Interruttori ottici di prossimità

Gli interruttori di prossimità ottici (sensori) sono ampiamente utilizzati oggi in molti settori in cui le apparecchiature vengono utilizzate per posizionare, contare e semplicemente rilevare vari oggetti. L'uso della codifica nei circuiti dei sensori consente di evitare l'influenza esterna delle sorgenti luminose su di essi e quindi protegge dai falsi allarmi. I sensori nelle custodie termiche sono progettati per il funzionamento a basse temperature.

Questi dispositivi sono circuiti elettronici che rispondono a una variazione del flusso luminoso che cade sul ricevitore, a causa della quale viene registrata la presenza o l'assenza di un oggetto in una determinata area dello spazio. La codifica della luce emessa dalla sorgente (selezione spaziale e modulazione) migliora l'efficienza e, come accennato in precedenza, annulla gli effetti dell'interferenza.

Strutturalmente, il sistema di sensori comprende due blocchi funzionali principali: la sorgente di radiazioni e il suo ricevitore. Questi possono essere due alloggiamenti separati o un alloggiamento per entrambi i blocchi, a seconda del principio di funzionamento di un particolare sensore (interruttore).

Una sorgente o un emettitore è costituito dalle seguenti parti: un generatore, un emettitore, un indicatore, un sistema ottico e un alloggiamento, all'interno del quale è presente un circuito protetto da un giunto e all'esterno - tutto il necessario per il fissaggio. Il compito del generatore è generare una sequenza di impulsi di segnale per il trasmettitore.

L'emettitore stesso è un LED. Il diagramma di emissione del LED è formato dal sistema ottico. L'indicatore segnala la presenza o meno di alimentazione al sensore. L'alloggiamento protegge da influenze meccaniche esterne e serve per una comoda installazione nel luogo di applicazione del sensore.

Il ricevitore, a sua volta, ha anche un sistema ottico che forma il modello direzionale del ricevitore e fornisce la selezione. Il fotorilevatore che serve fototransistorche rileva la radiazione e la converte in un segnale elettrico; un circuito amplificatore con un elemento di soglia per fornire una pendenza affidabile con isteresi; un interruttore elettronico per commutare il carico e un regolatore per regolare la sensibilità del ricevitore in modo che gli oggetti vengano registrati chiaramente sullo sfondo circostante.

Ci sono due indicatori qui: il primo mostra lo stato dell'uscita, il secondo mostra la qualità del segnale ricevuto e consente di determinare la riserva funzionale per l'oggetto monitorato.

In questo caso, la riserva funzionale caratterizza il rapporto tra il flusso luminoso ricevuto dal ricevitore dall'emettitore e il suo valore minimo, che già provoca l'operazione. La riserva funzionale compensa l'attenuazione del segnale dovuta alla contaminazione dell'ottica oa particelle di aerosol di disturbo nell'ambiente circostante.

Per esempio:

• l'indicatore si illumina di rosso, il che significa che l'oggetto tracciato è presente nella zona di trigger;
• luce gialla: l'intensità del flusso luminoso ricevuto è ridotta;
• verde: l'intensità del flusso luminoso ricevuto è minima;
• off — l'oggetto non si trova nell'area di lavoro del sensore.

Secondo il principio di funzionamento, i sensori ottici sono di tre tipi:

Barriera (Tipo T)

Gli interruttori ottici a barriera funzionano su un raggio diretto e contengono due parti separate, un trasmettitore e un ricevitore, che devono essere posizionati coassialmente uno di fronte all'altro in modo che il flusso di radiazione emesso dall'emettitore (trasmettitore) sia diretto e colpisca con precisione il ricevitore.

Quando il raggio viene interrotto da un oggetto, l'interruttore viene attivato. I sensori di questo tipo possono funzionare a una distanza di decine di metri tra il trasmettitore e il ricevitore, inoltre hanno un buon isolamento acustico, non temono la polvere, non una goccia di liquido, ecc.

Ma ci sono anche degli svantaggi:

• a volte è necessario posare i cavi di alimentazione separatamente su ciascuna delle due parti a lunghe distanze;
• oggetti altamente riflettenti possono causare falsi allarmi;
• gli oggetti trasparenti potrebbero non indebolire abbastanza il raggio, questo dovrebbe essere preso in considerazione.

Il regolatore di sensibilità viene utilizzato per l'eliminazione accettabile di queste carenze. E, naturalmente, la dimensione minima dell'oggetto rilevato non deve essere inferiore al diametro del raggio.

Diffusa (Tipo D)

I sensori a diffusione utilizzano un raggio riflesso da un oggetto, una riflessione speculare. Il ricevitore e il trasmettitore si trovano in un alloggiamento. L'emettitore dirige il flusso verso l'oggetto, il raggio viene riflesso dalla sua superficie in diverse direzioni, a seconda delle caratteristiche ottiche dell'oggetto. Parte del flusso ritorna dove viene prelevato dal ricevitore e l'interruttore viene azionato.

Qui è importante considerare che i falsi allarmi possono essere causati da oggetti riflettenti situati dietro l'area di lavoro dell'installazione, dietro l'oggetto controllato. Per eliminare tali interferenze, vengono utilizzati interruttori con funzione di soppressione dello sfondo.

Per standardizzare la distanza alla quale verrà attivato il sensore a tasteggio, prendere un foglio di carta bianco (10 x 10 cm per distanze fino a 40 cm o 20 x 20 cm per distanze di rilevamento superiori a 40 cm) o una piastra di acciaio laminata a caldo e provalo in condizioni simili... In generale, in settori diversi, in modi diversi.

Per una normalizzazione più accurata, la distanza viene ricalcolata secondo una tabella speciale che riflette le proprietà riflettenti dei diversi materiali, e quindi viene aggiunto un fattore di correzione. Ad esempio, un sensore ha un valore di 100 mm, ma si desidera monitorare, ad esempio, oggetti in acciaio inossidabile.

Il fattore di correzione sarà 7,5, il che significa che la distanza di azionamento sicura sarà 7,5 volte maggiore, ovvero 750 mm. La dimensione più piccola dell'oggetto è determinata dalle sue proprietà riflettenti, dal contrasto e dalla riserva funzionale.

Riflesso (tipo R)

Qui viene utilizzata la luce riflessa dal riflettore. Un ricevitore con un emettitore in un alloggiamento, il raggio che cade sul riflettore viene riflesso, colpisce il ricevitore e viene attivato. Quando l'oggetto lascia l'area di lavoro, si verifica un altro trigger. I sensori di questo tipo possono funzionare a una distanza massima di 10 metri e vengono utilizzati per fissare oggetti traslucidi.