Cos'è un sensore fotoelettrico e come funziona?

Introduzione

I sensori hanno un ruolo importante nell'automazione e nel controllo dei processi, con l'obiettivo di migliorare efficienza, affidabilità e precisione. Tra questi, tuttavia, i sensori fotoelettrici in particolare sono altamente versatili e affidabili. Ma cos'è un sensore fotoelettrico e come funziona? Si parlerà di singoli dispositivi. Di cosa possono essere fatti, come operarli e dove è possibile usarli.

Capire i Concetti di Base

Il termine fotocellula si riferisce a un tipo di dispositivo che utilizza la luce come sensore per determinare se un oggetto è presente o meno. Utilizzando l'effetto fotoelettrico, genera una corrente elettrica tramite la caduta di luce su materiali adatti. Principio: La fotocellula si basa sulla luce ambiente e i componenti principali tipicamente includono — Sorgente luminosa: Fotoreceptore Sensibilità contenitore & Interfaccia di uscita

LED/Laser, in realtà una sorgente puntiforme di luce, attraverso cui viene introdotto il fascio di luce. Un fotoreceptore (foto-diodo, foto-transistore) cattura la luce riflessa o trasmessa da un oggetto la cui distanza viene misurata. Gli interni sono protetti dall'involucro, che sigilla anche contro gli elementi per proteggerli dalle condizioni estreme. Caratteristiche generali dei convertitori di isolamento di segnale analogico Trasmettitore; È un'interfaccia sul suo output dove il segnale può essere inviato ai sistemi di controllo o dispositivi utilizzando un relè o anche un output a transistor.

Come Funzionano gli Interruttori Fotoelettrici

Un interruttore fotoelettrico funziona attraverso un processo in quattro fasi: emissione di luce, rilevamento dell'oggetto, elaborazione del segnale e infine attivazione dell'output.

Emissione di Luce: Per i sensori a fascio attraversante, dopo la rilevazione dell'attivazione, la sorgente luminosa emette un fascio di luce che forma un campo o copre uno spazio vuoto.

Interruttore: se un oggetto entra nel percorso e blocca il fascio o lo riflette verso il fotodetettore, l'interruttore rileva la presenza di un oggetto. Per gli interruttori basati sul principio riflesso, l'oggetto stesso è un riflettore che rimanda la luce al detettore.

Elaborazione del Segnale: Un fotodetettore cattura il segnale elettrico e lo elabora per determinare se l'oggetto è stato rilevato o meno.

Attivazione dell'Output: Un output articolato (segnale di output alto) viene attivato dal rilevamento, attivando o disattivando il sistema di controllo o il dispositivo connesso.

Tipi di Interruttori Fotoelettrici

Ci sono tre tipi di base di interruttori fotoelettrici in base ai principi di funzionamento:

Questi tipi di sensori possono nuovamente riflettere la luce indietro al suo rilevatore, il che lo rende utile per oggetti lucidi o riflettenti.

A fascio attraversante: Questi consistono in un fascio di luce attraverso uno spazio che attiva l'interruttore solo quando viene interrotto (ad esempio, un oggetto si muove attraverso); quindi sono adatti nei casi in cui si desidera rilevare un oggetto che si muove lungo una linea.

Sensori Riflettivi Diffusi – Questi sensori riflettivi rilevano la luce quando questa viene riflessa indietro dalla sua superficie, pertanto hanno uno spettro più ampio di Applicazione per qualsiasi tipo di materiale, sia opaco che a volte persino scuro.

Applicazioni degli Interruttori Fotoelettrici

Ecco un panorama delle comuni applicazioni degli interruttori fotoelettrici:

Nel contesto dell'automazione industriale, vengono utilizzati nel controllo della catena di montaggio nonché nel conteggio e nella classificazione. Prodotti .

Sono elementi essenziali nei sistemi di sicurezza: interruttore di emergenza e chiave di accesso.

Per il rilevamento e l'evitamento degli oggetti, i sistemi robotici utilizzano spesso interruttori fotoelettrici.

Vantaggi e limitazioni

Interruttore fotoconduttivo: un elemento fondamentale della produzione. Oltre alla precisione e affidabilità, gli interruttori fotoelettrici hanno un'ampia gamma di utilizzi industriali.

I robot industriali vengono utilizzati per automatizzare linee di montaggio, contare e classificare prodotti.

Spesso utilizzati come parte delle funzioni di sicurezza, inclusi arresto d'emergenza e gestione dell'accesso.

L'uso principale degli interruttori fotoelettrici nel campo della robotica è la capacità di rilevare e evitare oggetti nonché sistemi di guida automatizzati.

Alcuni vantaggi aggiuntivi degli interruttori fotoelettrici sono l'operazione senza contatto, affidabilità, precisione e tempo di risposta. Altri fattori come polvere e luce ambiente possono influenzarli; richiedono anche un'allineamento molto preciso per un rilevamento accurato. Alcune applicazioni possono inoltre incontrare problemi di costo.

Conclusione

La necessità di una soluzione ingegnosa ha portato alla tecnologia ottoelettronica che ha dato origine agli interruttori fotoelettrici. La loro caratteristica principale di riconoscimento senza contatto facilita molto sia le applicazioni convenzionali che innovative. Con l'avanzamento rapido nel campo elettronico, gli interruttori fotoelettrici avranno un lungo percorso di applicazioni, essendo una categoria importante di interruttori nei sistemi di automazione e controllo, quindi si prevede uno stadio evolutivo ulteriore. Quindi, se sei un ingegnere di qualunque tipo o ti occupi di robotica o sei un ingegnere di design industriale in qualche ambito del tuo lavoro, conoscere gli interruttori fotoelettrici non è solo utile, ma essenziale!