Czujnik fotoelektryczny – czym jest i jak działa?
Czujnik optyczny, zwany również fotoelektrycznym, służy do precyzyjnej i bezdotykowej detekcji obiektów - ich obecności lub jej braku, określania ilości, odległości, kształtów oraz rodzajów. Niezależnie od typu, działanie każdego czujnika optycznego opiera się na współpracy dwóch podstawowych elementów – nadajnika (emitera) i odbiornika (detektora) wiązki świetlnej. Wykrywanie obiektu odbywa się poprzez przerwanie bądź odbicie wiązki świetlnej biegnącej pomiędzy nadajnikiem a odbiornikiem. W tej kategorii urządzeń mieszczą się zarówno proste fotokomórki wykorzystujące światło widzialne lub podczerwień, jak i skomplikowane systemy z wysokiej klasy soczewkami optycznymi, w których nośnikiem informacji jest modulowane światło lasera.
W zależności od konstrukcji i sposobu działania czujniki fotoelektryczne możemy podzielić na: czujniki optyczne odbiciowe, czujniki refleksyjne oraz bariery optyczne.
- Czujnik optyczny odbiciowy - nadajnik i odbiornik umieszczone są w jednej obudowie. Emitowana przez nadajnik wiązka świetlna odbija się od przeszkody i wraca do odbiornika, co powoduje reakcję czujnika. Nadmierny wpływ tła, czyli powierzchni mocno odbijającej światło, eliminowany jest poprzez odpowiednie przesunięcie skali szarości lub zmianę pomiaru kąta odbicia wiązki.
- Czujnik optyczny refleksyjny – podobnie jak w czujniku odbiciowym, nadajnik i odbiornik również znajdują się w tej samej obudowie. Różnica polega na tym, że odbicie emitowanego światła następuje od reflektora odblaskowego (odbłyśnika). Czujnik refleksyjny reaguje na przerwanie przez obiekt odbijanej wiązki.
- Bariera optyczna - składa się z osobnego nadajnika i odbiornika. Nadajnik wysyła wiązkę światła do ustawionego dokładnie naprzeciwko odbiornika. Przecięcie wiązki powoduje reakcję czujnika.
Czujniki optyczne występują w obudowach cylindrycznych - czujnik optyczny cylindryczny lub prostokątnych (kostkowych) - czujnik optyczny prostokątny. Rodzaj obudowy wpływa na gabaryty czujnika, sposób jego montażu i obszary zastosowań. W zależności od specyfiki aplikacji czujnik fotoelektryczny może być zasilany prądem przemiennym (AC), prądem stałym (DC) lub prądem przemiennym i stałym (AC/DC).
Czujnik optyczny – podstawowe parametry
Specyfika czujnika optycznego i parametry jego pracy opisywane są poprzez: strefę działania (zakres mierzony od milimetrów do metrów), rodzaj światła (wiązka światła widzialnego, podczerwień, laser), częstotliwość pracy (Hz, kHZ), napięcie zasilania (zazwyczaj 230V AC lub 12-24V DC), stopień ochrony obudowy (IP), rodzaj wyjścia, typ gniazda zasilania i temperaturę pracy.
Dodatkowo, w przypadku kurtyn świetlnych, będących odmianą czujnika typu bariera optyczna, istotne są również: szerokość detekcji, odległość pomiędzy wiązkami emitowanego światła oraz minimalna wielkość wykrywanego obiektu.
Czujnik optyczny cylindryczny czy prostokątny?
Oba rodzaje czujników działają na podobnych zasadach, wykorzystując te same technologie optyczne do detekcji obiektów oraz kontroli procesów. Oferują podobne tryby działania (czujniki odbiciowe, czujniki refleksyjne, bariera optyczna), zaś precyzja pomiaru zależy w dużej mierze od klasy czujnika, sposobu ustawienia i prawidłowego sparowania z obsługiwaną aplikacją. Podstawowe różnice między nimi sprowadzają się do kształtu obudowy, sposobów montażu i szerokości detekcji.
Czujnik optyczny cylindryczny przyjmuje zazwyczaj kształt walca i dostępny jest w standardowych rozmiarach (M8, M12, M18), co ułatwia montaż w otworach przelotowych, gwintowanych lub dedykowanych uchwytach. Czujniki cylindryczne mają zazwyczaj stały, osiowy kierunek detekcji „na wprost”, co wymaga precyzyjnego ustawienia względem monitorowanego obiektu.
Czujnik optyczny prostokątny w obudowie kostkowej przeznaczony jest do montażu na powierzchniach płaskich. Cechuje go większa elastyczność pod względem kąta i kierunku detekcji, które mogą być precyzyjniej dopasowane do bardziej złożonych układów.
Czujniki optyczne Telemecanique Sensors
Francuska firma, należąca obecnie do korporacji YAGEO Group, to producent komponentów automatyki przemysłowej z prawie 100-letnią historią. Jedną ze specjalności Telemecanique Sensors są czujniki optyczne i powiązane z nimi technologie. Proponowane przez firmę urządzenia uznawane jedne z najlepszych rozwiązań tego typu na rynku – ich szeroki asortyment oferujemy w naszym sklepie internetowym.
Firma Telemecanique wprowadziła w ostatnim czasie nową, odświeżoną serię uniwersalnych czujników optycznych cylindrycznych serii XUB oraz uniwersalnych miniaturowych czujników optycznych w prostopadłościennej obudowie (kostkowych) serii XUM.
Czujniki optyczne Telemecanique Sensors umożliwiają m.in. wykrywanie obecności (lub jej braku) oraz położenia obiektu, wykrywanie poziomów cieczy, zarządzanie kontrolą dostępu i wdrażanie systemów śledzenia, a także monitorowanie za pomocą technologii IoT (Internet of Things - Internet Rzeczy). Ich jakość i niezawodność sprawiają, że znalazły szerokie zastosowanie w dziedzinach takich jak: produkcja przemysłowa różnych branż, transport, spedycja i logistyka, infrastruktura kolejowa, wodociągi, kanalizacja czy windy i schody ruchome. Mnogość dostępnych wariantów pozwala precyzyjnie dobrać odpowiedni czujnik optyczny Telemecanique Sensors do specyfiki konkretnego systemu.