مفاتيح القرب البصري

تُستخدم مفاتيح القرب البصري (أجهزة الاستشعار) على نطاق واسع اليوم في العديد من الصناعات حيث تُستخدم المعدات لتحديد المواقع وعدها واكتشاف الأشياء المختلفة ببساطة. يسمح استخدام الترميز في دوائر الاستشعار بتجنب التأثير الخارجي لمصادر الضوء عليها وبالتالي يحمي من الإنذارات الكاذبة. أجهزة الاستشعار في العلب الحرارية مصممة للتشغيل في درجات حرارة منخفضة.

هذه الأجهزة عبارة عن دوائر إلكترونية تستجيب لتغير في تدفق الضوء الذي يسقط على جهاز الاستقبال ، والذي بسببه يتم تسجيل وجود أو عدم وجود كائن في منطقة معينة من الفضاء. يعمل ترميز الضوء المنبعث من المصدر (الاختيار والتعديل المكانيان) على تحسين الكفاءة ، وكما ذكر أعلاه ، ينفي تأثيرات التداخل.

من الناحية الهيكلية ، يشتمل نظام الاستشعار على كتلتين وظيفيتين رئيسيتين - مصدر الإشعاع وجهاز الاستقبال الخاص به. يمكن أن تكون هذه علبتين منفصلتين ، أو مبيت واحد لكلا الكتلتين ، اعتمادًا على مبدأ تشغيل مستشعر معين (مفتاح).

يتكون المصدر أو الباعث من الأجزاء التالية: مولد ، باعث ، مؤشر ، نظام بصري ومبيت ، يوجد بداخله دائرة محمية بواسطة مفصل ، وخارج - كل ما هو ضروري للتثبيت. تتمثل مهمة المولد في توليد سلسلة من نبضات الإشارة لجهاز الإرسال.

الباعث نفسه هو LED. يتم تشكيل نمط انبعاث LED بواسطة النظام البصري. يوضح المؤشر وجود أو عدم وجود طاقة في المستشعر. يحمي الغلاف من التأثيرات الميكانيكية الخارجية ويعمل على التثبيت المريح في مكان تطبيق المستشعر.

يحتوي جهاز الاستقبال ، بدوره ، على نظام بصري يشكل نمط اتجاه المستقبل ويوفر الاختيار. جهاز الكشف الضوئي الذي يخدم الترانزستور الضوئيالذي يستشعر الإشعاع ويحوله إلى إشارة كهربائية ؛ دائرة مكبر مع عنصر عتبة لتوفير منحدر موثوق به مع التباطؤ ؛ مفتاح إلكتروني لتبديل الحمل ومنظم لضبط حساسية المستقبل بحيث يتم تسجيل الأشياء بوضوح مقابل الخلفية المحيطة.

يوجد مؤشران هنا: الأول يوضح حالة المخرجات ، والثاني يوضح جودة الإشارة المستقبلة ويسمح لك بتحديد الاحتياطي الوظيفي للكائن المراقب.

في هذه الحالة ، يميز الاحتياطي الوظيفي نسبة التدفق الضوئي الذي يستقبله المستقبِل من المرسل إلى قيمته الدنيا ، مما يتسبب بالفعل في العملية. يعوض الاحتياطي الوظيفي توهين الإشارة بسبب تلوث البصريات أو من إزعاج جزيئات الهباء الجوي في المناطق المحيطة.

على سبيل المثال:

• يضيء المؤشر باللون الأحمر ، مما يعني أن الكائن المتعقب موجود في منطقة الزناد ؛
• الضوء الأصفر - يتم تقليل شدة تدفق الضوء المستلم ؛
• أخضر - شدة تدفق الضوء المستلم ضئيل ؛
• مطفأ - الكائن ليس في منطقة عمل المستشعر.

وفقًا لمبدأ التشغيل ، تتكون المستشعرات الضوئية من ثلاثة أنواع:

الحاجز (النوع T)

تعمل المفاتيح الضوئية من نوع الحاجز على حزمة مباشرة وتحتوي على جزأين منفصلين ، جهاز إرسال وجهاز استقبال ، يجب أن يكونا متواجدين بشكل محوري مقابل بعضهما البعض بحيث يتم توجيه تدفق الإشعاع المنبعث من المرسل (المرسل) ويضرب جهاز الاستقبال بدقة.

عندما يتم مقاطعة الحزمة بواسطة كائن ، يتم تشغيل المفتاح. يمكن أن تعمل أجهزة الاستشعار من هذا النوع على مسافة عشرات الأمتار بين المرسل والمستقبل ، بالإضافة إلى أنها تتمتع بعزل ضوضاء جيد ، فهي لا تخاف من الغبار ، ولا قطرة سائل ، إلخ.

ولكن هناك أيضًا عيوب:

• في بعض الأحيان يكون من الضروري وضع أسلاك الطاقة بشكل منفصل لكل من الجزأين على مسافات طويلة ؛
• يمكن أن تسبب الأجسام العاكسة للغاية إنذارات خاطئة ؛
• الأجسام الشفافة قد لا تضعف الشعاع بدرجة كافية ، يجب أن يؤخذ ذلك في الاعتبار.

يتم استخدام منظم الحساسية للتخلص المقبول من أوجه القصور هذه. وبالطبع ، لا ينبغي أن يكون الحد الأدنى لحجم الكائن المكتشف أقل من قطر الشعاع.

منتشر (النوع د)

تستخدم أجهزة الاستشعار المنتشرة شعاعًا ينعكس من جسم ما ، وهو انعكاس مرآوي. جهاز الاستقبال وجهاز الإرسال في مكان واحد. يوجه الباعث التدفق إلى الكائن ، وتنعكس الحزمة من سطحه في اتجاهات مختلفة ، اعتمادًا على الخصائص البصرية للكائن. يعود جزء من التدفق إلى حيث يلتقطه المستقبل ويتم تشغيل المفتاح.

من المهم هنا مراعاة أن الإنذارات الكاذبة يمكن أن تحدث بسبب الأجسام العاكسة الموجودة خلف منطقة العمل الخاصة بالتركيب ، خلف الكائن المتحكم فيه. للقضاء على هذا التداخل ، يتم استخدام مفاتيح مع وظيفة قمع الخلفية.

لتوحيد المسافة التي سيتم عندها تشغيل مستشعر الانتشار ، خذ ورقة بيضاء (10 × 10 سم لمسافات تصل إلى 40 سم أو 20 × 20 سم لمسافات الكشف التي تزيد عن 40 سم) أو لوح فولاذي ملفوف على الساخن و اختبرها في ظروف مماثلة ... بشكل عام ، في صناعات مختلفة - بطرق مختلفة.

للحصول على تسوية أكثر دقة ، يتم إعادة حساب المسافة وفقًا لجدول خاص يعكس الخصائص الانعكاسية للمواد المختلفة ، وبالتالي يتم إضافة عامل تصحيح. على سبيل المثال ، تبلغ قيمة المستشعر 100 مم ، لكنك تريد مراقبة ، على سبيل المثال ، الأجسام المصنوعة من الفولاذ المقاوم للصدأ.

سيكون عامل التصحيح 7.5 ، مما يعني أن مسافة التشغيل الآمنة ستكون أكبر بـ 7.5 مرة ، أي 750 ملم. يتم تحديد أصغر حجم كائن من خلال خصائصه العاكسة والتباين والاحتياطي الوظيفي.

انعكاس (النوع R)

هنا يتم استخدام الضوء المنعكس بواسطة العاكس. جهاز استقبال مع باعث في مبيت واحد ، تنعكس الحزمة التي تسقط على العاكس ، وتضرب جهاز الاستقبال ويتم تشغيلها. عندما يغادر الكائن منطقة العمل ، يحدث مشغل آخر. يمكن أن تعمل أجهزة الاستشعار من هذا النوع على مسافة تصل إلى 10 أمتار وتستخدم لإصلاح الأجسام الشفافة.