光电传感器的定义

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1、电传感器,光电传感器是什么意思光电传感器的定义光电传感器是利用光的各种性质,检测物体的有无和表面状态的变化等的传感器。光电传感器主要由发光的投光部和接受光线的受光部构成。如果投射的光线因检测物体不 同而被遮掩或反射,到达受光部的量将会发生变化。受光部将检测出这种变化,并转换为 电气信号,进行输出。大多使用可视光(主要为红色,也用绿色、蓝色来判断颜色)和红 外光。光电传感器如下图所示主要分为3类。(详细内容请参见分类)对射型n砒兜II 丸讀被往崗翰陪建煞回归反射型扩散反射型光电传感器特长检测距离长如果在对射型中保留10m以上的检测距离等,便能实现其他检测手段(磁性、超声波等)无法离 检测。达到的

2、长距 对检测物体的限制少由于以检测物体引起的遮光和反射为检测原理,所以不象接近传感器等将检测物体限定在金属,它 可对玻璃塑料木材液体等几乎所有物体进行检测。 向应时间短光本身为高速,并且传感器的电路都由电子零件构成,所以不包含机械性工作时间,响应时间非常短。 分辨率高能通过高级设计技术使投光光束集中在小光点,或通过构成特殊的受光光学系统,来实现高分辨率。 也可进行微小物体的检测和高精度的位置检测。 可实现非接触的检测可以无须机械性地接触检测物体实现检测,因此不会对检测物体和传感器造成损伤。因 此,传感器 能长期使用。 可实现颜色判别通过检测物体形成的光的反射率和吸收率根据被投光的光线波长和检测

3、物体的颜色组合而有所差 异。利用这种性质,可对检测物体的颜色进行检测。 便于调整在投射可视光的类型中,投光光束是眼睛可见的,便于对检测物体的位置进行调整。光电传感器原理 光的性质直射光在空气中和水中时,总是直线传播。使用对射型传感器外置的开叉来检测微小物体的示例便是运用了这种原理。曲折是指光射入到曲折率不同的界面上时,通过该界面后,改变行进方向的现象。-丹韭折罩1 L辿反射(正反射、回归反射、扩散反射)在镜面和玻璃平面上,光会以与入射角相同的角度反射,称为正反射。3个平面互相直角般组合的形状称为三面直角棱镜。如果面向三面直角棱镜投光,将反复进行正反射,最终的反射光将向投光的反方向行进。这样的反

4、射称为回归反射。多数的回归反射板都是由数mm角的三面直角棱镜按规律排列而构成的。此外,在白纸等没有光泽性的表面上,光线将向各个方向反射,这样的反射称为扩散反射。扩散反射型将该原理作为检测方式。掩讖崔:.:3塔W丁盟氏幣偏光光线可以表现为与其行进方向垂直的振动波。作为光电传感器的光源,主要使用LED。从LED投射的光线,会在与行进方向垂直的各个方向上振动,这种状态的光称为无偏光。将无偏 光的光的振动方向限制在一个方向上的光学过滤器称为偏光过滤器。即从LED投光,并通过偏 光过滤器的光线只在一个方向上振动,这种状态称为偏光(正确地说应为直线偏光)。在某 一方向(例如纵方向)上振动的偏光,无法通过限

5、制在其垂直方向(横方向)上振动的偏光过滤器。回归反射型的M.S.R功能(一M.S.R.功能(Mirror Surface Rejection:镜面体光泽清除)页)和作为对射型配件的防止相互干扰过滤器就是应用了这种原理。 光源光的点亮方式脉冲变调光多数光电传感器采用脉冲变调光,基本以一定周期反复投光。由于很容易排除杂乱光的影响,所以可以实现长距离检测。在带防止相互干扰功能的类型中,投光的周期会根据干扰光和杂乱光而在一定范围内变化。直流光是连续投射一定光量的光线,在标记传感器等部分机型中使用。能得到高速响应性,但有检 测距离短,容易受杂乱光影响等缺点。光源色与种类 光纤型构造由于检测部(光纤)中完

6、全没有电气部分,所以耐干扰等耐环境性良好。gfT.口矍朮曲恥卓厂麟聲飞C函西或丽趣逐L :+!,亠匸4的切慢E3X-DA-S (数字放大器)flT松由 C=F检测原理光纤由中间的核心和外围部分曲折率较小的外包金属构成。如果光线入射到核心部分,光线将会在与外包金属的交界面上一边反复进行全反射,一边行进。通 过光纤内部从端面发出的光线以约60 勺角度扩散,照射到检测物体上。光纤的种类与特性心)标准型单芯耐弯曲 型(束)构造特长有效用途代表型号e很少因弯曲造成光量变动与传统的标准型相比 柔软,可像电线般布线E32-T11R(中间的素线容许弯曲半径:Rlmm弯曲半径可忽略E32-T11R固定)即使碰触

7、到光纤,光量也不变动光的传输效果好(检测距离较 长)容许弯曲半径:R25mm或RIOmmE32-TC200E32-DC200耐曲折性良好反复弯曲次数10 0万次以上(代表即使使用机器人手臂等可动的部E32-T11(中间的素线分散)例)容许弯曲半径:R4mm分也很难破损E32-D11截面 柔软型(多核 三角测距距离设定型光电传感器主要以三角测距为检测原理。下图所示的是三角测距的原理。从投光 元件投射的光线将在检测物体上扩散反射。反射光将通过受光透镜在位置检测元件(输出符 合光线位置信号的半导体元件)上成像。检测物体在靠近光学系统的位置A的情况下,反射光 会在位置检测元件的a位置上成像。在离光学系

8、统较远的位置B的情况下,反射光将在b位置上 成像。因此,通过测定位置检测元件上的成像位置,可以检测与检测物体的距离。网遥虜* 負B光电传感器分类 按检测方式分类(1)对射型检测方式为了使投光器发出的光能进入受光器,对向设置投光器与受光器。如果检测物体进入投光器和受光器之间遮蔽了光线,进入受光器的光量将减少。掌握这种减少后便可进行检测。此外,检测方式与对射型相同,在传感器形状方面,也有投光受光部一体化,称为槽形的种类。特长:动作的稳定度高,检测距离长。(数cm数十m) 即使检测物体的通过线路变化,检测位置也不变。检测物体的光泽?颜色?倾斜等的影响很少。(2)扩散反射型检测方式在投受光器一体型中,

9、通常光线不会返回受光部。如果投光部发出的光线碰到检测物体,检测物体反射的光线将进入受光部,受光量将增加。掌握这种增加后,便可进行检测。特长:检测距离为数cm数m。便于安装调整。在检测物体的表面状态(颜色、凹凸)中光的反射光量会变化,检测稳定性也变化。(3)回归反射型检测方式在投受光器一体型中,通常投光部发出的光线将反射到相对设置的反射板上,回到受光部。如果检测物体遮蔽光线,进入受光部的光量将减少。掌握这种减少后,便可进行检测。特长检测距离为数cm数m。布线光轴调整方便(可节省工时)。检测物体的颜色、倾斜等的影响很少。光线通过检测物体2次,所以适合透明体的检测。检测物体的表面为镜面体的情况下,根

10、据表面反射光的受光不同,有时会与无检测物体的状态相同,无法检测。这种影响可通过MSR功能来防止。(4)距离设定型检测方式作为传感器的受光元件,使用2比例光电二极管或位置检测元件。通过检测物体反射的投 光光束将在受光元件上成像。这一成像位置以根据检测物体距离不同而差异的三角测距原理 为检测原理。下图所示的是使用2比例光电二极管的检测方式。2比例光电二极管的一端(接近外壳的 一侧)称为N (Near)侧,而另一端称为F (Far)侧。检测物体存在于已设定距离的位置上 的情况下,反射光将在N侧和F侧的中间点成像,两侧的二极管将受到同等的光量。此外,相 对于设定距离,检测物体存在于靠近传感器的位置的情

11、况下,反射光将在N侧成像。相反的, 相对于设定距离,检测物体存在于较远的位置的情况下,反射光将在F侧成像。传感器可通过 计算N侧与F侧的受光量差来判断检测物体的位置。距离设定型的特长受检测物体的表面状态?颜色的影响少。不易受背景物体的影响。BGS(Background Suppression)和 FGS(Foreground Suppression)在E3Z-LS61/-66/-81/-86中,检测传输带上物体的情况下,可选择BGS和FGS两种功能中的任何一个。BGS是不会对比设定距离更远的背景(传输带)进行检测的功能。FG是不会对比设定距离更近的物体,以及回到受光器的光量少于规定的物体进行检

12、测的功能,反言之,是只对传输带进行检测的功能。回到受光器光量少的物体是指: 检测物体的反射率极低,比黑画纸更黑的物体。 反射光几乎都回到投光侧,如镜子等物体。 反射光量大,但向随机方向发散,有凹凸的光泽面等物体。注:的情况下,根据检测物体的移动,有时反射光会暂时回到受光侧, 所以有时需要通过OFF延迟定时器来防止高速颤动。|BQ8 I运光肘锻建时:on5光肘锻選时:OFF 特长可对微小的段差进行检测(BGS、FGS)。不易受检测物体的颜色影响(BGS、FGS)。不易受背景物体的影响(BGS)。有时会受检测物体的斑点影响(BGS、FGS)。(5)限定反射型检测方式 与扩散反射型相同,接受从检测物

13、体发出的反射光进行检测。设置为在投光器和受光器上仅入射 正反射光,仅对离开传感器一定距离(投光光束与受光区域重叠的范围)的检测物体进行检测。 下图中,可在(A)位置检测物体,但在(B)位置无法检测。特长可检测微妙的段差。限定与传感器的距离,只在该范围内有检测物体时进行检测o不易受检测物体的颜色的影响。不易受检测物体的光泽、倾斜的影响。 按检测方式选择点对射型/回归反射型的确认事项检测物体1 大小、形状(纵X横X高)2透明度(不透明体|半透明体|透明体)3 移动速度V (m/s或个/分)传感器1检测距离(L)2 形状?大小的限制a)传感器b)回归反射板(回归反射型的情况下)3有无多个紧密安装a)

14、台数 b)安装间距c)是否可以交错安装4安装的限制(是否需要角度等)环境1环境温度2有无水、油、药品等飞散3其他扩散反射型、距离设定型、限定反射型的确认事项 检测物体1大小?形状(纵X横X高)2 颜色3材料(铁、SUS、木、纸等)4 表面状态(粗糙、有光泽)5 移动速度V (m/s或个/分)传感器1检测距离(与工件之间的距离)(L)2形状、大小的限制3有无多个紧密安装a)台数b)安装间距4安装的限制(是否需要角度等)背景1 颜色2材料(铁、SUS、木、纸等)3表面状态(粗糙、有光泽等)环境1环境温度2有无水、油、药品等飞散3其他 按构成分类光电传感器通常由投光部、受光部、增幅部、控制部、电源部构成,按其构成状态可分为以下几类。(1)放大器分离型仅投光部和受光部分离,分别作为投光部和受光部(对射型)、或一体的投受光器(反射型)。其他的增幅部、控制部采用一体的放大器单元形。特长投受光器仅由投光元件、受光元件及光学系统构成,所以

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