Главная > 10. Датчики положения и перемещения > 10.4. Оптические датчики

Оптические датчики

Оптические датчики самая популярная группа датчиков для измерения положения и перемещения объектов, после концевых выключателей. Оптические датчики позволяют выполнять бесконтактное измерение, определять положение объектов перемещающихся с большой скоростью. Расстояние обнаружение может достигать сотен метров, а точность определения положения объекта достигать десятых долей микрона. Датчики, использующие оптический принцип незаменимы для определения положения «горячих» объектов и объектов с низкой диэлектрической проницаемостью. В данном разделе представлены различные группы оптических датчиков.

Фотоэлектрические датчики Оптический датчик глаза современного автоматизированного производства. В основной массе фотодатчики работают в инфракрасной области спектра. Фотоэлектрические датчики делятся на три основных типа: T - тип или THRU-BEAM (разнесенная оптика) или датчики на прерывание оптического луча. Состоят из приемника и излучателя, устанавливаемых друг напротив друга. Объект, проходя между приемником и излучателем, прерывает оптический луч, что приводит к изменению состояния выходного ключа приемника. R - тип или RETRO (с отражением от световозвращателя/рефлектора). Излучатель и приемник находятся в одном корпусе. Оптический импульс, посланный излучателем, отражается от рефлектора и попадает на приемник. Прерывание луча объектом, расположенным между рефлектором и датчиком приводит к изменению состояния выходного ключа датчика. D -тип или DIFFUSE (с отражением от объекта). Отражение оптического луча происходит непосредственно от объекта обнаружения. При отсутствии объекта оптическая линия разомкнута, при приближении к датчику объекта, часть энергии (зависит от цвета объекта и его шероховатости) оптического импульса отражается от объекта и попадает на приемник датчика расположенный в одном корпусе с излучателем, что приводит к изменению состояния выходного ключа. На малых расстояниях, в пределах «мертвой зоны» датчики R - типа воспринимают объект как отражатель, в результате чего обнаружение объекта не происходит. Для исключения таких случаев следует применять датчики с поляризационным фильтром.
Оптический датчик с видимым пятном Спектр применения оптических датчиков постоянно расширяется, датчики совершенствуются, но при этом возникают побочные эффекты, связанные с их эксплуатацией. Для обеспечения возможности обнаружение небольших объектов производители выпускают приборы с узким оптическим лучом, при этом значительно затрудняется настройка пары фотодатчик - объект или приемник - передатчик. Одним из решений данной проблемы стали фотоэлектрические датчики, в которых в качестве излучателя используется светодиод с красным видимым спектром излучения. Оптические датчики, работающие в видимой части спектра находят свое применение также при решении задач обнаружения тонких прозрачных объектов, например полиэтиленовой пленки.
Оптические датчики с подавлением переднего/заднего фона Относятся к датчикам типа D. В отличии от обычных датчиков с отражением от объекта, расстояние срабатывания которых зависит от интенсивности луча отраженного от объекта, датчики с функцией подавления фона срабатывают на определенное расстояние до объекта, что позволяет отличать объекты, находящиеся даже на небольшом удалении друг от друга, не зависимо от их цвета и размеров. Датчик с подавлением фона могут быть: BGS - Background suppression - с подавлением заднего фона. FGS - Foreground suppression - с подавлением переднего фона. Оптические датчики с подавлением фона предназначены для задач, которые не могут быть решены с помощью обычных датчиков работающих на отражение от объекта: обнаружение небольших перепадов уровней, обнаружение тонких и темных предметов на конвейерной ленте, определение наличия мелких предметов в упаковках (конфет, таблеток и т.п.), обнаружение объектов, не зависимо от их цвета и размеров, обнаружение объектов на фоне поверхностей с высокой отражающей способностью (белая стена).
Щелевые оптические датчики Оптические датчики вилочного типа. Относятся к датчикам T - типа, несмотря на то что приемник и излучатель находятся в одном корпусе. Это связано с тем, что в основе срабатывания датчика лежит прерывание оптического луча между приемником и излучателем расположенных в противоположных «вилках». За счет небольших оптических расстояний, в датчиках данного типа имеется возможность, с помощью диафрагм, сформировать очень «узкий» луч. Благодаря этому оптические датчики щелевого/вилочного типа способны обнаруживать объекты малого диаметра или имеющие большую частоту перемещения.
Оптоволоконные усилители Оптоволоконные усилители составляют неотъемлемую часть оптоволоконных датчиков, состоящих из оптоволоконного усилителя и оптоволоконной насадки. В паре усилитель - оптонасадка происходит передача светового сигнала от усилителя по оптоволоконному кабелю через пространство к объекту, и обратно от объекта, через оптоволоконную насадку к усилителю. В этих датчиках реализуются все типы обнаружения (T, R, D). Фотодатчики с оптоволокном незаменимы при решении задач обнаружения в труднодоступных местах и зонах с тяжелыми условиями окружающей среды, в этом случае электрическая часть датчика находится в доступном и безопасном месте, а усилитель (приемник и передатчик датчика) вынесены непосредственно в зону детектирования. Благодаря миниатюрности оптической системы возможно обнаружение объектов малой величины и размещение оптической линии в местах недоступных для обычных фотоэлектрических датчиков. Оптоволоконный усилитель позволяет работать с различными оптическими кабелями и насадками, различных по методу типу и конструктивным особенностям.
Оптоволоконные кабели и насадки Ассортимент этой неотъемлемой части оптоволоконных оптических датчиков позволяет применять их для контроля положения различных объектов. Наиболее широкое применение оптоволоконные насадки находят там, где невозможно размещение электронной части фотоэлектрических датчиков. Предлагаемые оптонасадки позволяют осуществлять контроль положения объектов в зонах с температурами до +270°С, там где размер чувствительного элемента должен сравнится со спичкой, где присутствуют агрессивные испарения и многих других.
Лазерные датчики Объединяют широкую гамму оптоэлектронных приборов, использующих в качестве источника оптического излучения лазерные источники. Лазерный источник излучения обеспечивает формирование узконаправленного высокоэнергетического оптического луча. Это позволяет использовать лазерные оптические датчики для точного измерения расстояний и перемещений. Соответственно лазерным датчикам доступны все типы оптических измерений, в том числе функции подавления переднего и заднего фона. Лазерные датчики, использующие видимую часть спектра выгодно отличаются высокой дальностью обнаружения объектов.
Оптические датчики FOTEK Оптические датчики FOTEK – бесконтактные приборы с универсальным питанием. Фотодатчики FOTEK используются для распознавания наличия прозрачных и непрозрачных материалов в автоматических системах любых отраслей промышленности, где необходим контроль положения или количества предметов. Устройства подходят для определения положений объектов с высокой температурой или низкой диэлектрической проницаемостью.
Фотоэлектрические датчики Autonics BH Фотоэлектрические датчики Autonics BH – серия компактных фотоэлектрических датчиков с универсальным способом крепления и монтажа и широким диапазоном выбора рабочих расстояний. Компактная конструкция корпуса и аксессуары крепления серии датчиков Autonics BH позволяют при минимальных габаритах осуществлять монтаж датчиков с фронтальным или боковым позиционированием.
Оптические датчики положения INNOCONT Оптический датчик положения INNOCONT позволяет выявлять появление в зоне его детекции подвижных и статических объектов (предметов, техники, различных элементов, человека, животных и пр.).
Оптические датчики положения Akusense Оптический датчик положения Akusense используют для контроля положения движущихся объектов. Приборы обладают высокой точностью и быстродействием. Подходят для обнаружения «горячих» объектов и тех, которые имеют низкую диэлектрическую проницаемость.
Камеры технического зрения Камеры технического зрения — это специализированные датчики, которые фиксируют изображение с высокой точностью и передают его в систему анализа для автоматической оценки формы, размера, положения или дефектов объектов. Они используются в задачах контроля качества, позиционирования, сортировки и навигации, обеспечивая стабильную работу оборудования за счет быстрого получения достоверных данных.