Cảm biến quang Turck Banner

Chế độ đối lập

Trong cảm biến chế độ đối lập, bộ phát và bộ thu của cảm biến được đặt trong hai đơn vị riêng biệt. Bộ phát được đặt đối diện với bộ thu, sao cho chùm tia sáng đi thẳng từ bộ phát đến bộ thu. Một vật thể được phát hiện khi nó “làm gián đoạn” hoặc ngắt quãng phần hoạt động của chùm tia sáng, được gọi là chùm tia hiệu dụng. Tùy thuộc vào ứng dụng, cảm biến chế độ đối lập cung cấp độ tin cậy cao nhất bất cứ khi nào có thể được triển khai. Điều này là do ánh sáng truyền trực tiếp từ bộ phát đến bộ thu. Sau đó, khi một vật thể làm gián đoạn chùm tia, đầu ra sẽ chuyển đổi.

Cảm biến chế độ đối lập cung cấp mức khuếch đại dư thừa cao nhất (năng lượng cảm biến)

• Phạm vi cảm biến dài
• Bền bỉ nhất trong môi trường khắc nghiệt
• Cảm biến vị trí chính xác
• Phát hiện các bộ phận nhỏ bằng cách sử dụng khẩu độ thấu kính
• Không bị ảnh hưởng bởi độ phản xạ bề mặt (màu sắc hoặc lớp hoàn thiện của vật thể)

Chế độ phản xạ ngược

Cảm biến phản xạ ngược chứa cả phần tử phát và phần tử thu trong cùng một vỏ. Nó sử dụng một gương phản xạ để phản chiếu ánh sáng phát ra trở lại bộ thu. Tương tự như cảm biến chế độ đối lập, nó cảm nhận các vật thể khi chúng làm gián đoạn hoặc “phá vỡ” chùm tia hiệu quả. Vì cảm biến phản xạ ngược là chế độ phá vỡ chùm tia, nên nó thường không phụ thuộc vào độ phản xạ của vật thể cần phát hiện.

Tuy nhiên, nó có thể bị đánh lừa bởi các vật thể bóng. Đối với những mục tiêu đó, nên sử dụng cảm biến phản xạ ngược phân cực để ngăn chặn hiện tượng “proxing”. Proxing là khi một vật thể có bề mặt bóng phản chiếu đủ ánh sáng trở lại cảm biến để bắt chước chùm tia quang điện phản xạ từ gương phản xạ và khiến vật thể không được phát hiện. Trong cảm biến phản xạ ngược phân cực, phần tử phát gửi sóng ánh sáng qua một bộ lọc để căn chỉnh chúng trên cùng một mặt phẳng. Các sóng ánh sáng này phản xạ khỏi gương phản xạ và trở lại bộ lọc phân cực theo chiều dọc trên bộ thu. Khi ánh sáng phân cực này chiếu đến một mục tiêu bóng, ánh sáng sẽ được phản xạ trở lại cảm biến trên cùng mặt phẳng mà nó được phát ra và bị chặn bởi bộ lọc, báo hiệu một chùm tia bị phá vỡ. Tuy nhiên, khi ánh sáng phân cực chiếu vào gương phản xạ, nó sẽ bị tán xạ thành ánh sáng không phân cực với các sóng ánh sáng trên cả mặt phẳng ngang và dọc. Một phần ánh sáng này sẽ đi qua bộ lọc của bộ thu và cảm biến sẽ phát hiện gương phản xạ và biết rằng chùm tia không bị gián đoạn.

Cảm biến chế độ phản xạ ngược cung cấp một giải pháp thay thế thuận tiện cho chế độ đối diện khi không gian bị hạn chế, hoặc nếu chỉ có thể kết nối điện ở một phía của hệ thống lắp đặt. Cảm biến chế độ phản xạ ngược có phạm vi hoạt động tương đối dài.

• Chế độ khuếch đại dư thừa cao thứ hai
• Có sẵn mô hình phân cực để ngăn chùm tia bị phản xạ từ các vật thể sáng bóng
• Có sẵn quang học đồng trục cho các vật thể rõ nét và độ chính xác cao

Chế độ khuếch tán

Cảm biến chế độ khuếch tán chứa bộ phát và bộ thu trong cùng một vỏ nhưng không sử dụng gương phản xạ. Thay vào đó, chúng phát hiện vật thể khi ánh sáng phát ra được phản xạ từ mục tiêu và trở lại cảm biến. Với cảm biến chế độ khuếch tán, vật thể được phát hiện khi nó “tạo ra” chùm tia; nghĩa là, vật thể phản xạ năng lượng ánh sáng truyền đi trở lại cảm biến. Chúng bị ảnh hưởng đáng kể bởi độ phản xạ của các vật thể mục tiêu, điều này có thể làm giảm đáng kể phạm vi hoạt động của chúng. Không nên sử dụng các cảm biến này trong các ứng dụng cần phát hiện các bộ phận rất nhỏ, trong các ứng dụng đếm bộ phận hoặc nơi có nền phản xạ gần vật thể cần cảm nhận. Cảm biến chế độ khuếch tán rất tiện lợi và thường được sử dụng khi các cảm biến chế độ đối diện hoặc phản xạ ngược không khả thi.

Lắp đặt dễ dàng
Không cần gương phản xạ

Trường nhìn điều chỉnh được

Độ khuếch đại dư cao của Q2X cho phép nó phát hiện các tấm wafer tối màu một cách đáng tin cậy. Khoảng cách tối thiểu giữa các vật thể hẹp có thể kích hoạt máy di chuyển tấm wafer tiếp theo vào vị trí ngay khi tấm wafer trước đó đã ra khỏi vị trí. Và kích thước nhỏ gọn dễ dàng lắp đặt vào máy mà không gây vướng víu.

• Đơn giản hóa việc lắp đặt với ít linh kiện và ít dây dẫn hơn; không cần mục tiêu phản xạ hoặc bộ thu
• Bỏ qua các vật thể trong nền với khoảng cách cắt điều chỉnh được từ 18 mm đến 150 mm
• Phát hiện các mục tiêu tối màu và khó phát hiện bằng cách sử dụng các bộ phát mạnh mẽ với độ khuếch đại dư cao
• Phát hiện các đặc điểm chính xác với đèn LED nhỏ, màu đỏ tươi hoặc bộ phát laser loại 1
• Tránh nhiễu xuyên âm khi lắp đặt nhiều cảm biến ở gần nhau nhờ thuật toán chống nhiễu xuyên âm tiên tiến

Loại bỏ nhiễu nền

Cảm biến loại bỏ nhiễu nền (BGS) là loại cảm biến khuếch tán với giới hạn phạm vi cảm biến xác định, bỏ qua bất kỳ vật thể nào nằm ngoài phạm vi đó. Có hai loại cảm biến loại bỏ nhiễu nền: trường cố định và trường điều chỉnh được. Cả hai loại đều sử dụng phép tam giác để xác định khoảng cách cắt, cho phép cảm biến bỏ qua bất cứ thứ gì nằm ngoài điểm đó. Độ khuếch đại dư thừa có sẵn bên trong trường cảm biến cố định thường cao, cho phép cảm biến các bề mặt ít phản xạ. Cảm biến loại bỏ nhiễu nền thường có thể phát hiện mục tiêu tối màu trên nền trắng, miễn là nền nằm ngoài phạm vi cắt của cảm biến.

• Phát hiện vật thể trong phạm vi khoảng cách cảm biến đã thiết lập
• Bỏ qua các vật thể nền
• Độ nhạy màu rất thấp

Đèn LED nhìn thấy được

Đèn LED nhìn thấy được giúp căn chỉnh và thiết lập cảm biến, vì chùm tia sáng nhìn thấy được sẽ cung cấp một điểm chiếu sáng trên mục tiêu. Màu đỏ là màu phổ biến nhất cho các cảm biến quang điện, vì điốt đỏ có giá thành sản xuất thấp và các bộ tách sóng quang trong bộ thu rất nhạy với ánh sáng đỏ.

Các vật liệu sẽ phản ứng khác nhau với các bước sóng ánh sáng khác nhau. Một số vật liệu có thể hấp thụ một bước sóng ánh sáng trong khi phản xạ một bước sóng khác, hoặc độ tương phản giữa hai màu thấp. Trong những trường hợp này, việc thử một đèn LED màu khác, chẳng hạn như màu xanh lam, có thể là một giải pháp đơn giản cho vấn đề.

Đèn LED hồng ngoại

Đèn LED hồng ngoại (IR) vô hình đối với mắt người nhưng lại rất hiệu quả trong việc tạo ra ánh sáng. Hiệu quả này giúp cảm biến hồng ngoại có thể nhìn xa hơn so với đèn LED nhìn thấy được. Tuy nhiên, vì chùm tia vô hình nên việc căn chỉnh có thể khó khăn hơn.

Đèn LED hồng ngoại bước sóng dài

Thông thường, cảm biến quang điện không thể nhìn thấy nước vì nước trong suốt với ánh sáng trong phổ nhìn thấy được. May mắn thay, nước hấp thụ hiệu quả bước sóng cụ thể là 1450 nm, cho phép phát hiện. Một số cảm biến của Banner sử dụng đèn LED hồng ngoại bước sóng dài (LIR) hoạt động ở bước sóng 1450 nm để phát hiện chất lỏng có chứa nước, đồng thời bỏ qua (làm cháy xuyên qua) các vật chứa trong suốt hoặc mờ đục.

Laser

Nhiều cảm biến của Banner sử dụng laser cho các chùm tia phát ra. Laser sử dụng một điểm chùm tia nhỏ, mang lại độ chính xác cao hơn, lý tưởng để phát hiện các vật thể hoặc đặc điểm rất nhỏ. Chùm tia này vẫn rất hẹp ngay cả ở khoảng cách xa, mang lại khả năng phát hiện chính xác ở phạm vi dài hơn.

Mô hình chùm tia

Mô hình chùm tia biểu thị ranh giới mà trong đó cảm biến sẽ phản hồi với mục tiêu. Ở chế độ đối diện, bộ thu có thể nằm ở bất kỳ đâu trong mô hình này và sẽ phát hiện ánh sáng từ bộ phát. Ở chế độ phản xạ ngược, mô hình chùm tia phụ thuộc vào gương phản xạ được sử dụng. Gương phản xạ nhỏ hơn sẽ phản xạ ít ánh sáng hơn, dẫn đến phạm vi ngắn hơn và mô hình chùm tia hẹp hơn. Ở chế độ khuếch tán, mục tiêu phải nằm trong mô hình chùm tia để được phát hiện. Ở chế độ khuếch tán, mô hình chùm tia được tạo ra bằng cách sử dụng thẻ trắng 90%, vì vậy các mục tiêu có màu khác nhau sẽ ảnh hưởng đến mô hình chùm tia.

Cảm biến cũng có một chùm tia hiệu dụng, là phần “hoạt động” của chùm tia sáng kéo dài từ bộ phát đến bộ thu. Một vật thể được phát hiện khi nó làm gián đoạn chùm tia hiệu dụng. Ở chế độ đối diện, chùm tia hiệu dụng được thiết lập giữa bộ phát và bộ thu. Ở chế độ phản xạ ngược, vì bộ phát và bộ thu được đặt trong một khối duy nhất, nên chùm tia hiệu dụng được thiết lập giữa bộ phát, gương phản xạ và bộ thu.

Giải pháp cảm biến quang điện

Tài liệu giới thiệu mới nhất về Giải pháp cảm biến quang điện của Banner khám phá nhiều loại cảm biến khác nhau và cách chọn loại phù hợp cho ứng dụng của bạn, cho dù đó là đếm đối tượng, kiểm soát chất lượng, phát hiện sự hiện diện hoặc vắng mặt của đối tượng, hay các nhu cầu tự động hóa khác.