Optiniai artumo jungikliai

Optiniai artumo jungikliai (jutikliai) šiandien plačiai naudojami daugelyje pramonės šakų, kur įranga naudojama įvairių objektų padėties nustatymui, skaičiavimui ir tiesiog aptikimui. Kodavimo naudojimas jutiklių grandinėse leidžia išvengti išorinio šviesos šaltinių poveikio joms ir taip apsaugo nuo klaidingų aliarmų. Šiluminiuose korpusuose esantys jutikliai skirti darbui žemoje temperatūroje.

Šie įrenginiai yra elektroninės grandinės, reaguojančios į imtuvą krentančio šviesos srauto pasikeitimą, dėl kurio fiksuojamas objekto buvimas ar nebuvimas tam tikroje erdvės srityje. Šaltinio skleidžiamos šviesos kodavimas (erdvinė atranka ir moduliacija) pagerina efektyvumą ir, kaip minėta aukščiau, panaikina trukdžių poveikį.

Struktūriškai jutiklių sistemą sudaro du pagrindiniai funkciniai blokai - spinduliuotės šaltinis ir jo imtuvas. Tai gali būti du atskiri korpusai arba vienas korpusas abiem blokams, priklausomai nuo konkretaus jutiklio (jungiklio) veikimo principo.

Šaltinis arba emiteris susideda iš šių dalių: generatoriaus, emiterio, indikatoriaus, optinės sistemos ir korpuso, kurio viduje yra grandinė, apsaugota jungtimi, o išorėje – viskas, kas reikalinga tvirtinimui. Generatoriaus užduotis yra generuoti signalo impulsų seką siųstuvui.

Pats emiteris yra šviesos diodas. Šviesos diodo spinduliuotės modelį sudaro optinė sistema. Indikatorius rodo jutiklio maitinimo buvimą arba nebuvimą. Korpusas apsaugo nuo išorinių mechaninių poveikių ir tarnauja patogiam montavimui jutiklio pritaikymo vietoje.

Imtuvas savo ruožtu taip pat turi optinę sistemą, kuri formuoja imtuvo krypties modelį ir suteikia pasirinkimą. Fotodetektorius, kuris tarnauja fototranzistoriuskuri suvokia spinduliuotę ir paverčia ją elektriniu signalu; stiprintuvo grandinė su slenksčiu, kad būtų užtikrintas patikimas histerezės nuolydis; elektroninis jungiklis apkrovai perjungti ir reguliatorius imtuvo jautrumui reguliuoti taip, kad objektai būtų aiškiai užfiksuoti aplinkiniame fone.

Čia yra du indikatoriai: pirmasis rodo išėjimo būseną, antrasis rodo gaunamo signalo kokybę ir leidžia nustatyti stebimo objekto funkcinį rezervą.

Šiuo atveju funkcinis rezervas apibūdina šviesos srauto, kurį imtuvas gauna iš emiterio, santykį su minimalia jo verte, kuri jau sukelia veikimą. Funkcinis rezervas kompensuoja signalo susilpnėjimą dėl optikos užteršimo arba aplinkui trukdančių aerozolių dalelių.

Pavyzdžiui:

• indikatorius šviečia raudonai, o tai reiškia, kad sekamas objektas yra paleidimo zonoje;
• geltona šviesa — sumažinamas gaunamo šviesos srauto intensyvumas;
• žalia — gaunamo šviesos srauto intensyvumas yra minimalus;
• išjungta – objektas nėra jutiklio darbo zonoje.

Pagal veikimo principą optiniai jutikliai yra trijų tipų:

Barjeras (T tipas)

Barjerinio tipo optiniai jungikliai veikia tiesioginiu spinduliu ir turi dvi atskiras dalis – siųstuvą ir imtuvą, kurie turi būti išdėstyti koaksialiai vienas priešais kitą, kad spinduliuotės srautas, kurį skleidžia skleidėjas (siųstuvas), būtų nukreiptas ir tiksliai pataikytų į imtuvą.

Kai spindulį nutraukia objektas, suveikia jungiklis. Tokio tipo davikliai gali dirbti dešimčių metrų atstumu tarp siųstuvo ir imtuvo, be to, turi gerą triukšmo izoliaciją, nebijo dulkių, nė lašo skysčio ir pan.

Tačiau yra ir trūkumų:

• kartais reikia nutiesti maitinimo laidus atskirai prie kiekvienos iš dviejų dalių dideliais atstumais;
• labai atspindintys objektai gali sukelti klaidingą aliarmą;
• skaidrūs objektai gali nepakankamai susilpninti spindulį, į tai reikia atsižvelgti.

Jautrumo reguliatorius naudojamas šiems trūkumams priimtinai pašalinti. Ir, žinoma, minimalus aptikto objekto dydis neturi būti mažesnis už spindulio skersmenį.

Difuzinis (D tipas)

Difuziniai jutikliai naudoja nuo objekto atsispindėjusį spindulį, veidrodinį atspindį. Imtuvas ir siųstuvas yra viename korpuse. Spindulėtojas nukreipia srautą į objektą, spindulys atsispindi nuo jo paviršiaus įvairiomis kryptimis, priklausomai nuo objekto optinių savybių. Dalis srauto grįžta atgal, kur ją surenka imtuvas ir įjungiamas jungiklis.

Čia svarbu atsižvelgti į tai, kad klaidingus pavojaus signalus gali sukelti atspindintys objektai, esantys už įrenginio darbo zonos, už valdomo objekto. Norint pašalinti tokius trukdžius, naudojami jungikliai su fono slopinimo funkcija.

Norėdami standartizuoti atstumą, nuo kurio įsijungs difuzinis jutiklis, paimkite balto popieriaus lapą (10 x 10 cm, jei atstumas iki 40 cm, arba 20 x 20 cm, jei aptikimo atstumas didesnis nei 40 cm) arba karštai valcuotą plieno plokštę ir išbandyti jį panašiomis sąlygomis... Apskritai, įvairiose pramonės šakose – skirtingais būdais.

Tikslesniam normalizavimui atstumas perskaičiuojamas pagal specialią lentelę, kuri atspindi skirtingų medžiagų atspindinčias savybes, todėl pridedamas pataisos koeficientas. Pavyzdžiui, jutiklio vertė yra 100 mm, bet jūs norite stebėti, tarkime, nerūdijančio plieno objektus.

Pataisos koeficientas bus 7,5, o tai reiškia, kad saugus įjungimo atstumas bus 7,5 karto didesnis, ty 750 mm. Mažiausią objekto dydį lemia jo atspindžio savybės, kontrastas ir funkcinis rezervas.

Refleksas (R tipas)

Čia naudojama šviesa, kurią atspindi atšvaitas. Imtuvas su emiteriu viename korpuse, ant reflektoriaus krentantis spindulys atsispindi, atsitrenkia į imtuvą ir suveikia. Kai objektas palieka darbo zoną, įvyksta kitas trigeris. Tokio tipo jutikliai gali veikti iki 10 metrų atstumu ir yra naudojami peršviečiamiems objektams fiksuoti.