Универсальный внешний накопитель для всех iOS-устройств, совместим с PC/Mac, Android
Header Banner
8 800 100 5771 | +7 495 540 4266
c 9:00 до 24:00 пн-пт | c 10:00 до 18:00 сб
0 Comments

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

Волоконно-оптические датчики: принцип действия, конструкция, разновидности

Оптически-волоконные детекторы представляют собой устройства, используемые во многих сферах промышленности для определения концентрации веществ, скорости вращения, показателя преломления, механического напряжения, давления, уровня жидкости, температуры, вибрации, ускорения, положения в пространстве. Оптически волоконный тип датчиков приобретает все большее распространение для фиксации изменения параметров в ходе технологических процессов благодаря стабильности в течении продолжительного периода времени, устойчивости к помехам, имеющим электромагнитную природу, возможности бесконтактного измерения и другим преимуществам.

Основу для измерения величины, на которую в ходе определенных воздействий изменяются перечисленные величины, используется изучение показателей отраженного пучка света, пропускаемого через оптическое волокно.

История появления

Развитие технологий предусматривает разработку автоматизированных систем управления и контроля, внедрение сенсорных элементов, позволяющих с высокой точностью контактным или бесконтактным способом определять изменение физических величин. Среди других требований к перспективным конструкциям современных метрологических устройств, специалисты называют:

  • долговечность;
  • небольшие затраты энергии на работу;
  • возможность применения совместно с микроэлектронными устройствами для обработки данных;
  • стабильность;
  • небольшие габариты;
  • малый вес;
  • высокая достоверность получаемой информации;
  • малая трудоемкость изготовления;
  • небольшая стоимость.

Специалисты утверждают, что приобретающие все большую популярность детекторы из оптоволокна соответствуют приведенному списку по большинству пунктов. Оптическая электроника находится на стыке электроники и оптики, принцип ее работы основан на возможности использования в радиотехнике волн оптического диапазона. Возможность синтеза электронного и оптического устройства была обоснована Лоебнером в 1955 г, когда ученый описал основные параметры таких приспособлений, называя их оптронами.

Следующей важной вехой в развитии технологии было создание волокон оптического типа, основанного на успешном опыте получения фирмой Корнинг (США) волокон с небольшим показателем затухания, не превышающим 20 дБ/км.

Первые работоспособные прототипы датчиков были разработаны во второй половине 70-х годов прошлого века. Следующие 10 лет после этого (1972-1982 гг) усилия исследователей были направлены на снижение потерь при передаче для оптических волокон различных видов.

Таким образом, изначально предназначенная для обеспечения связи, оптоволоконная отрасль развилась до выпуска приборов, основанных на изучении параметров электромагнитных волн, проходящих через световод и производства высокоточных датчиков.

Общий принцип действия оптоволоконных датчиков

Принцип работы волоконно-оптических датчиков основан на преобразовании сигнала, полученного от чувствительного элемента в результате внешних изменений в показатели рассеянного или отраженного излучения. Специалисты в этой области электроники говорят о том, что в качестве выходного параметра в различных типах детекторов может измеряться:

  • Распределение параметров состава излучения по спектру или моде.
  • Фаза электромагнитной волны.
  • Показатели поляризации.
  • Интенсивность оптической волны.

Одним из основных элементов, позволяющих передавать сигнал об изменении свойств или состояния объекта, являются оптические модуляторы.

Важно! При воздействии управляющего сигнала на твердотельные устройства, предназначенные для модулирования электромагнитной волны, за счет изменения параметров материала происходит колебание оптических характеристик используемого вещества.

Общий принцип действия оптоволоконных детекторов состоит в том, что электромагнитная волна, генерируемая супер-люминесцентным оптическим источником или лазером, передается через волокно. При этом вследствие действия внешних факторов наблюдаются изменения в решетках Брэгга или незначительное колебания параметров волокна, которые достигают модуля детектирования, где происходит прием сигнала, его усиление и оценка.

Обратите внимание! Сам по себе прибор представляет собой устройство, имеющее небольшие размеры, характерной особенностью которого является то, что волокно выступает в качестве сенсора, способного определять параметры изменения величин и в качестве линии передачи сигнала.

Разновидности

Управляющий сигнал связан со свойствами материала посредством магнитооптических, акустооптических или электрооптических характеристик. По особенностям строения и принципу действия, специалисты различают такие виды детекторов, как:

  • волоконно-оптическая разновидность, отличающаяся тем, что в нем в качестве сенсора выступает волокно, оптические характеристики которого изменяются под воздействием факторов внешней среды;
  • элементы с оптически-волоконными связями, в которых сенсор располагается на участке разрыва волокна, в результате чего может воздействовать на светопередачу;
  • интегрально-оптические датчики, использующие в качестве чувствительного элемента световод планарного типа, принцип действия которого базируется на нарушении полного внутреннего отражения для лучей, проходящих вдоль его поверхности и выходящих за нее в результате изменения показателей преломления;
  • оптопары, имеющие открытый канал, в котором располагается промежуточный элемент или изучаемая среда.

Деформации

1 группа

Специалисты в области автоматики разделяют детекторы этой группы на:

  • Датчики деформации, действие которых основывается на изменении параметров дифракционной решетки Брэгга, нанесенных на поверхность волокна. В процессе прохождения через волоконно-оптическую линию излучение воспринимает решетку, как зеркало, показатели отражения которого зависят от ее периода.

Обратите внимание! При изменении параметров тела, связанного с кабелем происходит растяжение или сжатие решеток, в результате чего изменяется показатель их отражения, что фиксирует регистрирующая аппаратура.

2 группа
  • Вторая конструкция основана на принципе действия интерферометра Фабри-Перро. Одна сторона кабеля прозрачна и способна пропускать излучение, а другая – полностью отражает его.

Важно! Электромагнитная волна, отраженная от обеих поверхностей поступает на приемник сигнала, где происходит интерференция, анализ картины которой позволяет с высокой точностью определить изменение линейных деформаций волокна.

К числу преимуществ таких конструкций специалисты относят отсутствие чувствительности к электромагнитному излучению, продолжительный срок эксплуатации, большое количество возможных геометрических форм и высокую точность измерения. Среди недостатков чаще всего называется сложность конструкции оптически-электронных составляющих и достаточно высокую стоимость устройства.

Перемещения

Одной из простейших конструкций, основанных на изменении интенсивности, является детектор перемещения. Принцип его работы состоит в том, что свет, поступающий в передающий кабель приемного и осветительного световодов, отражается зеркальной поверхностью, выступающей в этом типе датчика в качестве модулирующего элемента. Зеркало крепится на оптической планке, позволяющей совершать его перемещения с очень малым (0,005 мм) шагом. После отражения от зеркала, сигнал по приемным волокнам кабеля поступает на фотодиод, откуда сигнал направляется на регистрирующую аппаратуру.

Температуры

Определение температуры при помощи волоконно-оптического датчика основано на вибрациях молекулярной решетки, возникающих при прохождении света через область взаимодействия фотонов и электронов. При воздействии на кабель силы натяжения, давления, температуры наблюдается локальное изменение параметров сигнала обратной связи. Измерительные системы, основанные на использовании регистраторов из оптоволокна, применяют сопоставление интенсивности и спектра исходного и обратного рассеянного излучения, после его прохождения по волокну.

Давления

В промышленности измерение давления при помощи оптоволоконных кабелей проводится по оценке интенсивности излучения. Сенсором выступает элемент для измерения давления, в котором дифракционная решетка, локализующаяся между принимающими и передающими волокнами, присоединена к мембране.

Показатели давления определяют на базе оценки количества излучения, попадающего в выходные волокна после отражения от поверхности мембраны. Этот показатель зависит от действующего давления, поскольку в зависимости от его величины меняется расстояние между концом жгута и поверхностью мембраны. Детектор для определения нагрузки, действующей на поверхность, оборудован устройствами температурной компенсации, в процессе измерения он размещается между двумя контактирующими поверхностями.

Угла наклона

Детекторы, обеспечивающие измерение угла наклона в зависимости от положения объекта оснащены системой самокалибровки и устройствами компенсации влияния температуры на результат. Такие конструкции могут использоваться для непрерывного определения угла наклона строительных сооружений и промышленных объектов. Полученные сигналы от детекторов углов наклона передаются на универсальный регистрирующий оптоволоконный модуль.

Среди достоинств конструкций этого типа специалисты называют наличие прочного корпуса из металла, позволяющего выполнять наружный монтаж устройства, быстродействие, высокую точность передаваемой информации, защищенность от действия помех, пожаро- и взрывобезопасность.

Ускорения и вибрации

Волоконно-оптические датчики для определения вибраций, передаваемых узлами агрегатов или строительными конструкциями, нашел широкое применение при выполнении стендовых и лабораторных исследований. Эта разновидность метрологических конструкций представляет собой сенсорный элемент, установленный в металлическом корпусе и соединённый с трансивером оптико-электронного типа при помощи кабеля, на конце которого располагается угловой соединитель.

Среди преимуществ этого устройства специалисты называют продолжительный срок службы, возможность измерения с высокой точностью, даже в условиях повышенных температур, наличие возможности удаленного измерения параметров объекта

Акустический

Акустические устройства распределенного типа за счет отправления сигнала в кабель и последующего отслеживания отражений, рассеиваемых от него по длине волокна, позволяют измерять параметры акустического поля на длине до 50 км. После оценки времени между отправлением импульса и получением рассеянного отражения и анализа параметров получаемой ответной информации можно оценить величину акустического сигнала на всей длине протяженности кабеля.

Применение в экстремальных условиях

Условия внешней или контролируемой среды, в которых один или несколько действующих параметров, например агрессивность, концентрация, радиационная доза имеют предельно возможные значения в течение продолжительного периода времени, называются экстремальными.

Именно в таких условиях чаще всего работают первичные преобразователи выходных величин, получаемых при управлении такими технологическими процессами, как хранение отходов радиоактивного топлива, диагностика и мониторинг инженерных сооружений, имеющих сложную конструкцию, системы добычи, транспортировки и переработки газа, нефти.

Классические тензорезисторы и звенья не могут работать в подобных условиях, учитывая их чувствительность к излучениям электромагнитных волн в диапазоне измерения, ограничения работы в узком температурном диапазоне, невозможность использования в условиях повышенного радиационного фона и т.д.

Радиация

Отсутствие электроснабжения в месте локализации датчика не является помехой для его обеспечения удаленного мониторинга состояния атомных станций в случае повышенного радиационного фона или при возникновении нештатных ситуаций. Используемые в них сенсоры являются стойкими к действию радиации, а электронно-оптические преобразователи могут располагаться от них на расстоянии до 500 км от источника загрязнения.

Работоспособность датчиков в таких условиях позволяет обеспечить контроль над АЭС при возникновении форс мажорных обстоятельств и обеспечить принятие правильных решений по предотвращению расширения области локализации радиации.

Температура

Проблема обеспечения и контроля герметичности емкостей, содержащих жидкий водород, имеющий высокую текучесть и температуру на уровне –253 °С, обусловлена хрупкостью значительного количества материалов в таких условиях и снижением чувствительности датчиков палладиевого типа.

Чувствительные элементы современных детекторов из оптоволокна обладают хорошими показателями холодостойкости (до –270 °С) и высокой теплостойкостью (до +2300 °С), что позволяет обеспечить контроль технического состояния объектов, работающих в области как сверхнизких, так и сверхвысоких температур.

Последнее качество особенно важно при обеспечении измерения сухости перегретого пара в генераторах газа и давления в соплах реактивных двигателей, имеющих температуру до +600 °С, поскольку наиболее подходящие для этих измерений пьезоэлектрические детекторы не могут обеспечить нормальную работу при температуре выше +300 °С.

Электромагнитные помехи

Измерения колебаний физических величин представляет проблему, в случае работы электронного датчика в условиях электромагнитных помех. Среди наиболее часто встречающихся препятствий для нормальной работы устройств, специалисты называют измерение токов и напряжений, имеющих большие величины, наводки на кабели для передачи электричества коаксиального типа, чувствительность аппаратуры к грозовым разрядам, выполнение контроля пульса пациента на специальной медицинской установке.

Чувствительные элементы детекторов волоконно-оптического типа относятся к классу изоляторов и характеризуются отсутствием чувствительности к наводкам и электромагнитным помехам. Эти свойства позволяют с высокой степенью достоверности (класс точности 02s) определять значения токов, величиной до 200 кА и напряжений, величина которых достигает 800 кВ.

Агрессивные средства

Трудностью для детекторов электрического типа является и измерение величин агрессивных химических веществ, продолжительные измерения деформации сооружений и объектов, находящихся под действием динамической нагрузки. Некоторые сложности вызывает и измерения, в которых имеется множество точек контроля, поскольку в этой ситуации наблюдается увеличение объема электрических кабелей до неприемлемых величин.

Чувствительные элементы датчиков из оптоволокна за счет наличия большого количества сенсоров могут выполнять одновременно функции по замеру различных физических величин, например температуры и деформации и т.д. Кабели, имеющие большое количество оптических волокон, способны выполнять измерения температурных полей при помощи тепловизоров и пирометров, а дистанционные замеры при помощи видеокамер скважинного типа.

Метрологическая калибровка

Одной из существенных проблем электромагнитных датчиков, вмонтированных внутрь объектов, например опорные конструкции или стены высоток, бетонные сооружения мостов и гидротехнических плотин является сложность выполнения поверки их показаний и калибровки устройств. Волоконно-оптические детекторы, учитывая их мультимодальность, отличаются встроенной функцией самоконтроля точности метрологических показателей, за которым следует подстройка под заданные параметры без использования эталонов для поверки и остановки технологических процессов.

Сферы применения

Развитие технологии производства волоконно-оптических детекторов позволило не только снизить стоимость этих устройств, но и решить ряд проблем, связанных с невозможностью использования обычных средств тензометрии для определения изменения физических величин в нетипичных условиях. Современные конструкции оптоволоконных детекторов применяются:

  • в системах безопасности и оповещения;
  • для контроля работы плавильных печей;
  • для обнаружения утечек на гидротехнических сооружениях;
  • контроль значений температуры во время различных технологических процессов;
  • в системах оповещения о пожарной тревоге;
  • с целью повышения эффективности использования газовых и нефтяных скважин;
  • для контроля герметичности емкостей для хранения сжиженного природного газа в терминалах и на судах;
  • при обнаружении протекания в трубопроводах и контроля уровня жидкости.

В дальнейшем специалисты прогнозируют развитие технологии таким образом, что закладываемые при строительстве новых сооружений оптико-волоконные системы смогут обеспечивать контроль и поддержание в необходимом диапазоне всех эксплуатационных параметров каждого объекта. Подобный подход может решить проблему моментального оповещения о происшествии и координации вызова экстренных служб.

Нефтедобыча

Использование волоконно-оптических детекторов позволяет повысить средний дебит каждой скважины, обеспечить увеличение продолжительности эксплуатации дорогостоящего насосного оборудования, достигаемого за счет внедрения систем мониторинга и автоматизации процесса. Получаемая с датчиков информация позволяет осуществлять управление процессом в режиме реального времени, своевременно корректировать параметры процесса.

Перспектива развития отрасли состоит в замене активных детекторов состояния объектов на системы пассивного контроля, что в свою очередь приведет к увеличению коэффициента извлекаемости ископаемых видов топлива и позволит снизить удельные затраты энергии на получение конечного объема продукта.

Транспортировка газа

В сфере газотранспортной системы измерение показателей температуры, давления, коррозии и деформации позволяют своевременно проводить упреждающее обслуживание газопроводов для обеспечения надежности ее работы. При этом типе оптоволоконной деформации используется кабель с дифракционными решетками, позволяющие измерять действующие нагрузки в широком диапазоне значений.

Особенности практического использования детекторов в сфере газодобычи показал наличие круглосуточного оперативного доступа для проверки технического состояния отдельных линий магистрали, что в свою очередь позволило снизить количество аварий на единицу длины трубопровода почти в 2,5 раза.

Хранение отработанного ядерного топлива

Остаточная опасность отработанных частиц ядерного топлива предъявляет особые требования к утилизации остатков продуктов распада. К полигону для хранения токсических соединений предъявляются достаточно строгие требования, среди которых необходимость обеспечения устойчивости к действию геохимических и механических факторов, обеспечение эффективности хранения с низкими эксплуатационными расходами в течение продолжительного периода времени, надежность и точность функционирования оборудования.

Значительно упростить процесс организации хранения этого вида отходов может использование чувствительных оптоволоконных элементов для определения температуры, деформации, смещения.

Авионика и автоэлектроника

Устойчивость к электромагнитным помехам, небольшие габариты, способность сохранять работоспособность в условиях повышенных и пониженных температур у этих детекторов оказались востребованы в области автоэлектроники и авионики. Чаще всего в этих сферах применяются датчики углового и линейного положений, температуры и акселерометры. В области авиации эти устройства нашли применение в используемых там гироскопах, работающих на принципе интерферометра кольцевого типа и в системе навигации летательных аппаратов.

Медицина и биотехнологии

В области медицины и клеточных технологий, эти датчики нашли применение благодаря высокой разрешающей способности, небольшому диаметру и пластичности используемого оптического волокна, биологической и химической стойкости устройств.

Подробнее о применении в ядерной энергетике

В области практического применения ядерной энергетики детекторы этого типа ценят за возможность дистанционного определения ключевых показателей работы станции на безопасном для оператора расстоянии. Источник сигнала может находиться в десятках и сотнях километров от воспринимающего отклик устройства трансивера. Использование оптоволоконного кабеля позволяет избежать применения импульсных трубок, что в свою очередь делает ненужным использование металлоемкая арматура, входящая в состав труб, минимизируются неточности измерений.

Отдельное поступление сигналов обеспечивается за счет того, что каждый детектор имеет свою максимальную длину отражаемой волны. Кроме этого в конструкциях имеющих большое количество установленных в системе датчиков, сигналы от сенсорного элемента поступают с определенным временным интервалом.

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 — использование в автоматизации

Волоконно-оптические датчики используются в современных приложениях в области робототехники и автоматизации. Волоконно-оптическая технология оказывается несравненно лучше, чем обычные оптические решения. Это связано с нечувствительностью к электромагнитным помехам, минимальными потерями, а также возможностью использования широкой полосы модулированного светового пучка.

Что такое и как работает оптоволоконный датчик?

Динамичное развитие волоконно-оптических технологий и оптоэлектроники привело к тому, что волоконно-оптические и волоконно-оптические датчики все шире используются во многих секторах экономики и промышленности: от электротехники и телекоммуникаций, широко распространенной промышленности и робототехники до медицинской и пищевой промышленности. Решения в области волоконно-оптических технологий в основном используются в области измерительного и контрольного оборудования, а также в форме среды передачи.

Волоконно-оптический датчик — это не что иное, как преобразователь или набор преобразователей, размещенных в начале измерительного тракта. Эти преобразователи могут определять значение измеряемой величины и преобразовывать ее в изменения параметров выходного сигнала. При определении работы волоконно-оптического датчика должна быть определена операция внутренней и внешней модуляции.

Внутренняя модуляция световой волны, протекающей в оптическом волокне, происходит, когда внешний фактор взаимодействует непосредственно с оптическим волокном. Однако внешняя модуляция — это воздействие на световую волну, уже полученную из оптического волокна.

Оптоволоконный датчик с внутренней модуляцией работает таким образом, что ограниченный участок оптического волокна действует как сенсорная головка, в которой внешние факторы, действующие на оптическое волокно, изменяют параметры распространяющейся световой волны. Способ модуляции параметров световой волны зависит от типа оптического волокна, встроенного в оптоволоконный датчик .

Датчики в автоматике можно разделить на пассивные и активные устройства. Активный оптоволоконный датчик имеет структуру, которая содержит источник оптического сигнала, в то время как пассивный оптоволоконный датчик требует энергии для работы. Львиная доля волоконно-оптических приложений в автоматизации основана на пассивных датчиках, также называемых параметрическими датчиками.

Типы волоконно-оптических датчиков

Существует много критериев разделения оптоволоконных датчиков , и наиболее важными из них являются: место обработки сигнала оптоволоконным датчиком, метод получения информации об измеренной величине и форме выходного сигнала.

Деление обусловлено местом обработки сигналов. Согласно этому критерию, оптоволоконные датчики с внешней обработкой (гибридные) можно заменить, в которых сигнал подается и выводится из датчика с помощью оптоволоконных датчиков с внутренней обработкой (полностью оптическое волокно).

В этих датчиках оптическое волокно также функционирует как оптический преобразователь и волновод. Гибридные датчики включают, среди прочего: элементы с изменением передачи и отражательные или многомодовые поляриметрические датчики. Волоконно-оптические датчики — это, в частности, микротурбинные датчики, датчики с брэгговскими сетями и интерферометрические датчики.

Деление обусловлено способом получения информации об измеряемой величине. Этот критерий отличает: одноточечные оптоволоконные датчики, многоточечные датчики и непрерывный прием в космосе. В одноточечных датчиках используется потеря степени связи в оптоволоконных отношениях, например, в отражательных датчиках. Многоточечные датчики работают по принципу использования изменений потерь, поляризации интенсивности флуоресценции или интенсивности обратного рассеяния. Датчики изменения потерь включают Микрофузионные оптоволоконные датчики перемещения, силы и давления.

Датчики с непрерывным приемом в космосе представляют собой датчики, используемые в автоматике, в основном для измерения распределения температуры в резервуарах, устройствах и машинах.

Возможности волоконно-оптической технологии

Решения в области волоконно-оптических технологий, в частности волоконно-оптических датчиков, в настоящее время в основном используются в области измерительного оборудования. Минимальные потери по длине линии при передаче волоконно-оптических сигналов, полная невосприимчивость к электромагнитным помехам, а также скорость передачи информации делают возможности волоконно-оптических технологий более доступными, чем ряд традиционных оптических методов, используемых до сих пор. Основные преимущества волоконно-оптических датчиков и волоконно-оптических технологий включают в себя:

  • невосприимчивость к электромагнитным помехам,
  • значительная чувствительность обработки,
  • возможность связи с телекоммуникационными системами из-за того, что оптический сигнал является неэлектрическим выходным сигналом,
  • возможность работать в опасных и неблагоприятных средах (химически агрессивная среда, легковоспламеняющаяся среда или потенциально взрывоопасная среда),
  • компактные размеры,
  • высокая чувствительность, точность и надежность,
  • умение работать без прикосновения,
  • широкая полоса пропускания, обеспечивающая очень быструю передачу информации.

Следовательно, специфика оптических волокон и волоконно-оптических датчиков делает их применимыми в автоматизации, среди прочего в:

  1. интеллектуальные структуры, которые представляют собой датчики, встроенные непосредственно в композитные материалы и используемые для обнаружения: вибрации, температуры и напряжений,
  2. обнаружение аномалий электромагнитного поля в системах распределения электроэнергии,
  3. обнаружение утечки,
  4. мониторы температуры и напряжения,
  5. точные измерения акустической эмиссии,
  6. механизмы захвата и другие применения в промышленных манипуляторах и мобильных роботах,
  7. многоточечные измерительные системы одного размера и несколько измерительных систем в различных точках измерения.

Огромные возможности волоконно-оптических датчиков делают их успешно используемыми в: энергетике, промышленности, науке, медицине, оборонной промышленности и авиации, а также в пищевой промышленности и исследованиях в области пищевых продуктов.

Электронные датчики, принцип работы и область применения емкостного, индуктивного, оптического датчиков

Электронные датчики (измерители) – важная составляющая в автоматизации любых технологических процессов и в управлении различными машинами и механизмами.

С помощью электронных устройств можно получить полную информацию о параметрах контролируемого оборудования.

Принцип работы любого электронного датчика построен на преобразовании контролируемых показателей в сигнал, который передается для дальнейшей обработки управляющим устройством. Возможно измерение любых величин – температуры, давления, электрического напряжения и силы тока, силы света и других показателей.

Популярность электронных измерителей обуславливается рядом конструкционных особенностей, в частности возможно:

  • передать измеряемые параметры на практически любое расстояние;
  • преобразовать показатели в цифровой код для достижения высокой чувствительности и быстродействия;
  • осуществлять передачу данных с максимально высокой скоростью.

По принципу действия электронные датчики разделяют на несколько категорий в зависимости от принципа действия. Одними из самых востребованных считаются:

  • емкостные;
  • индуктивные;
  • оптические.

Каждый из вариантов обладает определенными преимуществами, которые определяют оптимальную сферу его применения. Принцип работы любого типа измерителя может различаться в зависимости от конструкции и используемого контролирующего оборудования.

ЕМКОСТНЫЕ ДАТЧИКИ

Принцип работы электронного емкостного датчика построен на изменении емкости плоского или цилиндрического конденсатора в зависимости от перемещения одной из обкладок. Также учитывается такой показатель как диэлектрическая проницаемость среды между обкладок.

Одно из преимуществ подобных устройств – очень простая конструкция, которая позволяет достичь хороших показателей прочности и надежности.

Также измерители этого типа не подвержены искажениям показателей при перепадах температуры. Единственно условие для точных показателей – защита от пыли, влажности и коррозии.

Емкостные датчики широко используются в самых разнообразных отраслях. Простые в изготовлении приборы отличаются низкой себестоимостью производства, при этом обладают длительным сроком эксплуатации и высокой чувствительностью.

В зависимости от исполнения устройства делятся на одноемкостные и духъемкостные. Второй вариант более сложен в изготовлении, но отличается повышенной точностью измерений.

Область применения.

Наиболее часто емкостные датчики используют для измерения линейных и угловых перемещений, причем конструкция устройства может различаться в зависимости от метода измерения (меняется площадь электродов, либо зазор между ними). Для измерения угловых перемещений используют датчики с переменной площадью обкладок конденсатора.

Также емкостные преобразователи используют для измерения давления. Конструкция предусматривает наличие одного электрода с диафрагмой, которая под действием давления изгибается, меняя емкость конденсатора, что фиксируется измерительной схемой.

Таким образом, емкостные измерители могут использоваться в любых системах управления и регулирования. В энергетике, машиностроении, строительстве обычно используют датчики линейных и угловых перемещений. Емкостные преобразователи уровня наиболее эффективны при работе с сыпучими материалами и жидкостями, и часто используются в химической и пищевой промышленности.

Электронные емкостные датчики применяются для точного измерения влажности воздуха, толщины диэлектриков, различных деформаций, линейных и угловых ускорений, гарантируя точность показателей в самых разных условиях.

ИНДУКТИВНЫЕ ДАТЧИКИ

Бесконтактные индуктивные датчики работают по принципу изменения показателя индуктивности катушки с сердечником. Ключевая особенность измерителей данного типа – они реагируют только на изменение местоположения металлических предметов.

Металл оказывает непосредственное влияние на электромагнитное поле катушки, что приводит к срабатыванию датчика.

Таким образом, с помощью индуктивного датчика можно эффективно отслеживать положение металлических предметов в пространстве. Это позволяет использовать индуктивные измерители в любой отрасли промышленности, где требуется наблюдение за положением различных конструктивных элементов.

Одна из интересных особенностей датчика – электромагнитное поле изменяется по-разному, в зависимости от вида металла, это несколько расширяет сферу применения устройств.

Индуктивные датчики обладают рядом преимуществ, из которых отдельного внимания заслуживает отсутствие подвижных частей, что существенно повышает надежность и прочность конструкции. Также датчики можно подключать к промышленным источникам напряжения, а принцип работы измерителя гарантирует высокую чувствительность.

Индуктивные датчики изготавливают в нескольких форм-факторах, для максимально удобной установки и эксплуатации, например двойные измерители (две катушки в одном корпусе).

Область применения.

Сфера использования индуктивных измерителей – автоматизация в любой сфере промышленности. Простой пример – устройство можно использовать в качестве альтернативы концевому выключателю, при этом будет увеличена скорость срабатывания. Датчики выполняют в пылевлагозащитном корпусе для эксплуатации в самых сложных условиях.

Устройства можно использовать для измерения самых различных величин – для этого используют преобразователи измеряемого показателя в величину перемещения, которая и фиксируется устройством.

ОПТИЧЕСКИЕ ДАТЧИКИ

Бесконтактные электронные оптические датчики – один из самых востребованных типов измерителей в отраслях промышленности, где требуется эффективное позиционирование любых объектов с максимальной точностью.

Принцип работы данного типа измерителей построен на фиксации изменения светового потока, при прохождении через него объекта. Самая простая схема устройства это излучатель (светодиод) и фотоприемник, преобразующий световое излучение в электрический сигнал.

В современных оптических измерителях используется современная электронная система кодирования, позволяющая исключить влияние посторонних источников света (защита от ложных срабатываний).

Конструктивно, оптические измерители могут выполняться как в отдельных корпусах для излучателя и приемника, так и в одном, в зависимости от принципа работы устройства и области его применения. Корпус дополнительно обеспечивает защиту от пыли и влаги (для работы при низких температурах используют специальные термокожухи).

Оптические датчики классифицируются в зависимости от схемы работы. Самый распространенный тип – барьерный, состоящий из излучателя и приемника, расположенных строго напротив друг друга. Когда постоянный световой поток прерывается объектом, устройство подает соответствующий сигнал.

Второй востребованный тип – диффузный оптический измеритель, в котором излучатель и фотоприемник располагаются в одном корпусе. Принцип действия основан на отражение луча от объекта. Отраженный световой поток улавливается фотоприемником, после чего происходит срабатывание электроники.

Третий вариант – рефлекторный оптический датчик. Как и в диффузном измерителе, излучатель и приемник конструктивно выполнены в одном корпусе, но световой поток отражается от специального рефлектора.

Использование.

Оптические датчики широко применяются в системах автоматизированного управления и служат для обнаружения предметов и их пересчета. Относительно простая конструкция обуславливает надежность и высокую точность измерения.

Кодированный световой сигнал обеспечивает защиту от внешних факторов, а электроника позволяет определять не только наличие объектов, но и определять их свойства (габариты, прозрачность и т.д.).

Широкое распространение оптические устройства получили в охранных системах, где используются в качестве эффективных датчиков движения. Вне зависимости от типа, электронные датчики это лучший вариант для современных систем управления и автоматического оборудования.

Высокая точность и скорость измерения обеспечивают надлежащее функционирование оборудования с минимальными отклонениями. При этом большинство электронных измерителей бесконтактные, что в несколько раз повышает надежность устройств и гарантирует длительный срок эксплуатации даже в сложных производственных условиях.

© 2012-2020 г. Все права защищены.

Представленные на сайте материалы имеют информационный характер и не могут быть использованы в качестве руководящих и нормативных документов


Датчики скорости и пути - пример российской разработки

 

Бесконтактный принцип измерения скорости достаточно прост. «Простейший» прибор – глаз. Каждый, глянув в окно вагона или автомобиля, может оценить скорость движения по пробегающему мимо пейзажу. «Обработка» сигнала при этом происходит в мозгу – оценка расстояния до какого-либо объекта, его угловая скорость, плюс жизненный опыт. То же, с гораздо более высокой точностью, можно измерить на приборном уровне.

Рассмотрим сначала лазерный датчик, как наиболее простой. Итак, есть движущийся объект, осветитель этого объекта (иначе ничего не увидим) и регистрирующая отраженный сигнал оптическая система. Это может быть просто линза и фотодетектор (ФД).

Объект неоднороден по яркости и шероховатости, поэтому при движении, ФД будет регистрировать сигнал, частота которого пропорциональна скорости. Характерное значение этой частоты определяется линейным размером области регистрации ФД и временем пересечения этой области элементом объекта. В принципе, задача решена, но очень неточно. Это так называемый низкочастотный сигнал. Для увеличения точности измерений необходимо сузить спектр частот, генерируемый движущимся объектом. И для этого есть радикальное средство – пространственный фильтр. Это термин из области оптических растровых датчиков.

В случае лазерных датчиков – это просто создание интерференционной картины, т.е. периодической модуляции освещенности объекта в пределах лазерного пучка (это область детектирования). Это возможно благодаря свойству когерентности лазерного излучения – все фотоны в пучке сфазированы. Достаточно разделить исходный пучок на два пучка, и свести их под углом к другу. Это и есть в данном случае пространственный фильтр. Теперь любой перепад профиля или яркости объекта, пересекающий эту периодическую структуру, даст отраженный сигнал, интенсивность которого промодулирована с частотой «период освещенности» – «скорость его пересечения».

При этом, чем больше число созданных периодов – тем уже спектр сигнала – единичный перепад профиля или яркости объекта будет генерировать не один импульс, а множество (цуг) импульсов, число которых определяется  количеством периодов интерференционной картины. На практике – например, при диаметре пучка на объекте 5 мм и периоде интерференции 0,05 мм – получаем 100 штрихов интенсивности, соответственно, цугов сигнала, т.е. спектр сузился примерно в 100 раз по сравнению с вышеописанным низкочастотным сигналом (который теперь малоинформативный, более того, мешает и так и называется – паразитный). Отметим, что достаточно 20 – 30 штрихов для достижения точности измерений лучше 0,1%.

В случае оптических датчиков – объект освещается однородным источником (просто лампочка или светодиод) – а периодическая структура (растр) находится внутри датчика. При этом он получается гораздо более защищенным (это как в спорте – санки и бобслей) – но возникает множество проблем, основная из которых – зависимость частотного отклика ( коэффи­циент пропорциональности между частотой регистрируемого сигнала и скоростью объекта в Гц/(м/с)) от расстояния до объекта. Забегая вперед, отметим, что сейчас эта проблема решена кардинально.

Подробный обзор по лазерным и оптическим  датчикам скорости (способы создания пространственных фильтров, методы обработки сигналов…) можно найти в монографии [1]. На двух сотнях страниц описана вся теория. Только не сказано, как же на этой основе сделать работающий в реальных суровых условиях (температурный диапазон, различные поверхности и изменения расстояний до них в процессе измерений) датчик.

Производителей реальных бесконтактных датчиков в мире не так много – порядка десятка фирм выпускают лазерные датчики, еще меньше – оптические. В данной статье рассмотрим подробнее датчики обоих типов, производимые российской фирмой ООО «ПТП«Сенсорика-М».

Поскольку она недавно вышла на этот рынок, при создании датчиков использовались самые последние достижения,  как в области «железа», так и в математических алгоритмах обработки сигнала плюс оригинальные технические решения, созданные совместно со специалистами Института общей физики РАН. Например, оригинальный оптический моноблок для лазерного датчика, основанный на принципе деления пучка по волновому фронту обеспечивает стабильную интерференционную картину, нечувствительную к изменениям температуры,  с нулевой разностью хода пучков, что обеспечивает максимальный контраст штрихов в большом диапазоне расстояний до объекта. При этом отсутствуют какие-либо юстировки оптического блока. Оптическая схема приемной растровой системы оптического датчика полностью устраняет зависимость измеренной скорости от расстояния до объекта при сохранении высокой светосилы оптики. На данное техническое решение получены патенты России и Германии [2].

В приемной аналоговой электронике и в части аппаратной обработки сигнала также используются самые современные микросхемы и микроконтроллеры с сигнальными процессорами, что позволяет измерять скорость с высокой частотой и реализовывать различные выходные сигналы – аналоговые, частотные, цифровые. Выпускается широкая линейка датчиков обоих типов, с номинальными расстояниями до объекта от 15 до 130 см и диапазоном измеряемых скоростей от 0,01  до 100 м/с для самых различных применений в промышленности и на транспорте (подробнее можно посмотреть на сайте компании). В 2014 г. лазерный датчик внесен в Госреестр СИ (средств измерений), оптический датчик будет внесен в Госреестр в 2015г.

Отметим, что оба типа датчиков измеряют пройденный путь (длину, которая обычно и требуется на практике) по измеренной скорости (интеграл скорости по времени). При этом техническая точность измерений (возможности датчика в смысле повторяемости измерений) уже достигла своего практического предела и превышает обычные потребности практики. Например, в технических данных приводится точность измерений длины <0,1% - это некоторая условность, поскольку зависит от самой длины и возможностей независимой проверки этой точности (реально это может быть гораздо точнее, см. примеры измерений далее). Поэтому теперь основной упор делается на надежность измерений, т.е. отсутствие сбоев при самых различных условиях и типах поверхностей.

Еще об измерении длины в стандартных промышленных задачах, а именно: имеется некоторый длинномерный движущийся объект (металлическая полоса, стеклянное полотно, текстиль…), который нужно нарезать на куски определенной длины. Датчик должен выдать сигнал на исполнительный механизм по достижении этой длины. Пусть имеется цифровой выход (Ethernet, USB…) с которого можно считать текущую измеренную длину. Например, при частоте измерений 50 Гц и скорости объекта 1 м/с данные текущей длины будут иметь квант (1м/с)/(0,02с) = 2 см чего может быть недостаточно. Однако, есть также импульсный выход длины с коэффициентом, например 1000 Гц на 1 м/с или 1000 импульсов на метр. Частота на этом выходе обновляется 50 раз в секунду, так что так что при любой скорости квант измеренного пути равен 1 мм. Очевидно, можно выставить и 10 тыс. имп/м так что точность измерений длины можно считать идеальной и конечная точность ограничивается уже механикой режущего механизма.

Далее приведем несколько при­меров применения датчиков с оцен­кой точности и повторяемости из­мерений.

Тест лазерного датчика пройденного пути и длины ИСД-5 для дорожных применений

Высота установки датчика – примерно 50 см (допустимо от 35 до 65 см). Частота измерений: 54,2 Гц, пределы измерения скорости: 0,02 – 110 Км/ч. Проезд по замкнутой траектории длиной около 1 Км (в условиях города, день, солнечно, температура -7 ˚С). Движение с переменной скоростью (0-50 Км/ч), с несколькими остановками. Результаты измеренного пути по трем заездам: 1055,740 м, 1056,244 и 1055,33 м, т.е. повторяемость измерений составила <0,05%, причем сюда входит и неидеальность повторения траектории.

Прохождение дистанции с использованием двух датчиков (оптический и лазерный параллельно)

Оба датчика устанавливались на автомобиле, как это представлено на рис.1.

 В статье приводится краткий обзор принципов измерения скорости и пройденного пути (длины) бесконтактными лазерными и оптическими датчиками и демонстрируются технические параметры этих приборов на примере продукции российского предприятия ООО «ПТП«Сенсорика-М».

Рис. 1. Оптический датчик ИСД‑3 и лазерный ИСД‑5, закрепленные на автомобиле во время тестовых заездов.

Номинальная высота оптического датчика ИСД-3 – 50 см, лазерного датчика ИСД-5 -130 см, но установлен он на высоте 100 см. На прямом участке асфальтовой дороги проведено 4 заезда (по 2 в каждую сторону) примерно одинаковой длины и сравнивалась относительная разность показаний датчиков. Результаты представлены в Таблице.

Табл.1. Результаты параллельного измерения одного и того же пути обоими датчиками.

Номер заезда

ИСД-316, м

(изм 23,6 Гц)

ИСД-505, м

(изм 40,6 Гц)

Отн. Разница, %

(V3/V5 -1)*100

11345,681345,01- 0,05
21394,011395,08  0,07
31382,511382,73  0,016
41345,141343,06-0,15
Средняя относительная разница0,03 ± 0,1 %

 Таким образом, реальное качество измерений обоих датчиков в дорожных применениях одинаково и относительная повторяемость измерений составляет сотые доли процента. При этом отметим, что вообще для дорожных применений предпочтительно использовать оптический датчик, поскольку он значительно более устойчив к внешним неблагоприятным условиям, как это упоминалось выше (температура, снег, дождь…), в частности, он малочувствителен к загрязнениям входной оптики – это как фотоаппарат – объектив может быть совсем грязным, но фотографировать, в принципе, не мешает. В то же время попадание, например, капли воды на выходную оптику лазерного датчика может сильно исказить интерференционную картину на объекте.

 Для общего представления качества измерений на рис.2 представлен график скорости разгона – торможения локомотива с товарным составом ( Щербинский ЖД полигон, датчик скорости и дистанции – ИСД-3, номинальное расстояние 80 см, устанавливался на днище локомотива и «смотрел» прямо на шпалы).

Рис. 2. График скорости разгона и торможения локомотива с товарным составом.

График позволяет оценить мгновенную точность измерений скорости, поскольку движение ЖД состава – пример максимальной плавности скорости. Также в качестве иллюстрации приводятся очень интересные и познавательные графики – тормозные испытания автомобильных шин на льду (ледовый каток «Арена» в Мытищах, использовался оптический датчик). На рис. 3а представлены результаты пяти заездов разгон – торможение на зимних не шипованных шинах, на рис 3б – то же самое на шипованных.

 Рис. 3. Точность, с которой оптический датчик ИСД-3 измеряет скорость разгона и торможения автомобиля на льду: а – автомобиль на зимних не шипованных шинах; б – автомобиль на шипованных шинах.

Обратите внимание, что пички скорости – не шумы измерений, а совершенно реальны, именно так движется автомобиль на льду.

Данные датчики, конечно - же используются и в промышленности. Здесь приведем только один яркий демонстрационный пример: измерение длины стекла. Объект: вращающийся диск из полированного стекла с максимально чистой поверхностью. Измеритель – лазерный, с номинальным рабочим расстоянием 130 см (в реальности стекло горячее, поэтому требуются измерения с больших дистанций). На диске нанесена метка – начало и конец измерений окружности, которая считывалась датчиком. Длина измеряемой окружности - 2,173 м. Проведено две серии измерений по 7 и 11 измерений. Средняя измеренная длина составила 2,1732 и 2,1733 м при стандартном отклонении 0,034 и 0,036%.

Из последних разработок ООО «ПТП«Сенсорика-М» можно также упомянуть двумерные лазерные датчики, позволяющие, в частности, измерять поступательную скорость вращающейся на рольгангах трубы – актуальная задача на участках нанесения изоляции на трубопрокатных заводах (серийный вариант будет доступен во втором квартале 2015 г.). И уж совсем экзотика – измерение скорости подводных аппаратов относительно среды (экспериментальный образец демонстрировался на форуме «Морская индустрия России» [3]). И много другого. Из-за ограниченности объема статьи здесь можно только посоветовать посетить сайт производителя.

Таким образом, «наши» бесконтактные датчики пути – скорости ни в чем не уступают мировым аналогам, а зачастую и превосходят их. При этом стоят на данный момент в несколько раз дешевле.

С. Ф. Растопов, к. ф.-м. н., технический специалист,

ООО «ПТП«Сенсорика-М»., г. Москва,

тел.: (499) 753-3990, (499) 487-0363

e-mail: [email protected]

www.sensorika.com

 Ссылки:
1.    Y. Aizu T. Asakura, Spatial Filtering Velocimetry, Fundamentals and Applications, Springer Series in Optical Sciences (Book 116), 2005, 212р.
2.    Патент  РФ № 2482499  и Патент DE 11 2011 102 253 B4.
3.    IV Международный форум «Морская индустрия России», выставочный комплекс «Гостиный двор», Москва, 20-22 мая 2014 г.

Применение датчиков в промышленном оборудовании / Публикации / Элек.ру

В промышленной электронике индуктивные, оптические и другие датчики применяются очень широко. Долго и постоянно имею с ними дело, так как работаю инженером-электронщиком на крупном предприятии. Статья будет обзорной, но есть и реальные примеры.

Типы датчиков

Итак, что вообще такое датчик. Датчик — это устройство, которое выдает определенный сигнал при наступлении какого-либо определенного события. Иначе говоря, датчик при определенном условии активируется, и на его выходе появляется аналоговый (пропорциональный входному воздействию) или дискретный (бинарный, цифровой, т.е. два возможных уровня) сигнал. Датчики могут называться также сенсорами или инициаторами.

Оптический датчик отслеживает перемещение
деталей по конвейеру

Датчиков великое множество. Перечислю лишь те разновидности, с которыми приходится сталкиваться электрику и электронщику.

Индуктивные. Активируется наличием металла в зоне срабатывания. Другие названия — датчик приближения, датчик положения, индукционный, датчик присутствия, индуктивный выключатель, бесконтактный датчик или выключатель. Смысл один, и не надо путать. По-английски пишут «proximity sensor». Фактически это — датчик металла.

Оптические. Другие названия — фотодатчик, фотоэлектрический датчик, оптический выключатель. Такие применяются и в быту, называются «датчик освещенности». Разновидность оптических датчиков — инфракрасные датчики движения, которые срабатывают на изменение температуры в зоне действия.

Емкостные. Срабатывает на наличие практически любого предмета или вещества в поле активности.

Давления. Если этот датчик дискретный, то принцип работы очень прост. Давления воздуха или масла нет — датчик выдает сигнал на контроллер или рвет аварийную цепь. Может быть датчик для измерения давления с токовым выходом, ток которого пропорционален абсолютному давлению либо дифференциальному.

Пример работы концевых выключателей — нижний датчик активирован

Концевые выключатели (электрический датчик). Это обычный пассивный выключатель, который срабатывает, когда на него надавливает объект (активатор).

Итак, мы выяснили, что воздействие (активация) может быть любым, а реакции может быть две — дискретный либо аналоговый сигнал. Поэтому, все датчики можно считать одинаковыми, различия могут быть только в способе активации (принципе действия) и схеме включения.

Для примера рассмотрим индуктивный датчик, поскольку он наиболее распространен.

Применение индуктивного датчика

Индуктивные датчики приближения применяются широко в промышленной автоматике, чтобы определить положение той или иной части механизма.

Сигнал с выхода датчика может поступать на вход контроллера, преобразователя частоты, реле, контактора или другого исполнительного устройства. Единственное условие — соответствие по току и напряжению.

Принцип работы индуктивного датчика

Индуктивный датчик является дискретным. Сигнал на его выходе появляется, когда в заданной зоне присутствует металл.

В основе работы датчика приближения лежит генератор с катушкой индуктивности. Отсюда и название. Когда в электромагнитном поле катушки появляется металл, это поле резко меняется, что влияет на работу схемы.

Металлический активатор меняет резонансную частоту колебательного контура и схема, содержащая компаратор, выдает сигнал на ключевой транзистор или реле. Нет металла — нет сигнала.

Чем отличаются индуктивные датчики

Индуктивные датчики определяют, в левом
или в правом положении находится рычаг

Индуктивный датчик подсчета импульсов

Почти все, что сказано ниже, относится не только к индуктивным, но и к оптическим, емкостным и другим датчикам.

  1. Конструкция, вид корпуса.

    Тут два основных варианта — цилиндрический и прямоугольный. Другие корпуса применяются крайне редко. Материал корпуса — металл (различные сплавы) или пластик.

  2. Диаметр цилиндрического датчика.

    Основные размеры — 12 и 18 мм. Другие диаметры (4, 8, 22, 30 мм) применяются редко.

  3. Расстояние переключения (рабочий зазор).

    Это то расстояние до металлической пластины, на котором гарантируется надежное срабатывание датчика. Для миниатюрных датчиков это расстояние — до 2 мм, для датчиков диаметром 12 и 18 мм — до 4 и 8 мм, для крупногабаритных датчиков — до 20...30 мм.

  4. Количество проводов для подключения.

    2-х проводные. Датчик включается непосредственно в цепь нагрузки (например, катушка пускателя). Так же, как мы включаем дома свет. Удобны при монтаже, но капризны к нагрузке. Плохо работают и при большом, и при маленьком сопротивлении нагрузки. Нагрузку можно подключать в любой провод, для постоянного напряжения важно соблюдать полярность. Для датчиков, рассчитанных на работу с переменным напряжением — не играет роли ни подключение нагрузки, ни полярность. Главное — обеспечить рабочий ток.

    3-х проводные. Наиболее распространены. Есть два провода для питания, и один — для нагрузки. Подробнее расскажу ниже.

    4-х и 5-ти проводные. Такое возможно, если используется два выхода на нагрузку (например, PNP и NPN (транзисторные), или переключающие (реле). Пятый провод — выбор режима работы или состояния выхода.

  5. Виды выходов датчиков по полярности.

    У всех дискретных датчиков может быть только 3 вида выходов в зависимости от ключевого (выходного) элемента.

Релейный. Реле коммутирует в простейшем случае один из проводов питания, как это делается в бытовых датчиках движения или освещенности. Универсальный вариант с «сухим» контактом, когда выходные контакты реле не связаны с питанием датчика. При этом обеспечивается полная гальваническая развязка, что является основным достоинством такой схемы. То есть, независимо от напряжения питания датчика, можно включать/выключать нагрузку с любым напряжением.

Транзисторный PNP. На выходе — транзистор PNP, то есть коммутируется «плюсовой» провод. К «минусу» нагрузка подключена постоянно.

Транзисторный NPN. На выходе — транзистор NPN, то есть коммутируется «минусовой», или нулевой провод. К «плюсу» нагрузка подключена постоянно.

Пример оптического датчика с релейным выходом

Можно четко усвоить разницу, понимая принцип действия и схемы включения транзисторов. Поможет такое правило: Куда подключен эмиттер, тот провод питания и коммутируется. Другой полюс подключен к нагрузке постоянно. Ниже будут даны схемы включения датчиков, на которых будет хорошо видно эти отличия.

  1. Виды датчиков по состоянию выхода.

    Какой бы ни был датчик, один из основных его параметров — электрическое состояние выхода в тот момент, когда датчик не активирован (на него не производится какое-либо воздействие).

    Выход в этот момент может быть включен (на нагрузку подается питание), либо выключен. Соответственно, говорят — нормально открытый (НО) контакт или нормально закрытый (нормально замкнутый, НЗ) контакт. В иностранном обозначении — NO и NC.

    То есть, главное, что надо знать про транзисторные выходы датчиков — то, что их может быть 4 разновидности, в зависимости от полярности выходного транзистора и от исходного состояния выхода: PNP NO, PNP NC, NPN NO, NPN NC.

  2. Положительная и отрицательная логика работы.

    Это понятие относится скорее к исполнительным устройствам, которые подключаются к датчикам (контроллеры, реле). Отрицательная или положительная логика относится к уровню напряжения, который активизирует вход.

Отрицательная логика: вход контроллера активизируется (логическая «1») при подключении к НУЛЮ. Клемму S/S контроллера (общий провод для дискретных входов) при этом необходимо соединить с +24 В. Отрицательная логика используется для датчиков типа NPN.

Положительная логика: вход активизируется при подключении к +24 В. Клемму контроллера S/S необходимо соединить с нулем. Используйте положительную логику для датчиков типа PNP. Положительная логика применяется чаще всего.

В следующей статье мы рассмотрим реальные индуктивные датчики и их схемы включения.

Автор: Александр Ярошенко, автор блога «СамЭлектрик»

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 подразделяются на различные основные группы либо по методу передачи сигнала, либо по принципу биораспознавания.

Основные элементы трансдукции, 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:

Датчики вольтамперометрические, 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 аналита 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 действия 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 перекрыть 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

Существует 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 с помощью вынужденного излучения)

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 обеспечит удобство просмотра дисплеев, оптимизированных 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 монитор сердечного ритма. Оптический монитор сердечного ритма измеряет вашу частоту сердечных сокращений 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
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 погружен 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 практически невозможно представить без оптических детекторов. Эти небольшие компоненты, также называемые оптическими бесконтактными переключателями, 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 в окружающей 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.
  • 3D-отображение
    Проекционное отображение позволяет визуализировать статические или движущиеся изображения, соответствующие исходным изображениям. В этом отношении незаменима быстрая и точная сенсорная технология.
  • 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 только узкую 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
Достоинства: 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, поэтому требуется внешнее охлаждение. 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.
  • Обеспечение 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 с вашими требованиями!


Запрос продукта

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, чтобы он сохранял определенные аспекты измеряемых свойств.Он всегда должен оставаться чувствительным к собственности. В то же время 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 создавать или ограничивать достаточное количество электричества.

Волоконно-оптические датчики

| LaseOptics Corporation

Волоконно-оптический датчик имеет оптическое волокно, подключенное к источнику света, чтобы обеспечить обнаружение в ограниченном пространстве или там, где небольшой профиль является предпочтительным.

Оптоволоконный кабель, подключенный к усилителю, позволяет датчику достигать областей, недоступных для стандартных фотоэлектрических датчиков. Датчик излучает, принимает и преобразует световую энергию в электрический сигнал. … Свет отражается от волокон волоконно-оптического кабеля.

Оптические датчики используют те же физические явления для выполнения своих операций измерения, но не используют оптическое волокно. Вместо этого они полагаются на системы линз или зеркал для передачи и управления лучами света, используемыми в их процессе восприятия.

Оптическое волокно состоит из сердцевины и оболочки, которые имеют разные показатели преломления. Луч света проходит через сердцевину, неоднократно отражаясь от стенки оболочки. Луч света, прошедший через волокно без потери количества света, рассеивается под углом примерно 60 ° и попадает в цель.

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.

Оптоволоконный датчик работает путем измерения изменений в «обратном рассеянии» света, происходящего в оптическом волокне, когда волокно сталкивается с вибрацией, деформацией или изменением температуры. Оптоволоконное зондирование можно использовать для непрерывного мониторинга движения транспортных средств, движения людей, землеройных работ, сейсмической активности, температуры, структурной целостности, утечек жидкости и газа и многих других условий и действий.

Оптоволоконное зондирование используется во всем мире для мониторинга интеллектуальной инфраструктуры, включая туннели, железные дороги, мосты, границы, электростанции и трубопроводы. Он также используется в скважинных нефтегазовых приложениях, чтобы помочь определить характеристики пластов и помочь в оптимизации скважины во время добычи и заканчивания.

Оптические датчики | Melexis

В оптических датчиках Melexis используются стандартные процессы CMOS, они чувствительны к видимому свету и ближнему инфракрасному свету.В их число входят одинарные фотодиодные датчики, такие как оптические переключатели, датчики соотношения света и частоты и света; Линейные массивы; CMOS-камеры и многое другое. Все наши оптические датчики сертифицированы для автомобильной промышленности и поэтому обладают высокой прочностью, а также устойчивы к грязи и пыли.

Наши линейные массивы используются для сканирования изображений, считывания меток и кодов, оптического распознавания символов (OCR), контактного изображения, обнаружения и позиционирования краев, а также оптического линейного и поворотного кодирования. Ключевым приложением является измерение положения рулевого колеса с помощью наших датчиков угла поворота рулевого колеса и крутящего момента на рулевом колесе, где оптические матрицы заменяют потенциометры из-за их чувствительности к высоким температурам и вибрации.

КМОП-камеры Melexis производятся с использованием передового процесса обработки изображений КМОП 0,18 мкм. Преимуществами конструкции и технологии Melexis являются низкая освещенность, возможность ночного видения, низкий уровень шума и длительный температурный режим.

Наши датчики изображения доступны как отдельные оптические матрицы или как целая система в пакетах (SIP). Наша серия SensorEyeC является примером наших SIP, объединяющих в одном кристалле микросхему оптического датчика, фотодиод, трансимпедансный усилитель и выходной транзистор. Другим примером является CMOS-датчик изображения Avocet, который объединяет массив изображений, конвейер цифровой обработки изображений и функции управления камерой в одном SIP

. Наши CMOS-камеры в первую очередь предназначены для автомобильных приложений для перспективных приложений, приложений ночного видения и критически важных для безопасности приложений.Типичное использование в транспортных средствах включает автомобильные системы помощи водителю (ADAS), предупреждение о выезде с полосы движения (LDW), автоматическое управление фарами, обнаружение объектов и пешеходов, ночное видение, а также внутренние приложения, такие как распознавание водителя, сонливость и интеллектуальное срабатывание подушек безопасности. Датчики изображения Melexis CMOS также подходят для машинного зрения, робототехники и автоматизации, наблюдения и безопасности, а также для получения изображений в ближнем инфракрасном диапазоне.

Оптический датчик

- Bulk Reef Supply Оптический датчик

- Bulk Reef Supply

Магазин не будет работать корректно, если куки отключены.

Похоже, в вашем браузере отключен JavaScript. Для наилучшего взаимодействия с нашим сайтом обязательно включите Javascript в своем браузере.

Бесплатные заказы


свыше $ 349

Сегодня получите бесплатных очков для паба Mr. Chili с промежуточной суммой заказа более 349 долларов.

Как только ваша промежуточная сумма превысит 349 долларов, вы увидите всплывающее сообщение, чтобы добавить халяву в корзину. Установите флажок и добавьте халяву в корзину.

Если вы пропустите всплывающее окно, в верхней части страницы появится сообщение о подарке. Нажмите на подарочную коробку, чтобы снова включить всплывающее окно.

    Оптические Датчики - это лучший выбор для датчиков , если вам нужна надежность в течение длительного периода времени.Нептун Оптический датчик Датчик подключается непосредственно к модулю FMM, позволяя контролировать уровень вашего отстойника, смесительной станции или любого другого резервуара со стенками толщиной до 1/4 дюйма. Включает магнитное крепление Это…

    Добавить в корзину Сообщите мне, когда в наличии

    Оптические Датчики - это переход к датчику , если вам нужен надежный датчик на долгое время. Оптический датчик Neptune Optical Sensor подключается непосредственно к модулю FMM, позволяя контролировать уровень отстойника, смесительной станции или любого другого резервуара с жидкостью.Этот датчик подключается к вашему FMM и, используя отраженный ...

    Добавить в корзину Сообщите мне, когда в наличии

    … Сток Оптический Датчик Установка Оптический датчик может быть установлен в любой резервуар с толщиной стенки менее 1/2 дюйма на том уровне, до которого вы хотите его заполнить. Кабель должен располагаться вертикально который будет складывать оптические глаза , позволяя использовать двойные датчики . Датчик может быть…

    Добавить в корзину Сообщите мне, когда в наличии

    … Улучшенная спектральная характеристика. 2-метровый экранированный кабель. Датчик MQ-510 Par был специально разработан для получения надежных и воспроизводимых показаний под водой со светодиодным освещением. Благодаря расширенному спектральному диапазону и большему зондированию оптики вы получите более точные показания при всех типах освещения ...

    Добавить в корзину Сообщите мне, когда в наличии

    … Макс. Напор насоса постоянного тока - 7.Расход насоса 2 фута - 74 галлона в час Макс. Толщина монтажного бака - 0,5 дюйма Размеры насоса - 1,7 дюйма x 1 дюйм x 1,45 дюйма Гарантия - 12 месяцев Определение уровня воды - Оптическое устройство Что входит? 1x двойной оптический датчик датчик 7 'трубка с монтажным кронштейном 1x оптический датчик Gaurd 1x источник питания 1x насос

    Добавить в корзину Сообщите мне, когда в наличии

    … Модуль измерения жидкости с модернизированными оптическими датчиками для контроля уровня воды.Конструкция с двойным датчиком позволяет ATK иметь один основной датчик уровня воды , а другой - в качестве резервного на случай загрязнения первым. Помимо оптических датчиков , механический поплавковый клапан интегрирован в…

    Добавить в корзину Сообщите мне, когда в наличии

    … Лоток для носков, и именно здесь в игру вступает оптический датчик eye . Как только уровень воды достигнет глаза, Klir автоматически активирует ролик, обнажая новый флис и позволяя воде снова течь свободно, опуская уровень воды ниже датчика . Технические характеристики: Размеры - 4,125 дюйма…

    159,99 долл. США Обычная цена: 199,99 долл. США

    Добавить в корзину Сообщите мне, когда в наличии

    … Самое экономящее время дополнение к любому аквариуму, никогда не беспокойтесь о том, что ваш аквариум снова иссякнет. Поскольку все внутренние компоненты встроены в корпус оптического датчика , нет дополнительных контроллеров для установки, что обеспечивает чистую и простую установку системы.Exo легко устанавливается для очистки отстойника и аквариума…

    Добавить в корзину Сообщите мне, когда в наличии

    … Объем хранения 4 литра. Подключается непосредственно к вашей системе дозирования DOS. Разработан с низким центром тяжести, чтобы помочь избежать накатывания и разливов. Оптические датчики обеспечивают отображение уровня жидкости на приборной панели Apex Fusion в реальном времени. Легко снимаемые крышки, упрощающие заправку. Изготовлен из литого акрила Push-fit…

    Добавить в корзину Сообщите мне, когда в наличии

    HYDROS Skimmer Sensor предотвращает переливание протеина на пол или обратно в отстойник.HYDROS Skimmer Sensor подключается к любому порту HYDROS Sense и не требует дополнительного источника питания. Оптический глаз на этом датчике предназначен для использования внутри сборной чашки…

    Добавить в корзину Сообщите мне, когда в наличии

    …сухой! Используя крошечный оптический датчик , датчик Smart Level от AutoAqua отключит питание от розетки, когда датчик обнаружит изменение уровня воды.Конструкция plug & play не требует сложного программирования, а магнитная насадка позволяет быстро и легко разместить и отрегулировать датчик уровня

    … Три датчика потока , но FMM имеет всего четыре порта. Это означает, что у вас есть свободный порт для других целей. Купите дополнительные датчики расхода (доступны также в размерах 2 ″ и 1/4 ″) или выберите один из вариантов ниже и добавьте еще больше функциональных возможностей! ОПТИЧЕСКИЙ ДАТЧИК УРОВНЯ ВОДЫ

    Добавить в корзину Сообщите мне, когда в наличии

    … Три датчика потока , но FMM имеет всего четыре порта.Это означает, что у вас есть свободный порт для других целей. Купите дополнительные датчики расхода (доступны также в размерах 2 ″ и 1/4 ″) или выберите один из вариантов ниже и добавьте еще больше функциональных возможностей! ОПТИЧЕСКИЙ ДАТЧИК УРОВНЯ ВОДЫ

    Добавить в корзину Сообщите мне, когда в наличии

    … Случиться, и он все расскажет за вас. Он будет выполнять автоматическую непрерывную замену воды за вас.Становится лучше. Если у вас есть двойной оптический датчик воды , аксессуар , Apex Fusion отправит вам электронное письмо или текстовое сообщение, в котором сообщит, что пора менять кувшины. Меньше времени на накачку,…

    … Лоток для носков, и именно здесь в игру вступает оптический датчик eye . Как только уровень воды достигнет глаза, Klir автоматически активирует ролик, обнажая новый флис и позволяя воде снова течь свободно, опуская уровень воды ниже датчика . Технические характеристики: Размеры - 6,875 дюйма…

    199,99 долл. США Обычная цена: 249,99 долл. США

    Добавить в корзину Сообщите мне, когда в наличии

    … Вторичный оптический датчик Сверхточный контроль уровня воды Сверхлегкая установка; plug-and-play Не требует программирования или настройки. Работает в полной темноте. Технические характеристики: ATO DC Pump Max Head - 8.Расход насоса постоянного тока 2 фута - 74 галлона в час Размеры контроллера - 2,2 дюйма В x 0,88 дюйма Ш x 1,9 дюйма Датчик

    Добавить в корзину Сообщите мне, когда в наличии

    … Лоток для носков, и именно здесь в игру вступает оптический датчик eye . Как только уровень воды достигнет глаза, Klir автоматически активирует ролик, обнажая новый флис и позволяя воде снова течь свободно, опуская уровень воды ниже датчика . Требования к отстойнику: отстойник с фильтром…

    … Охладитель к выходу датчиков , чтобы знать, что температура ваших резервуаров всегда будет в пределах безопасной зоны. Интеллектуальный уровень безопасности Датчик - Предотвратите переполнение или работу оборудования всухую, поместив датчик в верхней точке над водой или в нижней точке под водой. Когда оптический датчик обнаруживает изменение…

    … Поправочные коэффициенты и калькулятор - щелкните здесь Датчик SQ-520 Par был специально разработан для получения надежных и повторяемых показаний при светодиодном освещении.Благодаря расширенному спектральному диапазону и большему зондированию оптики вы получите более точные показания со всеми типами систем освещения.…

    Добавить в корзину Сообщите мне, когда в наличии

    … Скиммер Security , датчик и розетка. Легко очищаемый оптический датчик датчик магнитно соединяется с любой сборной чашей скиммера (толщиной до 1/4 дюйма), а когда чаша наполняется, он отключает насос скиммера, сохраняя скиммер в чашке, а не в вашей. отстойник.Просто установите датчик внутри чашки…

    Добавить в корзину Сообщите мне, когда в наличии

    … Который может принимать данные от различных типов датчиков . Поддерживаемые датчики Датчики температуры Оптические датчики уровня (одинарные и двойные) Емкостные бесконтактные датчики уровня жидкости Датчики Тросовые детекторы утечки Точечные детекторы утечки Датчики расхода Датчики Магнитные переключатели Кнопочные переключатели Порт привода ...

    Добавить в корзину Сообщите мне, когда в наличии

    … Включены держатели для датчиков и несколько монтажных кронштейнов, а также насос.Светодиодный индикатор осмолатора позволяет вам визуально увидеть, есть ли какие-либо проблемы с вашей системой. Две технологии мониторинга уровня воды и встроенные резервные устройства безопасности. Оптический датчик глаз датчик будет…

    Добавить в корзину Сообщите мне, когда в наличии

    Оптические Датчики отлично подходят для точного контроля уровня и не имеют движущихся частей, которые могут изнашиваться или блокироваться, что делает их надежной альтернативой механическим переключателям. Оптические Датчики очень универсальны и отлично подходят для различных приложений мониторинга воды. Автоматическое пополнение с помощью одного или двух датчиков

    Добавить в корзину Сообщите мне, когда в наличии

    … Лоток для носков, и именно здесь в игру вступает оптический датчик eye . Как только уровень воды достигнет глаза, Klir автоматически активирует ролик, обнажая новый флис и позволяя воде снова течь свободно, опуская уровень воды ниже датчика . Технические характеристики Размеры: 4,125 дюйма Д x…

    … Углерод, GFO или любой другой носитель по вашему выбору. Запатентованный двойной оптический датчик компании XPAquas объединяет два точных датчика уровня в одном невероятно маленьком корпусе. Помимо поддержания постоянного уровня воды, два датчика также работают совместно с интеллектуальным программированием QST, чтобы предотвратить переполнение…

    Добавить в корзину Сообщите мне, когда в наличии

    … Датчик уровня воды Датчик уровня воды HYDROS не содержит движущихся частей, которые могут выйти из строя.Его чрезвычайно крошечный; толщиной чуть больше полдюйма и размером с пенни в окружности. Оптический глаз магнитно связан с магнитной стороной, имеющей только толщину. Датчик может быть установлен…

    Добавить в корзину Сообщите мне, когда в наличии

    … С контроллером аквариума HYDROS и оптическим датчиком или механическим датчиком уровня воды . Когда датчик определяет низкий уровень воды, он открывает клапан, позволяя свежей воде обратного или обратного осмоса / обратного осмоса протекать через резервуар или поддон.Когда датчик определяет, что уровень воды пополняется,…

    Добавить в корзину Сообщите мне, когда в наличии

    Датчик уровня воды HYDROS Датчик - это оптический датчик , который вы можете использовать для различных аквариумных применений, например, для определения того, когда ваш резервуар необходимо долить, или для определения, когда дозирующий контейнер нуждается в пополнении. Оптический глаз магнитно связан с магнитной стороной, имеющей только толщину.Может…

    Добавить в корзину Сообщите мне, когда в наличии

    Крепежный элемент GHL PL-LF-S12 Level Sensor работает с базовым блоком держателя Level Sensor , чтобы надежно закрепить оптический датчик на нужной высоте в аквариуме или отстойнике. Крепеж имеет угол 90 градусов и будет прикреплять оптический датчик к планке из оргстекла монтажного основания для размещения на…

    Добавить в корзину Сообщите мне, когда в наличии

    … Что вы хотите разместить датчик . Характеристики Прочный и универсальный; работает с GHL и другими датчиками уровня Планка из плексигласа обеспечивает плавную регулировку высоты Совместимость с датчиком Крепежные детали PL-LF-S8 (поплавковый переключатель) PL-LF-S12 (оптический) Что в комплекте? 1x GHL Level Sensor Holder Base Unit (PL-1095)

    …обязательный. В сочетании с оптическим датчиком Water HYDROS , это дает возможность настроить контроллер для обработки ATO, минимизируя путаницу проводов внутри и вокруг вашего аквариума.Просто подключите насос к порту привода, а оптический датчик уровня воды датчик к порту датчика на Control 2 или…

    Добавить в корзину Сообщите мне, когда в наличии

    … Который может принимать данные от различных типов датчиков . Поддерживаемые датчики Датчики температуры Оптические датчики уровня (одинарные и двойные) Емкостные бесконтактные датчики уровня жидкости датчики Тросовые течеискатели Точечные течеискатели Датчики расхода Датчики Магнитные переключатели Кнопочные переключатели Командная шина…

    Добавить в корзину Сообщите мне, когда в наличии

Свяжитесь с нами

Узнавайте первыми о распродажах, специальных предложениях, новых продуктах, последних выпусках BRSTV и выигрывайте бесплатные призы!

© 2021 Bulk Reef Supply.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *