Οπτικοί διακόπτες εγγύτητας

Οι οπτικοί διακόπτες εγγύτητας (αισθητήρες) χρησιμοποιούνται ευρέως σήμερα σε πολλές βιομηχανίες όπου ο εξοπλισμός χρησιμοποιείται για τον εντοπισμό θέσης, την καταμέτρηση και την απλή ανίχνευση διαφόρων αντικειμένων. Η χρήση κωδικοποίησης σε κυκλώματα αισθητήρων επιτρέπει την αποφυγή της εξωτερικής επίδρασης των πηγών φωτός σε αυτά και έτσι προστατεύει από ψευδείς συναγερμούς. Οι αισθητήρες στα θερμικά περιβλήματα είναι σχεδιασμένοι για λειτουργία σε χαμηλές θερμοκρασίες.

Αυτές οι συσκευές είναι ηλεκτρονικά κυκλώματα που ανταποκρίνονται σε μια αλλαγή στη ροή φωτός που πέφτει στον δέκτη, λόγω της οποίας καταγράφεται η παρουσία ή η απουσία ενός αντικειμένου σε μια συγκεκριμένη περιοχή του χώρου. Η κωδικοποίηση του φωτός που εκπέμπεται από την πηγή (χωρική επιλογή και διαμόρφωση) βελτιώνει την απόδοση και, όπως αναφέρθηκε παραπάνω, αναιρεί τις επιπτώσεις των παρεμβολών.

Δομικά, το σύστημα αισθητήρων περιλαμβάνει δύο βασικά λειτουργικά μπλοκ — την πηγή ακτινοβολίας και τον δέκτη της. Αυτά μπορεί να είναι δύο ξεχωριστά περιβλήματα ή ένα περίβλημα και για τα δύο μπλοκ, ανάλογα με την αρχή λειτουργίας ενός συγκεκριμένου αισθητήρα (διακόπτης).

Μια πηγή ή πομπός αποτελείται από τα ακόλουθα μέρη: μια γεννήτρια, έναν πομπό, έναν δείκτη, ένα οπτικό σύστημα και ένα περίβλημα, μέσα στο οποίο υπάρχει ένα κύκλωμα που προστατεύεται από μια άρθρωση και έξω - όλα τα απαραίτητα για τη στερέωση. Το καθήκον της γεννήτριας είναι να δημιουργήσει μια ακολουθία παλμών σήματος για τον πομπό.

Ο ίδιος ο πομπός είναι LED. Το σχέδιο εκπομπής του LED σχηματίζεται από το οπτικό σύστημα. Η ένδειξη δείχνει την παρουσία ή την απουσία ρεύματος στον αισθητήρα. Το περίβλημα προστατεύει από εξωτερικές μηχανικές επιδράσεις και χρησιμεύει για άνετη εγκατάσταση στο σημείο εφαρμογής του αισθητήρα.

Ο δέκτης, με τη σειρά του, έχει επίσης ένα οπτικό σύστημα που σχηματίζει το κατευθυντικό μοτίβο του δέκτη και παρέχει επιλογή. Ο φωτοανιχνευτής που εξυπηρετεί φωτοτρανζίστορπου ανιχνεύει την ακτινοβολία και τη μετατρέπει σε ηλεκτρικό σήμα. ένα κύκλωμα ενισχυτή με στοιχείο κατωφλίου για να παρέχει μια αξιόπιστη κλίση με υστέρηση. έναν ηλεκτρονικό διακόπτη για την εναλλαγή του φορτίου και έναν ρυθμιστή για τη ρύθμιση της ευαισθησίας του δέκτη έτσι ώστε τα αντικείμενα να καταγράφονται καθαρά στο περιβάλλον φόντο.

Υπάρχουν δύο δείκτες εδώ: ο πρώτος δείχνει την κατάσταση της εξόδου, ο δεύτερος δείχνει την ποιότητα του λαμβανόμενου σήματος και σας επιτρέπει να προσδιορίσετε το λειτουργικό απόθεμα για το παρακολουθούμενο αντικείμενο.

Στην περίπτωση αυτή, το λειτουργικό απόθεμα χαρακτηρίζει τον λόγο της φωτεινής ροής που λαμβάνει ο δέκτης από τον πομπό προς την ελάχιστη τιμή του, η οποία ήδη προκαλεί τη λειτουργία. Το λειτουργικό απόθεμα αντισταθμίζει την εξασθένηση του σήματος λόγω μόλυνσης των οπτικών ή από ενοχλητικά σωματίδια αερολύματος στο περιβάλλον.

Για παράδειγμα:

• η ένδειξη ανάβει με κόκκινο χρώμα, πράγμα που σημαίνει ότι το αντικείμενο που παρακολουθείται βρίσκεται στη ζώνη ενεργοποίησης.
• κίτρινο φως — η ένταση της λαμβανόμενης φωτεινής ροής μειώνεται.
• πράσινο — η ένταση της λαμβανόμενης φωτεινής ροής είναι ελάχιστη.
• off — το αντικείμενο δεν βρίσκεται στην περιοχή εργασίας του αισθητήρα.

Σύμφωνα με την αρχή της λειτουργίας, οι οπτικοί αισθητήρες είναι τριών τύπων:

Φράγμα (Τύπος Τ)

Οι οπτικοί διακόπτες τύπου φραγμού λειτουργούν σε απευθείας δέσμη και περιέχουν δύο ξεχωριστά μέρη, έναν πομπό και έναν δέκτη, τα οποία πρέπει να βρίσκονται ομοαξονικά το ένα απέναντι από το άλλο, έτσι ώστε η ροή ακτινοβολίας που εκπέμπεται από τον πομπό (πομπός) να κατευθύνεται και να χτυπά με ακρίβεια τον δέκτη.

Όταν η δέσμη διακόπτεται από ένα αντικείμενο, ενεργοποιείται ο διακόπτης. Οι αισθητήρες αυτού του τύπου μπορούν να λειτουργήσουν σε απόσταση δεκάδων μέτρων μεταξύ του πομπού και του δέκτη, επιπλέον, έχουν καλή μόνωση θορύβου, δεν φοβούνται τη σκόνη, ούτε μια σταγόνα υγρού κ.λπ.

Υπάρχουν όμως και μειονεκτήματα:

• μερικές φορές είναι απαραίτητο να τοποθετήσετε καλώδια τροφοδοσίας χωριστά σε καθένα από τα δύο μέρη σε μεγάλες αποστάσεις.
• Τα αντικείμενα υψηλής ανακλαστικότητας μπορούν να προκαλέσουν ψευδείς συναγερμούς.
• Τα διαφανή αντικείμενα μπορεί να μην εξασθενίσουν αρκετά τη δέσμη, αυτό πρέπει να ληφθεί υπόψη.

Ο ρυθμιστής ευαισθησίας χρησιμοποιείται για την αποδεκτή εξάλειψη αυτών των ελλείψεων. Και, φυσικά, το ελάχιστο μέγεθος του αντικειμένου που ανιχνεύεται δεν πρέπει να είναι μικρότερο από τη διάμετρο της δέσμης.

Διάχυτη (Τύπος D)

Οι αισθητήρες διάχυσης χρησιμοποιούν μια δέσμη που ανακλάται από ένα αντικείμενο, μια κατοπτρική ανάκλαση. Ο δέκτης και ο πομπός βρίσκονται σε ένα περίβλημα. Ο πομπός κατευθύνει τη ροή προς το αντικείμενο, η δέσμη ανακλάται από την επιφάνειά της σε διαφορετικές κατευθύνσεις, ανάλογα με τα οπτικά χαρακτηριστικά του αντικειμένου. Μέρος της ροής επιστρέφει εκεί όπου λαμβάνεται από τον δέκτη και ενεργοποιείται ο διακόπτης.

Εδώ είναι σημαντικό να ληφθεί υπόψη ότι οι ψευδείς συναγερμοί μπορούν να προκληθούν από ανακλαστικά αντικείμενα που βρίσκονται πίσω από την περιοχή εργασίας της εγκατάστασης, πίσω από το ελεγχόμενο αντικείμενο. Για την εξάλειψη τέτοιων παρεμβολών, χρησιμοποιούνται διακόπτες με λειτουργία καταστολής φόντου.

Για να τυποποιήσετε την απόσταση στην οποία θα ενεργοποιηθεί ο αισθητήρας διάχυσης, πάρτε ένα λευκό φύλλο χαρτιού (10 επί 10 cm για αποστάσεις έως 40 cm ή 20 επί 20 cm για αποστάσεις ανίχνευσης άνω των 40 cm) ή μια πλάκα από χάλυβα θερμής έλασης και δοκιμάστε το σε παρόμοιες συνθήκες… Γενικά, σε διαφορετικούς κλάδους — με διαφορετικούς τρόπους.

Για πιο ακριβή κανονικοποίηση, η απόσταση υπολογίζεται εκ νέου σύμφωνα με έναν ειδικό πίνακα που αντικατοπτρίζει τις ανακλαστικές ιδιότητες διαφορετικών υλικών και επομένως προστίθεται ένας συντελεστής διόρθωσης. Για παράδειγμα, ένας αισθητήρας έχει τιμή 100 mm, αλλά θέλετε να παρακολουθείτε, ας πούμε, αντικείμενα από ανοξείδωτο χάλυβα.

Ο συντελεστής διόρθωσης θα είναι 7,5, που σημαίνει ότι η ασφαλής απόσταση ενεργοποίησης θα είναι 7,5 φορές μεγαλύτερη, δηλαδή 750 mm. Το μικρότερο μέγεθος αντικειμένου καθορίζεται από τις ανακλαστικές του ιδιότητες, την αντίθεση και το λειτουργικό του απόθεμα.

Reflex (τύπος R)

Εδώ χρησιμοποιείται το φως που ανακλάται από τον ανακλαστήρα. Ένας δέκτης με πομπό σε ένα περίβλημα, η δέσμη που πέφτει στον ανακλαστήρα ανακλάται, χτυπά τον δέκτη και ενεργοποιείται. Όταν το αντικείμενο φεύγει από την περιοχή εργασίας, εμφανίζεται μια άλλη σκανδάλη. Οι αισθητήρες αυτού του τύπου μπορούν να λειτουργήσουν σε απόσταση έως και 10 μέτρων και χρησιμοποιούνται για τη στερέωση ημιδιαφανών αντικειμένων.