Cảm biến vị trí quang điện - nguyên lý hoạt động và ứng dụng

Cảm biến — trong các hệ thống điều khiển tự động — là các phần tử hoặc thiết bị nhạy cảm nhận biết giá trị của tham số quan sát được của đối tượng và đưa tín hiệu đến thiết bị để so sánh giá trị này với một giá trị nhất định, cho đến khi tạo ra tín hiệu khác biệt hoặc sai lệch. thông qua các thiết bị khác, ảnh hưởng đến đối tượng được quản lý.

Lĩnh vực ứng dụng của cảm biến vị trí quang điện bao gồm một phổ công nghiệp rộng. Các cảm biến loại này giúp giải quyết các vấn đề liên quan đến kiểm soát các quy trình sản xuất công nghệ, nơi cần phát hiện, định vị hoặc đơn giản là đếm các đối tượng nhất định.

Do tính linh hoạt của chúng, cảm biến quang điện ngày nay được sử dụng rộng rãi nhất ở những nơi cần tự động hóa công nghiệp. Chúng được phân biệt bởi khả năng thực hiện các phép đo không tiếp xúc và đếm các đối tượng và hiển thị thông tin liên quan dưới dạng tín hiệu kỹ thuật số dễ nhận biết và xử lý. bất kỳ bộ điều khiển hiện đại nào.

Đầu ra kỹ thuật số thường chứa bóng bán dẫn PNP hoặc NPN hoặc đơn giản là rơle. Việc cung cấp điện được thực hiện với điện áp không đổi (hoặc điện lưới) 10 vôn trong phạm vi 240 vôn.

Nguyên tắc gián đoạn chùm tia

Hai trường hợp, máy phát và máy thu, tạo thành một thiết bị. Chúng được cài đặt ở các phía đối diện của nơi mà đối tượng dự kiến ​​​​sẽ đi qua. Máy thu được cố định tĩnh vào bộ phát sao cho chùm tia không phản xạ từ bộ phát luôn chạm vào máy dò của máy thu.

Phạm vi làm việc (kích thước của đối tượng cố định) thực tế là không giới hạn và các đối tượng được xác định có thể vừa trong suốt vừa mờ đục.

Nếu đối tượng mờ đục, chùm tia chỉ chồng lên nhau và bị chặn bởi đối tượng. Nếu vật thể trong suốt, chùm tia bị lệch hoặc khuếch tán để người nhận không nhìn thấy nó cho đến khi vật thể rời khỏi vị trí phát hiện. Điều này đảm bảo độ tin cậy và độ chính xác cao của cảm biến quang điện dựa trên nguyên tắc ngắt chùm tia. Các cảm biến này có thể hoạt động ở khoảng cách giữa bộ phát và bộ thu từ vài cm đến hàng chục mét.

Nguyên lý phản xạ chùm tia từ gương phản xạ

Cảm biến bao gồm hai phần - bộ phát và bộ phản xạ. Bộ thu và bộ phát được đặt trong cùng một vỏ, được cố định cố định ở một bên của vị trí được điều tra và ở phía bên kia, một bộ phản xạ (bộ phản xạ) được gắn. Các gương phản xạ khác nhau cho phép sử dụng loại cảm biến này ở các khoảng cách khác nhau và đôi khi có thể điều chỉnh độ nhạy của máy thu.

Những cảm biến này cũng phù hợp để phát hiện kính và các bề mặt có độ phản chiếu cao khác.Như trong trường hợp cảm biến gián đoạn chùm tia, cảm biến dựa trên gương phản xạ cho phép bạn đo kích thước tổng thể của vật thể hoặc chỉ cần đọc chúng.

Như trường hợp ở đây là một, nhìn chung thiết bị cần ít không gian lắp đặt hơn, đôi khi đây là một lợi thế quan trọng, đặc biệt đối với các hệ thống tự động hóa yêu cầu sự nhỏ gọn. Những cảm biến này có thể hoạt động ở khoảng cách từ cơ thể đến vật phản xạ từ vài cm đến vài mét.

Nguyên tắc phản xạ của một tia từ một vật thể

Toàn bộ thiết bị là một vỏ duy nhất chứa bộ phát và bộ thu có khả năng phản hồi ngay cả với chùm tia đi lạc phản xạ từ một vật thể. Các mẫu cảm biến loại này hầu hết đều rẻ, chiếm ít không gian lắp đặt nhất và không cần gương phản xạ.

Chỉ cần cố định tĩnh cảm biến không xa khu vực được điều tra và điều chỉnh độ nhạy của nó theo loại bề mặt của đối tượng được phát hiện là đủ. Các cảm biến loại này phù hợp để làm việc ở khoảng cách ngắn tới các đối tượng cần kiểm tra, ví dụ như vài chục cm, với các sản phẩm di chuyển trên băng chuyền.