偏振鏡頭與可見光的反射板式傳感器配合使用,能很好
解決光亮物體的檢測問題。兩個偏振鏡頭分別安裝在發
射器和接收器鏡頭的前面,偏振方向互相垂直。
發射光經發射器垂直偏振鏡頭偏振后,變成垂直振動的
光波(見圖24),此光波經反射板反射(去偏振)后,
變為水平方向振動的光波,這種光波可通過接收器的水
平偏振鏡頭被接收器接收。
近檢測模式的光電和聲波傳感器是通過檢測從
被測物反射回來的能量來判斷是否有被測物(見
圖26)。例如,當聲波傳感器接收到被測物反射回來
的聲波時,被測物就被檢測到了。這種傳感器的發射器
和接收器是組裝在一起的,且在傳感器的同一側。在這
種檢測模式中,當被測物出現時,它把一定數量的光反
射回傳感器而不象對射式檢測模式中是把光擋住。光電
的接近檢測模式又分為以下幾種檢測方式:直反式、寬
光束式、聚焦式、定區域式和可調區域式。
偏振鏡頭雖然解決了傳感器檢測光亮物體時的誤動作問
題,但同時也大大減弱了有效光束的能量,這一點對于
檢測環境灰塵較大或需要較長檢測距離的應用場合尤為
重要。偏振反射板式傳感器僅能與帶幾何棱鏡的反射板
配合使用。
近年來,隨著LED技術的不斷提高,使用可見光光源的
發射器逐步增多。當使用可見光光源時,反射板式傳感
器的對準就很容易了。當我們在反射板上看到可見光時,
光路基本就對準了。
因為非常光亮的表面就象鏡面一樣,安裝角度稍微一偏,
多數的反射光就都反射走了,只有很小的一部分反射回
接收器。如果被測物表面平行于傳感器的檢測頭,則多
數的直反式傳感器能接收到反射回來的光(見圖27)。
但是如果被測物是圓形表面(如金屬桶)或被檢測的金
屬薄片/薄膜經常發生顫動,則檢測起來就會很不。
為了避免檢測光亮物體時光的損失對檢測性能的影
響,尤其是近距離檢測時,可以使用寬光束直反
式傳感器,沒有聚光鏡頭,檢測距離就會縮短,但同時
也不必嚴格要求傳感器鏡頭必須與光亮的被測平面平
行。這是其所在。(見圖26)
對于任何接近檢測模式的傳感器,其檢測距離受被測物
大小及外形的影響。尺寸大的被測物反射回來的光的能
量要比小的被測物多。
多數直反式傳感器都加裝鏡頭來校準發射光,使其更加
集中,以便獲得更多的反射光。雖然加裝鏡頭可以擴展
檢測距離,但在檢測非常光亮的表面時比較困難,此時
傳感器的安裝角度就變得非常重要。
在2.5mm檢測距離之內,寬光束直反式傳感器的檢測性
能要比一般直反式的要好。因此如果傳感器鏡頭能夠貼
近被測物檢測,則寬光束直反式傳感器能檢測細沙
或電線這樣的小物體。
色標檢測是聚焦式傳感器的一個特殊應用,使用聚
焦式傳感器來檢測色標,以對產品進行定位。在色標檢
測中,傳感器光源的顏色非常重要,其中藍綠色光源被
證明具有更寬的使用范圍,它甚至可以檢測白紙上20%
的黃色。
激光聚焦式傳感器可以產生一個能量集中,尺寸非常小
的光斑,直徑約0.25mm,非常適合于檢測小的物體或
做為機械手的定位傳感器。由于其光束能量很強,所以
常用來檢測反光率很的其他傳感器不能檢測的物
體。
聚焦式傳感器的檢測距離是固定的,就是其焦距。這就
要求傳感器距離被測物非常近。
有時在檢測某些物體時,需要忽略背景中靜止或運動的
物體。聚焦式傳感器的一個特點就是能忽略景深以外的
物體。請注意:景深的近點和遠點也受被測物反光率的
影響。(傳感器有時檢測不到反光率弱的被測物,但可
能會檢測到被測物后面反光率較強的背景。)
就象定區域式一樣,可調區域式傳感器可以區分位
于不同距離處的物體,在這種情況下,檢測距離
是可調的。可調區域式傳感器的接收器能產生兩個電流
1和I2,這兩個電流的比值隨反射光落在接收器上位置
的不同而會有所變化。傳感器關斷點的位置與這個比值
有直接的關系,此關斷點的位置可通過電位器來調整,
即使位于關斷點以外的物體具有很強的反光率,傳感器
依然會將其忽略。
當交流電壓供電后,聲波發生器產生震動。這種
震動交替壓縮和撞擊空氣分子使其不斷地向外傳
送聲波,同時聲波發生器也能接收聲波的回波。
聲波傳感器根據其發生器的不同分為:靜電式和壓電
式(圖32),靜電式傳感器用來進行長距離檢測,通常
能達到6-7米。這種長距離的傳感器常用來檢測大容器
的液位等。壓電式傳感器通常只有較短的檢測距離,一
般在1米左右,但密封較好,能用在惡劣的環境下。
聚焦式傳感器在焦點附近能檢測被測物,這一以焦
點為中心的區域稱為景深。景深的大小取決于傳感器的
設計和被測物的反光率。聚焦式傳感器的景深是很
小的,所以可以用來進行定位或外觀的檢測。
定區域式傳感器是一種光電接近式傳感器,它具有
很明確的檢測范圍,能忽略此范圍以外的物體而
不受此物體表面反光率的影響。
事實上,光纖式并不是一種具體的檢測模式,使用
不同的光纖可以組成不同的檢測模式。使用分離
式光纖可以組成對射式的檢測模式,使用一體式光纖可
以組成反射板式或接近式檢測模式,特殊的光纖可以定
制,下圖的光纖是在檢測頭使用了特殊的結構,使其形
成了聚焦式檢測鏡頭。
定區域式傳感器是通過比較落在兩個接收器上的反射光
的多少來判斷被測物是否出現。如果落在接收器R2上的
反射光等于或多于落在R1上的反射光,則傳感器檢測到
被測物。
光電傳感器中,直反式傳感器是一種常用的檢測
模式。在這種方式中,發射器發出的光以多種角
度照到被測物表面上,被測物表面同樣以多種角度對入
射光進行反射,其中只有很小的一部分被反射回接收器。
直反式檢測模式對光能的利用率相對較,因為其接收
器只能接收到很小一部分的反射光。同其他接近檢測模
式一樣,直反式也受被測物表面反光率的影響。對于具
有亮白表面的被測物,傳感器的檢測距離就要比暗黑表
面的物體要遠。
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