Оптические датчики положения

Фотоэлектрические датчики применяются для бесконтактного обнаружения, определения местоположения, сортировки или подсчёта разнообразных объектов в автомобильной промышленности, машиностроении, полиграфии, при обработке материалов, упаковке, в робототехнических системах автоматизации механосборочных операций, контроля качества, доступа и др.

Оптические бесконтактные выключатели фиксируют объекты, которые отражают или прерывают оптическое излучение, и содержит полупроводниковые коммутационные элементы. Для большей помехозащищенности используют инфракрасное излучение. Выделяют три типа оптических выключателей:

- датчики с отражением от объекта,

- с отражением от катафота,

- датчики "Разнесенная оптика".

Датчики с применением лазерной технологии применяют для решения задач обнаружения с высоким разрешением.

У датчиков с отражением луча от объекта приемник и излучатель встроен в один корпус.

Ориентация на объект не является критической. Объект обнаружения (например, стандартный объект с 90%-ным отражением) отражает часть света от поверхности в противоположную сторону, на приемник. Как только объект вносится в эффективную зону луча, происходит изменение выходного состояния оптического выключателя.

Достоинства: компактная и дешевая конструкция, простота установки

Недостатки: малое расстояние срабатывания, высокие требования к поверхности объекта обнаружения, низкая помехозащищенность от посторонних засветок, низкая точность определения поперечного положения объекта.

У датчиков с отражением луча от катафота приемник и излучатель встроены в один корпус.

Световозвращатель на противоположной от датчика стороне отражает свет от излучателя обратно на приемник. Стандартный объект прерывает отраженный луч света и вызывает изменение выходного сигнала.

Достоинства: большее, чем в 1 схеме, расстояние срабатывания, обнаружение любых непрозрачных объектов, выше точность определения поперечного положения объекта.

Недостатки: более дорогая конструкция, сложнее взаимная установка датчика и катафота, ложные срабатывания в случае объекта с зеркальной поверхностью. Для защиты от этого рекомендуется, чтобы свет, отраженный от объекта, фильтровался при помощи поляризующего фильтра напротив приемника, с целью предотвращения любых побочных сигналов.

Датчики типа "Разнесенная оптика" состоят из отдельных элементов: приемника и излучателя, которые должны быть расположены строго друг напротив друга. Непрозрачный объект обнаружения прерывает луч света и, независимо от поверхностных характеристик, вызывает изменение выходного сигнала.

Достоинства: наибольшее из 3-х схем расстояние срабатывания, обнаружение любых непрозрачных объектов, высокая точность определения поперечного положения объекта. При неблагоприятных условиях (пыль, влажность, масляная пленка на линзах), надежность обнаружения выше.

Недостатки: более дорогая конструкция, сложнее коммутация и взаимная установка излучателя и приемника.

Общие достоинства оптических датчиков положения: Низкая стоимость датчиков, обнаружение непрозрачных объектов из любых материалов, большое расстояние срабатывания (до 20 м). Отсутствие влияния на них электромагнитных излучений.

Общие недостатки: При неблагоприятных условиях (пыль, влажность, масляная пленка на линзах), низкая надежность обнаружения, влияние посторонних засветок, требования к свойствам поверхности объекта.