Czujniki fotoelektryczne

Czujniki fotoelektryczne

Czujniki fotoelektryczne, znane również jako czujniki optyczne lub fotokomórki, emitują wiązkę światła, która jest wykorzystywana do wykrywania obecności lub nieobecności przedmiotów lub zmian stanu powierzchni. Gdy emitowane światło zostaje przerwane lub odbite od obiektu, odbiornik mierzy zmianę wzorca światła i rozpoznaje docelowy obiekt lub powierzchnię. W zależności od wybranego stylu mogą być używane z odbłyśnikiem (lusterkiem) lub bez, samodzielne, dalekiego zasięgu, wytrzymałe na trudne warunki środowiskowe,  czy kompaktowe. Istnieje wiele różnych opcji obudowy i montażu, aby zapewnić prawidłowe dopasowanie, które spełni wymagania danej aplikacji. Czujniki fotoelektryczne są bardzo powszechnie stosowane w procesach produkcyjnych, takich jak transport materiałów, identyfikacja, czy pakowanie.

Tryby pracy i rodzaje wyjść czujników fotoelektrycznych

Możemy wyróżnić trzy zasadnicze tryby pracy czujników fotoelektrycznych z wyjściem cyfrowym:

1. Przeciwsobny – nadajnik i odbiornik w osobnych obudowach ustawione są na wprost siebie. Zmiana stanu wyjścia czujnika następuje w momencie pojawienia się obiektu pomiędzy nadajnikiem i odbiornikiem, wówczas wiązka światła zostaje przecięta. Czujniki te charakteryzują się największą strefą działania wśród czujników fotoelektrycznych.
2. Dyfuzyjny (odbiciowy od obiektu) – czujnik posiada nadajnik i odbiornik w jednej obudowie. Wiązka światła odbija się od obiektu i wraca do nadajnika. Zanik obiektu z pola widzenia czujnika powoduje zmianę stanu na wyjściu. Zaletą tego trybu pracy jest łatwość montażu, w odróżnieniu od czujników przeciwsobnych instaluje się jedynie jeden element.
3. Refleksyjny (odbiciowy od lusterka) – czujnik posiada nadajnik i odbiornik w jednej obudowie. Czujniki fotoelektryczne refleksyjne współpracują z odbłyśnikami, instalowanymi po przeciwnej stronie wykrywanego obiektu. Strumień światła odbija się od lusterka po czym powraca do odbiornika. Zmiana stanu wyjścia czujnika następuje w momencie pojawienia się obiektu pomiędzy nadajnikiem i odbłyśnikiem, wówczas wiązka światła zostaje przecięta i nie powraca do odbiornika.

Czujniki fotoelektryczne z wyjściem dwustanowym – PNP lub NPN występują w konfiguracjach:

1. LO (Light Operate) - zmiana stanu wyjścia czujnika następuje w momencie gdy do odbiornika czujnika fotoelektrycznego dociera wiązka światła wysłana przez nadajnik
2. DO (Dark Operate) - zmiana stanu wyjścia czujnika następuje w momencie gdy do odbiornika czujnika fotoelektrycznego nie dociera wiązka światła wysłana przez nadajnik

W aplikacjach, gdzie konieczne jest wykrycie błyszczącego obiektu, który mógłby być pomylony z odbłyśnikiem stosuje się specjalne czujniki fotoelektryczne z polaryzacją wiązki. Wszędzie tam, gdzie istnieje ryzyko wykrycia innego elementu niż pożądany, można zastosować czujniki fotoelektryczne z funkcją odcięcia tła lub przedpola. Tłumienie tła jest szczególnie ważne i skuteczne, gdy cel i tło mają podobny współczynnik odbicia.

Rodzaje i przykłady zastosowania czujników fotoelektrycznych

Czujniki fotoelektryczne oferowane przez firmę ANIM umożliwiają niezawodne wykrywanie przejrzystych i lustrzanych powierzchni. Precyzyjnie wykrywają krawędzie natarcia, a ich konstrukcja kompensuje zakłócenia związane z obecnością kurzu i innych zanieczyszczeń. Wybrane modele czujników optycznych posiadają funkcję uczenia „teach”, co usprawnia ich konfigurację na obiekcie. Bardziej zaawansowane nastawy i parametryzacja mogą być realizowane poprzez interfejs IO-Link.

W ofercie firmy ANIM znajdują się czujniki fotoelektryczne zaprojektowane dla przemysłu spożywczego. Posiadają wysoki stopień szczelności i są odporne na chemiczne środki czyszczące i mycie pod wysokim ciśnieniem (IP69k). Spełnienie wymogów do pracy w tym środowisku potwierdza certyfikat Ecolab.  

Firma ANIM oferuje niezawodne czujniki fotoelektryczne znacznika. Szybkie, profesjonalne czujniki o niskim dużej powtarzalności wykrywają znaki rejestracyjne na etykietach, zapewniając, że etykiety są odcinane dokładnie w odpowiednim momencie, co zapewnia ich prawidłowe umieszczanie na produkcie. W tym celu oferuje się czujniki fotoelektryczne kontrastu lub koloru. Zdarza się, że do wykrywania etykiet stosuje się też czujniki szczelinowe. Tego typu czujniki sprawdzają się także w innych aplikacjach. Są idealne do liczenia, wykrywania części na szynach i taśmach przenośnika, wykrywania krawędzi i innych zastosowań. Sensory szczelinowe wykrywają obiekty przechodzące między dwoma ramionami – jednym z nadajnikiem, a drugim z odbiornikiem. Stała szerokość szczeliny zapewnia niezawodne wykrywanie w trybie przeciwnym obiektów o wielkości zaledwie 0,30 mm.

Czujniki fotoelektryczne stosowane są również do pomiarów ciągłych. W takim przypadku stosuje się najczęściej sensory laserowe z wyjściem analogowym w standardzie 4-20mA lub 0-10V i cyfrowym IO-Link. Dzięki takim czujnikom fotoelektrycznym możemy mierzyć poziom obecności różnych mediów w opakowaniach lub zbiornikach czy monitorować zmiany średnicy rolki papieru lub innego materiału.

Szczególnym przykładem czujników fotoelektrycznych są czujniki światłowodowe składające się zwykle ze wzmacniacza światłowodowego i pary światłowodów. Czujniki światłowodowe są odpowiednio małe, aby można było umieścić je w ograniczonych i trudno dostępnych miejscach. Częstym powodem wyboru czujników światłowodowych jest wysoka temperatura w miejscu, w którym ma być dokonywana detekcja lub pomiar. Specjalne wersje światłowodów mogą być umieszczone w lokalizacjach, gdzie panuje temperatura nawet ponad 300°C.  Standardowe czujniki fotoelektryczne nie są przystosowane do pracy w takich warunkach.

Czujniki fotoelektryczne – podsumowanie            

Czujniki fotoelektryczne są wykorzystywane niemalże w każdej nowoczesnej linii produkcyjnej. Ze względu na ich szerokie zastosowanie, różne technologie wykonania i mnogość parametrów technicznych, właściwy wybór konkretnego typu nie zawsze jest łatwy i oczywisty. Jako firma specjalizujące się w tym obszarze możemy podzielić się posiadaną przez nas wiedzą, dlatego w razie wątpliwości co do wyboru i zastosowania produktu, zapraszamy do kontaktu zarówno drogą mailową, jak i przez telefon.