光电传感器产品在工业自动化系统中的应用

(nm)
举例: 水的吸收峰值 = 1450 nm 硝酸盐的吸收峰值 = 214 nm 磷酸盐的吸收峰值 = 258 nm
当灌碳酸饮料瓶时，不受泡沫影响
发射器
接收器 没有检测
发射器 接收器 检测
产品在以下工业中的特殊应用:
化妆品工业 医药工业
监测香水瓶的灌装
监测塑料管液体物质的液位.
透过标签检测液体.
–
缺点：
– –
OFF
特征： – 固定和调整时很敏感
2.1 工作原理
背景抑制漫射系统
带背景抑制的漫射系统
光电传感器是光学传感器，包括光发射器和相应的光感应接收器. 直接反射传感器根据反射原理工作.
OFF
这类光电传感器可以区分放在检测区内的被测物体和检测区外的物体 (背景).
检测区外的每个物体可以看见但不考虑.
B Q N A f D D fg S G lm B D b C S v C G b b D
H
b
J
S
H
J
S
ON
OFF
2.1 工作原理
背景抑制漫射系统
带背景抑制的漫射系统
原理: 接收系统包括两个光电二极管, 使用三角形方法, 可以区分检测区内物 体和检测区外物体.
目标 发射 背景
“远” “近”
ON
–
受背景的影响
注意： – 固定和调整时很敏感
2.1 工作原理
漫射系统的限制
注: 如果背景的反射系数 > 被检测物体的反射系数, 不可能检测， 必须使用带背景抑制的光电元件.
OFF
ON
ON
灵敏度调节
检测物体
背景也被检测到
2.1 工作原理
带背景抑制的漫反射系统
优点：
– –
ON
单一的元件 (发射 +接受) 检测不受背景的影响 给定距离的检测，不受物体本身颜色 的影响 检测距离短 死区
2.1 工作原理
不同的系统
发射机
接收机
光线被目标阻挡
对射系统
光线被目标阻挡
发射机 接收机
反射镜
反射系统
光线被目标反射
发射机 接收机
漫射系统
2.1 工作原理
漫反射系统
优点 :
– –
单一的元件 (发射+接受), 高反射系数的目标检测 (从 0.6 到0.9).
缺点 :
– –
检测距离短 受物体反射性能的影响 (表面状态及颜 色)，死区
光学集成电路
LED BICHRO *
微处理器
信号输出
OFF
一个发射器、一个接收器 一个滤波器及一个透镜
集成电路,…
直流3线 PNP/NPN 常开/常闭 10-30伏 交流/直流供电，2线 20-264 伏, 继电器 输出、模拟量输出, 等等….
2.1 工作原理
产品内部结构
光栅
塑料管
光电器件
连接器
电子板 发射 + 接收镜头 光电器件支撑
光电传感器产品在工业自动化 系统中的应用
1.
2.
传感器产品概述
光电传感器
1. 概述
1.1 自动化系统中检测的基本概念
1.2 传感器产品种类 1.3 传感器组成和技术
1.1 检测的基本概念
1.1.1 检测的对象和目的 对象:

被控制的装置由于其运行、停止、故障等原因而导致的变化； 机械运动所导致的部件或物料的位移，如物料输送运动；
过滤发射光线可以只发射垂直偏镇光线. 反射器 包括相当数量的三角体，具有去光线极化的特点 优点 ：
– –
–
单一的元件 (发射+接受) 检测距离平均或稍低 高反射系数物体的检测
反射器光线去极化

–
易于安装
反射板种类繁多

缺点：
–
注意：
– –
通常，被测物体必须大于反射板 某些塑料会使光线偏振态改变 (例如 胶卷， 填充料...)
基本特性: 额定感应距离: 50m (根据 应用在10 到20cm使用) 工作温度: 0..40°C 防护等级: IP65 连接方法 : 预接线 2m, 直径 4mm, 4 槽 输出: 100 mA PNP & NPN 供电电压:12..24V DC
发射元件的特点是发射1450nm波长的光. 这个波长的光会被水分子吸收 80% :
光纤: 微小物体
漫射模式
对射模式: 不透明物体 穿透光束: 可检测300米远
极化反射: 透明物体
带背景抑制模式
适用于一些检测系统 环境敏感 感应距离：几百毫米 至300米
2.2.1 XUM-W 含水液体传感器
应用: – 注水控制 – 液位控制 功能: – 透明或有颜色的液体通过 不透明容器或标签的检测. – 注入时不会因泡沫而受到干扰.
2.1 工作原理
检测原理: 将光学运动转化为电信号的传感器，由“光发射器”与“光敏接收器”两个部分 组成。 当传感界面上有物体运动时，就会影响“光发射器”的所发光束的正常发射轨道， 从而改变“光敏接收器”的接收状况，开关的电气机构就会被触发动作。 工作原理：是基于光通量变化的检测；物体的存在是通过光束的中断或者光强度的 变化而被检测出来的。 适用范围：光电元件适用于检测所有种类的物体。 三个基本型式： 对射式：用于长的作用距离和反射物体；光束的发射器和接收器是分开的 。 反射式：用于中等作用距离 (70% 左右的用途)，发射器和接收器装在同一只壳体 中的。光束的返回是由一只反向器保证的。 漫射式：用于小的作用距离 ，接收器和发射器在同一只壳体内，物体反射光束。
2.2.2 背景抑制型应用
1/ 3
2
• 应用于:
1.瓶盖有无 2.间隙检测 3.罐装料位 4.盒子检测
4 2
2.2.3 叉型和框型传感器应用 5
3
• 应用于: 1.透明瓶检测 2.零件计数 3.薄膜上的标签 4.透明材料及透 明薄膜上标签 5.速度控制
1
2
THANK YOU！
1.3 传感器的组成和技术
2- 控制部分
(数据处理)
1- 检测部分
(目标检测) 传感器输出 电气信号为 0 或1 和 模拟信号
3- 信号执行部分
(数据传输)
这个信号将被传送到处理 模块 (可编程控制器…)
2 光电传感器
• 2.1 工作原理
• 2.2 光电传感器应用举例
2.1 工作原理
ON OPIC I *



液面升降等物理运动所导致的局部（内部的）环境变化，
如压力变化、温度变化等。
目的:


感受检测对象的状态 ；
将检测到的状态转化为可被识别的电气参量，传送至控制系统； 由控制系统做出判断，进而进行相应的动作。
1.1.2 检测元件
自动化系统中数据采集是通过传感器将一个物理量转换成一个处理单元可理解的 信号。 传感器的种类 机电产品 机电类产品特点 限位开关 优点 压力开关 适合于低速和终端限位 高重复精度 缺点 与被检测物体接触 机械磨损 低动作频率 需施加触发力 电子产品 电子产品特点 接近开关 优点 光电开关 无接触检测 压力变送器 寿命长 超声波传感器 允许更大的动作频率 旋转编码器 输出信号可靠 识别系统 缺点 视觉系统 传感距离受环境状况影响 输出端参数受环境温度影响
接收
发射
“远" “近”
OFF
背景
接收
2.1 工作原理 反射系统
优点：
–Βιβλιοθήκη Baidu– –
检测距离适中 单一的元件 (发射 +接受) 易于安装
缺点：
– –
对发光物体较敏感 死区受反射板型式的影响
注意：
– –
通常，被测物体应大于反射板 避免发光体及背景的影响
2.1 工作原理
极化反射系统
2.1 工作原理
极化反射系统
2.1 工作原理
对射系统
优点： – 用于长距离的检测 – 精确、可靠的检测 – 适用于粗糙的环境 – 可检测发光物体 – 没有死区 缺点： – 需两个元件 (发射器与接受器分离) – 长距离检测很难调整 注意： – 光束的直径取决于能被检测物体的 最小尺寸
2.2 光电传感器应用
光电开关---各种形状和材料物体的接近检测 光电检测