Оптические датчики

УСТРОЙСТВО ОПТИЧЕСКОГО  ДАТЧИКА

Оптические бесконтактные выключатели  состоят из 2-х функционально законченных  блоков - источника излучения и  приемника этого излучения, Источник излучения (передатчик);  
1. Генератор вырабатывает последовательность электрических импульсов поступающих на излучатель. 
2. Излучатель o светодиод инфракрасного или оптического (красного) диапазона, создающий излучение. 
3. Индикатор показывает наличие напряжения питания на излучателе. Приемник: 
4. Фотоприемник (фототранзистор) - воспринимает излучение и преобразует его в электрический сигнал, 
5. Триггер обеспечивает необходимую крутизну фронта сигнала переключения и значение гистерезиса.  
6. Усилитель увеличивает амплитуду выходного сигнала до необходимого значения, В качестве коммутационных элементов используются мощные транзисторы. 
7. Светодиодный индикатор покзывает включенное/выключенное состояние выключателя, обеспечивает контроль работоспособности, оперативность настройки и ремонта оборудования. 
8. Компаунд обеспечивает необходимую степень защиты от проникновения твердых частиц и воды. Ж Корпус обеспечивает монтаж выключателя, защищает от механических воздействий. Выполняется из полиамида, комплектуется метизными изделиями. 
 

 

ПРИНЦИП РАБОТЫ ОПТИЧЕСКОГО  ДАТЧИКА 

       Оптические датчики могут быть трех типов: 
1.Моноболчный:  Приемник принимает рассеянный световой луч источника излучения, отраженный от управляющего объекта. При этом излучатель и приемник расположены в одном корпусе. Расстояние воздействия таких выключателей до 1000 мм. При определении расстояния воздействия в качестве управляющего объекта используется пластина размером 100 х 100 мм, изготовленная из металла, имеющего темносерую матовую поверхность, излучатель приемник Зависимость расстояния воздействия (1) и площади отражающей поверхности (8) для различных материалов управляющего объекта следующая: Кроме отражательной способности материала управляющего объекта, на расстояние воздействия выключателей этого типа значительное влияние оказывают рыль, задымленность, атмосферные осадки и т.п. Для устранения влияния посторонних фонофых объектов на работоспособность, выключатели снабжены регулировкой чувствительности приемника. 
2.Моноблочный поляризованный:  1) катафот закреплен неподвижно, а выключатель срабатывает на прерывание управляющим объектом луча, отраженного от катафота. Обратите внимание - выключатель не воспринимает отраженный свет ни от одного объекта, кроме катафота, который может быть установлен в любом месте. 
2) катафот установлен на управляющем объекте. Обратите внимание - в этом случае все другие объекты для выключателя являются невидимыми. Это делает выгодным использование выключателя в системах охранной сигнализации.При определении расстояния воздействия в качестве управляющего объекта для выключателей, работающих на поляризованном свете, используется катафот, поставляемый изготовителем. Максимальная дистанция переключения определяется в данном случае как расстояние между выключателем и катафотом.

 
3.Двухблочный:  Источник излучения и приемник расположены в отдельных корпусах. Любой предмет, прерывающий прямой световой луч от источника к приемнику, вызывает изменение электрического сигнала на выходе приемника. Расстояние воздействия таких выклю-чателей не зависит от материала управляющего объекта. Максимальная дистанция переключения определяется как расстояние между источником излучения и приемником и составляет 16м. Кроме того, выключатели этого типа имеют импульсный синхронизатор, позволяющий работать при очень сильном внешнем освещении 
 

 
ОПТИЧЕСКИЕ ДАТЧИКИ БАРЬЕРНОГО ТИПА (Thru type)

VT-4000 V2T-2000  
YT-1180N 
CTD-1500N 
ZT-1200N  
ST-400N 
JT-H1000NR 
KT-700N 

 
       В датчиках с таким принципом  работы передатчик и приёмник разделены  по разным корпусам, что позволяет  устанавливать их друг против друга  на рабочем расстоянии. 
Принцип работы основан на том, что передатчик постоянно посылает световой луч, который принимает приёмник. Если световой луч излучателя прерывается вследствии перекрытия стронним объектом, приёмник немедленно реагирует, меняя состояние выхода. 
       Достоинства: 
- Большая дальность действия (несклько десятков метров). 
- Надёжное обнаружение объектов в пыльных и влажных помещениях. 
- Обнаружение небольших объектов. 
- Обнаружение объектов с высокой отражательной способностью. 
- Обект может не отражать и иметь любой цвет. 
       Недостатки: 
- Трудности при установке, из-за наличия двух компонентов.

РЕФЛЕКТОРНЫЕ  ОПТИЧЕСКИЕ ДАТЧИКИ (Retroreflective type)

VR-1000 V2R-800 
ZR-350N  
S2R-350N SR-150N 
YR-140N  
JR-H300N  
CRD-300N  
KR-250N

 
        Принцип работы датчиков такого типа основан на том, что световой луч отражается от рефлектора, а отражённый - детектируется датчиком.  
Применение лазерных диодов в фотоэлектрических датчиках с отражением луча от рефлектора позволяет добиться значительного расстояния срабатывания при одновременном сохранении высокого разрешения, а использование поляризационных фильтров - избежать сложных ситуаций при обнаружении ряда объектов. 
Эти датчики характеризуются очень низким гистерезисом. Даже незначительный свет, вернувшийся от отражателя и прошедший через прозрачный объект, надёжно детектируетсяю 
       Достоинства: 
- Лёгкая установка. 
- Детектирование прозрачных объектов. 
- Малые искажения при наклонах и изменения цвета объекта. 
       Недостатки: 
- Ненадёжное определение небольших объектов на больших расстояниях. 
- Проблемы обнаружения объектов из деполяризационных материалов ( плексиглас, ламинированная плёнка).

ДИФФУЗИОННЫЙ  СВЕТООТРАЖАЮЩИЙ ОПТИЧЕСКИЙ ДАТЧИК (Diffuse reflective type)

VD-300  
JD-H80N  
SD-20N  
ZD-70N  
KD-40N  
YD-15N  
ED-S30NL 

 
Чувствителтночть датчиков данного  типа изменяется с помощью потенциометра. Светлые объекты отражают больше света, чем тёмные, и, кроме того, светлый объект может быть обнаружен  на болшем расстоянии. Поэтому чтобы  достичь подобных результатов с  темным объектом, чувствительность датчика  увеличивают с помощью вращательного  потенциометра. 
Следует отметить, что для диффузионных датчиков определённую проблему составляет распознование тёмных объектов на светлом заднем фоне. 
Также существуют определённые проблемы с обнаружением зеркальных предметов сосложной геометрией поверхности и с влиянием внешних внешних источников освещения. 
       Достоинства: 
- Лёгкая установка (ненужно устанавливать датчик с противоположной стороны). 
- Надежное определение светлых объектов начерном фоне. 
       Недостатки: 
- Отсутствие подавления переднего и заднего фона. 
- Пролбемы с определением черных объектов на светлом фоне.

 

 

 

 

 

 

ОПТИЧЕСКИЙ ДАТЧИК ПОДАВЛЕНИЯ ФОНА 
BGS(Back Ground Suppression)/FGS(Fore Ground Suppression)

BGS-V2000N 
BGS-D30N 
BGS-D30N 
BGS-2S25N 
BGS-D10N 
FGS-D25N 
FGS-D10CN

 
 
 
 
 
 
 
Датчик подавления заднего  фона определяют объекты на заданном расстоянии в пределах области сканирования. Все объекты, расположенные за пределами указанной области, не влияют на результаты измерений. 
       Достоинства: 
- Лёгкая установка (ненужно устанавливать приёмник с противоположной стороны). 
- Необнаружение объектов на заднем фоне (за зоной чувствительности). 
- Детектирование очень маленьких объектов с высокой точностью. 
- Обнаружение темных объеков на светлом заднем фоне. 
- Меньшая зависимость от состояния объекта и фона поверхности 
       Недостатки: 
- Ограниченная рабочая дистанция. 
- Возможные проблемы с надежным обнаружением объекта в случае изменеия заднего фона. 
 
Подавление переднего фона реализовано путем специального расположения фотоприемника и излучателя сигнала. Чтобы гарантировать надежную работу этих датчиков, задний фон должен быть относительно саетлым по цвету и не иметь значительных флуктуаций по высоте. Датчики с подавлением переднего фона являются идеальным выбором для объектов с критичными поверхностями (прозрачные или зеркальные), а также когда между объектами, движущимися по конвейерной ленте, имеются очень небольшие промежутки. 
       Достоинства: 
- Возможность обнаружения объектов, незначительно выступающих по высоте на конвейерной ленте. 
- Обнаружение объектов с неровной и неоднородной поверхностью. 
       Недостатки: 
- Возможность появления проблем при неправильной настройке конвейера. 
- Ограниченная рабочая дистанция. 

ОПТИЧЕСКИЙ ДАТЧИК СМЕЩЕНИЯ (Displacement sensor)

                                                                                                    - CD22 Series 
                                                                                                        - CD4-30 разрешение 1мкм 
                                                                                                      - CD4-85 разрешение 3мкм  
- CD4-350 разрешение 40мкм  
- CD5-30 разрешение 0,2мкм  
- CD5-85 разрешение 1мкм 

 
 
 
 
 
 
Конструкция датчиков смещения разработана  для реализации двух задач, выполняемых  датчиками: максимальная точность измерений  и высокая скорость обработки  данных при измерениях в диапазоне  нескольких миллиметров. В конструкции  датчиков расстояния Optex-FA использован  триангуляционный метод измерения. Световой пучок направляется на поверхность  тестируемого объекта (источником света  может быть, например, лазерный диод). В корпусе датчика установлена  оптика приемника, которая принимает  отраженные лучи на светочувствительном  элементе. В зависимости от положения  отраженного луча и известной  геометрии определяется расстояние до тестируемого объекта. 
Различают три типа оптики приемника датчика смещения: PSD, CMOS и CCD. 
       Достоинства: 
- Высокое разрешение и точность при работе с любыми материалами (матовыми, блестящими, светлыми и темными поверхностями) 
- Высокая надежность измерений даже при сильной контрастности. 
- Портативность габаритных размеров датчиков 
- Высокая линейность 

 

 

 

ОПТОВОЛОКОННЫЙ ДАТЧИК (Fiber sensor)

- BRF-N/P (Standard type) 
- BRF-HN/H (High speed type) 
- BGF-N / P (Mark type) 
- BIF-WN / WP 
- NF series 
- D2RF-TN (Standard) 
- D2RF-TN (Mark sensor) 
- D2RF-TP (Analogue)

 
 
Электрическая часть фотоэлектрических  датчиков с оптоволоконным кабелем  находится в доступном и безопасном месте, а приёмник и передатчик вынесены непосредственно в зону детектирования. Они передают световой сигнал к усилителю  по оптоволоконному кабелю. Для этих датчиков характерны все методы детектирования (дифракционный, на основе пересечения  луча и т.д.). Фотодатчики с оптоволокном могут применятся при ударных  воздействиях, вибрации, высокой температуре  и сильных магнитных полях  в зоне измерения, а также в  условиях ограниченного пространства для установки датчика. 
       Достоинства: 
- Нечувствительность к вибрациям и ударам. 
- Лёгкая установка. 
- Шумозащищённость (оптический кабель защищён от электрических и магнитных шумов).  
- Гибкий волоконнооптический кабель.  
- Работа в экстремальных условиях. 
       Недостатки: 
- Нестойкость к некоторым жимическим веществам. 
- Возможность накопления статическогозаряда.

 

 

 

 

 

 

 

 

ЦИФРОВОЙ ОПТИЧЕСКИЙ ДАТЧИК (Digital color/mark sensor)

- DM-18TN

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
- RGB светодиоды выбираются автоматически  для получения оптимального качества  изображения. 
- Частота переключений 250 мксек (Mark mode) 
- Простая настройка, автоматический режим обучения.  
- 8 групп параметров настройки. 

 

"Сходящийся" (convergent type) ОПТИЧЕСКИЙ ДАТЧИК

VD-300 
JD-H(S)80N  
SD-20P 
ZD-70N 
KD-40P  
YD-15N  
CDD-11N 
ED-S30PL

 
- Лёгкая установка (ненужно устанавливать  приёмник с противоположной стороны). 
- Преимущества для обнаружения малых объектов. 
- Меньший эффект для цвета объекта / Большой эффект для глянца и наклона объекта

                 

 

                           "Расходящийся" (divergent type) ОПТИЧЕСКИЙ ДАТЧИК

                                                                                                          ZR-Q200N 
KD-L09N 
JD-H(S)03N 
YD-15N/P 
EL-S15NL

 
 
 
 
 
 
 
 

- Лёгкая установка (ненужно устанавливать  датчик с противоположной стороны). 
- Преимущества для обнаружения малых объектов. 
- Меньший эффект для цвета объекта / Большой эффект для глянца и наклона объекта       

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

СХЕМЫ ПОДКЛЮЧЕНИЯ  ОПТИЧЕСКИХ ДАТЧИКОВ

Выходной транзистор РNР-типа с открытым коллектором. Нагрузка подключается между  выходом и общим, минусовым, проводом. Выполняется функция замыкающего  контакта (в исходном состоянии нагрузка отключена). Выпускаются две модификации: кабельное соединение и разъемное  соединение.  
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Выходной транзистор РNР-типа с открытым коллектором. Нагрузка подключается между выходом и общим, минусовым, проводом. Выполняется функция размыкающего контакта (в исходном состоянии нагрузка подключена), Выпускаются две модификации: кабельное соединение и разъемное соединение  
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Выходной транзистор NРN-типа с открытым коллектором. Нагрузка подключается между  выходом и общим, плюсовым, проводом. Выполняется функция замыкающего  контакта (в исходном состоянии нагрузка отключена). Выпускаются две модификации: кабельное соединение и разъемное  соединение.  
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Выходной транзистор NРN-типа с открытым коллектором. Нагрузка подключается между выходом и общим, плюсовым, проводом. Выполняется функция размыкающего контакта (в исходном состоянии нагрузка подключена).