Principio y aplicación del interruptor fotoeléctrico Principio de funcionamiento del interruptor fotoeléctrico de tres hilos |
Principio y aplicación del interruptor fotoeléctrico Deng Chongyi
Resumen: este artículo presenta el principio, la terminología, los tipos y las precauciones de uso del interruptor fotoeléctrico e ilustra la aplicación del interruptor fotoeléctrico a través de algunos ejemplos; Palabras clave: sensor; principio; aplicación
Número CLC: TP212.14 Código de identificación del documento: A
1. Introducción
Interruptor fotoeléctrico Miembro de la familia de sensores. Convierte los cambios en la intensidad de la luz entre el transmisor y el receptor en cambios en la corriente para lograr el propósito de detección. Dado que el circuito de salida y el circuito de entrada del interruptor fotoeléctrico están aislados eléctricamente (es decir, aislados eléctricamente), se puede utilizar en muchas situaciones.
2. Introducción a los interruptores fotoeléctricos
1. Principio de funcionamiento
El interruptor fotoeléctrico (sensor fotoeléctrico) es la abreviatura de interruptor fotoeléctrico de proximidad. Utiliza el objeto detectado. La obstrucción o reflexión del haz de luz es controlada por el bucle sincrónico para detectar la presencia de objetos. Los objetos no se limitan al metal, se pueden detectar todos los objetos que puedan reflejar la luz. El interruptor fotoeléctrico convierte la corriente de entrada en una señal luminosa en el transmisor y la emite, y el receptor detecta el objeto objetivo en función de la intensidad o presencia de la luz recibida. El principio de funcionamiento se muestra en la Figura 1. La mayoría de los interruptores fotoeléctricos utilizan formas de onda de luz infrarroja con longitudes de onda cercanas a la luz visible. La figura 2 es un diagrama de apariencia de algunos interruptores fotoeléctricos de la empresa alemana SICK.
2. Clasificación y terminología de los interruptores fotoeléctricos
(1) Clasificación
①Interruptor fotoeléctrico de reflexión difusa: Es un conjunto de emisores y un sensor con integrado Receptor Cuando pasa un objeto a detectar, el objeto refleja una cantidad suficiente de luz emitida por el transmisor del interruptor fotoeléctrico al receptor, por lo que el interruptor fotoeléctrico genera una señal de conmutación. Cuando la superficie del objeto a detectar es brillante o su reflectividad es extremadamente alta, el interruptor fotoeléctrico de reflexión difusa es el modo de detección preferido.
②Interruptor fotoeléctrico reflectante de espejo: También integra el transmisor y el receptor. La luz emitida por el transmisor del interruptor fotoeléctrico se refleja de regreso al receptor a través del reflector. Cuando el objeto detectado pasa, la luz se refleja por completo. bloqueado Cuando, el interruptor fotoeléctrico genera una señal de interruptor de detección.
③Interruptor fotoeléctrico de barrera: Contiene un transmisor y un receptor que están estructuralmente separados entre sí y los ejes ópticos están colocados uno frente al otro. La luz emitida por el transmisor ingresa directamente al receptor. El objeto detectado pasa por el transmisor. Cuando la luz se bloquea entre el transmisor y el receptor, el interruptor fotoeléctrico genera una señal de conmutación. Cuando el objeto detectado es opaco, la barrera fotoeléctrica de barrera es el dispositivo de detección más fiable.
④Interruptor fotoeléctrico tipo ranura: generalmente adopta una estructura estándar en forma de U. Su transmisor y receptor están ubicados a ambos lados de la ranura en forma de U y forman un eje óptico cuando el objeto detectado pasa a través del. En forma de U Cuando la ranura está bloqueada y el eje óptico está bloqueado, el interruptor fotoeléctrico genera una señal de conmutación. El interruptor fotoeléctrico de ranura es más adecuado para detectar objetos en movimiento a alta velocidad y puede distinguir objetos transparentes y translúcidos, lo que lo hace seguro y confiable de usar.
⑤Interruptor fotoeléctrico de fibra óptica: Utiliza sensores de fibra óptica de plástico o vidrio para guiar la luz y puede detectar objetos distantes. Generalmente, los sensores de fibra óptica se dividen en tipos de barrera y de reflexión difusa.
Su esquema de luces de trabajo se muestra en la Figura 3.
(2) Explicación de la terminología
En la Figura 4 se muestra un diagrama esquemático de términos comunes.
①Distancia de detección: se refiere a la distancia espacial desde la posición de referencia (superficie de detección del interruptor fotoeléctrico) medida cuando el interruptor funciona cuando el objeto de detección se mueve de cierta manera hacia la superficie de detección.
. La distancia operativa nominal se refiere al valor nominal de la distancia operativa del interruptor de proximidad.
② Distancia de reacción: el valor absoluto entre la distancia de acción y la distancia de reinicio.
③Frecuencia de respuesta: el número de ciclos de acción del interruptor fotoeléctrico permitidos dentro del intervalo de tiempo especificado de 1 s.
④Estado de salida: dividido en normalmente abierto y normalmente cerrado. Cuando no hay ningún objeto que detectar, la carga conectada al interruptor fotoeléctrico normalmente abierto no funciona debido al corte del transistor de salida dentro del interruptor fotoeléctrico. Cuando se detecta un objeto, el transistor se enciende y la carga se alimenta. para trabajar.
⑤ Método de detección: según las diferentes formas en que la luz emitida por el transmisor se refracta hacia el receptor cuando el interruptor fotoeléctrico detecta un objeto, se puede dividir en tipo de reflexión difusa, tipo de reflexión de espejo , tipo barrera, etc.
⑥Forma de salida: NPN de dos hilos, NPN de tres hilos, NPN de cuatro hilos, PNP de dos hilos, PNP de tres hilos, PNP de cuatro hilos, CA de dos hilos, CA de cinco hilos ( con relé incorporado), y DC NPN/PNP/normalmente abierto/normalmente cerrado multifunción y otras formas de salida comúnmente utilizadas.
⑦Ángulo de orientación: consulte el diagrama esquemático del ángulo de orientación del interruptor fotoeléctrico, como se muestra en las tres imágenes inferiores de la Figura 4.
⑧Reflectividad de la superficie: la luz emitida por el interruptor fotoeléctrico de reflexión difusa debe pasar a través de la superficie del objeto de detección antes de poder reflejarse de regreso al receptor del interruptor de reflexión difusa. Por lo tanto, la distancia de detección y. La reflectancia de la superficie del objeto detectado determinará el receptor. La intensidad de la luz reflejada por una superficie rugosa será menor que la de una superficie lisa, y la superficie del objeto a detectar debe ser perpendicular a la luz emitida por el interruptor fotoeléctrico. La reflectividad de los materiales comúnmente utilizados se muestra en la Tabla 1.
Tabla 1 Reflectividad de materiales de uso común
⑨ Características ambientales: el entorno en el que se aplica el interruptor fotoeléctrico también afectará su confiabilidad de funcionamiento a largo plazo. Cuando el interruptor fotoeléctrico funciona a la distancia máxima de detección, la lente óptica quedará atascada por la suciedad del ambiente e incluso corroída por algunas sustancias ácidas fuertes, lo que reducirá los parámetros operativos y la confiabilidad. Una solución más sencilla es determinar la distancia de trabajo óptima reduciendo la potencia del interruptor fotoeléctrico en función de su distancia máxima de detección (Sn).
(3) Precauciones de uso
① El sensor de infrarrojos es un producto de tipo reflexión difusa y el cuerpo de detección estándar utilizado es papel de dibujo blanco plano.
② Los interruptores fotoeléctricos infrarrojos pueden funcionar de manera estable en condiciones de alta iluminación ambiental, pero en principio, debe evitar enfrentar el eje óptico del sensor contra fuentes de luz intensas, como la luz solar.
③El ancho mínimo detectable de una barrera fotoeléctrica es el 80% del ancho de la lente de la barrera fotoeléctrica.
④ Cuando se utilizan cargas inductivas (como lámparas, motores, etc.), la corriente de entrada transitoria es grande, lo que puede degradar o dañar el interruptor fotoeléctrico en la segunda línea de CA. En este caso, conéctelo. la carga a través del relé de CA se utiliza para la conversión.
⑤ La lente del interruptor fotoeléctrico infrarrojo se puede limpiar con papel de limpieza para lentes. Se prohíben productos químicos como disolventes diluyentes para evitar daños permanentes al espejo de plástico.
⑥En vista de los requisitos reales de los usuarios en el sitio, en algunas condiciones difíciles, como ocasiones con mucho polvo, la sensibilidad del interruptor fotoeléctrico producido se incrementa en 50 para adaptarse a los requisitos de uso a largo plazo. Ampliación del ciclo de mantenimiento de los interruptores fotoeléctricos.
⑦Todos los productos se fabrican mediante el proceso SMD y pasan pruebas estrictas antes de salir de fábrica. No se dañarán en condiciones de uso normales. Para evitar accidentes, verifique si el cableado es correcto y si el voltaje es el valor nominal antes de encender la alimentación.
Consulte la Figura 5 para ver un diagrama de las precauciones anteriores.
3. Ejemplos de aplicaciones
En la Figura 6 podemos ver las diversas aplicaciones de los interruptores fotoeléctricos. Entre ellos, la Figura 6 (a) muestra el interruptor fotoeléctrico utilizado para controlar el posicionamiento y corte de materiales; la Figura 6 (b) muestra el uso de un interruptor fotoeléctrico para controlar los límites superior e inferior del nivel del líquido. es mayor o menor que los límites superior e inferior Cuando el nivel de líquido es alto, el circuito de control del interruptor fotoeléctrico puede abrir o cerrar la puerta del umbral para mantener el nivel de líquido entre los límites superior e inferior. La Figura 6 (c) utiliza el efecto de bloqueo; de objetos en la luz para detectar el número de objetos que pasan, o si el objeto existe. La Figura 6 (d) usa la propagación lineal de la luz para verificar si los productos están dispuestos a alturas iguales. La Figura 6 (e) usa interruptores fotoeléctricos; la línea de producción para detectar la cantidad de productos. Figura 6 (f) Utilice un interruptor fotoeléctrico para detectar el nivel de líquido;
4. Conclusión
Además de los ejemplos presentados anteriormente, los interruptores fotoeléctricos también se utilizan en muchos aspectos, como control de carrera, límite de diámetro, detección de velocidad, control de flujo de aire, etc. . Creemos que los interruptores fotoeléctricos serán cada vez más avanzados y sus aplicaciones se generalizarán cada vez más.