Якія чатыры тыпы фотаэлектрычных датчыкаў існуюць?

Вы калі-небудзь задумваліся, як фабрычныя робаты «бачаць» праязджаючыя міма прадукты, ці як аўтаматычныя дзверы ведаюць, што вы набліжаецеся? Хутчэй за ўсё, фотаэлектрычныя датчыкі, якія часта называюць «фотавачыма», — гэта невядомыя героі, якія дазваляюць гэтаму рэалізоўвацца. Гэтыя разумныя прылады выкарыстоўваюць прамяні святла для выяўлення аб'ектаў без фізічнага кантакту, складаючы аснову сучаснай аўтаматызацыі. Але ці ведалі вы, што існуе чатыры асноўныя тыпы, кожны са сваёй суперздольнасцю? Давайце разгледзім іх, каб вы маглі зразумець тэхналогіі, якія фарміруюць наш аўтаматызаваны свет.

Асноўны квартэт: чатыры спосабы, якімі святло ўспрымае ваш свет

Нягледзячы на тое, што існуюць спецыялізаваныя варыяцыі, эксперты галіны паслядоўна вылучаюць чатыры асноўныя тэхналогіі фотаэлектрычных датчыкаў. Выбар патрэбнай тэхналогіі ў значнай ступені залежыць ад канкрэтных патрэб вашага прымянення — адлегласці, тыпу аб'екта, навакольнага асяроддзя і неабходнай дакладнасці.

1. Прамянёвыя датчыкі: чэмпіёны далёкага дзеяння

• Як яны працуюць: Уявіце сабе маяк і назіральную апору. Гэтыя датчыкі маюцьасобныя адзінкіВыпраменьвальнік, які выпраменьвае прамень святла (часта інфрачырвоны або чырвоны святлодыёд), і прыёмнік, размешчаны непасрэдна насупраць яго. Выяўленне адбываецца, калі аб'ект фізічнаперапынкігэты прамень.
• Асноўныя перавагі: яны могуць пахваліцца найбольшай далёкасцю дзеяння (да 20 метраў і больш) і забяспечваюць найвышэйшую надзейнасць і стабільнасць. Паколькі прыёмнік непасрэдна бачыць святло выпраменьвальніка, на іх практычна не ўплываюць колер, форма або аздабленне паверхні аб'екта (бліскучая, матавая, празрыстая).
• Недахопы: Усталёўка патрабуе дакладнага выраўноўвання двух асобных прылад і праводкі для абодвух, што можа быць больш складаным і дарагім. Яны таксама ўразлівыя, калі на любой з лінзаў назапашваецца бруд.
• Дзе вы іх бачыце: Ідэальна падыходзяць для выяўлення на вялікіх дыстанцыях на канвеерах, аховы буйнога абсталявання, праверкі на наяўнасць абрываў правадоў або нітак і падліку прадметаў, якія праходзяць праз вароты. Тая бэлька бяспекі гаражных варот, якая не дазваляе ім зачыніцца на ваш аўтамабіль? Класічная бэлька перасячэння.

2. Рэтраадбівальныя (адбівальныя) датчыкі: альтэрнатыва аднаканальным датчыкам

• Як яны працуюць: тут перадатчык і прыёмнік размешчаны ўтой жа блокДатчык пасылае святло на спецыяльны адбівальнік (напрыклад, высакаякасны адбівальнік для ровара), усталяваны насупраць. Адбівальнік адбівае прамень святла непасрэдна назад да прыёмніка. Выяўленне адбываецца, калі нейкі аб'ект перарывае гэты адбіты прамень.
• Асноўныя перавагі: значна прасцейшая ўстаноўка і падключэнне, чым у прамянёвых лямпаў, бо гэта толькі адзін блок з аднаго боку (плюс пасіўны адбівальнік). Забяспечвае добрую далёкасць спрацоўвання, часта большую, чым у дыфузных тыпаў. Некаторыя спецыялізаваныя версіі выдатна падыходзяць для выяўлення празрыстых аб'ектаў (напрыклад, шкла або пластыкавых бутэлек) з выкарыстаннем палярызаваных святлофільтраў, каб ігнараваць рассеяныя адлюстраванні.
• Недахопы: Для надзейнай працы адбівальнік неабходна падтрымліваць у чысціні. На прадукцыйнасць могуць паўплываць моцна адбівальныя аб'екты на фоне, якія патэнцыйна адбіваюць святло назад. Далёкасць дзеяння звычайна меншая, чым у прамяня.
• Дзе вы іх бачыце: шырока выкарыстоўваюцца на ўпаковачных лініях, у апрацоўцы матэрыялаў, выяўленні транспартных сродкаў або людзей у кропках доступу і праверцы наяўнасці празрыстых кантэйнераў на вытворчых лініях.

3. Дыфузныя (блізкія) датчыкі: кампактныя рабочыя коні

• Як яны працуюць: Перадатчык і прыёмнік зноў знаходзяцца ўтой жа блокЗамест выкарыстання адбівальніка, датчык абапіраецца на сам аб'ект, які адбівае святло назад да прыёмніка. Датчык выяўляе аб'ект на аснове інтэнсіўнасці гэтага адбітага святла.
• Асноўныя перавагі: Найпрасцейшая ўстаноўка — трэба мацаваць і падключаць толькі адну прыладу. Кампактны памер робіць іх ідэальнымі для цесных прастор. Не патрабуецца адбівальнік на процілеглым баку.
• Недахопы: дыяпазон дзеяння меншы, чым у тыпаў з прамянёвым і святлоадбівальным прыцэламі. Прадукцыйнасць моцна залежыць ад колеру, памеру, тэкстуры і адбівальнай здольнасці аб'екта. Цёмны матавы аб'ект адлюстроўвае значна менш святла, чым яркі бліскучы, што робіць выяўленне менш надзейным на максімальнай намінальнай адлегласці. Аб'екты на фоне таксама могуць выклікаць ілжывыя спрацоўванні.
• Дзе вы іх бачыце: надзвычай часта сустракаюцца ў задачах выяўлення на блізкіх дыстанцыях: наяўнасць дэталяў на зборачных лініях, выяўленне вечкаў ад бутэлек, кантроль вышыні штабеляў і выяўленне ўзроўню ў кантэйнерах. Уявіце сабе гандлёвы аўтамат, які адчувае вашу руку паблізу зоны выдачы.

4. Датчыкі падаўлення фону (BGS): эксперты, якія сканцэнтраваны на гэтым

• Як яны працуюць: складаная эвалюцыя дыфузнага датчыка, таксама размешчанага ў адным блоку. Замест таго, каб проста вымяраць інтэнсіўнасць адлюстраванага святла, датчыкі BGS вызначаюць адлегласць да аб'екта з дапамогай прынцыпаў трыянгуляцыі або часу пралёту. Яны дакладна адкалібраваны для выяўлення толькі аб'ектаў у пэўным, загадзя зададзеным дыяпазоне адлегласцей, эфектыўна ігнаруючы ўсё, што знаходзіцца за ім (фон).
• Асноўныя моцныя бакі: Незалежнасць ад фонавых аб'ектаў — іх найбольшая перавага. Значна менш адчувальныя да колеру і адбівальнай здольнасці мэтавага аб'екта ў параўнанні са стандартнымі дыфузнымі датчыкамі. Забяспечваюць высоканадзейнае выяўленне аб'ектаў на дакладнай адлегласці.
• Недахопы: звычайна маюць меншы максімальны радыус дзеяння, чым стандартныя дыфузныя датчыкі. Звычайна даражэйшыя за базавыя дыфузныя тыпы.
• Дзе вы іх бачыце: Неабходныя для выяўлення аб'ектаў на складаных або бліскучых фонах, надзейнага выяўлення цёмных або чорных аб'ектаў (напрыклад, шын), праверкі ўзроўню напаўнення ў кантэйнерах незалежна ад колеру змесціва і забеспячэння дакладнага пазіцыянавання там, дзе перашкоды фону з'яўляюцца праблемай. Вырашальныя на аўтамабільных зборачных лініях і ўпакоўцы харчовых прадуктаў.

Па-за асновамі: задавальненне спецыялізаваных патрэб

Хоць асноўныя чатыры датчыкі выконваюць большую частку задач, інжынеры распрацавалі спецыялізаваныя датчыкі для вырашэння унікальных задач:

• Валаконна-аптычныя датчыкі: выкарыстоўвайце гнуткія валаконна-аптычныя кабелі, падлучаныя да цэнтральнага ўзмацняльніка. Ідэальна падыходзяць для вельмі цесных прастор, асяроддзяў з высокай тэмпературай або зон з высокім узроўнем электрычнага шуму.
• Датчыкі колеру і кантраснасці: выяўляюць пэўныя колеры або адрозненні ў кантраснасці (напрыклад, этыкеткі на ўпакоўцы), што жыццёва важна для кантролю якасці.
• Лазерныя датчыкі: забяспечваюць высокафакусаваны прамень для выяўлення вельмі дробных аб'ектаў або дасягнення дакладных вымярэнняў адлегласці.
• Датчыкі празрыстых аб'ектаў: спецыяльна настроеныя святлоадбівальныя тыпы, распрацаваныя спецыяльна для надзейнага выяўлення празрыстых матэрыялаў.

Чаму фотаэлектрычныя датчыкі дамінуюць у аўтаматызацыі

Гэтыя «арліныя вочы» прапануюць пераканаўчыя перавагі: вялікія адлегласці спрацоўвання, бескантактавая праца (прадухіленне пашкоджанняў), хуткі час рэагавання і даўгавечнасць у жорсткіх прамысловых умовах. Яны маюць фундаментальнае значэнне для шматлікіх задач у розных галінах прамысловасці:

• Вытворчасць і ўпакоўка: выяўленне дэталяў на канвеерах, падлік прадукцыі, праверка ўзроўню напаўнення, праверка наяўнасці этыкетак, кіраванне рабатызаванымі рукамі.
• Харчовыя прадукты і напоі: забеспячэнне належнай упакоўкі, выяўленне старонніх прадметаў, кантроль патоку на вытворчай лініі.
• Фармацэўтыка: праверка наяўнасці таблетак у блістарных упакоўках, дакладная праверка ўзроўню напаўнення флаконаў.
• Аўтамабільная прамысловасць: дакладнае пазіцыянаванне дэталяў для зборачных робатаў, праверка кампанентаў, светлавыя заслоны бяспекі.
• Лагістыка і апрацоўка матэрыялаў: кіраванне канвеернымі стужкамі, выяўленне паддонаў, аўтаматызацыя склада.
• Аўтаматызацыя будынкаў: аўтаматычныя дзверы, пазіцыянаванне ліфтаў, сістэмы бяспекі.

Будучыня светлая (і разумная)

Рынак фотаэлектрычных датчыкаў перажывае бум, і, паводле прагнозаў, да 2030 года ён дасягне 3,01 мільярда долараў, павялічваючыся на 6,6% штогод, або нават 4,37 мільярда долараў да 2033 года са сукупным гадавым тэмпам росту 9%. Гэты рост падсілкоўваецца няўмольным імкненнем да аўтаматызацыі, Прамысловасці 4.0 і разумных фабрык.

Наступная хваля прадугледжвае больш разумныя і больш падлучаныя датчыкі. Звярніце ўвагу на такія дасягненні, як падключэнне IO-Link для прасцейшай налады і абмену дадзенымі, інтэграцыя з платформамі Інтэрнэту рэчаў для прагнастычнага абслугоўвання і нават прымяненне нанаматэрыялаў для павышэння адчувальнасці і новых магчымасцей. Мы ўступаем у эру «Тэхналогіі сэнсараў 4.0», дзе гэтыя фундаментальныя датчыкі становяцца інтэлектуальнымі кропкамі перадачы дадзеных ва ўзаемазвязаных сістэмах.

Выбар правільнага «вока» для працы

Разуменне гэтых чатырох асноўных тыпаў — прамянёвага, рэтраадбівальнага, дыфузнага і падаўлення фону — з'яўляецца першым крокам да выкарыстання магчымасцей фотаэлектрычных датчыкаў. Улічвайце аб'ект, адлегласць, навакольнае асяроддзе і патэнцыйныя фонавыя перашкоды. У выпадку сумневаў кансультацыя з вытворцамі датчыкаў або спецыялістамі па аўтаматызацыі можа дапамагчы вызначыць аптымальную тэхналогію для вашага канкрэтнага прымянення, забяспечваючы бесперабойную і эфектыўную працу вашай аўтаматызацыі. Вывучыце варыянты; правільны датчык можа асвятліць шлях да павышэння прадукцыйнасці.