Jak fungují různé režimy snímačů fotoelektrických spínačů? Komplexní vysvětlení!
- podíl
- Vydavatel
- Zoe
- Čas publikace
- 2025/2/17
Shrnutí
Fotoelektrické senzory mají hlavně tři běžné pracovní typy: difuzní reflexní, zrcadlově reflexní a průchozí paprsek. Každý typ má jiné pracovní principy a aplikační scénáře, které vyhovují různým průmyslovým potřebám.
Co je to fotoelektrický senzor?
Fotoelektrický senzor je typ spínače, který detekuje změny světla (jako je intenzita, odraz nebo překážka) a převádí tyto změny na elektrické signály. Jeho činnost je založena na detekci přítomnosti nebo změny světla pro ovládání systému.
Hlavním rysem fotoelektrických snímačů je jejich "bezkontaktní" provoz. Nevyžadují přímý kontakt s detekovaným objektem; místo toho používají vyzařování a příjem světla k detekci přítomnosti, polohy nebo změn objektů. Díky této vlastnosti jsou fotoelektrické senzory široce používány v různých průmyslových aplikacích, zejména v automatizovaných výrobních linkách, detekci objektů a bezpečnostních ochranných systémech.
Základní vzorec pro fotoelektrický senzor je:
Detekční schopnost = f (intenzita světla, odrazivost objektu, interference okolního prostředí, detekční vzdálenost).
Jak fungují různé režimy snímačů fotoelektrických spínačů?
Fotoelektrické senzory mají hlavně tři běžné pracovní typy: difuzní reflexní, zrcadlově reflexní a průchozí paprsek. Každý typ má jiné pracovní principy a aplikační scénáře, které vyhovují různým průmyslovým potřebám.
Fotoelektrické snímače Difuzní reflexní typ
1️⃣ Pracovní princip: Vysílač a přijímač jsou integrovány do stejné sondy a spoléhají na difúzní odraz (Lambertův odraz) od povrchu objektu. Poté, co je světlo rozptýleno objektem, část se vrátí do přijímače a spustí signál.
2️⃣ Použitelné scénáře:
▪️Charakteristiky předmětu: Vhodné pro neprůhledné předměty a předměty s hrubým povrchem (např. karton, dřevěné palety, tmavé plasty).
▪️Omezení: Sklon k nesprávnému úsudku u vysoce reflexních předmětů (zrcadla/kov) a u předmětů pohlcujících černé světlo (např. guma), může být nutné snížit detekční vzdálenost.
▪️Průmyslová pouzdra:
Balicí linky: Detekuje polohu kartonových krabic (vzdálenost ≤ 1 m, úhel instalace zabraňuje odraznému rušení).
Robotické uchopování: Rozpoznává pozice palet (upravte citlivost pro kompatibilitu s různými barvami).
▪️Požadavky na ochranu životního prostředí: Vyhněte se přímému slunečnímu záření (vyberte modely s anti-světelným rušením, např. modulovaná frekvence >5kHz).
Fotoelektrické snímače Typ se zrcadlovým odrazem
1️⃣ Pracovní princip: Vysílač a přijímač jsou na stejné straně a spoléhají na reflektor (prizmatický reflektor), který vrací světlo stejnou cestou. Když objekt blokuje dráhu světla, spustí signál.
2️⃣ Použitelné scénáře:
▪️Charakteristiky objektu: Dokáže detekovat průhledné/poloprůhledné předměty (např. skleněné lahve, PET fólie) v závislosti na stabilitě reflektoru.
▪️Vysoce přesná detekce: Rozlišení může dosáhnout ±0,1 mm (např. detekce napětí filmu).
▪️Průmyslová pouzdra:
Farmaceutický průmysl: Detekuje přítomnost ampulí (reflektory musí být odolné proti korozi, např. nerezová ocel 316L).
Tiskařské stroje: Detekuje rozbití průhledné fólie (vyžaduje polarizované filtry k odstranění zrcadlového rušení).
▪️Požadavky na životní prostředí: Detekce na velkou vzdálenost (až 50 m) vyžaduje zdroj laserového světla a prašná prostředí vyžadují pravidelné čištění reflektoru.
Fotoelektrické snímače Jednocestný typ
1️⃣ Pracovní princip: Vysílač a přijímač jsou odděleny a přímo detekují překážku světelné dráhy. Má nejsilnější schopnost proti rušení, protože přijímač rozpoznává pouze specifický frekvenční světelný signál z vysílače.
2️⃣ Použitelné scénáře:
▪️Charakteristiky objektu: Vhodné pro předměty z jakéhokoli materiálu (včetně průhledných/vysoce reflexních), se spolehlivostí detekce >99,9%.
▪️Detekce mikroobjektů: Typy s optickým paprskem mohou detekovat objekty o průměru až 0,1 mm (např. kolíky elektronických součástek).
▪️Průmyslová pouzdra:
Automotive Welding Lines: Detekuje projíždějící karoserie automobilů (vysokoteplotní modely, -25°C~80°C).
Logistické třídění: Vysokorychlostní počítání balíků (doba odezvy <1 ms, krytí IP67).
▪️Požadavky na životní prostředí: Velké vzdálenosti (až stovky metrů) vyžadují synchronizovaný přenos signálu a prostředí s vibracemi vyžaduje mechanické vyztužení instalace.
Jak vybrat fotoelektrický senzor?
1️⃣ Detekce objektů:
• Transparentní/reflexní → jednocestný nebo zrcadlový reflexní typ (s polarizovanými filtry).
• Černá/Absorpce světla → Typ s rozptýleným odrazem (snižte detekční vzdálenost nebo zvolte zdroj laserového světla).
2️⃣ Detekční vzdálenost:
• ≤ 0,3 m → typ s difuzním odrazem (ekonomická volba).
• 0,3–10 m → Typ se zrcadlovým odrazem (vyžaduje údržbu reflektoru).
• 10m → Typ s jednocestným paprskem (laserový zdroj světla + synchronizovaný signál).
3️⃣ Zásahy do životního prostředí:
• Prach/olej → typ s přímým paprskem (krytí IP69K) nebo typ se zrcadlovým odrazem (pravidelné čištění).
• Silné okolní světlo → Modulované světlo + úzkopásmové filtrování (např. 940nm infračervené pro odolnost proti rušení slunečním zářením).
4️⃣ Rychlost odezvy:
• Vysokorychlostní výrobní linky (>1 kHz) → Jednocestný typ (typ s optickým vláknem může dosáhnout 100 kHz).
| Průmysl | Doporučený typ | Typický případ | Technické klíčové body |
| Balení potravin | Difuzní + zrcadlový odraz | Detekce potravinových krabic pokrytých průhlednou fólií | Kompenzujte rušení odrazu filmu |
| Výroba polovodičů | Jednocestný paprsek (optické vlákno) | Přepravní polohování plátků | Opakovatelná přesnost 0,01 mm, čisté prostředí |
| Metalurgie oceli | Jednocestný paprsek (vysokoteplotní typ) | Detekce polohy sochoru kontinuálního lití | Odolné vůči vysokým teplotám (>150°C), proti elektromagnetickému rušení |
Skladování a logistika | Zrcadlový odraz (na dlouhou vzdálenost) | AGV navigace pomocí reflexních tabulí | Detekce 10–30 m, multireflexní kódování |
Technické detaily často přehlížené
1️⃣ Instalační úhel: Typ s difúzním odrazem by se měl vyhýbat úhlu zrcadlového odrazu objektu (např. kovové povrchy by měly být instalovány pod úhlem 15°).
2️⃣ Potlačení pozadí: Pokročilé difuzní reflexní senzory lze naprogramovat tak, aby detekovaly objekty v určitých vzdálenostech (potlačily rušení pozadí).
3️⃣ Bezpečnostní redundance: Pro aplikace bezpečnostních bran musí typy jednocestných paprsků splňovat normu EN/IEC 61496-1 (dvoukanálová redundance).
Fotoelektrické senzory
Řada GM12 | |||
| Typ | Model | Detekční rozsah | |
| Difuzní reflexní | GM12-10 | 20-100 mm | |
GM12-20 | 20-200 mm | ||
GM12-30 | 20-300 mm | ||
| Přes paprsek | GM12-200 | 2000 mm | |
GM12-500 | 5000 mm | ||
| Řada GM18 | |||
| Typ | Model | Detekční rozsah | |
| Difuzní reflexní | GM18-30 | 30-300 mm | |
GM18-50 | 50-500 mm | ||
GM18-100 | 80-1000 mm | ||
Zrcadlový odraz | GM18-500 | 5000 mm | |
GM18-1500 | 15000 mm | ||
Přes paprsek | GM18-200 | 2000 mm | |
GM18-300 | 3000 mm | ||
| Ultratenká řada Micro GP13 | |||
| Typ | Model | Detekční rozsah | |
Difuzní reflexní | GP13-03N-ZAA | 2~30 mm (bílý papír) | |
GP13-03P-ZAA | 2~30 mm (bílý papír) | ||
Přes paprsek (Přední detekce) | GP13-D30N-ZBA | 300 mm | |
GP13-D30P-ZBA | 300 mm | ||
GP13-D50N-ZBA | 500 mm | ||
GP13-D50N-ZBA | 500 mm | ||
Přes paprsek (boční detekce) | GP13-L30N-ZBA | 300 mm | |
GP13-L30P-ZBA | 300 mm | ||
GP13-L50N-ZBA | 500 mm | ||
GP13-L50P-ZBA | 500 mm | ||
Ultra-malý laserový snímač řady GFS | |||
| Typ | Model | Detekční rozsah | |
| Difuzní reflexní | GFS-51N-ZAA | 2-50 mm | |
GFS-51P-ZAA | 2-50 mm | ||
| Přes paprsek | GFS-51N-ZBA | 2000 mm | |
GFS-51P-ZBA | 2000 mm | ||
| Univerzální hranatá řada GF43 | |||
| Typ | Model | Detekční rozsah | |
Difuzní reflexní | GF43-15N-ZAA | 30-150 mm (nastavitelné) | |
GF43-15P-ZAA | 30-150 mm (nastavitelné) | ||
Zrcadlový odraz | GF43-02N-ZCA | 2 M | |
GF43-02P-ZCA | 2 M | ||
Přes paprsek | GF43-10N-ZBA | 10 mil | |
GF43-10P-ZBA | 10 mil | ||
| Řada Light Emission GF21 ve tvaru tyče | |||
| Typ | Model | Detekční rozsah | |
Přes paprsek | GF21-150N-ZBA | 150 cm | |
GF21-150P-ZBA | 150 cm | ||
Fotoelektrický senzor s funkcí potlačení pozadí
Jaká je funkce potlačení pozadí u fotoelektrického snímače?
Funkce potlačení pozadí (BGS) je detekční technologie založená na principu triangulace. Funguje tak, že omezuje efektivní rozsah detekce senzoru, takže reaguje pouze na objekty v nastavené vzdálenosti a ignoruje objekty na pozadí. Tato funkce se primárně používá u difuzních reflexních fotoelektrických senzorů, ale lze ji použít i pro jiné typy, jako jsou zrcadlové reflexní senzory. Jeho základní vlastností je schopnost efektivně rozlišovat mezi cílovými objekty a interferencí na pozadí, díky čemuž je zvláště vhodný pro detekci objektů s nízkou odrazivostí nebo ve složitém prostředí na pozadí.
S funkcí potlačení pozadí řady GB43 | |||
| Typ | Model | Detekční rozsah | |
| Difuzní reflexní | GB43-100N-ZAA | 30-1500 mm (maximální detekční vzdálenost) 60-1000 mm (Stabilní detekční vzdálenost) | |
GB43-100P-ZAA | |||
| S funkcí potlačení pozadí řady GB43 | |||
| Typ | Model | Detekční rozsah | |
Difuzní reflexní | GB43-10N-ZAA | 30-100 mm (nastavitelné) | |
GB43-10P-ZAA | 30-100 mm (nastavitelné) | ||
GB43-30N-ZAA | 30-300 mm (nastavitelné) | ||
GB43-30P-ZAA | 30-300 mm (nastavitelné) | ||
GFL43-30N-ZAA | 30-300 mm (nastavitelné) | ||
GFL43-30P-ZAA | 30-300 mm (nastavitelné) | ||
Malá řada GSB s funkcí potlačení pozadí | |||
| Typ | Model | Detekční rozsah | |
| Difuzní reflexní | GSB-12N | 2 - 150 mm（Maximální detekční vzdálenost） 3 - 120 mm（Stabilní detekční vzdálenost） | |
GSB-12P | |||
Horké prodejní produkty
Doba odezvy: až 1,5 ms Opakovaná přesnost: až 10 µm
Detekční rozsah: 150-3000 mm Materiál: plastové příslušenství, vyplněno epoxidovou pryskyřicí Typ připojení: 5pinový konektor M12 Způsob výstupu: analogové napětí 0-10V+PNP
Rozsah: 10mm(±5mm) Přesnost opakování: < 1μm Linearita: ±0,4% FS Síla měření: min 0,2N
Detekční vzdálenost: 18 až 28 mm Napájecí napětí: 24 V DC ± 10 % pulzace PP pod 10 % Vstup přepínání režimu: Barevný vzor nebo Barevný režim Typ výstupu: NPN nebo PNP