Optik yakınlık anahtarları

Optik yakınlık anahtarları (sensörler), günümüzde ekipmanın çeşitli nesneleri konumlandırmak, saymak ve basitçe algılamak için kullanıldığı birçok endüstride yaygın olarak kullanılmaktadır. Sensör devrelerinde kodlamanın kullanılması, ışık kaynaklarının bunlar üzerindeki dış etkilerinden kaçınmaya izin verir ve böylece yanlış alarmlara karşı koruma sağlar. Termal mahfazalardaki sensörler, düşük sıcaklıklarda çalışacak şekilde tasarlanmıştır.

Bu cihazlar, uzayın belirli bir alanında bir nesnenin varlığının veya yokluğunun kaydedilmesi nedeniyle, alıcı üzerine düşen ışık akısındaki bir değişikliğe yanıt veren elektronik devrelerdir. Kaynak tarafından yayılan ışığın kodlanması (uzaysal seçim ve modülasyon) verimliliği artırır ve yukarıda bahsedildiği gibi girişimin etkilerini ortadan kaldırır.

Yapısal olarak, sensör sistemi iki ana işlevsel blok içerir - radyasyon kaynağı ve alıcısı. Bunlar, belirli bir sensörün (anahtar) çalışma prensibine bağlı olarak iki ayrı mahfaza veya her iki blok için bir mahfaza olabilir.

Bir kaynak veya yayıcı aşağıdaki parçalardan oluşur: bir jeneratör, bir yayıcı, bir gösterge, bir optik sistem ve içinde bir bağlantı ile korunan bir devre bulunan bir mahfaza ve dışarıda - sabitleme için gerekli her şey. Jeneratörün görevi, verici için bir dizi sinyal darbesi üretmektir.

Vericinin kendisi bir LED'dir. LED'in emisyon modeli optik sistem tarafından oluşturulur. Gösterge, sensöre giden gücün varlığını veya yokluğunu gösterir. Muhafaza, harici mekanik etkilere karşı koruma sağlar ve sensörün uygulama yerine uygun şekilde monte edilmesini sağlar.

Alıcı da, alıcının yön modelini oluşturan ve seçim sağlayan bir optik sisteme sahiptir. Hizmet veren fotodedektör fototransistörradyasyonu algılayan ve onu elektrik sinyaline dönüştüren; histerezis ile güvenilir bir eğim sağlamak için bir eşik elemanına sahip bir amplifikatör devresi; yükü değiştirmek için bir elektronik anahtar ve nesnelerin çevreleyen arka plana karşı net bir şekilde kaydedilmesi için alıcının hassasiyetini ayarlamak için bir regülatör.

Burada iki gösterge vardır: ilki çıkışın durumunu gösterir, ikincisi alınan sinyalin kalitesini gösterir ve izlenen nesne için işlevsel rezervi belirlemenizi sağlar.

Bu durumda, fonksiyonel rezerv, alıcı tarafından yayıcıdan alınan ışık akısının, halihazırda çalışmaya neden olan minimum değerine oranını karakterize eder. İşlevsel rezerv, optiklerin kirlenmesi veya çevredeki rahatsız edici aerosol partiküllerinden kaynaklanan sinyal zayıflamasını telafi eder.

Örneğin:

• gösterge kırmızı renkte yanar, bu, izlenen nesnenin tetikleme bölgesinde mevcut olduğu anlamına gelir;
• sarı ışık — alınan ışık akısının yoğunluğu azalır;
• yeşil - alınan ışık akısının yoğunluğu minimumdur;
• kapalı — nesne sensörün çalışma alanında değil.

Çalışma prensibine göre, optik sensörler üç tiptir:

Bariyer (T Tipi)

Bariyer tipi optik anahtarlar doğrudan bir ışın üzerinde çalışır ve yayıcı (verici) tarafından yayılan radyasyon akısının yönlendirilmesi ve hassas bir şekilde alıcıya çarpması için birbirinin koaksiyel olarak zıt yerleştirilmesi gereken bir verici ve bir alıcı olmak üzere iki ayrı parça içerir.

Işın bir nesne tarafından kesildiğinde, anahtar tetiklenir. Bu tip sensörler, verici ile alıcı arasında onlarca metrelik bir mesafede çalışabilir, ayrıca iyi bir ses yalıtımına sahiptirler, tozdan, bir damla sıvıdan vb. korkmazlar.

Ancak dezavantajlar da var:

• bazen güç kablolarını uzun mesafelerde iki parçanın her birine ayrı ayrı döşemek gerekir;
• çok yansıtıcı nesneler yanlış alarmlara neden olabilir;
• şeffaf nesneler ışını yeterince zayıflatmayabilir, bu dikkate alınmalıdır.

Hassasiyet regülatörü, bu eksikliklerin kabul edilebilir bir şekilde ortadan kaldırılması için kullanılır. Ve tabii ki, algılanan nesnenin minimum boyutu ışının çapından daha az olmamalıdır.

Yaygın (Tip D)

Cisimden yansımalı sensörler, bir nesneden yansıyan bir ışını, aynasal bir yansıma kullanır. Alıcı ve verici tek bir mahfaza içindedir. Verici, akışı nesneye yönlendirir, ışın, nesnenin optik özelliklerine bağlı olarak yüzeyinden farklı yönlerde yansıtılır. Akışın bir kısmı, alıcı tarafından alındığı ve anahtarın çalıştırıldığı yere geri döner.

Burada, tesisin çalışma alanının arkasında, kontrol edilen nesnenin arkasında bulunan yansıtıcı nesnelerin yanlış alarmlara neden olabileceğini dikkate almak önemlidir. Bu tür parazitleri ortadan kaldırmak için arka plan bastırma işlevine sahip anahtarlar kullanılır.

Yansıma sensörünün tetikleneceği mesafeyi standart hale getirmek için beyaz bir kağıt (40 cm'ye kadar olan mesafeler için 10'a 10 cm veya 40 cm'nin üzerindeki algılama mesafeleri için 20'ye 20 cm) veya sıcak haddelenmiş bir çelik levha alın ve benzer koşullarda test edin … Genel olarak, farklı sektörlerde — farklı şekillerde.

Daha doğru normalleştirme için mesafe, farklı malzemelerin yansıtma özelliklerini yansıtan özel bir tabloya göre yeniden hesaplanır ve bu nedenle bir düzeltme faktörü eklenir. Örneğin, bir sensörün değeri 100 mm'dir, ancak örneğin paslanmaz çelik nesneleri izlemek istiyorsunuz.

Düzeltme faktörü 7,5 olacaktır, bu da güvenli çalıştırma mesafesinin 7,5 kat, yani 750 mm olacağı anlamına gelir. En küçük nesne boyutu, yansıtıcı özellikleri, kontrastı ve işlevsel rezervi ile belirlenir.

Refleks (tip R)

Burada reflektörün yansıttığı ışık kullanılır. Bir muhafaza içinde verici bulunan bir alıcı, reflektör üzerine düşen ışın yansıtılır, alıcıya çarpar ve tetiklenir. Nesne çalışma alanından ayrıldığında başka bir tetikleme gerçekleşir. Bu tip sensörler 10 metreye kadar mesafede çalışabilir ve yarı saydam nesneleri sabitlemek için kullanılır.