分類
按結構分類
紅外線光電開關按結構可分為放大器分離型、放大器內藏型和電源內藏型三類。
放大器分離型是將放大器和感測器分離,並採用專用積體電路和混合安裝工藝製成,由於感測器具有超小型和多品種的特點,而放大器的作用較多。因此,該類型採用端子台連線方式,並可交、直流電源通用。具有接通和斷開延時作用,可設定亮、音動切換開關,能控制6種輸出狀態,兼有接點和電平兩種輸出方式。
放大器內藏型是將放大器和感測一體化,採用專用積體電路和表面安裝工藝製成,使用直流電源工作。其回響速度局面(有0.1ms和1ms兩種),能檢測狹小和高速運動的物體。改變電源極性可轉換亮、暗動,並可設定自診斷穩定工作區指示燈。兼有電壓和電流兩種輸出方式,能防止相互干擾,在系統安裝中十分方便。
電源內藏型是將放大器、感測器和電源裝置一體化,採用專用積體電路和表面安裝工藝製成。它一般使用交流電源,適用於在生產現場取代接觸式行程開關,可直接用於強電控制電路。也可自行設定自診斷穩定工作區指示燈,輸出備有SSR固態繼電器或繼電器常開、常閉接點,可防止相互干擾,並可緊密安裝在系統中。
原理
光是一種電磁射線,其特性如同無線電波和X射線,傳遞速度約為300000千米/秒,因此它可以在發射的一瞬間被其接收。紅外線光電開關是利用人眼不可見(波長為780nm-1mm)的近紅外線和紅外線的來檢測、判別物體。通過光電裝置瞬間發射的微弱光束能被安全可靠的準確的發射和接收。
紅外線光電開關的重要作用是能夠處理光的強度變化:利用光學元件,在傳播媒介中間使光束髮生變化;利用光束來反射物體;使光束髮射經過長距離後瞬間返回。紅外線光電開關是由發射器、接收器和檢測電路三部分組成。發射器對準目標發射光束,發射的光束一般來源於發光二極體(LED)和雷射二極體。光束不間斷地發射,或者改變脈衝寬度。受脈衝調製的光束輻射強度在發射中經過多次選擇,朝著目標不間接地運行。接收器有光電二極體或光電三極體組成。在接收器的前面,裝有光學元件如透鏡和光圈等。在其後面的是檢測電路,它能濾出有效信號和套用該信號。
特點
1、獨特的自診斷穩定工作區指示作用,能夠及時告知工作狀態是否可靠。
2、對射式、反射式、鏡面反射式光電開關都有防止相互干擾作用,安裝方便。
3、回響速度快,高速光電開關的回響速度可達到0.1ms,每分鐘可進行30萬次檢測操作,能檢出高速移動的微小物體。
4、採用專用積體電路和先進的SMT表面安裝工藝,可靠性很高。
5、體積小、重量輕,安裝調試簡單,並具有短路保護作用。
專用名詞說明
檢出距離
對射式和鏡面反射式光電開關的檢出距離是指光軸上無有效遮擋物野戰,可穩定檢出的最大距離。
反射式光電開關的檢出距離則是可穩定檢出標準檢測物的最大距離。
回差距離
回差距離指動作距離和復位距離之差。它用檢出距離的比率來表示,一般在檢出距離的20[%]以下。
回響時間
把從受光器初始有效受光到輸出動作所需的時間稱作回響時間。
把從受光器初始有效遮光到輸出復位所需的時間稱為復位套用時間。
暗動
暗動(DARK ON):即遮光動作。它表示在進入受光器的光速減少到一定程式時或被全遮時,輸出電晶體將導通輸出。
亮動
亮動(LIGHT ON),也稱受光動作。它是指進入受光器的光束增加到一定量時,輸出電晶體導通且有輸出。
外同步輸入作用
在一般情況下,凡具有外部診斷輸入作用的光電開關,一般均具有外同步作用。
也就是說,用接點或電晶體導通等方法使圖2中的藍線和黑線短接(ON)可隨時停止投光。可以據此在工作前預檢感測器檢測是否正常。在工作中,利用此性質也可隨時接受控制系統發出的運行或中斷指令。如果將前一個輸出和後一個外同步輸入進行串接,則可實現和門等作用。
相關注意事項
紅外線光電開關可用於各種套用場合,在使用紅外線光電開關時,應注意環境條件,以使紅外線光電開關能夠正常可靠的工作。
避免強光源
紅外線光電開關在環境照度較高時,一般都能穩定工作。但應迴避將感測器光軸正對太陽光、白熾燈等強光源。
在不能改變感測器(受光器)光軸和強光源的角度時,可在感測器上方四周加裝遮光板或套上遮光長筒。
防止相互干擾
紅外線光電開關通常都具有自動防止相互干擾的作用,因而不必擔心相互干擾。然而,HGK系列對射式紅外紅外線光電開關在幾組並列靠近安裝時,則應防止鄰組和相互干擾。防止這種干擾最有效的辦法是投光器和受光器交叉設定,超過2組時還拉開組距。當然,使用不同頻率的機種也是一種好辦法。
反射式紅外線光電開關防止相互干擾的有效辦法是拉開間隔。而且檢測距離越遠,間隔也應越大,具體間隔應根據調試情況來確定。當然,也可使用不同工作頻率的機種。
鏡面角度影響
當被測物體有光澤或遇到光滑金屬面時,一般反射率都很高,有近似鏡面的作用,這時應將投光器和檢測物體安裝成10~20°的夾角,以使其光軸不垂直於被檢測物體,從而防止誤動作。
排除背景物影響
使用反射式擴散型投、受光器時,有時由於檢出物離背景物較近,紅外線光電開關或者背景是光滑等反射率較高的物體而可能會使紅外線光電開關不能穩定檢測。
因此可以改用距離限定型投、受光器,或者採用遠離背景物、拆除背景物、將背景物塗成無光黑色、或設法使背景物粗糙、灰暗等方法加以排除。
自診斷作用使用
在安裝或使用時,有時可能會由於台面或背景影響以及使用振動等原因而造成光軸的微小偏移、透鏡沾污、積塵、外部噪聲、環境溫度超出範圍等問題。這些問題有可能會使紅外線光電開關偏離穩定工作區,這時可以利用紅外線光電開關的自診斷作用而使其通過STABLITY綠色穩定指示燈發出通知,以提醒使用者及時對其進行調整。
消除台面影響
投光器和受光器在貼近台面安裝時,可能會出現台面反射的部分光束照到受光器而造成工作不穩定。對此可設法使受光器和投光器離開台面一定距離並加裝遮光板。
嚴禁用稀釋劑等化學物品,以免損壞塑膠鏡。高壓線、動力線和光電感測器的配線不應放在同一配線管或用線槽內,否則會由於感應而造成(有時)紅外線光電開關的誤動作或損壞,所以原則上要分別單獨配線。
下列場所,一般有可能造成紅外線光電開關的誤動作,應儘量避開:
1、灰塵較多的場所;
2、腐蝕性氣體較多的場所;
3、水、油、化學品有可能直接飛濺的場所;
4、戶外或太陽光等有強光直射而無遮光措施的場所。
5、環境溫度變化超出產品規定範圍的場所;
6、振動、衝擊大,而未採取避震措施的場所。