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光电传感器在应用方面极其灵活,因此是自动化领域的重要元件。对于不熟悉此元件的人来说,光电传感器最简单的形式是将光子能量转换成电信号的光敏元件。最基本的光电传感器是光电二极管,由 PIN 硅配置(p 型、本征和 N 型)组成。光线落在光电二极管上时,光电二极管会产生电流,但这个电流太小,无法驱动马达、执行器、指示器和驱动器等电路。因此,光电二极管几乎总是搭配晶体管等放大装置使用以增加其传感器输出,使其能够控制其他装置。
光敏电阻 (LDR) 等其他光敏元件似乎是光电传感器,但实际上不是,因为它们不会将光能转换成电信号(它们的电阻会发生变化,但不会产生电流)。光电传感器通常还适用于红外线、可见光和紫外线等特定波长,如果传感器在可能受到大量环境光线影响的环境中使用,这一点极为有利,否则传感器可能会受到干扰。
实际上,光电传感器的应用非常广泛。因此,它们通常用于自动化、制造和机器人应用。自动化环境中使用光电传感器的一个例子是机械臂制造区。机械臂能够高速进行复杂的装配工作。这使它们成为工厂的理想选择,但与人类不同,该技术无法了解它们的环境以及可能在附近的人。由于机械臂可能力量很大(足以造成严重伤害),任何站在活动机械臂附近的人都有受伤的风险。
防止这种情形出现的一种方法是让机械臂在光栅栏(射到光电传感器上的光束)围成的区域中运行。当有人跨越这个光障时,它会自动关闭机器人,以免造成伤害。
自动化领域使用光电传感器的另一个例子是基本物体检测。传送带可能配有需要使用自动夹具抓取物体的系统,但传送带上的物品可能不会按照已知距离进行放置。射到光电传感器上的光束可能位于自动夹具附近,光束断开时,传送带停止,然后自动夹具可以取下传送带上的物体。
所有这一切都说明,自动化和制造环境可能并非使用现成传感器最理想的地方。洗涤装置的高湿度、冷冻机的低温或自动锯的灰尘可能立即给电子设备招致灾难,这种设备不适用于这些环境。
最好的情况是,损坏的传感器可能导致错误警告和设备关闭;但情况更糟的话,安全功能可能无法正常运行,使操作人员面临可能受伤的风险。因此,此类传感器必须坚固可靠,并经验证适用于将要安装的环境。
适用于此类任务的光电传感器
在可靠性至关重要的恶劣环境中,Bulgin 的全新系列超薄光电传感器是理想的选择。该系列光电传感器具有多种功能,使其成为自动化环境的理想选择,包括密封达到 IP67 的光电传感器和不锈钢外壳,环境湿度范围为 35-85%,工作温度范围为 -10°C 至 50℃。传感器的快速响应时间只有 0.5 毫秒,使其非常适合需要快速反应的情形。此外,该系列的电缆终端还配有 M5 连接器,提高了机械稳定性。
Bulgin 的新型光电传感器提供 PNP 型或 NPN 型,但如果输出在有光(或无光)的情况下开启,可以通过附加的控制信号对传感器进行配置。这些传感器的电源电压为 12 V-24 VDC。该电压范围也适用于控制信号(这一点决定是否为正常开启或关断设备)。
最后,值得指出的是,Bulgin 的光电传感器能够检测 2 毫米至 40 毫米之间的物体。此外,传感器的超薄结构仅 4.5 毫米,非常适合安装在空间受限的区域。
使用正确光电传感器的重要性
将传感器集成到产品或应用程序中时,了解如何正确安装传感器至关重要。这一点至关重要的一个典型例子是俄罗斯制造的火箭 Proton-M,由于火箭上的一些速度传感器安装方向不正确,火箭发射后旋转了 180 度。
为了避免类似的情况,Bulgin 的光电传感器在安装时需要考虑方向。传感器能够可靠地检测直接接近或与传感器和发射器同向的物体。但传感器不能可靠地检测穿过传感器的物体,因为物体可能位于传感器区域而非光发射器区域的前方,导致没有反射,因此无法检测。
Bulgin 光电传感器应用
Bulgin 的光电传感器系列能够处理恶劣环境并确保机械和电气可靠性,因此应用非常广泛。
这些传感器可以用作机械环境中的门安全机构。可以安装传感器检测门或入口是否关闭,如果门未关闭,将关闭房间或防护区域内的机械。Bulgin 传感器还有一个优点,由于达到 IP67 级防护,可以用于包括钻头、锯子、洗涤器和清洁器在内的各种机械。
此外,Bulgin 传感器上电缆的灵活性使其在移动环境中非常有用。传感器本身需要机械固定,但电缆却不需要,因此可以四处移动。这使 Bulgin 传感器在使用机械臂的环境中非常有用,机械臂可能装有用于自动寻的或物体检测的传感器。
Bulgin 光电传感器系列的快速响应时间还使其成为理想的计数器源。由于光电传感器系列的输出信号属于数字信号,并且响应极其快速,响应时间还不到 0.5 毫秒,因此这些传感器可用于计算转盘上的 RPM 或定时带中的插槽等。