Оптический датчик это: Оптические датчики – это… Что такое Оптические датчики?

Содержание

Оптические датчики – это… Что такое Оптические датчики?

Определение

Оптические датчики — небольшие по размерам электронные устройства, способные под воздействием электромагнитного излучения в видимом, инфракрасном и ультрафиолетовом диапазонах подавать единичный или совокупность сигналов на вход регистрирующей или управляющей системы. Оптические датчики реагируют на непрозрачные и полупрозрачные предметы, водяной пар, дым, аэрозоли.

Оптические датчики являются разновидностью бесконтактных датчиков, так как механический контакт между чувствительной областью датчика (сенсором) и воздействующим объектом отсутствует. Данное свойство оптических датчиков обуславливает их широкое применение в автоматических системах управления. Дальность действия оптических датчиков намного больше, чем у других типов бесконтактных датчиков.

Оптические датчики называют ещё оптическими бесконтактными выключателями, фотодатчиками, фотоэлектрическими датчиками.

Строение оптических датчиков

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

Типы устройства и принцип действия оптических датчиков

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.

Схема подключения оптических датчиков

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.

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.

См. также

Примечания

Литература

Виглеб Г. Датчики. Устройство и применение. Москва. Издательство «Мир», 1989
Катыс Г. П. Библиотека по автоматике, вып. 6. Оптические датчики температуры. «Госэнергоиздат», 1959
Окоси Т. Волоконно-оптические датчики, 1990

Ссылки

Оптические датчики – это… Что такое Оптические датчики?

Определение

Строение оптических датчиков

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

Типы устройства и принцип действия оптических датчиков

По принципу работы выделяют три группы оптических датчиков:

Источником излучения в современных оптических датчиках являются светодиоды.

Схема подключения оптических датчиков

Сфера применения

См. также

Примечания

Литература

Виглеб Г. Датчики. Устройство и применение. Москва. Издательство «Мир», 1989
Катыс Г. П. Библиотека по автоматике, вып. 6. Оптические датчики температуры. «Госэнергоиздат», 1959
Окоси Т. Волоконно-оптические датчики, 1990

Ссылки

Оптические датчики положения – Элементы автоматики – Каталог статей

Оптические бесконтактные датчики положения широко применяются для контроля положения и перемещения объектов или частей технологических установок. Принцип действия оптических датчиков положения основан на измерении степени ослабления оптического луча, прошедшего путь от излучателя до приемника, являющихся частями датчика. Для повышения помехозащищенности и снижения влияния внешних источников освещения в оптических датчиках положения обычно используется модулированное излучение -луч излучателя датчика пульсирует с частотой от 5 до 30 кГц. Излучатель датчика состоит из излучающего светодиода и питающего его генератора последовательности импульсов. В датчиках применяют светодиоды, которые испускают импульсы света в спектре от видимого зеленого света до невидимого инфракрасного излучения в зависимости от сферы применения датчика. Излучатель, кроме того, может иметь регулировки интенсивности излучения и индикатор работы. Приемник состоит из фотодетектора (фотодиода), демодулятора, порогового устройства (триггера) и выходных цепей (PNP или NPN транзистор с открытым коллектором, реле, аналоговый выход NAMUR, IO-link и др.). При необходимости приемник оснащается регулятором чувствительности и индикатором работы.

Оптические датчики положения относятся к фотоэлектрическим датчикам, так как принцип их действия основан на обнаружении световых сигналов. Когда луч света от датчика достигает объекта контроля возникают такие явления как передача света, отражение и поглощение света. То, какое явление преобладает в этом случае зависит от взаимного расположения излучателя и приемника, размеров объекта, его материала, толщины, цвета и шероховатости поверхности. В зависимости от того, на каком оптическом явлении основан принцип обнаружения объектов, оптические датчики положения делятся на три типа:

тип T– датчики с приемом прямого луча от излучателя;
тип R– рефлекторные датчики с приемом луча, возвращенного от отражателя;
тип D– диффузионные датчики с приемом луча, рассеянно отраженного от объекта контроля.

Датчики Т-типа имеют так называемую разнесенную оптику – излучатель и приемник располагаются друг напротив друга на некотором расстоянии. При прохождении объекта между излучателем и приемником оптический луч прерывается и приемник датчика формирует выходной сигнал, сигнализируя о наличии объекта в зоне контроля. Датчики данного типа часто называют барьерными или датчиками с пересечения луча. Приемник и излучатель должны быть из одного комплекта от одного производителя.

Датчики Т-типа удобны для контроля непрозрачных или хорошо отражающих объектов, но могут давать неудовлетворительные результаты при обнаружении прозрачных объектов. Так как излучатель и приемник в датчиках данного типа конструктивно выполнены в разных корпусах, что позволяет установить максимальный коэффициент усиления, то их можно использовать в условиях высокой загрязненности рабочей среды. Максимальное расстояние между излучателем и приемником, так называемая зона срабатывания, может достигать 350 м.

Зона срабатывания оптических датчиков это диапазон допустимых расстояний от датчика до объекта контроля, на которых осуществляется его обнаружение. Зона срабатывания зависит от взаимного расположения излучателя и приемника, коэффициента усиления, принципов распределения светового луча и диаметра светового пятна, так как приемник датчика срабатывает только при попадании объекта в зону светового пятна. У оптических датчиков Т-типа отсутствует так называемая «слепая» зона, поэтому зона срабатывания равна расстоянию между излучателем и приемником. Размер эффективного светового луча датчика Т-типа равен диаметру линзы излучателя и приемника. Поэтому минимальный размер объекта контроля должен быть больше диаметра линзы датчика.

В датчиках R-типа приемник и излучатель расположены в одном корпусе. Датчики данного типа для своей работы требуют установки специального рефлектора-отражателя. У датчиков положения данного типа излучатель и приемник располагаются в одном корпусе и «смотрят» в одну сторону – в сторону установленного точно напротив датчика на определенном расстоянии специального отражателя. Луч от излучателя проходит двойное расстояние: от излучателя до отражателя и в обратную сторону – от отражателя до приемника. Если на пути луча возникает объект, приемник формирует выходной сигнал. Обратная логика работы датчика может быть реализована путем установки отражателя на объекте, перемещение которого контролируется датчиком. Датчики данного типа еще называют рефлекторными. Рефлекторы, которые еще называют отражателями, катафотами или мишенями, приобретаются отдельно от датчиков. Рефлекторы могут иметь различную форму и размеры. Диапазон измерений рефлекторных датчиков положения обычно указывается при использовании конкретной модели отражателя.

Зона срабатывания рефлекторных датчиков (расстояние от линзы излучателя до рефлектора) может достигать 55 м. Размеры контролируемого объекта должны быть больше размеров применяемого рефлектора.

Рефлекторные датчики могут нестабильно работать при обнаружении блестящих объектов, отражающих световой луч датчика от своей поверхности, из-за чего датчик не сможет определить от чего произошло отражение: от рефлектора или объекта. Для обнаружения хорошо отражающих предметов используют рефлекторные датчики с поляризационными фильтрами и специальными угловыми кубическими рефлекторами, изменяющими плоскость поляризации светового луча на 90°. Поляризационные фильтры размещаются перед линзой излучателя и приемника и пропускают только поляризованный в одной плоскости световой пучок. Излученный излучателем пучок света поляризуется в вертикальной плоскости. Световой луч, отраженный от рефлектора имеет измененную на 90° плоскость поляризации – луч становиться горизонтально поляризованным. Поэтому он без проблем проходит через горизонтальный поляризационный фильтр приемника. Если же луч отражается от блестящего объекта, то его вертикальная поляризация не меняется и он блокируется горизонтальным поляризационным фильтром приемника и датчик обнаруживает этот объект.

При работе с поляризованными рефлекторными датчиками положения не рекомендуется использовать в качестве рефлектора отражающие наклейки – необходимо использовать специальные угловые кубические рефлекторы.

Некоторые модели рефлекторных датчиков способны обнаруживать стеклянные предметы, так как очень чувствительны даже к небольшой разнице между излученным и принятым световым сигналом.

Датчики D-типа по конструкции и принципу действия схожи с датчиками R-типа, но отражателем в данном случае является сам контролируемый объект. Еще одним отличием от датчиков R-типа является то, что при отсутствии объекта оптический тракт оказывается разомкнутым – луч от излучателя попадает в приемник лишь при наличии объекта перед датчиком. Так как приемник датчика принимает рассеяно отраженный от объекта луч, то интенсивность этого луча сильно зависит от характеристик поверхности объекта и расстояния до объекта. Для разных материалов будут разные нормированные расстояния срабатывания. Для грубой корректировки расстояний срабатывания в зависимости от материала объекта нужно использовать корректирующие коэффициенты, указанные в руководстве по эксплуатации датчика, например:

Матовая белая поверхность – 1,0;
Серый ПВХ – 0,57;
Белый пластик – 0,7;
Черный пластик – 0,22;
Матовый алюминий – 1,2;
Полированная нержавеющая сталь – 2,3.

При выборе конкретной модели датчика D-типа особое внимание нужно уделить цвету и шероховатости поверхности объектов контроля. Если предполагается контролировать объекты темного цвета с шероховатой поверхностью необходимо выбирать датчики с возможностью регулировки чувствительности.

Разновидностью датчиков D-типа являются датчики с подавлением переднего фона, заднего фона и переднего и заднего фона одновременно. Датчики с подавлением фона предназначены для обнаружения предметов на строго определенном расстоянии. Оптические датчики с подавлением фона применяются, например, для обнаружение тонких объектов лежащих на конвейерной ленте, контроля наличия продукции в упаковке, небольшого отклонения уровня или плоскостности поверхности объекта, обнаружения объектов движущихся в несколько рядов – датчики с подавлением фона позволяют «разглядеть» объекты во втором ряду не реагируя на объекты в первом, ближнем к датчику ряду и наоборот.

Регулировка расстояния обнаружения в датчиках с подавлением фона осуществляется не путем изменения его чувствительности, а методом оптической триангуляции. В конструкции датчиков данного типа имеется внутренний датчик положения (PSD – position sensor detector), который определяет угол падения отраженного от объекта луча, а значит расстояние до него. Благодаря измерению угла отражения датчики D-типа с подавлением фона могут обнаруживать все объекты на заданном расстоянии не зависимо от их цвета.

Максимальное расстояние срабатывание датчиков D-типа редко превышает 4 м. Вблизи датчика существует некоторая «слепая» зона, размер которой зависит от конструкции датчика. Эффективный пучок света диффузионных датчиков равен размеру объекта контроля. Диффузионные датчики намного проще монтировать по сравнению с датчиками Т и R-типа так как при этом не требуется совмещения оптических осей излучатели и приемника или датчика и мишени. По этой же причине датчики D-типа наиболее устойчивое к вибрациям решение из числа оптических датчиков положения.

В сравнении с широко применяемыми в промышленности бесконтактными емкостными, индуктивными и ультразвуковыми датчиками положения, а также механическими концевыми выключателями оптические датчики положения имеют ряд преимуществ:

Бесконтактный метод контроля положения и перемещения объекта. Как следствие отсутствует механический износ, дребезг контактов и ложные срабатывания;
Зона срабатывания и обнаружения объекта от нескольких миллиметров до нескольких сотен метров в зависимости от типа датчика;
Высокая скорость отклика. Датчики положения оптического типа с успехом применяются на конвейерных лентах, где объекты движутся с высокой скоростью и плотностью размещения на ленте. Датчики данного типа могут применятся не только для контроля объектов, но и для счета этих объектов. Частота переключений может достигать 30 кГц;
Возможность обнаружения объектов очень малых размеров. Так как оптический луч оптических датчиков положения с помощью системы линз, диафрагм и оптоволоконных кабелей можно сфокусировать в очень тонкий пучок это позволяет контролировать наличие объектов очень небольших размеров;
Возможность обнаружения объектов из различных материалов. Если индуктивные и емкостные датчики накладывают определенные ограничения на такие характеристики контролируемого объекта как магнитные свойства и диэлектрическая проницаемость, то оптические датчики, при соответствующей настройке, с успехом обнаруживают объекты практически из любого материала. Оптические датчики положения используются в том числе и для обнаружения тонких и прозрачных объектов, таких как полиэтиленовая пленка. Обычно для этих целей используют датчики с видимым излучением красного цвета;
Возможность настройки расстояния срабатывания для выборочного контроля и счета объектов, движущихся перед датчиков в несколько рядов;
Наличие таймера срабатывания для подавления случайных оптических помех;
Возможность обнаружения объектов с очень высокой температурой, например, литья, поковок, проката и т.п;
Нечувствительность к магнитным полям, электростатическим помехам;
Нечувствительность к ионизирующему излучению и возможность установки в крайне стесненном пространстве (для оптоволоконных оптических датчиков положения).

К недостаткам оптических датчиков положения можно отнести:

Возможность ложных срабатываний при работе в условиях высокой запыленности, тумана, интенсивной внешней засветки, низких температур, сильной вибрации;

Невозможность обнаружения объекта через непрозрачную преграду или стенку резервуара или контейнера;
Трудоемкую процедуру совмещения оптических осей излучателя и приемника у датчиков T-типа при их монтаже, особенно если расстояние между ними превышает несколько десятков метров;
Необходимость настройки чувствительности датчика у датчиков D-типа, в зависимости от отражающей способности поверхности контролируемых объектов;
Постепенная деградация излучателя (светодиода) датчика из-за чего интенсивность его излучения постепенно падает и со временем может потребоваться подстройка чувствительности датчика;
Наличие слепых зон у датчиков D и R-типа. Слепой называется зона от активной поверхности оптического датчика до минимального расстояния его срабатывания. В слепой зоне объект не обнаруживается датчиком.

С помощью оптических датчиков положения можно не только контролировать положение объектов и вести их счет на высокой скорости, но и оценивать их геометрические размеры в одном или даже двух измерениях. Такая возможность осуществляется с помощью световых барьеров и световых решеток – множества фотоэлектрических датчиков объединенных в линейки с определенным шагом размещения датчиков в ней.

Благодаря своим высоким потребительским качествам, точности и высокой скорости обнаружения объектов, разнообразным конструктивным исполнениям и относительно невысокой стоимости, оптические датчики нашли широкое применение. Обилие различных аксессуаров и опций, таких как, подогрев оптики, оптоволоконные удлинительные кабели, поляризационные фильтры, аналоговые, цифровые и дискретные выходные сигналы, лазерный излучатель вместо светодиодного существенно расширяют сферу применения данных датчиков как по условиям эксплуатации так и по возможности их интеграции в существующую систему автоматизированного управления.

При подготовке публикации использованы информационные материалы компании Русавтоматизация.

Датчики оптические

Оптические датчики ВБ3 предназначены для регистрации и подсчета количества любых объектов и обладают большей дальностью действия по сравнению с другими бесконтактными датчиками. Датчики имеют регулятор чувствительности, позволяющий производить настройку по фактической контрастности объекта на фоне окружающих предметов.

Применение бесконтактных оптических датчиков

Оптические датчики широко применяются в автоматизированных системах управления для регистрации наличия и количества предметов, обнаружения на их поверхности наклеек, меток и надписей, а также для позиционирования и сортировки предметов.

С помощью оптических датчиков можно контролировать расстояние, габариты, уровень, цвет и степень прозрачности объектов вне зависимости от материала его изготовления.

Помимо промышленной сферы датчики успешно применяются в охранных системах и в системах управления освещением.

Достоинством оптических датчиков является большое расстояние обнаружения, которое может достигать нескольких метров, и возможность регулировки чувствительности регистрирующего механизма.

Функциональная схема

Принцип действия оптических бесконтактных датчиков основан на изменении принимаемого датчиком светового потока. Оптические датчики состоят из 2-х функционально законченных узлов – источника оптического излучения и приемника этого излучения.

Источник оптического излучения (излучатель) и приемник могут быть выполнены в одном корпусе или в разных корпусах.

Типы датчиков

Диффузный	На отражение от объекта	ВБ3С.18М.65.TR100.1.1.K
Барьерный	Прерывание светового потока излучателя	ВБ3.18М.65.T4000.1.1.K (излучатель) ВБ3.18М.65.R4000.1.1.K (приемник)
Лазерный рефлекторный	Прерывание светового потока излучателя	ВБ3С.18М.65.TRL5000.1.1.K
Лазерный маркерный	На отражение от метки	ВБ3MС.48.xx.TRL100.1.1.K

Расстояние срабатывания датчика определяется его конструктивным исполнением (см. таблицу конструктивных исполнений).

Оптический датчик: принцип работы, как проверить, подключение

Оптические датчики — распространённые типы измерителей, использующиеся в промышленности и охранном бизнесе для определения параметров объекта, который попал в зону действия. Оборудование характеризуют надежностью, наивысшим уровнем точности и разделяют на сколько видов.

Определение оптического датчика

Оптический датчик — небольшое по размеру электронное устройство, работающее со световым излучением разного диапазона. Простыми словами — это устройство, реагирующее на свет и улавливающее объекты, которые его пересекают. Принцип работы оборудования можно понять из названия. Поскольку в датчиках применяется оптика, значит, используется световое излучение разных диапазонов. Следовательно, при обнаружении светового потока (или его прерывании), на главный компьютер предается закодированный сигнал с соответствующей информацией.

Если перевести название прибора с английского языка, то получим «фотодатчик» или «световой датчик», что также указывает на принцип его работы.

Самым распространённым оптическим устройством является датчик освещенности, который будет реагировать на свет, а точнее — его отсутствие. Он начинает работать, как только наступают сумерки. Основное назначение — включать лампочку в тёмное время суток. Такое оборудование применяется повсеместно.

Фотодатчиков в современные дни придумано огромное количество. И это многообразие стоит классифицировать, но для начала следует разобраться с устройством и принципом их работы.

Принцип работы оптического датчика

Оптический датчик положения активируется при определенных условиях, заданных производителем. Поэтому «активация» — ключевое слово, используемое для определения принципы работы устройства. Активация срабатывает, когда падающий на датчик свет, имеет достаточную интенсивность.

Принцип работы оптического датчика: когда луч проходит через датчик беспрепятственно, он будет активирован. Но, при его прерывании каким-то барьером, устройство перестает работать и передаст сигнал на центральный компьютер, с которого оператор узнает о необходимой ему информации.

Изучая принцип работы оптического датчика, нельзя полагать, что активность — это замкнутые контакты, и напряжение на выходе присутствует. В различных устройствах могут отличаться принципы работы выходного элемента и схемы обнаружения световых потоков. Все зависит от конкретного типа устройства и его применения.

Особенности устранения помех

Любой оптический датчик положения представляет собой бесконтактный прибор, которому не нужен для работы механический контакт с определенным объектом. Но, активное состояние может сбиться из-за различных помех.

Чтобы избежать этой неисправности, производители используют световые потоки необычного спектра, к примеру, лазерный луч. Такой источник довольно прост в изготовлении – излучение фокусируется в тонкий луч обычно красного цвета. Преимущество использования технологии — излучение передаётся в видимой части диапазона. А потому не составит труда настроить прибор для конкретной зоны действия.

Это современное оборудование, но прежде можно было найти датчики иного вида, которые в качестве определителя использовали лампочку накаливания на 6 В и небольшую линзу. Прибор активно использовали в восьмидесятых годах. Современные датчики намного эффективнее и могут работать только в своём участке спектра, а потому можно избежать плохой видимости и помех.

Несмотря на использование более продвинутых технологий, оптический датчик всегда нужно держать в чистом состоянии, поскольку грязь и пыль могут вызвать преждевременное срабатывание.

Режимы датчика

Большинство современных датчиков оснащают двумя режимами:

Это означает, что при включении режима устройство будет срабатывать при определённых условиях – включаться в тёмное время суток или, наоборот, при попадании солнца. К примеру, если установить режим Dark On, то датчик будет деактивирован, когда на него падают лучи солнечного света. В режиме Light On, датчик начнет включаться при засвечивании.

В магазинах Москвы и области также можно найти оборудование со встроенным таймером, где выходной сигнал будет появляться в определенное время, после активации.

Устройство

Оптические датчики состоят из приемника и источника излучения. Это основные компоненты, которые включают в себя еще ряд частей. Источник может быть установлен в одном корпусе или разных.

Источник или излучатель состоит из 6 частей:

Корпус, куда помещают все детали. Он служит в качестве защиты от различных видов повреждений. Для изготовления используют латунь или полиамид и метизы.
Генератор предназначен для образования электрических импульсов, которые переходят на излучатель.
Излучатель — это небольшой светодиодный механизм, с помощью которого создаётся излучением в нужном диапазоне света.
Система оптики направляет луч в нужном направлении.
Индикатор показывает готовность прибора к работе.

Приемник оптического датчика состоит из 7 компонентов:

Оптика для приема луча и направления его к преобразователю.
Преобразователь служит для трансформации полученного излучения в электрический сигнал.
Усилитель предназначен для увеличения получаемого сигнала до предельного значения, в котором работает аппарат.
Пороговый элемент — регулятор крутизны фронта сигнала переключения.
Электронный ключ — коммутация тока и защита от коротких замыканий и перегрузок.
Индикатор цвета показывает заданные характеристики прибора.
Регулятор чувствительности нужен для настройки датчика.

Цветовой индикатор показывает несколько состояний прибора:

Если сигнал отсутствует, то индикатор не горит.
Если сигнал поступает на необходимом уровне и прибор активируется, то индикатор загорается зеленым.
Когда уровень сигнала продолжает расти, индикатор становится жёлтым, но может перейти на красный цвет.

Выбирая подходящий датчик для конкретных условий, можно столкнуться всего с двумя типами конструкции, если не рассматривать приборы специального назначения, к примеру, щелевые. В остальных случаях бывают варианты с цилиндрическим или прямоугольным корпусом. И это единственное различие в конструкции.

Разновидности оптического датчика

В современных условиях, оптические датчики выполняют довольно широкий спектр задач на промышленном предприятии. Для покупки необходимого оборудования нужно заранее узнать обо всех типах аппаратуры и условиях, в которых устройство будет установлено.

В зависимости от принципа работы оборудования, специалисты выделяют 3 разновидности прибора:

Барьерные.
Диффузные.
Рефлекторные.

У каждого типа есть свои особенности, о которых нужно узнать подробнее, чтобы подобрать подходящий вариант.

Барьерный тип оптического датчика

Официальное название этого вида — барьерный. Но это определение довольно странное, поскольку для активации всех датчиков некий барьер должен пройти чрез луч.

Принцип работы построен на прямом луче и двух отдельных частях (приемник и излучатель), которые должны располагаться максимальный соосно друг напротив друга. Только так луч точно попадет на приёмник. Когда между частями оборудования появляется какой-то объект, то датчик будет сигнализировать об этом.

Как только луч соприкасается с объектом, выключатель срабатывает. Отличительная особенность устройства — работать оно может на расстоянии десятки метров между приемником и передатчиком. Специалисты уверяют, что этот тип оборудования имеет хорошую помехозащищенность, а потому работе не будут мешать капли жидкости или пыль.

Разумеется, у барьерного прибора есть и недостатки:

Чтобы подключить оборудование на значительном расстоянии друг от друга, придется совершать довольно трудоемкий процесс с соединением проводов питания.
Процесс монтажа сильно усложняется, поскольку обязательно условие — полная соосность двух частей барьерного датчика.
Если в зону действия прибора попадает хорошо отражающий предмет, то это спровоцирует ложное срабатывание оборудования.
Если барьер имеет прозрачную структуру, то он не ослабит луч, а потому датчик не сработает. Это необходимо учитывать при монтаже.

Чтобы устранить последние два недостатка, необходимо скорректировать регулятор чувствительности. Разумеется, для обнаружения предмета в зоне действия, он не должен быть меньше диаметра луча.

Специалисты полагают, что барьерный тип — самый надёжный вид устройства. Это обусловлено возможностью использования устройства на больших расстояниях, а также помехоустойчивостью. В других устройствах приёмник и передатчик находится в одном корпусе, что не позволяет использовать их на больших расстояниях.

Устройство с раздельным передатчиком и приемником позволяет устанавливать оборудование на расстоянии 10 метров друг от друга. В этом случае передатчик будет стоять в одном месте, где к нему подводят питание. Он производит только функцию излучения, а все остальные задачи от него отводят. При этом оборудование не нужно настраивать.

Приёмник же установлен на определенной дистанции — именно там проводят регулировки чувствительности, а также настраивают другие параметры.

Важный нюанс: приёмник и излучатель должны быть из одного комплекта. Дело в том, что детали, выпущенные разными фирмами, не сочетаются друг с другом и работать не будут.

Именно барьерный тип устройства наиболее распространен в охранных системах и практически не используется на предприятиях, поскольку там нет необходимости в расстоянии, которое могут поддерживать устройства для связи.

Диффузный вид

Принцип работы прибора — зеркальное отображение. В этом случае передатчик и приемник помещается в один корпус. Излучатель падает поток света на определенный объект, луч падает на его поверхность и переходит в разные направления, в зависимости от особенностей оптической системы. Луч частично возвращается назад к приемнику, тем самым включая прибор.

Проблема диффузного датчика — отражающие объекты, которые не попадают в рабочую область установки. Чтобы устранить помеху, необходимо использовать выключатели с подавлением фона.

Дальность действия — самая маленькая из всех приборов оптического вида, она составляет всего полметра. Это компенсируют важной особенностью — если правильно настроить оборудование, то оно детектирует появление объекта в рабочей зоне. По мере приближения датчик сработает, как пороговый элемент.

Особенности настройки

Чтобы выбрать подходящее расстояние, с которого датчик начнёт действовать при приближении объекта, нужно взять простой лист бумаги и проверить условия активации.

Параметры регулировки:

Размер листа 10 на 10 см — расстояние до 40 см.
Размер 20 на 20 см — свыше 40 см.

Подобную операцию также проводят с листом горячечеканной стали — выбор метода зависит от предприятия, куда ставят датчик. Для боле точной настройки используют специальную таблицу, где указаны отражающие свойства материалов. На основе полученных данных добавляют поправочный коэффициент.

Пример: значение датчика — 100 мм, но необходимо установить его на объект из нержавеющей стали. В этой ситуации, поправочный коэффициент будет равен 7.5. А расстояние правильного срабатывания увеличится на 7.5 раз — 750 мм.

Рефлекторный тип

Оборудование включается при отражении луча от рефлектора — отсюда и название прибора. После луч переходит на приёмник и датчик срабатывает. Как только объект покинет рабочую зону, оборудование включиться ещё раз.

Предельная длина действия прибора — 10 м. В теории оборудование сможет работать и на большем расстоянии, но стабильность обеспечить куда сложнее — датчик перестанет работать при малейшем смещении луча из-за вибрации или при попадании пыли.

Оборудование можно использовать для полупрозрачных объектов. Приемник и передатчик находятся в едином корпусе. Датчик часто используют для установки на ленту конвейера, чтобы устройство работало в единой системе с другим оборудованием — изделие пришло на положенное место (датчик сигнализирует об этом), ушло дальше (рефлектор подал еще один сигнал).

Специфические оптические датчики

Были рассмотрены три вида стандартных оптических датчиков, но в продаже можно найти и более специфические варианты, к примеру, — световая решетка. Это две пластины, располагающиеся на определенном расстоянии друг от друга.

С одной стороны установлены фотодиоды, на обратной пластине — светодиоды. Используя перекрытие этой пары, можно с определенной погрешностью вычислить геометрические данные объекта — ширину или высоту. Решётку подключают к контроллеру, который передает данные в центральный компьютер.

Световой барьер

Это ещё один тип специфического датчика, что устанавливают для безопасности конкретного объекта, чтобы не допустить до помещения людей. Система довольно сложна в монтаже, поскольку состоит помимо основных частей еще из двух рефлекторных датчиков и отдельного контроллера.

Лазерная система

Датчик оптического типа, позволяющий не только диагностировать о появлении объектов в зоне действия, но и измерять расстояние между ним.
Принцип действия устройства — измерение времени прохождения через луч. Такая же система используется в радиолокации.

Оптоволоконный датчик

Принцип работы заключается в том, что электронные схемы и элементы оптики разнесены в пространстве, а свет передается через оптоволокно. Обычно используются пластиковые фиберы.

Подобные оборудование устанавливают на объектах, где нужная зона сильно узкая или наблюдается сложная среда для работы — повышенный риск повреждения, постоянная влажность, сильная вибрация.

Аналоговый тип

Это оптические датчики выходного сигнала. Принцип работы очень напоминает лазерный тип, поскольку нужные показатели измеряются в зависимости от интенсивности отраженного сигнала.

Датчик контроля пламени

Оптический датчик часто используют для измерения качества пламени в промышленных горелках. Питание происходит от искрозащищенного блока, который входит в комплект с основным оборудованием. Такое высокоточное устройство закупают для нефтегазовых промышленных предприятий.

Конструкция

Оптические датчики обычно очень компактные — для простоты установки. Для практического применения конструкторы оснащают оборудование выносными модулями. Конструкция приборов может отличаться в зависимости от выбранного места для установки.

Щелевые датчики

Это несколько оппозитно расположенных приёмников, установленных на одной платформе с излучателем. Корпус напоминает букву U. Щелевой приемник применяют для подсчета предметов, которые перемещаются по установленной зоне с высокой скоростью.

Конструкция крайне удобна для экономии пространства, поскольку прокладывать нужно только один питающий кабель.

Прямоугольные

Строение корпуса позволяет дополнительно комплектовать датчики системой охлаждения. Таким образом, оборудование можно ставить с объектами, которые сильно разогреваются.

Прямоугольная форма также обеспечивает надежную устойчивость прибора. Датчики оснащают высокоточной оптикой, что позволяет производить мгновенный пересчет объектов.

Цилиндрический корпус

Устройство внешне очень похоже на свечу зажигания. Устройство продают с дополнительными элементами — пластины для крепежа, уголки и зажимные блоки.

Как подключить оптический датчик

Любой оптический датчик соединяют с исполнительной автоматикой:

программаторы;
платы управления различных систем.

Схему подключения придётся выбирать в зависимости от типа выходного сигнала, который исходит от оборудования.

Общая классификация подключения оптического датчика:

на сухой тип контактной группы применяют замкнутые или разомкнутые;
соединение с питанием сигнализационной системы;
подача питания на релейные датчики по отдельной линии.

Путаница возникает, поскольку не все мастера понимают разницу между нормально закрытым и открытым выходом датчика.

Чтобы разобраться с подключением, нужно понять три события:

правильная интенсивность попадания света;
включение индикатора, показывающего на активность прибора;
переключение реле или транзистора — выходные элементы.

Приор не получится подключить правильно, если перепутать срабатывание и попадание света. А также, какие процессы в этот момент происходят — переключатель работает в определённом режиме (Dark/Light), а тип выхода — нормально открытый или нормально закрытый.

При НЗ-выходе индикатор может загореться, когда замыкается контакт, или же при активности датчика. Нельзя забывать, что эти события — неодинаковы. Все зависит от производителя.

Поэтому, для правильного подключения нужно внимательно ознакомиться с инструкцией и проверять теорию на практике.

Где применяют оптические датчики

Датчики оптического типа применяют для эффективного определения или наличия предметов, которые присутствует на каком-либо объекте. С помощью устройства специалисты контролируют расстояние и габариты, степень прозрачности, цвет конкретного объекта.

Обычно датчики ставят в системы автоматического управления освещением, охранные сигнализации или приборы на дистанционном управлении.

Простая конструкция оборудования обеспечивает высокую надежность, но при этом гарантирует точность любых измерений. Поскольку в датчиках используется кодированный световой сигнал, это увеличивает защиту от воздействия негативных факторов, а электроника сможет определить не только наличие нужного объекта на рабочей территории, но и учитывает его свойства — прозрачность или габариты.

Наибольшее распространение подобный тип датчиков получили в системах охранной сигнализации, где необходимо использовать высокочастотные системы распознавания движения. Независимо от выбранного вида приспособления, датчики — лучший вариант для системы управления автоматического оборудования.

Оптический датчик обладает не только высокой точностью, но и скоростью измерения с минимальным откликом на разрушение луча. Поскольку оптические датчики используют бесконтактный тип связи, это гарантирует продолжительный срок службы в любых производственных условиях.

Устройства также часто используют для подсчёта оборотов различных двигателей или уровня жидкостей. В этих ситуациях нужно в конкретную зону установить оптический датчик оборотов, вращения и оптический датчик уровня. Два вида устройств активно используют на промышленных предприятиях.

Уход за оптическим датчиком

Любая техника нуждается в должном уходе, иначе вскоре выйдет из строя. Поскольку в датчиках используется оптика, ее нужно регулярно протирать, словно объектив фотоаппарата. Важно использовать мягкую ткань, которая не оставит царапин и иных повреждений на детали. Обычно используют салфетки, смоченные водой. В жидкость по желанию можно добавить каплю любого средства для чистки (к примеру, для посуды) — это ускорит процесс, и оптика будет обработана намного тщательнее.

После влажной чистки, деталь следуют тщательно протереть сухой салфеткой, чтобы удалить остатки жидкости. В этом процессе главное — следить, чтобы абразив не попал внутрь датчика, иначе его не получится настроить для работы.

Что касается корпуса, то для правильной работы устройства достаточно знать, как проверять его на механическую целостность. При проверке состояния датчика нельзя забывать про важный нюанс — в качестве излучателя используется светодиод. У него есть определённый ресурс, который однажды закончится. Это значит, что светодиоды нужно периодически менять, чтобы оборудование работало в штатном режиме.

Оптический датчик — не самый сложный прибор, а потому его разборка и чистка некоторых элементов н займет больше 30 минут.

Неисправности, случающиеся в процессе эксплуатации

Любое оборудование рано или поздно выходит из строя. Оптический датчик ломается крайне редко, но если это произошло, нужно знать, чем вызваны неисправности:

цепь питания может оборваться, возможны также и механические повреждения самого прибора или сенсора;
компоненты внутри корпуса вышли из строя;
проблемы с настройкой — для правильной работы, датчики нужно правильно откалибровать.

Если регулярно проводить сервисное обслуживание прибора и своевременно менять расходные части, можно добиться высокого срока эксплуатации оптического датчика. При правильном уходе, устройство служит не одно десятилетие.

Особенности проверки

Перед вводом в работу любое точное измерительное устройство проходит проверки. Для поверки оптического датчика используют специальные стенды. Они необходимы для проверки соосности. Если стенд показывает, что датчик установлен правильно, но необходимых для работы результатов нет, это означает, что внутренности устройства поврежден. Вероятная проблема — оптика.

Также можно использовать эмпирический способ — поставить оборудование на положенное место и проследить за его работой.

Заключение

Оптический датчик — компактный и надежный прибор, применимый практически на каждом промышленном предприятии. Но, для установки и правильной настройки устройства, нужен грамотный специалист, разбирающийся не только в типах приборов, но и особенностях подключения.

Видео по теме

Волоконно-оптические датчики: принцип работы, виды, эксплуатация

a:2:{s:4:”TEXT”;s:8486:”
    Принцип работы

         В основе работы датчиков такого типа лежит оптическое волокно. Оно представляет собой сердцевину в полимерной оболочке, по которой проходит световой поток. Сердцевина изготавливается из стекла или пластика, который снабжается специальными добавками для улучшения коэффициента преломления световых волн.


https://techtrends.ru/catalog/optovolokonnye-datchiki//” target=”_blank”>Волоконно-оптические датчики используют оптоволокно в качестве линии передачи сигнала или чувствительного элемента. Наибольшую востребованность приобрели датчики с оптическим преобразователем. Такая система состоит из чувствительного оптического элемента, приемника и излучателя. Преобразователь помещается между торцевыми частями принимающего и передающего волокна, а роль излучателя может выполнять светодиод. В роли детектора света выступает p-i-n-фотодиод.





         Датчики с оптическим зондом могут использовать одномодовые или многомодовые оптоволоконные кабели, а источником света в них становятся светодиод или лазерный излучатель. Такие датчики чаще всего применяются для измерений бесконтактного типа и отличаются наиболее высокой точностью.

    Виды и характеристики

         Общий принцип работы всех категорий таких устройств: световое излучение перемещается по оптоволокну, при этом его параметры меняются в брэгговских решетках. На основании полученных изменений система детектирования делает выводы об изменении рабочих показателей.





         Оптоволоконные датчики могут работать по одному из двух принципов:


        Точечные – в качестве базового элемента в них используются селектирующие зеркала. Световое излучение исходит от широкополосного источника и отражается в виде узкой полосы. Оставшаяся часть светового потока передается по оптоволокну. Этот вариант передачи сигнала позволяет одновременно использовать несколько контроллеров в автоматизированной линии и обеспечивает наиболее точную передачу сигнала. Датчики такого типа могут использоваться для контроля давления, температуры, вибрации и других показателей.
        Распределенные – датчики этого типа применяются для контроля уровня температуры. Опросное устройство провоцирует импульс лазера, и он рассеивается при передаче через оптоволокно. В результате можно определить, какова температура в каждой из точек оптоволоконного канала.


         По аналогичному принципу могут работать акустические датчики. В этом случае анализатор фиксирует колебания излучения, передаваемого по оптоволоконному каналу. Это дает возможность зафиксировать звук и определить его источник. Датчики такого типа могут применяться, например, в системах контроля доступа – они дают возможность выявить несанкционированное проникновение.


         Если датчик использует оптоволокно для трансляции сигнала на расстоянии, то оно должно быть многомодовым. Одномодовое оптоволокно применяется для устройств, в которых оно выполняет функции сенсора.

    Где используются волоконно-оптические датчики

         Наиболее широкое распространение получили оптоволоконные датчики, работающие с использованием брэгговских решеток. Они могут использоваться даже в агрессивных средах, где приборы постоянно подвергаются агрессивному внешнему воздействию.


         Можно перечислить целый ряд отраслей, в которых применяются оптоволоконные датчики:


        горнодобывающая промышленность – такие устройства используются в пожарных извещателях для мониторинга состояния шахтных стволов и конвейерных лент;
        нефтегазовая сфера отрасли – приборы применяются при термомониторинге скважин и трубопроводных линий, дают возможность мгновенно отслеживать даже небольшие изменения температуры;
        строительство – датчики широко востребованы в системе «умных домов», они позволяют отслеживать различные показатели для автоматического реагирования систем жизнеобеспечения. Также они применяются для постоянного мониторинга мостов, теплотрасс, инженерных систем;
        авиационно-космическая отрасль – новые технологии позволили создать высокоточные датчики, фиксирующие незначительные деформации корпусов, а также отклонения от температурного уровня;
        электроэнергетика – датчики могут использоваться для мониторинга силовых линий.





“;s:4:”TYPE”;s:4:”HTML”;}

Оптический датчик расстояния : Indstore

Оптические датчики расстояния

Задача: Измерение длины оптическим датчиком расстояния
Измеряемый параметр: расстояние, дистанция.

Заводам и производственным компанию ежедневно приходится бороться за конкурентоспособность своей продукции. Для оптимизации и повышения общей эффективности производства компании совершенствуют технологические процессы.

Повышение технологичности требует от датчиков того или иного процесса все большей скорости, точности, продолжительной и безотказной работы.

Одним из самых популярных датчиков современного производственного процесса является оптический датчик расстояния. Лазерные датчики расстояния – это оптоэлектронное устройство для определения дистанции до того или иного объекта. Бесконтактное измерение расстояния имеет несчетное количество применений. Например, датчик расстояния оптический используют для определения габаритов (толщины, высоты, длины, ширины), контроля минимального или максимального расстояния, позиционирования, уровня наполнения или опорожнения резервуара и т. д.

Промышленный оптический дальномер работает по одному из двух основных принципов:

Принцип измерения времени пролета луча. Т.е. лазерный диод датчика излучает импульсы, которые отражаются от цели (объекта измерения) и затем улавливаются фотоприемником того же датчика. Измерив время между моментом излучения импульса и моментом его «возврата», электроника вычисляет расстояние до объекта.
Принцип триангуляции. Излученный свет датчиком отражается объектом и затем «возвращается» в фотоприемник датчика. Методом определения разности фаз посылаемых и принимаемых сигналов вычисляется расстояние. Данный метод также называют фазовым методом измерения.

В зависимости от принципа измерения датчики различаются по сфере применения. Так например, триангуляционный лазерный датчик позволяет производить измерения с точностью до единиц миллиметров и коротким временем измерения (всего несколько миллисекунд), в то время как принцип измерения времени пролета луча позволяет производить измерения на расстояниях превышающих несколько тысяч метров, но точность составит несколько сантиметров.

Выбирая промышленный лазерный дальномер необходимо также обратить внимание на производителя, диапазон измерения, разрешение или точность измерения, время или частота измерения, тип выходного сигнала, напряжение питания, температурный режим эксплуатации.

Современные широкоизвестные производители лазерного датчика расстояния: Baumer, IFM, Leuze, Astech, Micro-Epsilon, Balluff, Datalogic, Omron, Dimetix, TR Electronic, Sick, Sensopart, Di-soric, Pepperl-Fuchs.

Опираясь на опыт успешно реализованных проектов и многолетний опыт продаж оптоэлектронных устройств, специалисты нашей компании готовы оказать техническую поддержку и консультацию по выбору датчика бесконтактного измерения, или подобрать аналог снятой с производства модели. Для заказа и покупки датчика просим Вас связаться с нами по электронной почте 116@indstore.ru или по одному из телефонов: Санкт-Петербург (812) 309-05-12 , Москва +7 (499) 703-20-73, Екатеринбург +7 (343) 236-63-20.

Наиболее популярные модели лазерных датчиков расстояния , позволяющие решить большинство задач:

Лазерный датчик расстояния до 1м
№	Производитель	Модель	Максимальное расстояние Измерения	Разрешение	Выходной сигнал	Время измерения
1	Balluff	BOD 6K	0,08 м	–		1 мс
2	Balluff	BOD 18KF	0,1 м	1 мм		1мс
3	Baumer	OADM 12	0,12 м	0,002…0,012 мм	Аналоговый	0,9 мс
4	Leuze	ODS 25	0,2 м	1 мм		5…10 мс
5	Sick	DT2	0,3 м		4…20 мА
6	Balluff	BOD 26K	0,3 м	0.08…0.2 мм		1 мс
7	Sick	OD	0,4 м		4…20 мА /PNP/NPN
8	Sick	DT10	0,5 м		4…20 мА NPN, PNP
9	Leuze	ODSL 8	0,5 м	0.01…0.1 мм		2…10 мс
10	Baumer	OADM 13	0,55 м	0,005…1,15мм	Аналоговый	0,9…2 мс
11	Sick	DT20 HI	0,6 м		4…20 мА NPN, PNP
12	Balluff	BOD 66M	0,6 м	0.5 мм		10.. 50 мс
13	Leuze	ODS 96	0,6 м	0.1 мм		2.. 100 мс
14	Baumer	OADR 20	0,6 м	0,015 … 0,67 мм	Аналоговый	0,9 мс
15	Sick	DT20	1 м		4…20 мА
16	Baumer	OADM 21	1 м	0,01 … 0,4 мм	Аналоговый	0,9 мс
17	Baumer	OADM 20	1 м	0,2 … 2,5 мм	Аналоговый	0,9 мс

Лазерный датчик расстояния до 10м
№	Производитель	Модель	Максимальное расстояние Работы	Выходной сигнал	Время измерения
1	Sick	DS30	2 м	NPN, PNP
2	Sick	DT200	2 м	4…20 мА
3	Sick	WTA24	3 м	4…20 мА, PNP
4	Sick	DS40	5 м	NPN, PNP
5	Omron	E3JK	5 м	NPN, PNP	1 мс
6	Balluff	BOD 63M	6 м		10 мс
7	Omron	E3JM	10 м	NPN, PNP	1 мс
8	Omron	E3G	10 м	NPN, PNP	1 мс
9	Omron	E3F2	10 м	NPN, PNP	1 мс

Лазерный датчик расстояния до 100м
№	Производитель	Модель	Максимальный диапазон работы	Разрешение	Выходной сигнал	Время измерения
1	Omron	E3ZM	15 м		NPN, PNP	1 мс
2	Omron	E3FZ/E3FR	15 м		NPN, PNP	1 мс
3	Sick	DS60	20 м		2 х NPN, 2 х PNP
4	Balluff	BOD 66M	20 м	5 мм		10…50 мс
5	Leuze	ODSL 96	20 м	1 мм		2…100 мс
6	Sick	DL60	24 м		4…20 мА, PNP, NPN
7	Sick	DS500	30 м		NPN, PNP
8	Sick	DT500	30 м		0/4…20 мА, RS 422 Can bus
9	Leuze	ODSL 30	30 м	0.1/1 мм		30…100 мс
10	Dimetix	EDS-C	30 м		Profibus, SSI	3 Гц
11	Omron	E3Z	30 м		NPN, PNP	1 мс
12	Leuze	ODS 96	50 м	0.1…1 мм		2…100 мс
13	TR Electronic	LLB-65	65 м	0,1мм	Аналоговый Modbus, Profibus, SSI
14	IFM	O1D100	100 м			20 мс
15	Astech	LDM41	100 м	0,1мм	Аналоговый Modbus, Profibus, Ethernet

Лазерный датчик расстояния от 100м до 3км
№	Производитель	Модель	Максимальный диапазон измерения	Разрешение	Выходной сигнал	Частота измерения
1	Sick	DME4000	130 м		SSI, Profibus, RS422, DeviceNet, Hiperface
2	Sick	DME2000	130 м		0/4…20 мА, RS232
3	Dimetix	DLS-C	150 м		RS-232 / RS-422 Profibus, SSI	6 Гц
4	Sick	DMT	155 м		4…20 мА, Profibus, RS 232, RS 422/RS 232
5	Sick	DMT10-2	155 м		4…20 мА, Profibus, RS 232, RS 422/RS 232
6	Leuze	AMS 200	200 м	0.3..0.7 мм		10 Гц
7	Sick	DMD	240 м		Profibus, Interbus, SSI
8	TR Electronic	LE-200	240 м	0,1мм	Аналоговый Modbus, Profibus, SSI
9	Sick	DME5000	300 м		SSI, Profibus, RS422, DeviceNet
10	Sick	DME3000	500 м		SSI, Profibus, RS422
11	Astech	LDM51	500 м	0,1мм	Аналоговый, релейный, RS232 / RS422 / RS485, Modbus, Profibus, Ethernet
12	TR Electronic	LLB-500	500 м	0,1мм	Аналоговый Modbus, Profibus, SSI
13	Dimetix	FLS-C	500 м		RS-232 / RS-422 Profibus, SSI	200 Гц
14	Sick	DML	1100 м		4…20 мА, Profibus, RS 232, RS422/RS232
15	Astech	LDM301	3000 м	1мм	Аналоговый, релейный, RS232 / RS422, Modbus, Profibus, Ethernet

Оптический датчик

– обзор

2 Хемосенсор и биосенсоры: основы и основы

Хемосенсор состоит из двух основных частей: в первой происходит селективный химический состав, а во второй – датчик. Химическая реакция производит сигнал, такой как изменение цвета, флуоресценция, o изменение частоты колебаний кристалла, и преобразователь переводит физико-химическое событие в узнаваемый физический сигнал. Основные области типичного хемосенсора показаны на рисунке 1.

Рисунок 1. Принцип сенсора

Биосенсоры можно определить как интегрированное устройство рецептор-преобразователь, которое способно предоставлять выборочную количественную или полуколичественную аналитическую информацию с использованием элемента биологического распознавания. Биосенсор преобразует биологическое событие в обнаруживаемый сигнал под действием преобразователя и процессора.

Биосенсоры используют компоненты биологического происхождения, интегрированные с подходящим датчиком. Из-за разработки и внедрения биосенсоров была узко связана с достижениями сенсорной техники.Общая схема биосенсорного устройства представлена на рисунке 2.

Рисунок 2. Общая схема биосенсорного устройства.

Биосенсоры обычно делятся на различные основные группы либо по методу передачи сигнала, либо по принципу биораспознавания.

Основные трансдукционные элементы, задействованные в химических сенсорах и биосенсорах, совпадают, и это будет кратко изложено в этом разделе. Принимая во внимание, что основы элементов распознавания, классификации и пищевого применения биосенсоров будут конкретно разработаны в разделе 4.

Химические сенсоры и биосенсоры можно классифицировать по физико-химическому преобразованию:

Оптические сенсоры основаны на различных технологиях оптических явлений, которые являются результатом взаимодействия аналита с рецепторной частью. Эта группа может быть далее подразделена в соответствии с типом оптических свойств, применяемых в химических сенсорах:

•: Поглощение, измеренное в прозрачной среде, вызванное поглощательной способностью самого аналита или реакцией с некоторыми веществами. подходящий индикатор.
•: Отражение измеряется в непрозрачной среде, обычно с помощью неподвижного индикатора.
•: Люминесценция, основанная на измерении интенсивности света, излучаемого химической реакцией в рецепторной системе.
•: Флуоресценция, измеренная как эффект положительного излучения, вызванный облучением. Также в основе таких устройств может лежать избирательное тушение флуоресценции.
•: Показатель преломления, измеренный в результате изменения состава раствора.Это может включать также эффект поверхностного плазмонного резонанса (SPR).
•: Оптотермический эффект, основанный на измерении теплового эффекта, вызванного поглощением света.
•: Рассеяние света, основанное на эффектах, вызванных частицами определенного размера, присутствующими в образце.

Применение многих из этих явлений в датчиках стало возможным благодаря использованию оптических волокон в различных конфигурациях. Такие устройства еще называют оптодами.

Электрохимические устройства преобразуют эффект электрохимического взаимодействия между аналитом и электродом в первичный сигнал. Такие эффекты могут стимулироваться электрически или могут привести к спонтанному взаимодействию в условиях нулевого тока. Можно выделить следующие подгруппы:

•: Вольтамперометрические датчики, включая амперометрические устройства, в которых ток измеряется в режиме постоянного или переменного тока. В эту подгруппу входят датчики на основе химически инертных электродов, химически активных электродов и модифицированных электродов, которые, в свою очередь, могут быть с внешним источником тока (гальванические датчики) или без него.
•: Потенциометрические датчики, в которых потенциал индикаторного электрода (ионоселективный электрод, окислительно-восстановительный электрод, оксидный электрод metaVmeta1) измеряется относительно электрода сравнения.
•: Химически сенсибилизированный полевой транзистор (CHEMFET), в котором эффект взаимодействия между аналитом и активным покрытием преобразуется в изменение тока исток-сток.
•: Потенциометрические датчики с твердым электролитом, отличающиеся от потенциометрических датчиков, тем, что они работают с высокотемпературными твердыми электролитами и обычно применяются для измерений с обнаружением газа.

Электрические датчики основаны на измерениях, в которых не происходят электрохимические процессы, но сигнал возникает в результате изменения электрических свойств, вызванного взаимодействием аналита.

•: Металлооксидные полупроводниковые датчики (MOS), используемые в основном в качестве детекторов газовой фазы, основаны на обратимых окислительно-восстановительных процессах компонентов анализируемого газа.
•: Органические полупроводниковые сенсоры, основанные на образовании комплексов с переносом заряда, которые изменяют плотность носителей заряда.
•: Датчики электролитической проводимости.
•: Датчики диэлектрической проницаемости.

Чувствительные к массе датчики преобразуют изменение массы на специально модифицированной поверхности в изменение свойства материала подложки. Изменение массы вызвано накоплением аналита.

•: Пьезоэлектрические устройства, используемые в основном в газовой фазе, но также и в растворах, основаны на измерении изменения частоты кварцевой пластины генератора, вызванного адсорбцией массы анализируемого вещества на генераторе.
•: Устройства на поверхностных акустических волнах зависят от модификации скорости распространения генерируемой акустической волны, вызванной осаждением определенной массы аналита.

Магнитные устройства , основанные на изменении парамагнитных свойств анализируемого газа. Они представлены определенными типами кислородных мониторов.

Термометрические датчики , основанные на измерении тепловых эффектов определенной химической реакции или адсорбции с участием анализируемого вещества.В этой группе тепловые эффекты могут быть измерены различными способами, например, в каталитических датчиках теплота реакции горения или ферментативной реакции измеряется с помощью термистора.

Другие физические свойства, такие как, например, рентгеновское, β- или Γ-излучение, могут лечь в основу химического датчика, если они используются для определения химического состава.

Основными преобразовательными элементами сенсоров для анализа пищевых продуктов являются электрохимические устройства, такие как ионоселективные электроды (ISE), ионоселективные полевые транзисторы (FET), газовые сенсоры с твердым электролитом и газовые сенсоры на основе полупроводников.Пьезоэлектрическое преобразование на основе поверхностных акустических волн (ПАВ) является следующим вариантом, поскольку кварц является наиболее широко используемым пьезоэлектрическим материалом, за которым следуют оптические датчики, такие как оптические волокна, а также более традиционные оптические датчики, люминесценция и поверхностный плазмонный резонанс (SPR). техники и, наконец, тепловые системы.

Различные типы оптических датчиков и приложения

Оптический датчик преобразует световые лучи в электронный сигнал. Назначение оптического датчика – измерить физическое количество света и, в зависимости от типа датчика, затем преобразовать его в форму, которая читается встроенным измерительным устройством.Оптические датчики используются для бесконтактного обнаружения, подсчета или позиционирования деталей. Оптические датчики могут быть как внутренними, так и внешними. Внешние датчики собирают и передают необходимое количество света, в то время как внутренние датчики чаще всего используются для измерения изгибов и других небольших изменений направления.

Различные оптические датчики могут измерять следующие величины: температура, скорость, уровень жидкости, давление, смещение (положение), вибрации, химические вещества, силовое излучение, значение pH, деформация, акустическое поле и электрическое поле.

Типы оптических датчиков

Существуют различные типы оптических датчиков, наиболее распространенные типы, которые мы использовали в наших реальных приложениях, как указано ниже.

Фотопроводящие устройства, используемые для измерения сопротивления путем преобразования изменения падающего света в изменение сопротивления.
Фотоэлектрический элемент (солнечный элемент) преобразует количество падающего света в выходное напряжение.
Фотодиоды преобразуют количество падающего света в выходной ток.

Фототранзисторы – это тип биполярных транзисторов, в которых переход база-коллектор подвергается воздействию света. Это приводит к тому же поведению фотодиода, но с внутренним усилением.

Принцип работы заключается в передаче и приеме света в оптическом датчике, объект, который должен быть обнаружен, отражает или прерывает световой луч , излучаемый излучающим диодом . В зависимости от типа устройства оценивается прерывание или отражение светового луча. Это позволяет обнаруживать объекты независимо от материала, из которого они сделаны (дерево, металл, пластик или другой). Специальные устройства даже позволяют обнаруживать прозрачные объекты, объекты разного цвета или контрастности.Различные типы оптических датчиков описаны ниже.

Различные типы оптических датчиков

Датчики на пересечение луча

Система состоит из двух отдельных компонентов: передатчик и приемник расположены напротив друг друга. Передатчик проецирует световой луч на приемник. Прерывание светового луча интерпретируется приемником как сигнал переключения. Неважно, где происходит прерывание.

Преимущество: Могут быть достигнуты большие рабочие расстояния, и распознавание не зависит от структуры поверхности объекта, цвета или отражательной способности.

Чтобы гарантировать высокую эксплуатационную надежность, необходимо убедиться, что объект достаточно большой, чтобы полностью прервать световой луч.

Датчики на отражение от рефлектора

Передатчик и приемник находятся в одном доме, через отражатель излучаемый световой луч направляется обратно в приемник. Прерывание светового луча инициирует операцию переключения. Неважно, где происходит прерывание.

Преимущество: Датчики с отражением от рефлектора позволяют работать на больших расстояниях с точками переключения, которые точно воспроизводятся, требуя небольших усилий при установке.Все объекты, прерывающие световой луч, точно обнаруживаются независимо от структуры или цвета их поверхности.

Датчики диффузного отражения

Передатчик и приемник находятся в одном корпусе. Проходящий свет отражается обнаруживаемым объектом.

Преимущество: Интенсивность рассеянного света на приемнике служит условием переключения. Независимо от настройки чувствительности задняя часть всегда отражает лучше, чем передняя. Это приводит к ошибочным операциям переключения.

Различные источники света для оптических датчиков

Есть много типов источников света. Солнце и свет от горящих факелов были первыми источниками света, использованными для изучения оптики. Фактически, свет, исходящий от определенного (возбужденного) вещества (например, ионов йода, хлора и ртути), по-прежнему является опорными точками в оптическом спектре. Одним из ключевых компонентов оптической связи является источник монохроматического света. В оптической связи источники света должны быть монохромными, компактными и долговечными.Вот два разных типа источников света.

1. Светодиод (светоизлучающий диод)

В процессе рекомбинации электронов с дырками на стыках n-легированных и p-легированных полупроводников энергия выделяется в виде света. Возбуждение происходит путем приложения внешнего напряжения, и может происходить рекомбинация, или она может быть стимулирована как другой фотон. Это облегчает соединение светодиода с оптическим устройством.

Светодиод – это полупроводниковое устройство p-n, которое излучает свет, когда на его два вывода подается напряжение

2.ЛАЗЕР (усиление света вынужденным излучением)

Лазер создается, когда электроны в атомах в специальных стеклах, кристаллах или газах поглощают энергию электрического тока, который они возбуждают. Возбужденные электроны перемещаются с орбиты с более низкой энергией на орбиту с более высокой энергией вокруг ядра атома. Когда они возвращаются в свое нормальное или основное состояние, это приводит к тому, что электроны испускают фотоны (частицы света). Все эти фотоны имеют одинаковую длину волны и когерентны.Обычный видимый свет имеет несколько длин волн и не является когерентным.

LASAR Light Emission Process

Применение оптических датчиков

Применение этих оптических датчиков варьируется от компьютеров до датчиков движения. Чтобы оптические датчики работали эффективно, они должны быть подходящего типа для применения, чтобы сохранять чувствительность к измеряемым свойствам. Оптические датчики являются неотъемлемой частью многих распространенных устройств, включая компьютеры, копировальные аппараты (ксерокопии) и осветительные приборы, которые автоматически включаются в темноте.И некоторые из распространенных приложений включают системы сигнализации, синхронизаторы для фотографических вспышек и системы, которые могут обнаруживать присутствие объектов.

Датчики внешней освещенности

в основном мы видели этот датчик на наших мобильных телефонах. Это продлит срок службы батареи и позволит создавать удобные для просмотра дисплеи, оптимизированные для окружающей среды.

Датчики окружающего света

Биомедицинские приложения

Оптические датчики

широко применяются в биомедицине. Некоторые из примеров: Анализ дыхания с использованием перестраиваемого диодного лазера. Оптический пульсометр. Оптический пульсометр измеряет частоту пульса с помощью света.Светодиод светит сквозь кожу, а оптический датчик исследует отраженный свет. Поскольку кровь поглощает больше света, колебания уровня освещенности можно преобразовать в частоту сердечных сокращений. Этот процесс называется фотоплетизмографией.

Индикатор уровня жидкости на основе оптического датчика

состоит из двух основных частей: инфракрасного светодиода, соединенного со световым транзистором, и прозрачного наконечника призмы на передней панели. Светодиод излучает инфракрасный свет наружу, когда наконечник датчика окружен воздухом, свет реагирует, отражаясь назад внутрь наконечника, прежде чем вернуться к транзистору.Когда датчик погружается в жидкость, свет рассеивается по всей поверхности и меньше возвращается к транзистору. Количество отраженного на транзисторе света влияет на выходные уровни, что делает возможным измерение точечного уровня.

Оптический датчик уровня

У вас есть основная информация об оптическом датчике? Мы подтверждаем, что приведенная выше информация разъясняет основы концепции оптического датчика со связанными изображениями и различными приложениями реального времени. Кроме того, любые сомнения относительно этой концепции или реализации каких-либо проектов на основе датчиков, пожалуйста, дайте свои предложения и комментарии к этой статье, которые вы можете написать в разделе комментариев ниже.Вот вам вопрос, каковы разные источники света оптического датчика?

Высокоточные оптические датчики собственного производства

Будь то измерение расстояния, система помощи водителю или робот-пылесос: современные технологии невозможно представить без оптических детекторов. Также называемые оптическими бесконтактными переключателями, небольшие компоненты в основном включают в себя передатчик света (например, светодиод или лазерный диод) и оптический приемник (обычно фотодиод или светочувствительный резистор).Приемник оценивает соответствующую информацию в зависимости от силы интенсивности, цвета или времени прохождения, излучаемых от передатчика к приемнику.

Например, при измерении расстояния это работает с измерением времени прохождения: источник света посылает короткий импульс. После этого измеряется время, за которое луч света проходит от источника света до приемника и обратно через отражение. Возможными альтернативными типами измерений являются измерения с использованием фазирования и триангуляции с помощью лазеров или светодиодов.Другие системы, такие как системы емкостных датчиков (реакция на частоту вибрации) или системы индуктивных датчиков (реакция на металлические предметы), имеют важное техническое ограничение: они реагируют только на объекты, сделанные из определенных типов материалов.

Однако многие устройства требуют большой гибкости и вариативности. Обычно для этого требуются решения, ориентированные на клиента. В этих случаях основное внимание уделяется размеру и конструкции, большому диапазону действия, скорости измерения, законодательным требованиям, а также устойчивости детектора к воздействиям окружающей среды, таким как изменения температуры окружающей среды.First Sensor разрабатывает и производит точные решения из одних рук и с долгосрочными поставками. В нашем ассортименте есть детекторы, модули и индивидуальные решения для каждого клиента. Продукция First Sensor является неотъемлемой частью приложений клиентов.

Запрос продукта

Максимальный опыт в области точных детекторных технологий

Замкнутая технологическая цепочка

First Sensor включает в себя все, от проектирования до производства, и объединяет все основные ключевые компоненты: от разработки и производства компонентов в чистых помещениях полупроводникового завода до упаковки интегральных схем и оптоэлектронной гибридной интеграции до полной разработки системы.В качестве комплексных решений наши продукты гарантируют максимальную надежность и долговечность для разработки у заказчика.

Какие возможности дает First Sensor для разработки моего продукта?

Ноу-хау собственного производства

С 2008 года мы являемся разработчиками и производителями сенсорной и измерительной техники, располагая собственным современным сенсорным заводом с чистой площадью 1200 м² по ISO 5, собственной сборкой прототипов, а также возможностями упаковки.Полные возможности тестирования и инструменты анализа отказов также являются частью установки.

Вся продукция, которую First Sensor производит в рамках вертикально интегрированного процесса изготовления кремниевых полупроводников, «сделано в Германии». От отдельных микросхем до массивов и компонентов подчеркиваются небольшие размеры, компактная конструкция, высокая чувствительность, быстрое время нарастания, хорошее соотношение сигнал / шум и низкий темновой ток.

Оптические датчики First Sensor для всех отраслей и приложений

Неважно, должен ли компонент быть очень маленьким, очень точным или и тем, и другим – у First Sensor есть правильное решение.Наши продукты также подходят для использования в суровых условиях, в динамических диапазонах и при спонтанных изменениях оптоэлектрических параметров. Они используются во всех областях, где оптические детекторы являются ключом к эффективности и новаторским методикам.

Измерение расстояний
Оптические датчики приближения обеспечивают наилучшую точность измерения расстояний. Они гибкие и могут использоваться практически в любой среде.
Световые барьеры, световые решетки, световые завесы
Оптические решения, такие как световые барьеры, позволяют надежную и дискретную защиту опасных зон и опасных зон – для защиты персонала и инфраструктуры.
Системы помощи водителю, LIDAR
Оптоэлектронные датчики обеспечивают большую безопасность для личной мобильности в LIDAR (обнаружение света и дальность) и других вспомогательных системах, поскольку они обеспечивают безопасное распознавание объектов. Окружающей среды.
Световые барьеры, световые решетки, световые завесы
Оптические решения, такие как световые барьеры, позволяют надежную и дискретную защиту опасных зон и опасных зон – для защиты персонала и инфраструктуры.
Трехмерное отображение
Отображение проекции позволяет визуализировать статические или движущиеся изображения, соответствующие исходным изображениям. В этом отношении незаменимы быстрые и точные датчики.
Лазерные сканеры
При сканировании комнаты или объекта с помощью лазерных датчиков получаются подробные изображения трехмерных структур. Эта процедура используется в машиностроении, исследованиях и многих других областях.

Какая технология подходит для моего приложения?

Оптические датчики делятся на разные типы технологий.У каждого есть свои преимущества и недостатки – ноу-хау и практический опыт являются ключевыми для выбора идеального детектора. Мы найдем подходящее решение для всех областей применения.

PIN (кремний)

Сильные стороны: Фотодиоды PIN обеспечивают хороший динамический диапазон даже в суровых условиях окружающей среды. Они экономичны и не зависят от температуры.
Слабые стороны: Диоды имеют низкую полосу пропускания, плохое соотношение сигнал-шум и медленное обнаружение сигнала.Внутреннее усиление сигнала невозможно.

SiPM / SPAD
Сильные стороны: Благодаря внутреннему усилению сигнала кремниевые фотоумножители (SiPM) и однофотонные лавинные диоды (SPAD) способны обнаруживать даже сверхмалое количество света.
Слабые стороны: SiPM и SPAD имеют более низкую чувствительность по сравнению с лавинными фотодиодами (APD). У них плохое отношение сигнал / шум, они чувствительны к температуре, быстро наступает насыщение.

InGaAs
Сильные стороны: Датчики с полупроводниками из арсенида индия-галлия обеспечивают широкий диапазон и отличный динамический диапазон даже в суровых условиях окружающей среды.
Слабые стороны: InGaAs чувствительны к температуре, что требует внешнего охлаждения. Дорогое сырье делает их дорогим решением, не предназначенным для массового производства.

APD (кремний)
Сильные стороны: Лавинные фотодиоды (APD) обладают внутренним усилением сигнала, в результате чего не менее 80% света поглощается и, таким образом, обнаруживается. Они обеспечивают быстрое обнаружение и обработку оптических сигналов, хорошее соотношение сигнал / шум, низкую насыщенность и недороги.
Слабые стороны: APD чувствительны к температуре. Их дальность обнаружения ниже, чем у альтернативных методов.

Выбор подходящей технологии требует технических ноу-хау и всесторонних отраслевых знаний.

Обладая глубокими отраслевыми знаниями о рынках наших клиентов, которые компания First Sensor приобрела за почти 30-летнюю историю компании, мы можем предоставить вам технологию, соответствующую вашим требованиям. Мы разрабатываем и производим идеальное решение, от микросхемы до полной измерительной системы, в соответствии с вашими требованиями.

Помимо технических требований, количества, требований к поставкам и стоимости, мы также следим за применимыми стандартными спецификациями и стандартами качества. Учитывая все внутренние и внешние факторы, мы выполняем даже самые высокие требования.

Это преимущества, которые клиенты получают, выбирая оптические датчики First Sensor

Межотраслевые ноу-хау: Промышленность и потребители используют наши чувствительные элементы в различных областях, от лазерного сканирования до вспомогательных систем и роботов-пылесосов.
Превосходный технологический диапазон: Предлагая продукты, основанные на широком спектре принципов оптических детекторов, мы можем предоставить подходящий продукт для любого применения.
Замкнутая технологическая цепочка: Мы предоставляем все, от проектирования до производства, из одних рук – все с учетом ваших потребностей.
Комплексные решения: Продукты First Sensor гарантируют высочайшую надежность при разработке ваших решений.
Гарантия качества: Благодаря нашему собственному производству прототипов, полным возможностям тестирования и инструментам анализа отказов мы гарантируем продукцию высочайшего качества на долгосрочной основе.

Вас интересует наш широкий ассортимент надежных и высокопроизводительных оптических датчиков? Свяжитесь с нашими специалистами со своими требованиями!

Запрос продукта

Оптические датчики | Детекторы | Первый датчик

Компания

First Sensor – один из ведущих мировых поставщиков сенсорных систем, входящих в TE Connectivity. На растущем рынке сенсорных систем First Sensor разрабатывает и производит индивидуальные решения для постоянно растущего числа приложений на промышленных, медицинских и мобильных целевых рынках.Наша цель здесь – выявить, встретить и решить проблемы будущего с помощью наших инновационных сенсорных решений на раннем этапе.

Связи с инвесторами

Наша деятельность по связям с инвесторами направлена на повышение международной известности First Sensor AG, а также на укрепление и расширение восприятия нашей доли как привлекательной для роста. Это означает, что мы сохраняем прозрачность, полноту и непрерывность нашего онлайн-общения, чтобы повысить ваше доверие к нашей доле.

Индивидуальные решения

На растущем рынке сенсорных систем First Sensor разрабатывает и производит сенсоры, электронику, модули и сложные системы для постоянно растущего числа приложений на промышленных, медицинских и мобильных целевых рынках.Как поставщик решений, компания предлагает комплексные услуги по разработке от первого проекта и подтверждения концепции до разработки прототипов и, наконец, серийного производства. First Sensor предлагает обширный опыт разработки, современные упаковочные технологии и производственные мощности в чистых помещениях от 8 до 5 класса ISO.

Компетенции

Карьера

Инновации, совершенство, близость – это наши ценности, наши амбиции, наш драйв. Меньше – не вариант. Наши сенсорные решения олицетворяют технические инновации и экономический рост.Как таковые, они составляют основу для разработки и применения новых технологий практически во всех сферах жизни. Мы стремимся формировать это будущее вместе с вами.

Что такое оптический датчик? (с иллюстрациями)

Оптический датчик – это устройство, преобразующее световые лучи в электронные сигналы. Подобно фоторезистору, он измеряет физическое количество света и преобразует его в форму, считываемую прибором. Обычно оптический датчик является частью более крупной системы, объединяющей измерительное устройство, источник света и сам датчик.Обычно это связано с электрическим триггером, который реагирует на изменение сигнала в датчике освещенности.

Одной из особенностей оптического датчика является его способность измерять изменения от одного или нескольких световых лучей.Это изменение чаще всего связано с изменением интенсивности света. Когда происходит изменение фазы, световой датчик действует как фотоэлектрический триггер, увеличивая или уменьшая электрический выход, в зависимости от типа датчика.

Оптические датчики

могут работать либо по методу одной точки, либо по распределению точек.При одноточечном методе для активации датчика требуется единственное изменение фазы. С точки зрения концепции распределения, датчик реагирует на длинную серию датчиков или одну оптоволоконную матрицу.

Другие особенности оптических датчиков включают различие в том, размещены они внутри устройства или снаружи.Внешние преобразователи регистрируют и пропускают необходимое количество света. Они известны как внешние датчики. Внутренние датчики – это датчики, встроенные в оптическое волокно или устройство. Обычно они используются для измерения небольших изменений, таких как изгиб или небольшое изменение направления.

Основное значение для правильного использования оптического датчика состоит в том, что он сохраняет определенные аспекты измеряемых свойств.Он всегда должен оставаться чувствительным к собственности. Точно так же он должен быть нечувствительным к любому другому свойству. Кроме того, он не может повлиять на то, какие измерения обычно проводятся. То есть он не может изменить количество света, влияющего на фотоэлектрические свойства.

Оптические датчики имеют множество применений.Их можно найти во всем, от компьютеров до детекторов движения. Например, когда дверь в полностью затемненную область, такую как внутренняя часть копировального аппарата, открыта, свет попадает на датчик, вызывая повышение электрической производительности. Это вызовет электрический отклик и остановит машину в целях безопасности.

Из-за природы фотоэлектрических датчиков регистрирующая головка устройства должна всегда оставаться чистой.Такие вещи, как пыль и материалы, могут препятствовать правильному приему света, ограничивая успешность выполнения датчиком своей работы. Без надлежащего уровня света светочувствительное устройство не может вырабатывать или ограничивать достаточное количество электричества.

типов оптических датчиков | Sciencing

На протяжении десятилетий оптические датчики находят свое применение во все большем числе приложений.Развитие полупроводников в 1940-х и 1950-х годах привело к созданию недорогих, компактных и эффективных светочувствительных устройств. Фотоприемники использовались в фоторамках, уличных фонарях и счетчиках трафика. Волоконная оптика позволяла чувствительному оборудованию работать в электрически зашумленной среде. Датчики, снабженные крошечными интегральными схемами, давали более простые в использовании детекторы. Оптические датчики улучшили эффективность и надежность систем управления по разумной цене.

Фотодетектор

Светочувствительные полупроводниковые материалы используются в различных электронных компонентах.Фотоприемники варьируются от простых резистивных фотоэлементов до фотодиодов и транзисторов. Детектор должен быть частью схемы переключения или усиления; сами по себе они могут пропускать только небольшой ток. Они используются для управления доводчиками дверей лифтов, счетчиками деталей сборочного конвейера и системами безопасности.

Волоконная оптика

Волоконная оптика в некоторых средах имеет преимущества перед стандартными электрическими кабелями. Волокна не пропускают ток, поэтому они невосприимчивы к электрическим помехам.Они не создают искр или опасности поражения электрическим током в случае повреждения кабеля. В зависимости от конструкции свет в оптоволокне может использоваться как сам датчик или как путь прохождения сигнала для отдельного блока датчиков.

Пирометр

Объекты излучают свет в соответствии с их температурой и воспроизводят одинаковые цвета при одинаковых температурах. Пирометр оценивает температуру объекта, определяя цвет излучаемого им света. Оптический пирометр – более старый прибор; оператор сравнивает светящуюся нить в видоискателе с горячим объектом, чтобы определить его температуру.В электронных пирометрах используется светочувствительный полупроводник для автоматического измерения температуры. Пирометры используются, когда прямой контакт неудобен, небезопасен или невозможен. Приложения включают мониторинг плавильных печей и определение температуры звезд.

Датчик приближения

Миниатюрные датчики приближения используют свет для обнаружения объектов поблизости. Они содержат светодиодный источник и детектор для измерения отраженного света. Их размер со стороны несколько миллиметров, поэтому они достаточно малы, чтобы их можно было использовать в небольших электронных приборах и сотовых телефонах.Они имеют диапазон в несколько дюймов, что полезно для определения выравнивания бумаги в копировальном аппарате, например, по присутствию вашей руки, или если корпус ноутбука открыт или закрыт.

Инфракрасный

Инфракрасные датчики используются в ситуациях, когда видимый свет может быть неудобным или контрпродуктивным. Их можно использовать, чтобы определить, находится ли кто-нибудь в комнате, по теплу, исходящему от тела человека. Инфракрасный порт также полезен для передачи сигналов, составляя основу пульта дистанционного управления для видео и аудио.

Как работают оптические датчики уровня жидкости

Как работают наши оптические датчики уровня жидкости

Привет, я Пэдди Шеннон. Технический директор SST Sensing.

Сегодня я просто собираюсь быстро продемонстрировать наши оптические датчики уровня жидкости и просто показать вам, насколько они универсальны.

Традиционно, когда вы хотите измерить или обнаружить жидкость, и именно это делают эти датчики, они определяют, является ли датчик воздухом или жидкостью.

Традиционная технология – это поплавковый выключатель.Поплавковый выключатель довольно большой, обычно они примерно такого размера. Они должны выступать в воздух там, где вы хотите измерять жидкость, и у них есть движущиеся части.

И, конечно же, наличие движущихся частей всегда является проблемой, потому что они изнашиваются, могут заклинивать или ломаться, или, возможно, они могут замерзнуть и застрять на месте.

Наши оптические датчики уровня жидкости обычно очень маленькие. Вот один из них, который прикреплен к тестеру, который будет гудеть, а светодиод загорится, когда он намокнет.И вы видите, что это один из самых маленьких датчиков.

Вот этот кусочек, просто конус. Это и есть настоящая чувствительная подсказка. Что происходит внутри, у нас есть инфракрасный светодиод и инфракрасный фототранзистор.

Свет от инфракрасного светодиода выходит, отражается от внутренней поверхности конуса и возвращается к детектору, когда сенсор находится в воздухе. И это из-за разницы в показателе преломления пластика, из которого изготовлен корпус из атмосферы снаружи.

Но когда мы помещаем его в жидкость, а это действительно любая жидкость, большая часть этого света уходит. Мы видим, что меньший сигнал возвращается к детектору и микропроцессору внутри сенсора, он смотрит на него и говорит, что теперь я должен быть в жидкости. И соответственно изменяет состояние выхода.

Итак, протестируем его здесь. В первую очередь вода. Мы видим, что это сработало.

А вот масло растительное. Это тоже работает.

Тогда у нас есть антифриз.

А еще у нас есть тормозная жидкость.

И, наконец, мы очень довольны тем, что можем обнаруживать молоко.

В настоящее время традиционное обнаружение молока затруднено, потому что это светоотражающий материал, то есть отражающая жидкость. Молоко представляет собой отражающую жидкость, и проблема с молоком, как правило, с этим типом оптического датчика заключается в том, что, когда свет попадает в молоко, он затем отражается от всех частиц жира и возвращается обратно, и датчик считает, что он снова находится в воздухе. .

Но с помощью некоторого умного программного обеспечения, которое мы разработали для этого датчика, он может надежно обнаруживать молоко. Вот и все, очень просто, датчики очень универсальны, и вы можете это увидеть, и я продемонстрирую это еще раз.

Им достаточно обнаружить небольшое количество жидкости, чтобы датчик действительно сработал.

В отличие от поплавкового выключателя, который на самом деле нужно было бы поднимать отсюда сюда. Для чего потребуется довольно большое количество жидкости.

Таким образом, они отлично подходят для обнаружения действительно небольших утечек жидкости, например, в шкафах.

Оптический датчик это: Оптические датчики – это… Что такое Оптические датчики?

Оптические датчики – это… Что такое Оптические датчики?

Определение

Строение оптических датчиков

Типы устройства и принцип действия оптических датчиков

Схема подключения оптических датчиков

Сфера применения

См. также

Примечания

Литература

Ссылки

Оптические датчики – это… Что такое Оптические датчики?

Определение

Строение оптических датчиков

Типы устройства и принцип действия оптических датчиков

Схема подключения оптических датчиков

Сфера применения

См. также

Примечания

Литература

Ссылки

Оптические датчики положения – Элементы автоматики – Каталог статей

Датчики оптические

Применение бесконтактных оптических датчиков

Функциональная схема

Типы датчиков

Оптический датчик: принцип работы, как проверить, подключение

Определение оптического датчика

Принцип работы оптического датчика

Особенности устранения помех

Режимы датчика

Устройство

Разновидности оптического датчика

Барьерный тип оптического датчика

Диффузный вид

Особенности настройки

Рефлекторный тип

Специфические оптические датчики

Световой барьер

Лазерная система

Оптоволоконный датчик

Аналоговый тип

Датчик контроля пламени

Конструкция

Щелевые датчики

Прямоугольные

Цилиндрический корпус

Как подключить оптический датчик

Где применяют оптические датчики

Уход за оптическим датчиком

Неисправности, случающиеся в процессе эксплуатации

Особенности проверки

Заключение

Видео по теме

Волоконно-оптические датчики: принцип работы, виды, эксплуатация

Оптический датчик расстояния : Indstore

Лазерный датчик расстояния до 1м

Лазерный датчик расстояния до 10м

Лазерный датчик расстояния до 100м

Лазерный датчик расстояния от 100м до 3км

– обзор

2 Хемосенсор и биосенсоры: основы и основы

Различные типы оптических датчиков и приложения

Типы оптических датчиков

Датчики на пересечение луча

Датчики на отражение от рефлектора

Датчики диффузного отражения

Различные источники света для оптических датчиков

1. Светодиод (светоизлучающий диод)

2.ЛАЗЕР (усиление света вынужденным излучением)

Применение оптических датчиков

Датчики внешней освещенности

Биомедицинские приложения

Индикатор уровня жидкости на основе оптического датчика

Высокоточные оптические датчики собственного производства

Максимальный опыт в области точных детекторных технологий

Ноу-хау собственного производства

Оптические датчики First Sensor для всех отраслей и приложений

Какая технология подходит для моего приложения?

Выбор подходящей технологии требует технических ноу-хау и всесторонних отраслевых знаний.