Фотоэлектрические датчики

Добавил:

Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.

Вуз:

Предмет:

Файл:

Скачиваний:

220

Добавлен:

Размер:

5.56 Mб

Скачать

Использование различных фотоэффектов

Во время своей работы фотоэлектрические датчики используют три возможных фотоэффекта, которые зависят от того, как изменяются свойства предмета при наличии изменений в уровне освещения.

1. Эффекты бывают внешними, когда под воздействием получаемой световой энергии электроны вылетают из катода лампы.
2. Внутренние эффекты отличаются тем, что сопротивление полупроводника зависит от уровня освещенности.
3. Вентильный эффект появляется, когда возникает движущая сила, которая зависит от освещения.

Строение

излучатель оптического датчика

Излучатель датчика состоит из:

• Корпус
• Излучатель
• Подстроечный элемент
• Генератор
• Индикатор

приёмник оптического датчика

Приёмник датчика состоит из:

• Корпус
• Фотодиод
• Подстроечный элемент
• Электронный ключ
• Триггер
• Демодулятор
• Индикатор

Фотодатчики Autonics BL

Фотодатчики этой серии позиционируются компанией, как обладающие превосходными характеристиками по чувствительности и имеющие компактные размеры (рисунок 3).

Рис. 3. Датчик Autonics BL

Фотодатчики из серии Autonics BL (таблица 2) предназначены для контроля уровня жидкости. Они позволяют определять наличие или отсутствие жидкости в прозрачной трубе, диаметр которой может быть 6…13 мм, заявляемая производителем толщина стенки может составлять 1 мм. С помощью кнопочного переключателя выбирается один из двух режимов работы (срабатывание на свет или на затемнение), а светодиодные индикаторы (зеленый и красный) обеспечивают удобный контроль текущего рабочего состояния. Зеленый показывает выбранный режим работы. Когда он горит – выбран режим срабатывания на свет, когда не горит – на затемнение. Красный СИД отмечает срабатывание датчика.

Таблица 2. Основные характеристики фотоэлектрических датчиков BL

Рис. 4. Схема подключения датчиков BL

Датчики Autonics BL включают передатчик и приемник в одном корпусе, закрепляемые на трубе диаметром 6…13 мм и предназначенные для контроля наличия в ней жидкости. При отсутствии жидкости в трубе луч передатчика попадает в окно приемника, а при появлении в трубе жидкости он отклоняется за счет эффекта преломления на границе с жидкостью и поэтому на приемник не попадает (рисунок 4).

Датчики BL прочно крепятся к трубе двумя пластиковыми застежками и могут быть дополнительно защищены отдельно поставляемым бандажом, но он выпускается только под трубу диаметром 1/2 дюйма (12,7 мм) (рисунок 5). Компактные размеры (23х14х13 мм) приборов из серии BL позволяют экономить монтажное пространство.

Датчики серии BL могут питаться от источников напряжением 12…24 В с нестабильностью до 10%. Предусмотрена защита от ошибочного подключения полярности источников питания, а также от короткого замыкания в нагрузке.

Для подключения датчиков используется трехпроводный кабель со стандартной расцветкой: коричневый провод присоединяется к плюсу источника питания, а синий – к общему проводу. Нагрузка подключается между выходом датчика (черный провод) и общим проводом схемы для датчика с выходным транзистором типа PNP либо между плюсом источника питания для транзистора типа NPN.

Датчики Autonics BL могут работать в диапазоне температур 10…55°С при влажности 35…85%. Допустима внешняя засветка от солнца или ламп накаливания световым потоком не более 3000 лк.

Рис. 5. Принцип действия датчиков BL

Схема подключения

На выходе оптического датчика стоит транзистор PNP- или NPN-типа с открытым коллектором. Нагрузка подключается между выходом и, в зависимости от типа транзистора, общим минусовым или плюсовым проводом. Если в исходном состоянии нагрузка подключена, то выполняется функция размыкающего контакта и наоборот.

Типы устройства и принцип действия

По типу устройства оптические датчики делятся на моноблочные и двухблочные. В моноблочных излучатель и приёмник находятся в одном корпусе. У двухблочных датчиков источник излучения и приёмник оптического сигнала расположены в отдельных корпусах.

По принципу работы выделяют три группы оптических датчиков:

тип T — датчики барьерного типа (приём луча от отдельно стоящего излучателя)

тип R — датчики рефлекторного типа (приём луча, отражённого катафотом)

тип D — датчики диффузионного типа (приём луча, рассеянно отражённого объектом)

У датчиков барьерного типа излучатель и приёмник находятся в отдельных корпусах, которые устанавливаются друг напротив друга на одной оси. Дальность разнесения корпусов может достигать 100 метров. Предмет, попавший в активную зону оптического датчика, прерывает прохождение луча. Изменение фиксируется приёмником, появившийся сигнал после обработки подаётся на управляемое устройство.

Датчики рефлекторного типа содержат в одном корпусе и передатчик оптического сигнала, и его приёмник. Для отражения луча используется рефлектор (катафот). Датчики такого типа активно используются на конвейере для подсчёта количества продукции. Для обнаружения объектов с зеркальной, отражающей металлической поверхностью в датчиках рефлекторного типа используют поляризационный фильтр. Дальность действия датчиков рефлекторного типа может достигать 8 метров.

В датчиках диффузионного отражения источник оптического сигнала и его приёмник находятся в одном корпусе. Приёмник учитывает интенсивность луча, отражённого контролируемым объектом. Для точности срабатывания в датчиках данного типа может включаться функция подавления фона. Дальность действия зависит от отражательных свойств объекта, может быть определена с помощью поправочного коэффициента, и при использовании стандартной мишени может достигать 2 метров.

Оптические датчики имеют индикатор рабочего состояния и, как правило, регулятор чувствительности, который даёт возможность настроить срабатывание на объект, находящийся на неблагоприятном фоне.

Источником излучения в современных оптических датчиках являются светодиоды.

Сфера применения

Оптические датчики как составная часть автоматизированных систем управления широко применяются для определения наличия и количества предметов, присутствия на их поверхности наклеек, надписей, этикеток или меток, позиционирования и сортировки предметов. С помощью оптических датчиков можно контролировать расстояние, габариты, уровень, цвет и степень прозрачности. Их устанавливают в системы автоматического управления освещением, приборы дистанционного управления, используют в охранных системах.

Заключение

Фотоэлектрические датчики сегодня повсеместно используются в промышленности, в автомобильном, железнодорожном и авиационном транспорте, на аэропортах, вокзалах, транспортных терминалах, в космических кораблях и межпланетных станциях. Их можно найти практически в любом шлагбауме контрольно-пропускных пунктов, а также дома и в офисе, например, в компьютерной мышке. Фотоэлектрические датчики Autonics, включая модели серий BTF и BL, предназначены, в первую очередь, для использования в составе систем промышленной автоматизации.

В целом, оценивая фотодатчики, следует отметить их универсальность, отсутствие обратного воздействия на контролируемый объект. Однако следует учитывать их чувствительность к вибрациям и ударам, помнить о затруднениях в работе в условиях запыленной, загазованной и влажной среды, а также о восприимчивости к помехам от осветительных приборов.

Современные фотоэлектрические датчики общего назначения, разработанные с применением новейших технологий, широко применяются в различных областях промышленности благодаря их высокой эффективности, функциональной гибкости, надежности и доступной цене, а фотодатчики Autonics считаются одним из лучших предложений на рынке в этой области.

Новинка от Autonics: ультракомпактные фотоэлектрические датчики серии BTS

Компания Autonics, ведущий корейский разработчик, производитель и поставщик датчиков и контроллеров, представляет новую линейку ультракомпактных, тонких фотоэлектрических датчиков серии BTS.

Компактные фотоэлектрические датчики BTS со встроенным усилителем отлично подходят для использования в ограниченном пространстве. Имея ширину всего 7,2 мм, такие датчики являются идеальными для установки в ограниченных пространствах. Они способны легко обнаруживать миниатюрные объекты размером до 0,15 мм в диаметре (конвергентный отражательный тип), например, металлические проводники и полупроводниковые кристаллы. Благодаря степени защиты IP67 и крепежу из нержавеющей стали приборы подходят для разнообразных условий эксплуатации и способны длительно и надежно работать в различных средах. Датчики серии BTS сочетают в себе компактные размеры и превосходные рабочие характеристики.

Основные характеристики

• Ультратонкие (ширина всего 7,2 мм):
  • 7,2×18,6×9,5 мм (на пересечении луча);
  • 7,2×24,6×10,8 мм (отражение от рефлектора, конвергентный отражательный тип).
• Типы срабатывания и минимальный размер определяемого объекта:
  • на пересечении луча (BTS1M): ∅2 мм;
  • отражение от рефлектора (BTS200): ∅2 мм (на расстоянии 100 мм);
  • конвергентный отражательный тип (BTS15/BTS30): ∅0,15 мм (на расстоянии 10 мм).
• Расстояние, измеряемое датчиком, может изменяться в зависимости от факторов окружающей среды
• Наличие индикатора стабильности (зеленый светодиод) и индикатора срабатывания (красный светодиод)
• Крепление из нержавеющей стали (SUS304)
• Защита от переполюсовки и короткого замыкания выходной цепи
• Степень защиты: IP67 (стандарт IEC)

Датчики применяются, например, в составе оборудования для лазерной маркировки, обнаружения дисков фрикционных муфт.

О компании Autonics

Компания Autonics Corporation (Южная Корея), основанная в 1977 году, на сегодняшний день является маркой мирового класса по производству разнообразных контроллеров, датчиков и приводных систем для промышленной автоматизации. Autonics — многолетний лауреат Министерства энергетики, промышленности и торговли Южной Кореи. Благодаря высокому качеству поставляемой продукции Autonics, в России с 2004 года не было ни одного гарантийного случая. Более чем 30-летний опыт в производстве компонентов …читать далее

Поделитесь в соц.сетях:

Оцените статью: (Пока оценок нет) Загрузка...

Читайте также:

Электросчетчик ЦЭ6803В: познаем вместе... Правила опломбирования электрического сч... Щит распределительный (ЩР, ЩС, ПР)... Как пользоваться мультиметром?...