使用偏振同轴光学技术检测透明物体的优势
图像:同轴光学设计
摘要:用于检测透明、半透明和透明物体的光电传感器对光线的细微变化很敏感,这可能导致它们容易因迷离光和反射光而发生错误检测。采用偏振滤光片和同轴光学设计的传感器,可以减少进入传感器接收器的光量。继续阅读,了解为什么这很重要的原因以及偏振同轴光学器件的其他优点。
用于透明物体检测的反射板式传感器
对光的轻微变化敏感
用于透明物体检测应用的反射板式光电传感器,在供电、安装和空间方面与上一段文字中所述的传感器有着同样的优势。此外,这些传感器的检测范围更大,检测精度更高,与这些应用中使用的许多其他传感技术相比,响应速度更快。不过,这种检测模式通常有较高的过量增益,会导致检测光束穿过许多透明物体而导致漏检。
这些应用中使用的反射板式光电传感器的内部算法,决定了它们对低对比度检测更敏感。检测光束经过透明物体会衰减一小部分,但能检测到发射光的细微变化,从而检测出透明物体。这些传感器还有非常低的过量增益,可防止它们穿透透明物体。但这也使得它们对环境污染更敏感,因而对性能和使用寿命产生负面影响。内部补偿算法可根据传感器或反射板上的污染情况自动调整,业可以根据环境温度变化进行调整,来减轻这些影响。
克服反光的影响
许多透明目标(闪亮的玻璃或塑料、刻面容器、光亮的薄膜等)都有反射性。类似地,设备和背景物体也会反光。从这些物体反射回传感器的接收器的光可触发错误检测。
偏振滤光片
例如带偏振的太阳眼镜,带偏振滤光片的光电传感器只允许部分光进入其接收器. 这有助于传感器区分这是反光透明的物体还是反射板。发射器把直线偏振光束投射到反射板上,反射板再把光的偏振平面旋转90度。这种偏振变化使得来自反射器的光到达接收器。 当检测光束碰到反光的物体时,物体将在与反光的物体相同的平面上返回光线,有效地阻挡光进入接收器,从而提示光束被遮挡。
同轴光学技术
没有采用同轴光学设计的反射板式传感器,其发射器和接收器相邻,反射器、反射板、接收器,光在三者之间的传播呈三角形。这种三角检测在传感器的表面产生检测“盲区”,发射光和反射光之间的距离很远。
使用同轴光学设计的传感器,沿着一个窄轴发射和接收检测光束。光通过具有狭小孔径的单个透镜发射和接收,传感器测量发射光束和反射光束之间的光的微小角度偏差。被测物可以在传感器和反射板之间的任意位置,没有盲区。传感器到反光板的距离可以比较近,适用于空间有限的安装。此设计极大限制了周围光进入传感器的接收器的机会。采用了偏振滤光片,因此传感器极大降低了由于反射光引起的误检。
同轴光学设计也有其他优点。与此设计相关的窄光束,小光斑尺寸和对传感器旋转的不敏感性,对于精确的边缘检测和许多高速计数应用中常见的物体之间的窄间隙检测非常适合。此外,由于检测光束能穿过小孔而不受影响,因此能够使用外壳来保护传感器免受诸如高压冲洗等环境挑战的影响。
结语
反射板式光电传感器是解决透明物体检测应用的常用选择。它们成本低,易于安装和供电,具有快速响应和高精度的特点。可靠检测透明物体需要达到一定的光灵敏度,这导致这些传感器容易因反射光而引起误检。使用偏振同轴设计的传感器能有效阻止周围光的干扰和反射光的干扰。此外,该设计消除了传感器和反光板之间的检测盲区,提供了非常高的位置精度,并且易于保护传感器免受环境危害。
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为什么要使用偏振同轴光学来检测透明物体
透明物检测传感器对光的变化非常敏感,采用了偏振同轴光学设计,以减少反射光的误判。