Фотоэлектрический барьер
В оптоэлектронике световой барьер - это система, которая обнаруживает прерывание светового луча и отображает его в виде электрического сигнала. Таким образом, автоматические устройства могут бесконтактно обнаруживать движущиеся объекты. Например, препятствия при автоматическом закрытии дверей или злоумышленников могут быть обнаружены с помощью систем сигнализации .
функциональность
Световые барьеры состоят из источника светового пучка (передатчика) и датчика (приемника) этого излучения.
В качестве источников света используются светодиоды с длиной волны 660 нм (видимый красный свет) или инфракрасные светодиоды с длиной волны 880–940 нм в инфракрасном диапазоне . Преимущество инфракрасного света заключается в том, что он обеспечивает большую дальность действия на темных материалах, и он не виден человеческому глазу. Преимущество красного света в том, что сенсорную систему легче настроить за счет видимого светового пятна. Для особо точных приложений (обнаружение мелких деталей, высокая повторяемость ) i. d. Обычно используется свет от лазерного диода . Приемник обычно представляет собой фотодиод или фототранзистор , реже фоторезистор .
Чтобы сделать световой барьер нечувствительным к внешнему свету, излучение, особенно в моделях дальнего действия, модулируется , чтобы его можно было отличить от окружающего света. Кроме того, перед приемником можно установить инфракрасный фильтр, который кажется почти черным для человеческого глаза , чтобы экранировать высокочастотный свет, включая видимую часть дневного света.
Чтобы увеличить дальность действия, передатчик и приемник обычно снабжены системой оптического связывания, такой как собирающая линза . Кроме того, фотодиоды и фототранзисторы могут быть установлены в цилиндрическом корпусе из листового металла, который затемняет боковой свет, в круглое отверстие которого определенным образом вдавливается небольшая линза из пластика или стекла. Корпуса небольших передатчиков и приемников часто полностью сделаны из черного пластика, который прозрачен только для ИК-излучения.
Чтобы сохранить линию электропитания во втором месте, передатчик и приемник часто интегрированы близко друг к другу, но оптически разделены в корпусе и нацелены точно на световозвращатель, чтобы сформировать световой барьер, который обычно формируется из углов куба. на тыльной стороне пластиковой тарелки.
Типы
В основном различают типы фотоэлектрического переключателя на пересечение луча, фотоэлектрического переключателя рефлекса и световой решетки.
Односторонний фотоэлектрический переключатель
В случае односторонних световых заграждений отправитель и получатель обращены друг к другу. К ним относятся вилочные соединители и вилочные световые барьеры, в которых передатчик и приемник предварительно собираются на расстоянии 3–120 мм друг от друга. Если передатчик и приемник находятся в разных корпусах, они должны быть выровнены друг с другом во время сборки и отрегулированы с помощью регулировочных винтов. Односторонние световые преграды имеют наибольшую дальность действия из всех типов до 80 м.
Фотоэлектрический рефлекторный переключатель
Передатчик и приемник расположены параллельно друг другу в общем корпусе. Световой сигнал отражается на отражателе с противоположной стороны. Небольшие фотоэлектрические световозвращающие датчики также известны как отражательные соединители ; они часто работают с отражающими самоклеящимися пленками на движущихся частях.
Версии с отражателем отличаются использованием поляризационного фильтра . Версии с поляризационным фильтром работают только с ретрорефлектором или рефлектором, но не с гладкой зеркальной поверхностью. Это признается прерыванием; это создает дополнительную безопасность, поскольку z. Б. также обнаженный металлический предмет надежно распознается как прерывание. Использование световозвращателей и фотоэлектрических световозвращающих датчиков значительно упрощает их установку из-за меньших затрат на прокладку кабелей и отсутствия необходимости в точном совмещении отражателя с фотоэлектрическим датчиком.
Фотоэлектрический датчик приближения
С их помощью световой сигнал отражается обратно над обнаруживаемым объектом. Таким образом, расстояние переключения зависит от отражательных свойств поверхности объекта. Здесь также передатчик и приемник расположены параллельно друг другу в общем корпусе.
Помимо чисто энергетических фотоэлектрических бесконтактных переключателей большое практическое значение имеют фотоэлектрические бесконтактные переключатели с подавлением фона , поскольку они способны обнаруживать темные объекты на светлом фоне. Если они также могут определять расстояние, их называют датчиками расстояния - тогда они в основном работают по принципу триангуляции и содержат позиционно-чувствительный фотодиод (PSD) вместо фототранзистора. Их можно использовать для настройки фотоэлектрических датчиков приближения, которые могут различать разные объекты (например, на ленте конвейера). Существуют также датчики расстояния с функцией переключения, которые работают по принципу измерения времени пролета (см. Электрооптическое измерение расстояния ). Они достигают большей дальности действия, чем фотоэлектрические датчики приближения (до 75 м).
См. Также рефлекторный соединитель .
Световая завеса
Помимо простых версий с одним световым лучом, существуют также так называемые световые решетки или световые завесы, которые работают с несколькими параллельными световыми лучами. Их можно использовать для наблюдения за большой площадью, например Б. доступ к машине или охраняемому помещению. С помощью световой решетки проемы в кабинах лифтов защищены намного лучше, чем с помощью одиночного светового барьера на уровне щиколотки, который был стандартом до 1970 года.
Волоконно-оптический световой барьер
Также существуют оптоволоконные датчики, в которых оптика и электроника расположены отдельно и соединяются посредством световодов . Их используют, например, в ограниченном пространстве. Возможны фотоэлектрические датчики на пересечение луча и на отражение от рефлектора.
литература
[1] Световые барьеры: технологии и приложения