Cảm biến quang siêu nhỏ- nguyên lý-lựa chọn-ứng dụng
Minh Quang Electric tư vấn lựa chọn thiết bị và bán các sản phẩm cảm biến quang siêu nhỏ của Omron như EE-SX.., và Panasonic PM-25, PM-45, PM-65. Sau đây là nguyên lý hoạt động, lựa chọn và ứng dụng của cảm biến quang siêu nhỏ
Cảm biến quang siêu nhỏ
Những cảm biến quang siêu nhỏ này cung cấp một phương pháp nhỏ gọn, chi phí thấp để phát hiện phôi. Có nhiều kiểu máy, bao gồm Cảm biến dạng khe (xuyên tia) cho ánh sáng không điều chế hoặc điều chế, Cảm biến phản xạ và Cảm biến có bộ phát và bộ thu riêng biệt.
Cảm biến quang siêu nhỏ là gì?
Cảm biến quang siêu nhỏ là một cảm biến quang điện tử nhỏ có bộ khuếch đại được tích hợp bên trong, được sử dụng chủ yếu như một bộ phận để chế tạo thiết bị.
Giống như bất kỳ cảm biến quang điện thông thường nào có bộ khuếch đại tích hợp, nó được sử dụng, ví dụ, trong các ứng dụng để phát hiện vật thể đi qua hoặc trong các ứng dụng định vị. Đối tượng cảm nhận thường là một miếng kim loại được gọi là “con chó”. Khi con chó đi vào vùng cảm biến, nó sẽ được Cảm biến quang học phát hiện về mặt quang học và phát ra tín hiệu.
Đặc trưng
Cảm biến siêu nhỏ có những ưu điểm sau so với cảm biến quang điện thông thường có bộ khuếch đại tích hợp
1. Nhiều hình dạng khác nhau trong một dòng mô hình
Ví dụ: Dòng EE-SX67 có các mẫu với tám cấu hình khe cắm khác nhau, cho phép khách hàng chọn cấu hình tốt nhất cho vị trí lắp đặt.
2. Giá thấp
Xếp hạng và hiệu suất được giới hạn ở mức cần thiết để tích hợp vào thiết bị và mức độ bảo vệ IP cần thiết sẽ dễ dàng đạt được hơn, khiến mức giá trở nên rất hợp lý.
3. Có thể giảm kích thước với khoảng cách cảm biến cần thiết để tích hợp vào thiết bị
Khoảng cách cảm biến tiêu chuẩn (chiều rộng khe) được thiết kế riêng để sử dụng để tích hợp vào thiết bị. Ví dụ: Cảm biến loại khe có khoảng cách phát hiện 3,6 mm hoặc 5 mm. Cảm biến phản xạ khuếch tán và phản xạ giới hạn có khoảng cách phát hiện dưới 5 mm, còn Cảm biến phản xạ gương và phản xạ xuyên tia nhỏ hơn 1 m.
4. Chế độ chiếu sáng đèn báo
Đèn báo trên nhiều Cảm biến quang sẽ sáng khi có ánh sáng tới. Một số Cảm biến quang có các kiểu máy cụ thể mà đèn báo sẽ sáng khi ánh sáng bị gián đoạn. Ví dụ: khi chiếu sáng chỉ báo cho các ứng dụng điều chỉnh vị trí của Cảm biến loại khe, có thể thuận tiện hơn khi sử dụng kiểu đèn chiếu sáng chỉ báo khi ánh sáng bị gián đoạn. Mặt khác, khi sử dụng đèn báo để kiểm tra trạng thái nguồn điện, có thể thuận tiện hơn khi sử dụng mẫu có đèn báo khi có sự cố.
5. Thông số kỹ thuật khác: Mức độ bảo vệ và dòng điện đầu ra
Không cần phải có cấu trúc chống thấm nước vì giả định rằng Cảm biến quang sẽ được tích hợp vào thiết bị khác và định mức dòng điện đầu ra có thể được giữ ở mức thấp. Ngoài ra, hầu hết các kiểu máy có thể hoạt động với nguồn điện 5-VDC..
Nguyên tắc hoạt động
1. Tính chất của ánh sáng
Khi ánh sáng truyền qua không khí hoặc nước, nó luôn truyền theo đường thẳng. Khe ở bên ngoài Cảm biến chùm tia xuyên qua được sử dụng để phát hiện các vật thể nhỏ là một ví dụ về cách áp dụng nguyên tắc này vào sử dụng thực tế.
Khúc xạ
Khúc xạ là hiện tượng ánh sáng bị lệch khi truyền xiên qua mặt phân cách giữa hai môi trường có chiết suất khác nhau.
Phản xạ (Phản xạ đều, Phản xạ ngược và Phản xạ khuếch tán)
Một bề mặt phẳng, chẳng hạn như kính hoặc gương, phản chiếu ánh sáng một góc bằng góc tới của ánh sáng. Loại phản xạ này được gọi là phản xạ đều. Vật phản xạ ngược (còn gọi là khối lập phương góc) tận dụng nguyên lý này bằng cách sắp xếp ba bề mặt phẳng vuông góc với nhau. “Retro” có nghĩa là “trở về cội nguồn”. Ánh sáng phản chiếu từ tấm phản xạ sẽ quay trở lại bộ phát, do đó có thuật ngữ “phản xạ”.
Các bề mặt mờ, chẳng hạn như giấy trắng, phản chiếu ánh sáng theo mọi hướng. Sự tán xạ ánh sáng này được gọi là phản xạ khuếch tán. Nguyên tắc này là phương pháp cảm biến được sử dụng bởi Cảm biến phản xạ khuếch tán.
2. Nguồn sáng
Thế hệ ánh sáng
Ánh sáng không điều chế
Ánh sáng không điều biến tạo điều kiện cho phản ứng tốc độ cao bằng cách liên tục tỏa ra một lượng ánh sáng không đổi. Tuy nhiên, có nhược điểm là dễ bị ảnh hưởng bởi ánh sáng bên ngoài.
Ánh sáng điều chế
Ánh sáng điều chế không bị ảnh hưởng bởi ánh sáng mặt trời, ánh sáng từ bóng đèn sợi đốt và các nhiễu ánh sáng bên ngoài khác. Bộ phát LED được chiếu sáng xung và tín hiệu nhận được được xử lý để loại bỏ thành phần DC.
Phân loại
1. Phân loại theo phương pháp cảm biến
(1) Cảm biến khe cắm
Cảm biến khe cắm phù hợp cho các ứng dụng sử dụng vật thể cảm biến mỏng hoặc “con chó” yêu cầu vị trí cảm biến có độ chính xác cao. Thiết lập dễ dàng vì không cần điều chỉnh trục quang. Có rất nhiều biến thể của sản phẩm. Cấu hình cần thiết, phương thức kết nối và các mục khác có thể được chọn từ nhiều kiểu máy.
(2) Cảm biến xuyên tia
Cảm biến xuyên chùm tia phù hợp cho các ứng dụng yêu cầu khoảng cách phát hiện tương đối dài.
(3) Cảm biến phản xạ gương
Cảm biến phản xạ gương phù hợp cho các ứng dụng yêu cầu khoảng cách phát hiện tương đối dài. Chúng có ưu điểm là yêu cầu ít thao tác hơn trong việc điều chỉnh hệ thống dây điện và trục quang khi so sánh với Cảm biến xuyên chùm tia.
(4) Cảm biến phản xạ khuếch tán
Cảm biến phản xạ khuếch tán phù hợp cho các ứng dụng mà vật thể cảm biến dày và không vừa với khe của Cảm biến khe.
(5) Cảm biến phản xạ hạn chế
Cảm biến phản xạ giới hạn về cơ bản giống như Cảm biến phản xạ khuếch tán, nhưng chúng phù hợp khi có vật thể nền. (Với Cảm biến phản xạ khuếch tán, sự hiện diện của vật thể nền có độ phản xạ cao hơn vật thể cảm biến (ví dụ: kim loại được tráng gương) có thể gây mất ổn định cảm biến.)
2. Những lưu ý khi lựa chọn phương pháp cảm biến
(1) Cảm biến khe cắm
Hình dạng, chiều rộng khe, kết nối (có dây/đầu nối)
Có hay không có sự can thiệp của ánh sáng bên ngoài (ánh sáng không điều chế/ánh sáng điều chế)
Cấu hình đầu ra (Light-ON/Dark-ON, NPN/PNP)
Đèn báo (BẬT sáng/BẬT tối)
(2) Cảm biến xuyên tia
Hình dạng, khoảng cách cảm nhận
Cấu hình đầu ra (Light-ON/Dark-ON)
(3) Cảm biến phản xạ gương
Khoảng cách phát hiện
Cấu hình đầu ra (Light-ON/Dark-ON)
(4) Cảm biến khuếch tán/phản xạ hạn chế
Hình dạng, khoảng cách cảm nhận
Sự hiện diện hay vắng mặt của các vật thể nền (Cảm biến phản xạ khuếch tán/Phản xạ hạn chế)
Giao thoa ánh sáng bên ngoài (ánh sáng không điều biến/ánh sáng điều chế)
Cấu hình đầu ra (Light-ON/Dark-ON)
Một số ứng dụng tiêu biểu
Xác định vị trí pallet
Tổng quan ngắn gọn
Pallet được dừng lại bằng cách cảm nhận con chó*. Bạn có thể gắn cảm biến vào một bên của băng tải một cách gọn gàng. |
|
* “Chó” dùng để chỉ đối tượng cảm biến để kích hoạt hoạt động phát hiện của cảm biến.
Ứng dụng | : | Phát hiện vị trí |
---|---|---|
Ngành công nghiệp | : | Gá / lắp tự động ( Điện tử) |
Sản phẩm | : | Cảm biến quang siêu nhỏ |
Cảm nhận điểm bắt đầu và sự vượt qua của một bàn trượt đang chuyển động
Tổng quan ngắn gọn
Phản hồi tốc độ cao 80 μs. Điểm bắt đầu và điểm vượt mức được cảm nhận bằng cách sử dụng con chó* trên đế. |
|
* “Chó” dùng để chỉ đối tượng cảm biến để kích hoạt hoạt động phát hiện của cảm biến.
Ứng dụng | : | Phát hiện vị trí |
---|---|---|
Ngành công nghiệp | : | Gá / lắp tự động ( Điện tử) |
Sản phẩm | : | Cảm biến quang siêu nhỏ |
Phát hiện tụ điện trong khay
Tổng quan ngắn gọn
Cảm biến loại phản xạ hội tụ phát hiện các tụ điện trong khay một cách đáng tin cậy mà không bị ảnh hưởng bởi màu sắc, ký tự, dấu hoặc độ bóng của chúng. |
|
Ứng dụng | : | Phát hiện Có/Không |
---|---|---|
Ngành công nghiệp | : | Sản xuất điên tử/ điên gia dụng |
Sản phẩm | : | Cảm biến quang siêu nhỏ |
Cảm biến vật thể quay
Tổng quan ngắn gọn
Bằng cách kết hợp một khe trong thân quay, có thể cảm nhận được điểm bắt đầu. Không gian có thể được tiết kiệm nhờ kích thước nhỏ. |
|
Ứng dụng | : | Phát hiện có/không |
---|---|---|
Ngành công nghiệp | : | Gá/ lắp tự động ( điện tử) |
Sản phẩm | : | Cảm biến quang siêu nhỏ |