Optikai közelítéskapcsolók

Az optikai közelségkapcsolókat (érzékelőket) manapság széles körben alkalmazzák számos iparágban, ahol a berendezéseket különböző objektumok pozicionálására, számlálására és egyszerű észlelésére használják. A kódolás alkalmazása az érzékelők áramköreiben lehetővé teszi a fényforrások külső hatásának elkerülését, és így védelmet nyújt a téves riasztások ellen. A termikus házakban lévő érzékelőket alacsony hőmérsékleten történő működésre tervezték.

Ezek az eszközök olyan elektronikus áramkörök, amelyek reagálnak a vevőre eső fényáram változására, aminek következtében egy tárgy jelenlétét vagy hiányát rögzítik a tér egy bizonyos területén. A forrás által kibocsátott fény kódolása (térbeli kiválasztás és moduláció) javítja a hatékonyságot, és mint fentebb említettük, kiküszöböli az interferencia hatásait.

Szerkezetileg az érzékelőrendszer két fő funkcionális blokkot tartalmaz - a sugárforrást és a vevőt. Ez lehet két külön ház, vagy egy ház mindkét blokkhoz, az adott érzékelő (kapcsoló) működési elvétől függően.

A forrás vagy emitter a következő részekből áll: generátor, emitter, indikátor, optikai rendszer és ház, amelyen belül egy csatlakozással védett áramkör található, kívül pedig minden, ami a rögzítéshez szükséges. A generátor feladata jelimpulzusok sorozatának generálása az adó számára.

Maga az emitter egy LED. A LED emissziós mintáját az optikai rendszer alakítja ki. A jelző mutatja az érzékelő áramellátásának meglétét vagy hiányát. A ház védelmet nyújt a külső mechanikai hatásokkal szemben, és kényelmes felszerelést biztosít az érzékelő alkalmazási helyén.

A vevőnek viszont van egy optikai rendszere is, amely a vevő iránymintáját alkotja és kiválasztást biztosít. A kiszolgáló fotodetektor fototranzisztoramely érzékeli a sugárzást és elektromos jellé alakítja át; egy erősítő áramkör egy küszöbelemmel, amely megbízható lejtőt biztosít hiszterézissel; egy elektronikus kapcsoló a terhelés átkapcsolásához és egy szabályozó a vevő érzékenységének beállításához, hogy a tárgyak egyértelműen rögzítve legyenek a környező háttér előtt.

Itt két jelző található: az első a kimenet állapotát, a második a vett jel minőségét mutatja, és lehetővé teszi a megfigyelt objektum funkcionális tartalékának meghatározását.

Ebben az esetben a funkcionális tartalék a vevő által az emittertől kapott fényáram és annak minimális értékének arányát jellemzi, amely már a működést okozza. A funkcionális tartalék kompenzálja az optika szennyeződése vagy a környezetben lévő zavaró aeroszol részecskék miatti jelgyengülést.

Például:

• a jelzőfény pirosan világít, ami azt jelenti, hogy a követett objektum a trigger zónában van;
• sárga fény — a kapott fényáram intenzitása csökken;
• zöld — a kapott fényáram intenzitása minimális;
• ki – a tárgy nincs az érzékelő munkaterületén.

A működési elv szerint az optikai érzékelők három típusból állnak:

Gát (T típus)

A sorompó típusú optikai kapcsolók közvetlen sugáron működnek, és két különálló részt, egy adót és egy vevőt tartalmaznak, amelyeket koaxiálisan egymással szemben kell elhelyezni, hogy az adó (adó) által kibocsátott sugárzási fluxus irányított legyen, és pontosan érje a vevőt.

Ha egy tárgy megszakítja a sugarat, a kapcsoló működésbe lép. Az ilyen típusú érzékelők az adó és a vevő között több tíz méter távolságban is működhetnek, ráadásul jó zajszigeteléssel rendelkeznek, nem félnek a portól, egy csepp folyadéktól sem stb.

De vannak hátrányai is:

• néha szükség van a tápvezetékek külön-külön történő elhelyezésére a két részhez nagy távolságra;
• erősen tükröződő tárgyak téves riasztást okozhatnak;
• az átlátszó tárgyak esetleg nem gyengítik eléggé a sugarat, ezt figyelembe kell venni.

Az érzékenységszabályozót ezen hiányosságok elfogadható kiküszöbölésére használják. És természetesen az észlelt tárgy minimális mérete nem lehet kisebb, mint a sugár átmérője.

Diffúz (D típus)

A diffúz érzékelők tárgyról visszaverődő sugarat, tükörreflexiót használnak. A vevő és az adó egy házban van. Az emitter az áramlást a tárgyra irányítja, a sugár a tárgy optikai jellemzőitől függően különböző irányokba verődik vissza a felületéről. Az áramlás egy része visszamegy, ahol a vevő felveszi és a kapcsolót működteti.

Itt fontos figyelembe venni, hogy téves riasztásokat okozhatnak a berendezés munkaterülete mögött, a vezérelt tárgy mögött elhelyezkedő tükröződő tárgyak. Az ilyen interferencia kiküszöbölésére háttér-elnyomás funkcióval rendelkező kapcsolókat használnak.

A diffúz érzékelő működési távolságának szabványosításához vegyen egy fehér papírlapot (10 × 10 cm-es 40 cm-es távolságok, vagy 20 × 20 cm-es 40 cm-nél nagyobb érzékelési távolságok esetén) vagy egy melegen hengerelt acéllemezt és tesztelje hasonló körülmények között… Általában, különböző iparágakban – eltérő módon.

A pontosabb normalizálás érdekében a távolságot egy speciális táblázat szerint újraszámolják, amely tükrözi a különböző anyagok fényvisszaverő tulajdonságait, és ezért korrekciós tényezőt adnak hozzá. Például egy érzékelő értéke 100 mm, de te mondjuk rozsdamentes tárgyakat akarsz figyelni.

A korrekciós tényező 7,5 lesz, ami azt jelenti, hogy a biztonságos működtetési távolság 7,5-szer nagyobb, azaz 750 mm. A legkisebb tárgyméretet tükröző tulajdonságai, kontrasztja és funkcionális tartalékai határozzák meg.

Reflex (R típusú)

Itt a reflektor által visszavert fényt használják fel. Egy házban egy emitterrel ellátott vevő, a reflektorra eső sugár visszaverődik, nekiütközik a vevőnek és kiold. Amikor az objektum elhagyja a munkaterületet, újabb trigger lép fel. Az ilyen típusú érzékelők akár 10 méteres távolságban is működhetnek, és áttetsző tárgyak rögzítésére szolgálnak.