
了解不同的光电传感模式
对射式
在对射传感模式下,传感器的发射器和接收器分别安装在两个独立的单元中。发射器位于接收器的对面,这样光束就可以直接从发射器到达接收器。当有物体“阻断”或中断光束的工作部分(即有效光束)时,就会检测出来。在相关应用中,只要能够实现对射式传感,就能提供最高可靠性。这是因为光直接从发射器传递到接收器。然后,当有物体中断光束时,就会切换输出。
对射模式传感器的优点如下:
- 过量增益(发射能量)的最高水平
- 传感范围大
- 格外坚固,适用于恶劣环境
- 精确检测位置
- 利用镜头光圈,对小部件进行出色检测
- 不受表面反射(物体的颜色或表面光洁度)的影响
反射板式
反射板式传感器将发射器和接收器元件装在同一个外壳中。它使用反射器将发射的光线反弹回接收器。与对射模式传感器类似,当物体干扰或“中断”有效光束时,它就会感应到物体。由于反射板式传感为光束中断模式,因此通常无关被检测物体的反射率。不过,如果光束经过的物体特别闪亮,那么应当改用偏光反射板式传感器,以防止接近。接近是指表面光亮的物体返回足够的光线到传感器,来模拟从反射器返回的光电光束。偏光反射板式传感器使用偏光滤波器,确保返回接收器的光线来自反射器而非目标物。
当空间有限,或只能在传送带或其他生产通道的一侧进行电气连接时,反射板式传感器可以方便地替代对射式传感器。
反射板式传感器的优势如下:
- 检测范围相对较远
- 过量增益为次高(仅次于对射模式)
- 使用偏光滤镜防止接近
- 使用同轴光学元件时,检测精度高,并且能够检测透明物体
近程模式
与许多反射板式传感器一样,近程传感器的物理外壳中通常配备了发射器和接收器。但是,对射模式和反射板模式的工作原理都是在光束中断时指示有物体存在,而近程模式传感器的工作原理恰恰相反,只有当光束从目标物体上反射并返回接收器时,才表明目标物体存在。一种思路是:对射式和反射板式传感器检测的是中断光束的物体,而近程传感器检测的是形成光束的物体。 近程模式有四种子类型,每种都有不同的光学排列:漫射、发散光束、会聚光束和背景抑制。
漫射传感器最为常见,它们通常借助镜头直接接收物体表面反射的光线。漫射式近程传感器的优点是不需要反射器和安装便利,通常适用于不易安装或对准对射式或反射板式传感器的应用场合。不过,与对射式和反射板式传感器相比,它们的回光量(信号损耗)往往较小,在较短距离内效果最佳。
发散光束近程传感器不使用镜头。它们对精确光束角度的依赖程度较低,但最好仅限于检测电线或纱线等非常小的目标,其检测距离非常近,始终在传感器一英寸的范围内。
相比之下,会聚光束近程传感器使用镜头将发射光和接收器聚焦到同一个点上。这就在与传感器相隔固定距离处形成了一个明确界定的小型检测区域。它们可以检测反射率极低的物体,同时忽略景深以外的目标,因此非常适合精确定位小部件。(有一点重要的注意事项:会聚光束传感器有可能检测出焦点以外较亮的物体。这一点使得固定场或可调场背景抑制传感器的市场不断扩大,详见下一要点)。
顾名思义,背景抑制近程传感器会忽略任何超过设定截止值的物体。它们的工作原理是比较返回到两个独立接收元件的光量。只要背景抑制的第二个接收器接收到的光量等于或大于第一个接收器接收到的光量,它就能识别目标。每当第一个接收器接收到的光量较大时,传感器的输出信号就会被取消。如果待检测的物体比其背景色更深(例如,白色传送带上的深色物体),背景抑制传感器就很有用。背景抑制传感器支持固定场模式和可调场模式,前者有一致的截止距离,后者则可以设置截止距离。