanske inte försvagar strålen tillräckligt, detta bör beaktas.

Känslighetsregulatorn används för acceptabel eliminering av dessa brister. Och, naturligtvis, bör minimistorleken på det detekterade objektet inte vara mindre än strålens diameter.

Diffus (typ D)

Diffusa sensorer använder en stråle som reflekteras från ett objekt, en spegelreflektion. Mottagaren och sändaren finns i ett hölje. Strålaren riktar flödet till objektet, strålen reflekteras från dess yta i olika riktningar, beroende på objektets optiska egenskaper. En del av flödet går tillbaka där det plockas upp av mottagaren och omkopplaren aktiveras.

Här är det viktigt att tänka på att falsklarm kan orsakas av reflekterande föremål som ligger bakom installationens arbetsområde, bakom det kontrollerade föremålet. För att eliminera sådana störningar används omkopplare med en bakgrundsdämpningsfunktion.

För att standardisera avståndet vid vilket den diffusa sensorn kommer att utlösas, ta ett vitt pappersark (10 gånger 10 cm för avstånd upp till 40 cm eller 20 gånger 20 cm för detekteringsavstånd över 40 cm) eller en varmvalsad stålplåt och testa det under liknande förhållanden ... I allmänhet i olika branscher - på olika sätt.

För mer exakt normalisering räknas avståndet om enligt en speciell tabell som återspeglar de reflekterande egenskaperna hos olika material, och därför läggs en korrektionsfaktor till. Till exempel har en sensor ett värde på 100 mm, men du vill övervaka till exempel föremål av rostfritt stål.

Korrektionsfaktorn blir 7,5, vilket innebär att det säkra aktiveringsavståndet blir 7,5 gånger större, nämligen 750 mm. Den minsta objektstorleken bestäms av dess reflekterande egenskaper, kontrast och funktionella reserv.

Reflex (typ R)

Här används ljuset som reflekteras av reflektorn. En mottagare med en sändare i ett hus, strålen som faller på reflektorn reflekteras, träffar mottagaren och utlöses. När objektet lämnar arbetsområdet uppstår en annan trigger. Sensorer av denna typ kan arbeta på ett avstånd av upp till 10 meter och används för att fixera genomskinliga föremål.