คู่มือการเลือกเซ็นเซอร์โฟโตอิเล็กทริกสำหรับระบบอัตโนมัติทางอุตสาหกรรม

ในภูมิทัศน์ที่กว้างใหญ่ของการผลิตอุตสาหกรรมที่ทันสมัย เทคโนโลยีอัตโนมัติมีบทบาทที่สําคัญ เช่นเดียวกับผู้นําและการผลิตที่แม่นยําในหมู่ส่วนประกอบมากมายของเทคโนโลยีอัตโนมัติ เซ็นเซอร์ไฟฟ้าแสงโดดเด่นเป็นดาวส่องแสง ด้วยความรู้สึกที่รุนแรงต่อความแตกต่างของแสงหน่วยตรวจจับเหล่านี้ให้ระบบอัตโนมัติอุตสาหกรรม," ทําให้สามารถจําแนกวัตถุและตําแหน่งที่แม่นยําสําหรับฟังก์ชันควบคุมที่ซับซ้อน

เซ็นเซอร์ไฟฟ้าแสง เป็นอุปกรณ์ที่เปลี่ยนสัญญาณแสงเป็นสัญญาณไฟฟ้า โดยใช้ผลไฟฟ้าแสงพวกมันตรวจจับการมีของอยู่ด้วยการตรวจจับการสับสน, การสะท้อน หรือการสะท้อนกระจายของรังสีแสง จากนั้นส่งสัญญาณไฟฟ้าที่ตรงกัน เพื่อดําเนินหน้าที่ เช่น การตรวจจับวัตถุ การตั้งตําแหน่ง การนับและการวัด

หลักการพื้นฐานขึ้นอยู่กับผลไฟฟ้าแสง โดยที่แสงที่ชนวัสดุบางชนิดทําให้อิเล็กตรอนตื่นเต้นและปล่อยออกมา สร้างกระแสไฟฟ้าหรือความแรงกดเซ็นเซอร์ไฟฟ้าแสง ใช้ ปรากฏการณ์ นี้ เพื่อ เปลี่ยน สัญญาณ แสง ให้ เป็น สัญญาณ ไฟฟ้า, ซึ่งต่อมาถูกประมวลผลผ่านการขยายเสียง, การกรอง, และการออกแบบวงจร ก่อนส่งสัญญาณผลิตที่สามารถใช้ได้ไปยังระบบควบคุม

เซนเซอร์ไฟฟ้าแสงประจําตัวประกอบด้วยสี่ส่วนสําคัญ:

"ตา" ของเซ็นเซอร์ปล่อยรังสีความยาวคลื่นเฉพาะเจาะจง ตัวเลือกทั่วไปประกอบด้วย:

• ไลด์:เครื่องตรวจจับไฟฟ้าขนาดเล็ก ประหยัดพลังงาน ทนทานนาน และตอบสนองเร็ว เป็นเครื่องตรวจจับไฟฟ้าแสงที่มีสีต่างๆ (อินฟราเรด, แดง, เขียว, น้ําเงิน)
• ไดโอเดสเลเซอร์:การออกรังสีที่เข้มข้นและทิศทาง เหมาะสําหรับการใช้งานระยะไกลและมีความแม่นยําสูง แม้ราคาจะสูงขึ้น
• หลอดไฟประดับ:เป็นส่วนใหญ่ที่หมดอายุ เนื่องจากการใช้พลังงานสูง อายุการใช้งานสั้น และการตอบสนองช้า

"สมอง" ของเซ็นเซอร์จับแสง และแปลงมันเป็นสัญญาณไฟฟ้า

• โฟตไดโอเดส:อุปกรณ์ครึ่งประสาทที่ผลิตกระแสไฟฟ้าเมื่อถูกส่องแสง ให้การตอบสนองอย่างรวดเร็วและความรู้สึกสูง
• โฟตตรังสเตอร์:ให้การขยายความรู้สึกมากขึ้น แต่ตอบสนองช้ากว่าโฟตดิโอได
• โฟโตเรสติสเตอร์:ใช้น้อยลงเนื่องจากการตอบสนองช้าและความไม่ตรงกัน

จัดการสัญญาณรับที่อ่อนแอเป็นผลิตที่ใช้ได้ผ่าน:

• เครื่องขยายเสียง:เพิ่มความแรงสัญญาณ
• เครื่องกรอง:กําจัดเสียง
• การเปรียบเทียบ:เปรียบเทียบสัญญาณกับขั้นต่ํา

เสริมสัญญาณเพิ่มเติมเพื่อขับเคลื่อนวงจรควบคุม โดยปกติใช้วงจรบูรณาการปรับค่าเพิ่ม

หลักการ:เครื่องส่งและเครื่องรับแยกกันสร้างเส้นทางแสง การตรวจพบวัตถุเกิดขึ้นเมื่อรังสีถูกตัด

การใช้งาน:

• การตรวจจับวัตถุด้วยกล้องจุลินทรีย์ (องค์ประกอบอิเล็กทรอนิกส์ สายไฟละเอียด)
• การติดตามระดับของของเหลว
• การตรวจพบสารที่ซ้อนกัน
• การตั้งตําแหน่งอย่างแม่นยํา
• การตรวจสอบเนื้อหาของถัง
• การตรวจพบวัตถุไม่โปร่งใส

ข้อดี:ความแม่นยําสูงสุด ระยะทางยาวที่สุด ความต้านทานการแทรกแซงที่แข็งแรง

ข้อเสีย:การติดตั้งที่ซับซ้อน ค่าใช้จ่ายสูงขึ้น

หลักการ:หน่วยส่งและรับที่บูรณาการตรวจจับวัตถุเมื่อแสงที่สะท้อนจากตัวสะท้อนถูกกักขวาง รุ่นที่ขั้วขั้วขั้วขัดขวางการส่องแสงจากพื้นผิวที่สะท้อน

การใช้งาน:

• การตรวจจับวัตถุขนาดใหญ่ (พาเล็ต, กระปุกกล่อง)
• การติดตามวัตถุความเร็วสูง
• การติดตามเทปสะท้อนแสง (ระบบการจราจร)
• การตรวจจับวัตถุโปร่งใส (แบบขั้วขั้ว)

ข้อดี:การติดตั้งที่เรียบง่าย ค่าใช้จ่ายต่ํากว่า

ข้อเสีย:ความแม่นยําปานกลาง ระยะสั้น ความขัดแย้งบนพื้นที่สะท้อน

หลักการ:หน่วยบูรณาการตรวจจับแสงที่กระจายกลับจากวัตถุ

การใช้งาน:

• การติดตามรถขนส่งหลายวัตถุ
• การตรวจพบวัตถุโปร่งใส
• การวัดระดับของของเหลว
• การตรวจสอบส่วนประกอบ/บรรจุ
• การยอมรับแนวทาง
• การตรวจสอบคุณภาพ

ข้อดี:การติดตั้งง่าย ประหยัด

ข้อเสีย:ความแม่นยําต่ํากว่า ความรู้สึกต่อสิ่งแวดล้อม ระยะทางที่สั้นที่สุด

หลักเกณฑ์การคัดเลือกประกอบด้วย:

• ระยะทางการตรวจจับ:ระยะการตรวจสอบที่น่าเชื่อถือสูงสุด
• อัตราการตอบสนอง:ความเร็วสูงสุดของวัตถุที่สามารถตรวจสอบได้
• ความสามารถซ้ํา:ความสอดคล้องในการวัด
• ความดันการทํางาน:ความต้องการพลังงาน
• ประเภทผลิต:สัญญาณ NPN, PNP, อานาล็อกหรือดิจิตอล
• ระดับการป้องกัน:ความทนทานต่อสิ่งแวดล้อม

พิจารณาปัจจัยเหล่านี้เมื่อเลือกเซ็นเซอร์:

1. ระยะทางการตรวจสอบที่จําเป็น
2. ระดับความละเอียดที่จําเป็น
3. ลักษณะของวัตถุ (สี, วัสดุ, ความโปร่งใส)
4. สภาพแวดล้อม
5. จํากัดพื้นที่ในการติดตั้ง
6. งบประมาณจํากัด

การพัฒนาที่กําลังเกิดขึ้น ได้แก่

• เซนเซอร์ฉลาด:การปรับขนาดตัวเอง การวินิจฉัยและการวิเคราะห์ข้อมูล
• ขนาดเล็ก:การออกแบบที่คอมแพคต์สําหรับพื้นที่ที่แคบ
• ความสามารถหลายประการ:การตรวจจับ/การวัด/การจําแนกรวมกัน
• การเชื่อมต่อไร้สาย:ความสามารถในการติดตามทางไกล

กรณีการใช้ที่สําคัญในหลายสาขา:

• ประเภทรถยนต์:การตรวจสอบการเชื่อม, การตั้งตําแหน่งชิ้นส่วน
• อิเล็กทรอนิกส์:การวางส่วนประกอบ การตรวจพบความบกพร่องของ PCB
• อาหาร/เครื่องดื่ม:การควบคุมระดับการเติม, การตรวจสอบบรรจุ
• ยา:การนับเม็ด, ความสมบูรณ์แบบของแพคเกจ
• โลจิสติกการคัดแยกโพสต์ การวิเคราะห์ขนาด

ในฐานะส่วนประกอบที่จําเป็นของอุตสาหกรรมอัตโนมัติเซ็นเซอร์ไฟฟ้าแสงยังคงพัฒนาเพื่อตอบสนองความต้องการการใช้งานที่หลากหลายการสนับสนุนการเปลี่ยนไปสู่การผลิตแบบฉลาดด้วยความก้าวหน้าทางเทคโนโลยีอย่างต่อเนื่อง เครื่องตรวจจับเหล่านี้จะเปิดโอกาสใหม่ในระบบอัตโนมัติทั่วโลกอย่างแน่นอน