سنسور نوری و کاربرد آن در صنعت
سنسور نوری و کاربرد آن در صنعت
در مقاله سنسورها در صنعت درمورد انواع سنسور ها و لزوم استفاده از آنها صحبت کردیم.در این مقاله به بررسی انواع سنسور نوری می پردازیم و کاربرد آنها را در صنایع غذایی،داروسازی،خودروسازی، جابه جایی اشیا و … بررسی خواهیم کرد.
سنسور نوری یا فوتوالکتریک
حسگر فوتوالکتریک یا photoelectric sensor برای تشخیص وجود (یا عدم وجود) یک جسم یا برای اندازه گیری فاصله بین یک نقطه و یک جسم استفاده می شود. از نور قرمز مرئی یا نور مادون قرمز از فرستنده استفاده می کند و همچنین دارای گیرنده فوتوالکتریک است. سنسور فوتوالکتریک به یک انتخاب محبوب در اتوماسیون تبدیل می شود زیرا آنها نتایج سریع و قابل اعتمادی را بدون نیاز به لمس فیزیکی جسم ارائه می دهند.
انواع حسگرهای فوتوالکتریک
سنسورهای فوتوالکتریک در سبک‌ها، اندازه‌ها و سبک‌های کاری متفاوت هستند. سه نوع اصلی سنسور فوتوالکتریک وجود دارد:
- حسگر فوتوالکتریک نوع پراکنده
- سنسور فوتوالکتریک از طریق پرتو
- سنسور فوتوالکتریک نوع بازتابی
1. سنسور نوری نوع پراکنده
Diffused: یک پرتو نور در جهت جسم مورد نظر منتقل می شود. نور از جسم منعکس می شود که توسط گیرنده سنسور دریافت می شود و حضور جسم را تأیید می کند. مقدار نور دریافتی توسط سنسور برای اندازه گیری فاصله تا جسم استفاده می شود.
2. سنسور نوری از طریق پرتو
Through-Beam: یک پرتو نور از فرستنده به یک گیرنده منتقل می شود در حالی که شی مورد نظر بین این دو قرار می گیرد. جسم نور را قطع می کند و مقدار نوری که روی گیرنده می افتد را تغییر می دهد. این برای حس کردن جسم استفاده می شود.
3. سنسور نوری نوع بازتابی
Retroreflective: یک پرتو نور از فرستنده به یک بازتابنده می افتد. بازتابنده نور روشن را به گیرنده منعکس می کند. شی مورد نظر بین فرستنده و بازتابنده قرار می گیرد و پرتو نور را قطع می کند.
بسته به نیاز، سنسور فوتوالکتریک انتخاب می شود. سنسورهای پیچیده تری که هدفشان دقت بالاتر است، قابلیت سرکوب پس زمینه را دارند که تشخیص دقیق اشیا را برای آنها ممکن می سازد.
کاربرد سنسور نوری در صنایع مختلف
سنسورهای فوتوالکتریک به طور گسترده در بسیاری از صنایع استفاده می شود. برخی از صنایع به شرح زیر می باشد.
- صنایع غذایی
- صنعت خودروسازی
- مهندسی ماشین
- درب ها و دروازه ها
- جا به جایی مواد
- صنعت داروسازی
صنایع غذایی
خطوط تولید و بسته بندی در صنایع غذایی و نوشیدنی نیز از حسگرهای فوتوالکتریک استفاده می کنند. به عنوان مثال، بطری‌های درپوش کارخانه باید مجهز به تراز و جهت‌گیری صحیح هر درب بطری باشد. اگر اشتباهاتی در موقعیت‌یابی وجود داشته باشد، حسگرهای فوتوالکتریک می‌توانند به شناسایی آنها کمک کنند تا امکان کارکرد نرم کارخانه فراهم شود.
صنعت خودروسازی
هنگامی که بدنه یک خودرو ساخته می شود، هر جزء باید با ثبات قابل اعتماد در خط تولید حرکت کند. هر قطعه باید سرعت خود را کاهش داده و در مقابل ایستگاه مربوطه با زمان بندی کامل متوقف شود تا بدون هیچ خطایی جوش داده شود یا به صورت دیگری پردازش شود. سنسورهای فوتوالکتریک می توانند زمان نزدیک بودن ایستگاه مربوطه را تشخیص دهند تا خط متوقف شود و قطعه بتواند پردازش شود.
سنسورهای فوتوالکتریک مورد استفاده در صنعت خودروسازی دارای دقت بالایی هستند که این امکان را برای آنها فراهم می کند که حتی در حین کار در اطراف اجسام مختلف با سطوح براق نتایج دقیقی را ارائه دهند
مهندسی ماشین
برای ماشین‌های بزرگی که نیاز به هماهنگی کامل دارند، حسگرهای فوتوالکتریک می‌توانند سطح خوبی از قابلیت اطمینان را ارائه دهند. در چنین مواقعی جای اشتباهی وجود ندارد و حسگرهای فوتوالکتریک می توانند به کارآمدی قرار دادن و حذف اجزای دستگاه کمک کنند.
درب ها و دروازه ها
درب‌ها و دروازه‌های اتوماتیک، به‌عنوان مثال در اتوبوس‌ها، قطارها، آسانسورها، گاراژها و غیره باید از فناوری سنجش قابل اعتماد برخوردار باشند تا در زمان‌های صحیح باز و بسته شوند. برای اینکه درب های اتوماتیک به درستی کار کنند، کل قسمت جلوی در باید زیر ناحیه سنجش قرار گیرد. سنسورهای فوتوالکتریک همراه با اسکنرهای مادون قرمز می توانند افراد یا وسایل نقلیه نزدیک را تشخیص دهند.
جابه جایی اشیاء
در انبارهایی که دارای اتوماسیون کامل یا نیمه اتوماسیون هستند، حسگرهای فوتوالکتریک ردیابی کارآمد اشیاء موجود در انبار را ممکن می‌سازند، به خودکارسازی ذخیره‌سازی و چیدن کالاها کمک می‌کنند و به نگهداری موجودی‌ها کمک می‌کنند.
کاربردهای صنعت داروسازی مانند بسته بندی داروها نیز از حسگرهای فوتوالکتریک استفاده می کنند. در حین بسته بندی می توان از سنسورها برای جلوگیری از مغایرت هایی مانند خالی بودن بسته بندی به دلیل عدم وجود قرص های دارویی روی خط و غیره استفاده کرد.
حسگرهای فوتوالکتریک با افزایش تقاضا در حال تکامل هستند و حسگرهای دقیق و کارآمدی در دسترس هستند که می‌توانند برای اهداف مختلف استفاده شوند. با محدوده سنجش تا 40 میلی متر، محدوده سنسور فوتوالکتریک Bulgin حسگر کارآمدی را ارائه می دهد. آنها دارای رتبه IP بالایی هستند که استفاده از آنها در شرایط سخت نیز ایده آل است.
درباره ویدیو
در این ویدئو، ما در مورد سه نوع اصلی سنسور فوتوالکتریک صحبت خواهیم کرد: پرتو، بازتابنده و پراکنده.
حسگر فوتوالکتریک وسیله ای است که از نور برای تشخیص وجود یا عدم وجود یک جسم استفاده می کند.
سنسورهای فوتوالکتریک را می توان در روش ها و صنایع مختلف مورد استفاده قرار داد. از آنها می توان برای تشخیص اجسام یا جهت گیری یک شی در خط تولید استفاده کرد، می توان از آنها برای شمارش استفاده کرد و همچنین می توان از آنها برای جلوگیری از بسته شدن خودکار درب استفاده کرد.
سنسورهای فوتوالکتریک در صنایع خودروسازی، مواد غذایی، حمل و نقل و جابجایی مواد مورد استفاده قرار می گیرند.
آنها می توانند برای تشخیص بیشتر مواد مانند فلز، پلاستیک و چوب استفاده شوند. آنها حتی می توانند اقلام شفاف مانند شیشه، پلاستیک و مایعات را بسته به نوع سنسور تشخیص دهند.
عملکرد اصلی یک سنسور فوتوالکتریک این است که سنسور یک پرتو نور را از قسمتی از سنسور به نام امیتر می فرستد و این پرتو نور به قسمتی از سنسور که نور را جمع آوری می کند به نام گیرنده می رسد.
1) سنسورهای Through-Beam دارای امیتر و گیرنده در جزء جداگانه خود هستند.
امیتر و گیرنده باید به سمت یکدیگر نشانه رفته و در یک راستا قرار گیرند. وقتی هیچ چیز جلوی نور را نمی گیرد، خروجی سنسور روشن می شود. اگر چیزی بین امیتر و گیرنده قرار دهید تا نور را مسدود کند، خروجی سنسور خاموش می شود.
خروجی سنسور سیگنالی از سنسور به PLC است. بسته به سنسور، خروجی می تواند یک سیگنال مثبت یا یک سیگنال منفی باشد.
- اگر سنسور PNP باشد، یعنی دارای سیگنال خروجی مثبت باشد، سیم خروجی سنسور باید به یک کارت ورودی سینک متصل شود.
- اگر سنسور NPN باشد سیگنال خروجی منفی است و سیم خروجی باید به یک کارت ورودی منبع وصل شود.
برخی از سنسورهای فوتوالکتریک دارای کلید انتخابگر حالت روشن و تاریک هستند. با استفاده از این سوئیچ می توانید زمان روشن و خاموش شدن خروجی سنسور را تغییر دهید.
- در حالت روشن، خروجی سنسور زمانی که نور به گیرنده می رسد روشن و زمانی که نور مسدود شده و به گیرنده نمی رسد، خاموش می شود.
- در حالت تاریک روشن، خروجی سنسور زمانی که نور مسدود می شود و به گیرنده نمی رسد، و هنگامی که نور به گیرنده می رسد خاموش می شود.
حسگرهای فوتوالکتریک از طریق پرتو نسبت به سنسورهای فوتوالکتریک بازتابی و پراکنده برد تشخیص طولانی تری دارند. این به این دلیل است که نور فقط باید در یک جهت حرکت کند تا از امیتر به گیرنده برسد.
برخی از معایب استفاده از سنسور Through-Beam در مقایسه با استفاده از سنسور Retroreflective یا Diffused این است که هزینه کمی بیشتر دارند، نیاز به فضای بیشتری برای نصب صحیح دارند و اجسام شفاف نازک را به خوبی تشخیص نمی دهند.
2) حسگرهای فوتوالکتریک بازتابی، امیتر و گیرنده را با هم در یک جزء دارند. ساطع کننده سنسور باید به سمت یک بازتابنده قرار گیرد و در یک راستا قرار گیرد، بنابراین نور از تابشگر سنسور به بازتابنده حرکت می کند و سپس به گیرنده سنسور باز می گردد.
برخی از معایب استفاده از سنسور Retroreflective این است که باید سنسور را با یک بازتابنده نصب کنید، اگر جسم براق باشد، ممکن است به جای بازتابنده، خروجی سنسور را روشن کند.
3) حسگرهای فوتوالکتریک پراکنده دارای امیتر و گیرنده با هم در یک جزء هستند.
برای اینکه حسگر پراکنده کار کند، تابشگر سنسور باید به سمت یک جسم باشد تا نور از تابشگر حسگر به جسم حرکت کند و سپس به گیرنده حسگر بازگردد
حالا که با سنسور های نوری و کاربردشان آشنا شدیم،شما می توانید جهت مشاوره برای انتخاب سنسور مورد نظر خود با ما تماس بگیرید.
