آموزش های عمومی

سنسور نوری

سنسور نوری

سنسور نوری: سنسورها قطعات مهم و پرکاربردی در دنیای اتوماسیون صنعتی هستند. این قطعات انواع گوناگونی دارند که هریک دارای مزایا و معایب مخصوص به خود می باشد. سنسورها را می توان در دو دسته کلی تماسی و غیر تماسی جای داد.

سنسورهای تماسی مانند انواع ترموکوپل و پی تی صد جهت سنجش دما. سنسورهای غیر تماسی مانند سنسور نوری، القایی و … . در سنسورهای غیر تماسی یا مجاورتی امکان آسیب دیدن اشیاء و همینطور سنسور وجود ندارد؛ زیرا اشیاء بدون تماس فیزیکی قابل تشخیص هستند.

سنسور نوری

سنسور نوری یک حسگر غیر تماسی است که به آن سنسور فتو الکتریک هم گفته می شود. این قطعه با توجه به کاربرد به اشکال گوناگون ساخته می شود. برای تشخیص فاصله، حضور یا عدم حضور یک شیء می توان از این سنسور در فرآیندهای صنعتی استفاده کرد.

سنسور نوری از سه بخش اصلی تشکیل شده است:

  • فرستنده نور
  • گیرنده نور
  • مدار خروجی

اصول کاری سنسورهای نوری بدین شکل است که ابتدا یک پرتو نور از فرستنده (emitter) ساطع می شود. در آن سو گیرنده (receiver) نور ارسالی را دریافت کرده و به مدارات خروجی تحویل می دهد.

کار مدارات خروجی تبدیل، تقویت و ارسال سیگنال به سیستم کنترل می باشد. در سیستم کنترل طبق سیگنال دریافتی از خروجی سنسور نوری منطق کنترلی تعریف شده به اجرا در می آید.

یکی از پارامترهای مهم در انتخاب سنسور نوری سرعت بالای آن است. ماکزیمم تعداد سوییچ کردن سنسور در یک ثانیه را فرکانس سوئیچینگ می نامند و واحد آن هرتز است. بعد از سنسورهای مغناطیسی بیشترین فرکانس سوئیچینگ به سنسورهای نوری تعلق دارد. بنابراین برای پروسه های سرعت بالا می توان بسیار از آن بهره برد.

برای مشاهده انواع سنسور نوری از برند KOINO بر روی سنسور فتوالکتریک کوینو کلیک نمایید.

انواع سنسور نوری

  • دو طرفه: (Through-beam sensor)

در این روش فرستنده و گیرنده در یک مسیر مستقیم و دقیقا رو به روی هم نصب می شوند. چنانچه پرتو نور از فرستنده به گیرنده نرسد شیء شناسایی می شود. برای مشاهده ویژگی های این قطعات بر روی سنسورهای نوری دو طرفه کلیک نمایید.

سنسور نوری دو طرفه

مزایا: دقت بسیار بالا، دارای بیشترین برد مسافت بین سنسورهای نوری، کارکرد قابل اطمینان و تقریبا بدون خطا، قابلیت تشخیص اشیاء خیلی کوچک، قابلیت تشخیص اشیاء به رنگ مات

معایب: نصب و سیم کشی هم در سمت فرستنده هم گیرنده، قیمت بالا

  • یک طرفه رفلکتوری: (Reflective sensor)

در این روش فرستنده و گیرنده در کنار هم نصب می شوند. در آن سو یک رفلکتور مانند آینه قرار می گیرد. که باید سیگنال دریافتی از فرستنده را به گیرنده گسیل کند. هنگامی که پرتو قطع می شود و نمی تواند به گیرنده برسد یک شیء شناسایی می شود. برای مشاهده ویژگی های این قطعات بر روی سنسورهای نوری رفلکتوری کلیک نمایید.

سنسور نوری یک طرفه رفلکتوری

مزایا: دقت بالا، مناسب برای مسافت های به نسبت طولانی، کارکرد قابل اطمینان، قیمت مناسب، قابلیت تشخیص اشیا نورانی و درخشان، سرعت تشخیص بالا

معایب: سنس مسافت های کمتر به نسبت مدل دو طرفه

  • یک طرفه: (Diffuse sensor)

در این روش هم مانند حالت رفلکتوری فرستنده و گیرنده در یک سو قرار دارند. با این تفاوت که آینه بازتابنده در سوی دیگر حذف شده است. و شیء عبوری از خط نقش بازتابنده را بازی می کند. بنابراین در این روش در صورت دریافت پرتو نور توسط گیرنده وجود شیء تشخیص داده می شود. برای مشاهده ویژگی های این قطعات بر روی سنسورهای نوری یک طرفه کلیک نمایید.

سنسور نوری یک طرفه

مزایا: نصب راحت و سیم کشی کمتر، عدم نیاز به قطعه ثانویه مانند رفلکتور یا گیرنده، قابلیت تشخیص اشیاء نیمه شفاف، قابلیت تشخیص سطح مواد داخل یک ظرف، تشخیص قطعات با ظاهر ناهماهنگ در خط تولید

معایب: دقت کمتر به نسبت دو روش دیگر، زمان راه اندازی طولانی تر، تاثیر رنگ و سایز شیء بر عملکرد حسگر، برد کم

عملکرد

با توجه به مطالب گفته شده در مورد سه سنسور نوری فوق می توان نتایج زیر را برداشت کرد. سنسورهای فتو الکتریک دارای دو عملکرد می باشند: عملکرد روشن (light-on) عملکرد تاریک (dark-on).

در سنسور یک طرفه خروجی زمانی روشن می شود که شیء وجود داشته باشد. در این حالت پرتو نوری بازتابیده شده از شیء خروجی را فعال می کند. در صورت نبود شیء خروجی صفر خواهد بود.

در مورد سنسورهای رفلکتوری و دو طرفه هم به همین شکل است اما اگر بخواهیم سنسور بصورت برعکس عمل کند باید از کلید تعبیه شده روی سنسور استفاده کنیم . شمای عملکرد کلید Light-On / Dark-on را در شکل زیر می توانید ببینید.

عملکرد سنسور نوری

خروجی سنسور نوری یا دیجیتال است یا آنالوگ.

خروجی دیجیتال منظور همان ON و OFF است. می تواند به دو صورت در دسترس قرار گیرد: در حالت ترانزیستوری می تواند یک ولتاژ مثبت تولید کند (Sourcing Output) که به PNP شناخته می شود. و در حالت NPN می تواند ولتاژ منفی (Sinking Output) تولید کند. همچنین به غیر از این خروجی های سه سیمه می تواند خروجی رله ای هم بدهد.

خروجی آنالوگ یک خروجی پیوسته را ارائه می دهد. می تواند هم به صورت ولتاژی 0 تا 10 ولت باشد هم به صورت جریانی 4 تا 20 میلی آمپر. سیگنال های ولتاژی را نمی توان بیش از 15 متر انتقال داد چرا که افت ولتاژ در این مسیر خواهیم داشت. از طرفی نقطه قوت سیگنال های جریانی همین است. می توان آن ها را در مسافت های طولانی بدون نگرانی از افتادن نویز روی سیگنال انتقال داد.

کاربردها

  • صنعت خودرو سازی: هر یک از تجهیزات تولیدی باید از خط تولید رد شود. در بعضی مواقع نیاز به کم کردن سرعت و حتی توقف می باشد تا جوشکاری، رنگ آمیزی و دیگر فرایندها بدون خطا بر روی قطعه انجام شود. در این خطوط هم استفاده از سنسور فتو الکتریک توصیه می شود.
  • کارخانجات مواد غذایی و آشامیدنی: برای مثال دستگاه درب بند بطری برای قرار دادن صحیح درب بر روی بطری ها از این سنسور کمک می گیرد.
کاربرد سنسور نوری
  • مخازن ذخیره سازی مواد: در اینگونه موارد این سنسورها با تشخیص سطح مواد می توانند در مواقع لزوم آلارم و هشدار به سیستم های کنترلی اعمال کنند. مثلا با فراتر رفتن یا کم شدن سطح مواد درون یک مخزن از مقدار از پیش تعیین شده می توانند سیگنال ارسال کنند.
  • صنایع دارویی: در حین بسته بندی سنسورهای نوری می توانند با تشخیص عدم تطابق سیگنال ارسال نمایند. مثلا در شرایط بسته بندی خالی به علت نبود قرص داخل بسته می توان از آن بهره برد.
کاربردهای سنسور نوری
  • درهای اتوماتیک: درب های اتوماتیک مورد استفاده در مجتمع های تجاری، پارکینگ ها، آسانسور، مترو و … از این سنسور استفاده می کنند. بنابراین در زمان مناسب درب را باز و بسته می نمایند. سنسورهای نوری با استفاده از اسکنرهای مادون قرمز می توانند عبور افراد یا وسایل نقلیه را تشخیص دهند.
  • شمارش محصولات تولیدی در خطوط تولید
  • تشخیص حضور یا عدم حضور
  • تشخیص ورود و خروج
  • تشخیص عیب و ایراد در ظاهر محصولات تولیدی
  • و …

در پایان منتظر نظرات ارزشمندتون در مورد این مقاله هستیم. زیر همین پست برامون کامنت بزارید.

نوشته های مشابه

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *