Optički prekidači blizine

Optički proximity prekidači (senzori) danas se široko koriste u mnogim industrijama gdje se oprema koristi za pozicioniranje, brojanje i jednostavno otkrivanje različitih objekata. Korištenje kodiranja u krugovima senzora omogućuje izbjegavanje vanjskog utjecaja izvora svjetlosti na njih i na taj način štiti od lažnih alarma. Senzori u toplinskim kućištima dizajnirani su za rad na niskim temperaturama.

Ovi uređaji su elektronički sklopovi koji reagiraju na promjenu svjetlosnog toka koji pada na prijemnik, zbog čega se bilježi prisutnost ili odsutnost objekta u određenom području prostora. Kodiranje svjetlosti koju emitira izvor (prostorna selekcija i modulacija) poboljšava učinkovitost i, kao što je gore spomenuto, negira učinke interferencije.

Strukturno, senzorski sustav uključuje dva glavna funkcionalna bloka — izvor zračenja i njegov prijemnik. To mogu biti dva odvojena kućišta ili jedno kućište za oba bloka, ovisno o principu rada pojedinog senzora (sklopke).

Izvor ili odašiljač sastoji se od sljedećih dijelova: generatora, odašiljača, indikatora, optičkog sustava i kućišta unutar kojeg se nalazi sklop zaštićen spojem, a izvana sve što je potrebno za pričvršćivanje. Zadatak generatora je generirati niz signalnih impulsa za predajnik.

Sam emiter je LED. Uzorak emisije LED-a formira optički sustav. Indikator pokazuje prisutnost ili odsutnost napajanja senzora. Kućište štiti od vanjskih mehaničkih utjecaja i služi za prikladnu ugradnju na mjestu primjene senzora.

Prijemnik pak također ima optički sustav koji oblikuje dijagram usmjerenja prijemnika i omogućuje selekciju. Fotodetektor koji služi fototranzistorkoji osjeća zračenje i pretvara ga u električni signal; krug pojačala s elementom praga za osiguravanje pouzdanog nagiba s histerezom; elektronički prekidač za prebacivanje opterećenja i regulator za podešavanje osjetljivosti prijemnika tako da se objekti jasno snimaju u odnosu na okolnu pozadinu.

Ovdje postoje dva indikatora: prvi pokazuje status izlaza, drugi pokazuje kvalitetu primljenog signala i omogućuje određivanje funkcionalne rezerve za nadzirani objekt.

U ovom slučaju, funkcionalna rezerva karakterizira omjer svjetlosnog toka koji prima prijemnik od odašiljača do njegove minimalne vrijednosti, što već uzrokuje rad. Funkcionalna rezerva kompenzira slabljenje signala zbog onečišćenja optike ili ometajućih čestica aerosola u okolini.

Na primjer:

• indikator svijetli crveno, što znači da je praćeni objekt prisutan u zoni okidača;
• žuto svjetlo — smanjuje se intenzitet primljenog svjetlosnog toka;
• zelena — intenzitet primljenog svjetlosnog toka je minimalan;
• isključeno — objekt nije u radnom području senzora.

Prema principu rada, optički senzori su tri vrste:

Barijera (Tip T)

Optički prekidači barijernog tipa rade na izravnom snopu i sastoje se od dva odvojena dijela, odašiljača i prijamnika, koji moraju biti smješteni koaksijalno jedan nasuprot drugoga kako bi tok zračenja emitiran od strane emitera (odašiljača) bio usmjeren i precizno pogodio prijemnik.

Kada se snop prekine predmetom, aktivira se prekidač. Senzori ove vrste mogu raditi na udaljenosti od nekoliko desetaka metara između odašiljača i prijemnika, osim toga, imaju dobru zvučnu izolaciju, ne boje se prašine, niti kapi tekućine itd.

Ali postoje i nedostaci:

• ponekad je potrebno postaviti žice za napajanje odvojeno na svaki od dva dijela na velikim udaljenostima;
• jako reflektirajući objekti mogu izazvati lažne alarme;
• prozirni predmeti možda neće dovoljno oslabiti zraku, to treba uzeti u obzir.

Za prihvatljivo otklanjanje ovih nedostataka koristi se regulator osjetljivosti. I, naravno, minimalna veličina otkrivenog objekta ne smije biti manja od promjera grede.

Difuzno (tip D)

Difuzni senzori koriste zraku reflektiranu od objekta, spekularnu refleksiju. Prijemnik i odašiljač su u jednom kućištu. Odašiljač usmjerava tok na objekt, snop se odbija od njegove površine u različitim smjerovima, ovisno o optičkim karakteristikama objekta. Dio toka se vraća natrag gdje ga preuzima prijamnik i prekidač se aktivira.

Ovdje je važno uzeti u obzir da lažne alarme mogu izazvati reflektirajući objekti koji se nalaze iza radnog područja instalacije, iza kontroliranog objekta. Za uklanjanje takvih smetnji koriste se sklopke s funkcijom potiskivanja pozadine.

Kako biste standardizirali udaljenost na kojoj će se aktivirati difuzni senzor, uzmite bijeli list papira (10 x 10 cm za udaljenosti do 40 cm ili 20 x 20 cm za udaljenosti detekcije veće od 40 cm) ili vruće valjanu čeličnu ploču i testirajte ga u sličnim uvjetima ... Općenito, u različitim industrijama — na različite načine.

Za točniju normalizaciju, udaljenost se ponovno izračunava prema posebnoj tablici koja odražava reflektirajuća svojstva različitih materijala, pa se stoga dodaje faktor korekcije. Na primjer, senzor ima vrijednost od 100 mm, ali vi želite pratiti, recimo, objekte od nehrđajućeg čelika.

Faktor korekcije bit će 7,5, što znači da će sigurnosna udaljenost aktiviranja biti 7,5 puta veća, odnosno 750 mm. Najmanja veličina objekta određena je njegovim reflektivnim svojstvima, kontrastom i funkcionalnom rezervom.

Refleks (tip R)

Ovdje se koristi svjetlost koju odbija reflektor. Prijemnik s emiterom u jednom kućištu, zraka koja pada na reflektor se odbija, udara u prijemnik i aktivira se. Kada objekt napusti radno područje, javlja se još jedan okidač. Senzori ove vrste mogu raditi na udaljenosti do 10 metara i koriste se za fiksiranje prozirnih objekata.