มีประเภทของสวิตช์โฟโตอิเล็กทริกอะไรบ้าง และพวกมันแตกต่างกันอย่างไร?

บทนำ

แนะนำในปี 1906 สวิตช์โฟโตอิเล็กทริกควบคุมทุกด้านของการอัตโนมัติทางอุตสาหกรรมสมัยใหม่ด้วยการตรวจจับที่แม่นยำและวัดได้ซึ่งแทบจะเป็นไปไม่ได้ที่จะจำลองออกมา อย่างไรก็ตาม เหล่านี้เป็นสวิตช์ที่ขึ้นอยู่กับแสง อุปกรณ์ที่คาดเดาได้พร้อมคุณสมบัติต่างๆ และมีขอบเขตการใช้งานที่กว้างขวาง ในบทความถัดไป เราจะครอบคลุมประเภทของสวิตช์โฟโตอิเล็กทริกมากขึ้น เพราะพวกมันแตกต่างกันในด้านการทำงาน น้ำหนัก การใช้งาน และการออกแบบ

หมวดหมู่ของสวิตช์โฟโตอิเล็กทริก

มี jenis สวิตช์โฟโตอิเล็กทริกสี่ประเภท: แบบสะท้อนกลับ แบบผ่านลำแสง และแบบสะท้อนแสงกระจาย และแบบไฟเบอร์ออปติก

เซนเซอร์แบบ Retroreflective

สิ่งนี้เป็นไปได้เพราะเซนเซอร์แบบ retroreflective ส่งลำแสงแสงไปยังวัตถุ (ที่ขัดขวางแสงตรงกันข้ามกับทิศทางการแพร่กระจายของมัน) จากนั้นตรวจจับแสงที่กลับมาในลักษณะเดียวกัน เซนเซอร์ชนิดนี้มีการใช้งานจำกัดในกรณีที่มีสายตาตรง เช่น ในเครื่องบรรจุภัณฑ์หรือการออกแบบสายพานลำเลียง พวกมันทำงานด้วยความสม่ำเสมอสูงและสามารถตรวจจับวัตถุที่แตกต่างกันตั้งแต่โลหะเงาไปจนถึงพลาสติกใส

เซนเซอร์แบบ Through-Beam

เซนเซอร์แบบสะท้อนกลับทำงานโดยการส่งลำแสงไปยังวัตถุ (ที่ขัดขวางแสงตรงกันข้ามกับทิศทางการแพร่กระจายของแสง) จากนั้นรับแสงที่กลับมาในลักษณะเดียวกัน เซนเซอร์ประเภทนี้มีการใช้งานไม่มากนักในลักษณะที่มองเห็นได้ชัด เช่น เครื่องบรรจุภัณฑ์ หรือการออกแบบระบบสายพานลำเลียง พวกมันทำงานบนความสม่ำเสมอสูงและสามารถระบุวัตถุต่าง ๆ ตั้งแต่วัสดุโลหะเงาไปจนถึงพลาสติกใส

เซนเซอร์สะท้อนแบบกระจาย

พวกมันทำงานโดยการส่งลำแสงจากด้านหนึ่งของช่องอากาศไปยังอีกด้านหนึ่ง และให้ลำแสงถูกตรวจจับที่อีกด้าน เมื่อมีบางอย่างขัดขวางลำแสงโดยผ่านเข้าไป มันจะถูกเปิดใช้งาน เซนเซอร์เหล่านี้มักใช้งานมากที่สุดในการตรวจสอบการมีอยู่หรือไม่มีอยู่ของวัตถุจากระยะไกล เช่น การควบคุมระดับหรือระบบความปลอดภัย/การเข้าออก

เซนเซอร์ไฟเบอร์ออปติก

ในเซนเซอร์ใยแก้วนำแสง ใยแก้วจะถูกใช้เพื่อส่งแสงไปยังและกลับจากจุดวัดค่า เหมาะสำหรับสภาพแวดล้อมที่หนักหน่วง เซนเซอร์เหล่านี้สามารถทำงานโดยไม่มีการรบกวนจากสนามแม่เหล็กไฟฟ้า และมีความแม่นยำมาก ดังนั้นจึงเหมาะสมในการใช้งานที่ต้องการความเข้ากันได้ทางแม่เหล็กไฟฟ้า

การเปลี่ยนแปลงตามหลักการทำงาน

มีหลายประเภทของสวิตช์โฟโตอิเล็กทริก ซึ่งแตกต่างกันตามหลักการทำงาน (เซนเซอร์อินฟราเรดแบบแอคทีฟและพาสซีฟ) และการใช้แสงที่มองเห็นได้หรือแสงอินฟราเรด

เซนเซอร์อินฟราเรดแบบพาสซีฟเทียบกับแบบแอคทีฟ

ในทางตรงกันข้าม เซนเซอร์ IR แบบแอคทีฟซึ่งส่งสัญญาณของตัวเองและตรวจจับเมื่อสะท้อนกลับ จะทำงานได้เฉพาะในสภาพแวดล้อมที่ควบคุมได้ เซนเซอร์อินฟราเรดแบบพาสซีฟไม่ปล่อยแสงแต่ตรวจจับลายเซ็นความร้อนของวัตถุ ดังนั้นจึงถูกใช้เพื่อประหยัดพลังงาน

เซนเซอร์สำหรับแสงที่มองเห็นได้และแสงอินฟราเรด

เซนเซอร์แสงสว่างมีกรณีการใช้งานที่ง่ายมากในระบบ: คุณต้องการให้การตรวจจับสามารถมองเห็นได้สำหรับผู้ปฏิบัติงานมนุษย์ ส่วนข้อดีของเซนเซอร์แสงอินฟราเรดทำงานในช่วงที่มองไม่เห็นซึ่งหมายความว่าบางทีคุณอาจไม่สามารถเห็นและตรวจสอบประสิทธิภาพของมันทางสายตาได้ แต่มันทำงานได้ดีมากในแอปพลิเคชันที่ลักษณะภายนอกไม่ใช่ส่วนสำคัญของการผสมผสาน แต่การตรวจจับเป็นส่วนสำคัญแน่นอน

ประเภทขึ้นอยู่กับชนิดของเอาต์พุต

สวิตช์โฟโตอิเล็กทริกแตกต่างกันไปตามประเภทของเอาต์พุตเช่นกัน โดย NPN และ PNP เป็นการกำหนดคอนฟิกเกอร์แบบทรานซิสเตอร์ที่พบได้บ่อยที่สุด

เอาต์พุต NPN และ PNP

เอาต์พุต NPN — มักจะเป็น open-collector สำหรับการใช้งานแบบ sinking เอาต์พุต PNP — มักจะเป็น open-emitter สำหรับการใช้งานแบบ sourcing ทั้ง NPN และ PNP เป็นที่พบได้ทั่วไปในระบบควบคุม ดังนั้นการเลือกใด ๆ จะขึ้นอยู่กับความต้องการของระบบควบคุมเฉพาะนั้น

อานาล็อก V เอาต์พุตดิจิทัล

เอาต์พุตแบบอะนาล็อกหรือดิจิทัล: สวิตช์โฟโตอิเล็กทริกบางรุ่นมีเอาต์พุตแบบอะนาล็อก ซึ่งแสดงค่าความเข้มของแสงแวดล้อมอย่างต่อเนื่อง ในขณะที่บางรุ่นให้เอาต์พุตแบบดิจิทัลที่ส่งสัญญาณไบนารีเพื่อบอกว่าตรวจพบวัตถุหรือไม่ สำหรับการใช้งานที่ต้องการระดับแสงที่แม่นยำ เอาต์พุตแบบอะนาล็อกเป็นทางออก ในขณะที่เอาต์พุตแบบดิจิทัลเหมาะสำหรับการใช้งานการตรวจจับทั่วไป

ประเด็นด้านสิ่งแวดล้อม

สวิตช์โฟโตอิเล็กทริกบางรุ่นสามารถทนต่อการเปลี่ยนแปลงของแสงแวดล้อมได้ และออกแบบมาโดยเฉพาะเพื่อตอบสนองข้อกำหนดทางสภาพแวดล้อม เช่น การป้องกันฝุ่นและน้ำ หรือการทำงานในอุณหภูมิสูง

สวิตช์โฟโตอิเล็กทริกแบบปรับแต่งเฉพาะ

นอกจากนี้ ตลาดกำลังเปิดตัวสวิตช์โฟโตอิเล็กทริกที่แตกต่างกันหลายประเภท เช่น เซนเซอร์นับความเร็วสูงสำหรับการนับวัตถุที่ผ่านไปอย่างรวดเร็ว สวิตช์ล็อกความปลอดภัยสำหรับการควบคุมการเข้าถึงและการบังคับใช้ความปลอดภัย และสวิตช์อัจฉริยะที่รองรับ IO-Link เพื่อการเชื่อมต่อผ่านเครือข่ายสื่อสารอุตสาหกรรม

สรุป

สวิตช์โฟโตอิเล็กทริกที่มีขอบเขตการใช้งานกว้างขวางนี้ซึ่งมีอยู่ในตลาดทำให้อุปกรณ์เหล่านี้เป็น การแยก และมีบทบาทสำคัญในระบบอัตโนมัติยุคใหม่ ไม่ว่าจะเป็นเซนเซอร์แบบสะท้อนกลับสำหรับสายการผลิตบรรจุภัณฑ์ เซนเซอร์แบบลำแสงผ่านสำหรับระบบความปลอดภัย หรือเซนเซอร์แบบสะท้อนกระจายสำหรับการตรวจจับวัตถุในหุ่นยนต์ สวิตช์ที่เหมาะสมสามารถเพิ่มประสิทธิภาพและความน่าเชื่อถือของกระบวนการอัตโนมัติใดๆ ได้อย่างมาก เนื่องจากความก้าวหน้าทางเทคโนโลยีอย่างรวดเร็ว สวิตช์โฟโตอิเล็กทริกจึงยังคงมีบทบาทสำคัญในกลไกและการประยุกต์ใช้หลายด้าน