Comutatoare optice de proximitate

Comutatoarele optice de proximitate (senzori) sunt utilizate pe scară largă astăzi în multe industrii în care echipamentele sunt folosite pentru poziționarea, numărarea și pur și simplu detectarea diferitelor obiecte. Utilizarea codării în circuitele senzorilor permite evitarea influenței externe a surselor de lumină asupra acestora și protejează astfel împotriva alarmelor false. Senzorii din carcasa termică sunt proiectați pentru funcționare la temperaturi scăzute.

Aceste dispozitive sunt circuite electronice care răspund la o modificare a fluxului luminos care cade asupra receptorului, datorită căreia se înregistrează prezența sau absența unui obiect într-o anumită zonă a spațiului. Codificarea luminii emise de sursă (selecție și modulare spațială) îmbunătățește eficiența și, așa cum sa menționat mai sus, anulează efectele interferenței.

Din punct de vedere structural, sistemul de senzori include două blocuri funcționale principale - sursa de radiații și receptorul acesteia. Acestea pot fi două carcase separate sau o carcasă pentru ambele blocuri, în funcție de principiul de funcționare al unui anumit senzor (comutator).

O sursă sau emițător constă din următoarele părți: un generator, un emițător, un indicator, un sistem optic și o carcasă, în interiorul căreia există un circuit protejat de o îmbinare, iar în exterior - tot ceea ce este necesar pentru fixare. Sarcina generatorului este de a genera o secvență de impulsuri de semnal pentru transmițător.

Emițătorul în sine este un LED. Modelul de emisie al LED-ului este format de sistemul optic. Indicatorul arată prezența sau absența alimentării senzorului. Carcasa protejează împotriva influențelor mecanice externe și servește pentru o instalare convenabilă la locul de aplicare a senzorului.

Receptorul, la rândul său, are și un sistem optic care formează modelul direcțional al receptorului și oferă selecție. Fotodetectorul care servește fototranzistorcare sesizează radiația și o transformă într-un semnal electric; un circuit amplificator cu un element de prag pentru a asigura o pantă sigură cu histerezis; un comutator electronic pentru comutarea sarcinii și un regulator pentru reglarea sensibilității receptorului, astfel încât obiectele să fie înregistrate clar pe fundalul înconjurător.

Există doi indicatori aici: primul arată starea ieșirii, al doilea arată calitatea semnalului primit și vă permite să determinați rezerva funcțională pentru obiectul monitorizat.

În acest caz, rezerva funcțională caracterizează raportul dintre fluxul luminos primit de receptor de la emițător și valoarea sa minimă, ceea ce determină deja funcționarea. Rezerva funcțională compensează atenuarea semnalului din cauza contaminării opticii sau a particulelor de aerosoli perturbatoare din împrejurimi.

De exemplu:

• indicatorul se aprinde roșu, ceea ce înseamnă că obiectul urmărit este prezent în zona de declanșare;
• lumină galbenă — intensitatea fluxului luminos recepționat este redusă;
• verde — intensitatea fluxului luminos primit este minimă;
• oprit - obiectul nu se află în zona de lucru a senzorului.

Conform principiului de funcționare, senzorii optici sunt de trei tipuri:

Bariera (Tip T)

Comutatoarele optice de tip barieră funcționează pe fascicul direct și conțin două părți separate, un transmițător și un receptor, care trebuie amplasate coaxial unul față de celălalt, astfel încât fluxul de radiație emis de emițător (emițător) să fie direcționat și să lovească cu precizie receptorul.

Când fasciculul este întrerupt de un obiect, comutatorul este declanșat. Senzorii de acest tip pot funcționa la o distanță de zeci de metri între emițător și receptor, în plus, au o bună izolare fonică, nu se tem de praf, nici de o picătură de lichid etc.

Dar există și dezavantaje:

• uneori este necesar să se așeze firele de alimentare separat la fiecare dintre cele două părți la distanțe mari;
• obiectele foarte reflectorizante pot provoca alarme false;
• este posibil ca obiectele transparente să nu slăbească suficient fasciculul, acest lucru ar trebui să fie luat în considerare.

Regulatorul de sensibilitate este utilizat pentru eliminarea acceptabilă a acestor deficiențe. Și, desigur, dimensiunea minimă a obiectului detectat nu trebuie să fie mai mică decât diametrul fasciculului.

difuz (tip D)

Senzorii difuzi folosesc un fascicul reflectat de un obiect, o reflexie speculară. Receptorul și transmițătorul sunt într-o singură carcasă. Emițătorul direcționează fluxul către obiect, fasciculul este reflectat de pe suprafața sa în direcții diferite, în funcție de caracteristicile optice ale obiectului. O parte a fluxului se întoarce de unde este preluată de receptor și comutatorul este acționat.

Aici este important de luat în considerare că alarmele false pot fi cauzate de obiecte reflectorizante situate în spatele zonei de lucru a instalației, în spatele obiectului controlat. Pentru a elimina astfel de interferențe, se folosesc comutatoare cu funcție de suprimare a fundalului.

Pentru a standardiza distanța la care va fi declanșat senzorul difuz, luați o foaie de hârtie albă (10 pe 10 cm pentru distanțe de până la 40 cm sau 20 pe 20 cm pentru distanțe de detectare peste 40 cm) sau o placă de oțel laminată la cald și testați-l în condiții similare... În general, în diferite industrii - în moduri diferite.

Pentru o normalizare mai precisă, distanța este recalculată conform unui tabel special care reflectă proprietățile reflectorizante ale diferitelor materiale și, prin urmare, se adaugă un factor de corecție. De exemplu, un senzor are o valoare de 100 mm, dar doriți să monitorizați, să zicem, obiectele din oțel inoxidabil.

Factorul de corecție va fi de 7,5, ceea ce înseamnă că distanța de acționare de siguranță va fi de 7,5 ori mai mare și anume 750 mm. Cea mai mică dimensiune a obiectului este determinată de proprietățile reflectorizante, de contrast și de rezerva funcțională.

Reflex (tip R)

Aici se folosește lumina reflectată de reflector. Un receptor cu un emițător într-o carcasă, fasciculul care cade pe reflector este reflectat, lovește receptorul și este declanșat. Când obiectul părăsește zona de lucru, are loc un alt declanșator. Senzorii de acest tip pot funcționa la o distanță de până la 10 metri și sunt utilizați pentru fixarea obiectelor translucide.