Фотоэлектрические датчики

Чтобы успешно автоматизировать процесс, необходимо получить информацию о его статусе. Датчики являются частью системы управления, отвечающей за сбор и подготовку данных о состоянии процесса и передачу их на процессор.

Принципы работы

Фотоэлектрические элементы управления используют свет для обнаружения присутствия или отсутствия объекта. Все фотоэлектрические элементы управления состоят из датчика, блока управления и устройства вывода.

К базовому элементу управления можно добавить логический модуль или другие аксессуары для повышения универсальности. Датчик состоит из источника и детектора. Источником является светоизлучающий диод (LED), который излучает мощный луч света либо в инфракрасном, либо в видимом спектре света. Детектор обычно представляет собой фотодиод, который определяет наличие или отсутствие света.

Усилитель обнаружения во всех фотоэлектрических элементах управления спроектирован таким образом, чтобы он реагировал на свет, излучаемый источником. Окружающий свет, включая солнечный свет до 3100 метрических свечей, не влияет на работу. В зависимости от конкретной серии и применения источник и детектор могут быть разделены или установлены в одной головке датчика. Блок управления модулирует и демодулирует свет, посылаемый и принимаемый источником и детектором. Это гарантирует, что фотоэлектрический контроль реагирует только на источник света.

Блок управления также управляет выходным устройством в автономном фотоэлектрическом блоке управления. Блок управления и датчик встроены в единый блок. Органы управления могут быть сконфигурированы для работы в качестве устройств со световым приводом. Выход срабатывает, когда детектор видит свет. Это также могут быть устройства, срабатывающие в темноте, выход которых срабатывает, когда детектор не видит света. Выходные устройства могут включать в себя реле, такие как двухполюсное, двухпозиционное (DPDT) и однополюсное, двухнаправленное (SPDT).

Устройства вывода также могут включать симистор или другое сильноточное устройство и могут быть совместимы с программируемым контроллером. Логические модули — это дополнительные устройства, которые позволяют добавлять логические функции к фотоэлектрическому управлению. Например, вместо подачи простого сигнала ВКЛ/ВЫКЛ фотоэлектрическое управление может (с логическим модулем) обеспечивать функции задержки по времени, однократного срабатывания, повторного запуска однократного действия, обнаружения движения и подсчета.

Применение фотодетекторов в производстве

Следующие применения фотоэлектрических датчиков основаны на обычной практике дома, на рабочем месте и в различных отраслях промышленности. Эффективное использование фотоэлектрических датчиков может привести к успешной интеграции данных в производственные операции для поддержания безошибочной среды и оказания помощи в получении мгновенной информации для динамического взаимодействия.

Фотоэлектрический датчик — это полупроводниковый компонент, который реагирует на свет или излучает свет. Свет может находиться либо в видимом диапазоне, либо в невидимом инфракрасном диапазоне. Эти характеристики фотоэлектрических компонентов привели к разработке широкого спектра фотоэлектрических датчиков. Фотоэлектрический рефлекторный датчик, оснащенный модулем задержки времени, настроенным на задержку темноты, игнорирует кратковременные перерывы в работе луча. Если луч блокируется дольше заданного периода задержки, на выходе подается сигнал тревоги или остановка конвейера.

Набор фотоэлектрических датчиков переходящего луча может определять высоту ножничного подъемника. Например, если управление настроено на подачу питания от темноты к свету, подъемник поднимается после удаления слоя и останавливается, когда следующий слой снова разрывает луч. Банки на конвейере отводятся на два других конвейера, управляемых поляризованным фотоэлектрорефлекторным датчиком с модулем делителя.

Предметы можно подсчитывать и распределять по группам по 2, 6, 12 или 24. Используется поляризованный датчик, чтобы блестящие поверхности не могли ошибочно активировать сенсорное управление. Два фотоэлектрических датчика контроля могут работать вместе для контроля уровня наполнения картонных коробок на конвейере. Рефлекторный фотоэлектрический датчик определяет положение коробки и подает питание на другой синхронизированный фотоэлектрический датчик, расположенный над содержимым. Если фотоэлектрический датчик, расположенный над коробкой, не «видит» уровень наполнения, коробка не проходит проверку. Одиночный рефлекторный фотоэлектрический датчик обнаруживает коробки в любом месте по ширине конвейера.

Взаимодействие датчика с программируемым контроллером позволяет получать итоговые значения через определенные промежутки времени. В условиях высоких температур используется оптоволокно. Движение конвейера в печи для печенья при температуре 450°F можно обнаружить. Если движение прекращается, модуль одноразовой логики обнаруживает свет или темноту, которые длятся слишком долго, и выходное устройство выключает духовку. Размещение фотоэлектрического датчика обнаружения зуба пилы позволяет программируемому контроллеру получать входной сигнал, который поворачивает полотно в положение для заточки следующего зуба.

Фотоэлектрический датчик переходящего луча используется для измерения времени на платных воротах. Чтобы исключить мошенничество с платной дорогой, ворота опускаются в тот момент, когда задняя часть платного автомобиля проходит контроль. Прочный датчик выдерживает суровые погодные условия, неправильное обращение и круглосуточную работу. Безопасный и надежный гараж достигается за счет использования фотоэлектрического датчика переходящего луча, подключенного к контроллеру двери. Дверь закрывается автоматически после выезда автомобиля, а если балка сломается во время опускания двери, электродвигатель меняет направление и снова поднимает дверь.

Фотоэлектрический датчик, создающий «световую завесу», определяет длину петли в системе веб-привода, измеряя количество света, возвращаемого множеством ретроотражателей. На основании этой информации аналоговый блок управления дает команду контроллеру двигателя ускорить или замедлить привод полотна. Небольшие объекты, движущиеся сквозь световую завесу, учитываются по изменению отраженного света.

Низкоконтрастный логический модуль внутри фотоэлектрического сенсорного блока реагирует на небольшие, но резкие изменения сигнала, игнорируя при этом медленные изменения, например, вызванные накоплением пыли. Пара фотоэлектрических датчиков на пересечение луча сканирует несколько нитей и под ними. Если нить рвется и проходит через один из лучей, низкоконтрастный логический модуль обнаруживает внезапные изменения уровня сигнала и подает питание на выход. Поскольку этот логический модуль не реагирует на медленные изменения уровня сигнала, он может работать в запыленной среде без особого обслуживания.

Пара удаленных фотоэлектрических источников и детекторов проверяет прохождение света через иглу для подкожных инъекций. Небольшой водонепроницаемый корпус из нержавеющей стали подходит для переполненных машинных помещений и частых моек. Высокая мощность сигнала позволяет качественно контролировать отверстия размером до 0,015 мм. Индексные метки на краю бумаги обнаруживаются оптоволоконным фотоэлектрическим датчиком источника/детектора для контроля сдвига по линии резки. Жидкости контролируются в прозрачном резервуаре с помощью лучевых датчиков и аналогового управления. Поскольку система управления выдает сигнал напряжения, пропорциональный количеству обнаруженного света, можно контролировать смеси и плотности жидкостей.

Дистанционные фотоэлектрические датчики ищут наличие отверстий в металлической отливке. Поскольку каждое отверстие проверяется, фиксируется точная информация. Прочный корпус датчика, обеспечивающий чрезвычайно высокую мощность сигнала, справляется с грязью и жиром с минимальным обслуживанием. Модульный блок управления обеспечивает плотную компоновку в небольших корпусах. В программе дефектоскопии полотно проходит через массив световозвращателей. Когда свет возвращается в головку датчика, на выход подается питание, и полотно отключается. Высокую скорость полотна можно поддерживать благодаря превосходному времени отклика блока управления. Рефлекторный фотоэлектрический датчик с модулем управления движением считает обороты колеса, чтобы контролировать превышение или понижение скорости вращающегося объекта. Скорость контролируется программируемым контроллером. Частота колеблется от 2,4 до 12 000 ударов в минуту.

Когда два фотоэлектрических датчика переходящего луча регистрируют одинаковую мощность сигнала, выходной сигнал равен нулю. Когда емкость полотна изменяется, например, при сращивании, уровни сигналов нарушаются, и на выход подается питание. Эту систему можно использовать на полотнах разных цветов и непрозрачностей без необходимости перенастройки системы. Понимание окружающей среды важно для эффективного внедрения безошибочной среды. Знание характеристик фотоэлектрических средств управления и различных способов их использования заложит прочную основу. Это понимание также позволит пользователю получить описательную картину состояния каждого производственного процесса в производственной среде.