Hur fungerar fotocell av typen direktavkänning

Introduktion mot fotoceller

Alla Fotoceller äger identisk primär komponenter:

Hölje – olika former, storlekar samt konstruktionsmaterial
Grundläggande sensorelement – varierar beroende vid teknik, dock innefattar ständigt en linssystem
Elektronik – utvärderar vad givaren detekterar
Elektrisk anslutning – förser kraft samt signal(er)

För för att tillämpa fotoceller vid bästa sätt existerar detta användbart för att uppleva mot spektrumet på grund av ljus.

Fotoceller ifrån ifm verkar inom detta synliga (framför allt röda) samt infraröda frekvensområdet.

Synligt rött ljus
är den bästa allsidiga ljustypen samt rekommenderas till dem flesta applikationer. 5 Driftläge Kontrollera att fotocellen fungerar korrekt dem flesta givare ifrån ifm använder synligt rött ljus.
Fördel	Nackdel
Lätt för att titta vid korta avstånd vilket underlättar nära uppställning	Färgberoende vid längre avstånd

Synligt rött ljus

är den bästa allsidiga ljustypen samt rekommenderas till dem flesta applikationer.

5 Driftläge Kontrollera att fotocellen fungerar korrekt

dem flesta givare ifrån ifm använder synligt rött ljus.

Fördel

Nackdel

Lätt för att titta vid korta avstånd vilket underlättar nära uppställning

Färgberoende vid längre avstånd

Infrarött ljus
Fördelar	Nackdel
Färgoberoende ovan större delen från avkänningsräckvidden Bra omröstning på grund av smutsiga miljöer – detta besitter förmågan för att ”bränna genom” damm, dis, ånga etc.	Osynlig till detta mänskliga ögat vilket försvårar inställningen

Infrarött ljus

Fördelar

Nackdel

Färgoberoende ovan större delen från avkänningsräckvidden

Bra omröstning på grund av smutsiga miljöer – detta besitter förmågan för att ”bränna genom” damm, dis, ånga etc.

Osynlig till detta mänskliga ögat vilket försvårar inställningen

Laserljus

Fördelar

Nackdelar

Förmåga för att detektera små syfte nära långa räckvidder

Liten ljuspunkt möjliggör noggranna kopplingspunkter

Stark skarlakansröd märkbart stråle är kapabel användas vilket hjälp nära inställning

Laserdioder existerar inom allmänhet dyrare än vanliga lysdioder tillsammans med synligt rött alternativt typ av ljus som inte kan ses med blotta ögat ljus

Fotoceller används för:

Långa avkänningsavstånd
Förmåga för att detektera små mål
Förmåga för att detektera enstaka rad olika målmaterial
Avkänningsapplikationer inom höga hastigheter
Avståndsavkänning
Immunitet mot med hög frekvens elektromagnetiskt brus

Modulerat ljus – ljus likt skickas ut pulserar tillsammans enstaka frekvens vilket existerar unik till varenda givarfamilj.

Mottagaren existerar inställd för att detektera modulerat ljus vid denna frekvens samt ignorerar omgivande ljus ifrån andra källor.

Kopplingsfrekvens – maxhastigheten nära vilken ett givare levererar diskreta pulsande då målet kommer in alternativt lämnar avkänningsfältet. Enkelt uttryckt innebär detta hur snabbt givaren förmå koppla till/från då en uppgift passerar förbi.

Kontrast – skillnaden inom färg samt ljusstyrka mellan numeriskt värde objekt.

Vitt existerar den enklaste egenskap som beskriver ett objekts utseende i olika nyanser för att detektera samt mörk existerar den svåraste för att detektera.

Ljuspunkt – diametern hos detta transmitterade ljuset vid en självklart avstånd. Detta mått framträda vanligen vid databladet avseende maximal täckning samt detta existerar ett funktion från sändarlinsens öppningsvinkel.

Effektiv ljusstråle – detta enhet hos ljusstrålen liksom helt måste brytas till för att givarens output bör ändra läge.

hur fungerar fotocell från typen direktavkänning

Givare liksom kopplar då ljusstrålen bryts (dvs. Enkelavkännande- samt polariserad reflexgivare besitter verksamma strålar. Givare liksom studsar ljus direkt ifrån målet (dvs. Direktavkännande givare besitter ej verksamma strålar.

Ljusdrift (eller ljus-på) – output ändrar läge då mottagaren detekterar ljus.

Mörkerdrift (eller mörker-på) – output ändrar läge då mottagaren ej detekterar ljus.

Överförstärkning – förhållandet mellan ljusenergin vilket faktiskt tas emot från givaren samt ljusenergin liksom behövs på grund av för att ändra output-läge.

en förstärkningsvärde vid 1 existerar detta lägsta liksom behövs på grund av för att växla output.

Grundläggande sensorelement – varierar beroende på teknik, men innefattar alltid ett linssystem

samtliga värden ovanför denna tröskel anses existera överförstärkning. detta existerar användbart då man bestämmer hur givaren bör användas inom smutsiga miljöer.

Maximal överförstärkning likt krävs	Driftmiljö
1,5X	Ren luft: ingen ansamling från smuts vid linser alternativt reflektorer.
5X	Lätt smutsig. enkel ansamling från damm, smuts, olja, fukt etc. vid linser alternativt reflektorer; linser rengörs regelbundet.
10X	Måttligt smutsig: Uppenbar nedsmutsning från linser alternativt reflektorer, dock dem existerar ej täckta; linser rengörs ibland alternativt nära behov.
50X	Mycket smutsig: Kraftig nedsmutsning från linser; tjock dimma, dis, damm, rök alternativt oljehinna, minimal rengöring från linser

t1 = period var målet existerar närvarande
t2 = tidsperiod var målet ej existerar närvarande

d1 = målets längd
d2 = utrymme mellan målen

Total kopplingstid (t_s) = t1 samt t2
Kopplingsfrekvens (f_s) = 1/t_s

Även kallade sändar/mottagar-par.

Sändaren samt mottagaren placeras inom separata höljen samt monteras mitt emot varandra.Ljus skickas ifrån sändaren samt fångas upp från mottagaren.

Utgången ändrar läge då en uppgift bryter strålen samt berövar mottagaren vid ljus.Så länge målet existerar tillräckligt stort samt stabilt till för att avbryta ljusstrålen kommer egenskap som beskriver ett objekts utseende i olika nyanser, formen, vinkeln, reflexiviteten samt ytfinishen ej påverka applikationen.Detta utför dem mer tillförlitliga än diffusa givare vilket förlitar sig vid för att ljus reflekterar ifrån målet.

Fördelar	Nackdelar
Lång avkänningsräckvidd Hög överförstärkning (bästa valet på grund av smutsiga miljöer) Enhetlig produktiv stråle ovan läka området Tillförlitlig detektering från homogena föremål Ingen ”död zon” utmed läka avkänningsräckvidden	Sändaren samt mottagaren besitter separata höljen samt därmed separata artikelnummer Båda höljena måste monteras samt kabelanslutas vilket ökar installationskostnaden Tack vare sin höga överförstärkning är kapabel sändar/mottagar-givare titta genom transparenta samt halvtransparenta föremål

Den verksamma strålens diameter existerar enhetlig samt existerar ungefär lika massiv likt diametern hos sändarens samt mottagarens linser.Så länge målet existerar minimalt lika stort likt den verksamma strålen kommer output för att växla då målet bryter strålen.

Output till en sändar/mottagar-par:

Ljusdrift – output kämpa vid då målet inte är närvarande.
Mörkerdrift – output kämpa vid då målet är närvarande.

Överväganden nära installation

När flera sändar/mottagar-par bör monteras bör ni titta mot för att den utsända strålen ifrån ett givare ej stör andra mottagare.En lätt svar existerar för att alternera sändare samt mottagare i enlighet med bilden.

Ett starkt reflektivt objekt såsom passerar genom ett stråle är kapabel tänka ljus mot ett orelaterad mottagare samt orsaka enstaka falsk signal.En lätt svar existerar för att placera hinder mellan givarna på grund av för att blockera oönskade reflektioner.

Eftersom solljus innehåller identisk frekvenser såsom sändarna finns detta ofta enstaka fara för att många starkt omgivande ljus är kapabel lura mottagarna.Detta sker vanligen då fotoceller används mot automatiska dörröppnare inom bilparkering då solljus ifrån enstaka viss vinkel förmå störa anordningen.Möjliga lösningar förmå exempelvis artikel för att vinkla givarna, placera en hinder alternativt reversera sändare samt mottagare.

Sändaren samt mottagaren ryms inom identisk hölje samt monteras mittemot enstaka reflektor.Ljus skickas ifrån sändarens lins, studsar ifrån reflektorn samt återvänder mot mottagarens lins.

Precis likt tillsammans med sändar/mottagar-givare ändrar output läge då en syfte bryter strålen samt berövar mottagaren vid ljus.Så länge målet existerar tillräckligt stort samt stabilt till för att avbryta ljusstrålen kommer egenskap som beskriver ett objekts utseende i olika nyanser, formen, vinkeln, reflexiviteten samt ytfinishen ej påverka applikationen.Detta fullfölja dem mer tillförlitliga än diffusa givare vilket förlitar sig vid för att ljus reflekterar ifrån målet.

Fördelar

Nackdelar

Medelstor avkänningsräckvidd, eftersom strålens väg existerar dubbelt således utdragen likt dess motsvarighet hos ett sändar/mottagare-givare
Ett hölje reducerar inköps- samt installationskostnader
Tillförlitlig detektering från blanka objekt tackar vare inbyggt polarisationsfilter
Enkel installation från reflektorn
Tillförlitlig detektering från massiva samt icke-transparenta föremål
Ingen ”död zon” utmed bota avkänningsområdet

Låg överförstärkning, mot samt tillsammans lägre än hos diffusa givare eftersom detta förekommer energiförluster ifrån reflektorn
Ej tillförlitlig detektering från transparenta objekt såvida ej ”transparentföremål”-givare används
Ej enhetlig diameter hos ljusstrålen

Ljusstrålen hos polariserad reflexgivare existerar konformad.

Introduktion till fotoceller

inom närheten från sensorn existerar strålen ungefär lika massiv likt sändarens lins.I närheten från reflektorn existerar den lika massiv vilket reflektorn.Det innebär för att mindre objekt är kapabel detekteras då dem befinner sig nära sensorn, dock ej nödvändigtvis då dem existerar inom närheten från mottagaren.

Output på grund av polariserad reflexgivare:

Ljusdrift – output kämpa vid då målet inte är närvarande.
Mörkerdrift – output kämpa vid då målet är närvarande.

Prismatiska reflektorer behövs på grund av polariserad reflexgivare.Dessa reflektorer roterar genom sin design den inkommande ljusstrålen 90 grader.

Givarna existerar utrustade tillsammans med polariserande filter ovan linsen sålunda för att ljusvågor riktas åt endast en håll. Reflektorn roterar ljusvågorna på grund av för att matcha riktningen hos filtret vid mottagaren.

Blanka objekt förmå skicka igen högintensitetsljus mot sensorn, dock eftersom ljuset ej äger riktig riktning orsakar ej dessa syfte enstaka falsk signal.

Direktavkännande (Diffusa) givare

Sändaren samt mottagaren inom enstaka direktavkännande givare ryms inom identisk hölje.

detta utsända ljuset reflekterar åter mot sensorn ifrån målet samt mottagaren utvärderar det.Det existerar viktigt för att noga reflektera målets attribut samt bakgrunden på baksidan målet då man väljer den korrekta lösningen till ett applikation.Diffusa givare besitter många mindre överförstärkning än sändar/mottagar-par, dock vanligtvis mer än givare från typen polariserad retroreflexion.

Känsligheten hos diffusa givare existerar många hög.Utgången växlar angående endast 2 % från den utsända ljusenergin reflekteras ifrån målet.

Fördelar

Nackdelar

Direktavkänning från objekt utan reflektor alternativt mottagare
Lägre inköps- samt installationskostnader än sändar/mottagar-givare samt polariserad retroreflexionsgivare

Kort avkänningsräckvidd
Mycket beroende från målets attribut liksom t.ex.

färg, textur, storlek samt form
En reflexiv alternativt många något som ligger nära eller är i närheten bakgrund kunna förhindra tillförlitlig detektering
En högreflexiv bakgrund vilket t.ex. fönsterglas alternativt reflextejp på grund av textilier förmå orsaka falsk koppling vid större avstånd än den avkänningsavstånd såsom anges

Output till ett diffus givare:

Ljusdrift – utgången kämpa vid då målet är närvarande.
Mörkerdrift – utgången kämpa vid då målet inte ärnärvarande.

Målets påverkan:

Större objekt reflekterar mer ljus vilket resulterar inom större avkänningsavstånd.

Vid användning från givare tillsammans med synligt rött ljus är kapabel mer ljus färger detekteras vid längre avstånd än mörkare färger.Målets färg äger många mindre påverkan vid infraröda sensorer.Glänsande ytor förmå avkännas vid längre avstånd än flata alternativt golvtextil ytor.

Jämna ytor äger förbättrad reflexiva attribut än ojämlik ytor.Ett uppgift liksom utgörs från azurblå plast tillsammans jämn yta reflekterar exempelvis mer ljus än enstaka en uppgift tillsammans azurblå sammet.

Mål tillsammans flat yta likt existerar vinkelrätt mot sensorn reflekterar mer ljus än vinklade flata mål.Dessutom tenderar icke-flata syfte för att leda ljus försvunnen ifrån sensorn vilket resulterar inom energiförlust samt mindre avkänningsavstånd.

Bakgrundsinterferens
ett direktavkännande givare detekterar allt ljus likt reflekteras in inom mottagaren, oavsett källa.Ljus likt reflekteras ifrån bakgrunden ter sig likadant likt ljus ifrån målet samt förmå artikel särskilt problematiskt då bakgrunden existerar mer reflexiv än målet samt då målet samt bakgrunden existerar många nära varandra.

För för att minska detektering från bakgrund:

Modifiera den genom för att färglägga den tillsammans med enstaka mörk, flat färg.
Ändra sensorns vinkel inom förhållande mot bakgrunden.
Minska sensorns känslighet på grund av för att ”avskärma” bakgrunden.
Använd ett direktavkännande givare tillsammans inbyggd bakgrundsavbländning.

Bakgrundsavbländad givare

Dessa givare existerar särskilt skapade direktavkännande givare liksom eliminerar falsk koppling vid bakgrunden på baksidan målet.Flera olika tekniker spärrar bakgrunden, t.ex.: Fixerad hur långt något sträcker sig eller når, trianguleringsprincip, diod-array, PMD flygtid (time-of-flight)

Fördelar	Nackdelar
Ingen interferens ifrån bakgrund Direktavkänning från syfte utan reflektor alternativt ytterligare hölje Lägre inköps- samt installationskostnader än enkelavkännande-givare samt polariserad reflexgivare Färgoberoende versioner existerar tillgängliga till applikationer tillsammans med vykort räckvidd	Mindre hur långt något sträcker sig eller når än vanliga direktavkännande givare Dyrare än vanliga direktavkännande givare Kort avkänningsavstånd Mycket beroende från målets attribut vilket t.ex. färg, textur, storlek samt form Kan äga ett ”död zon” nära sensorns framsida

Fixerad räckvidd
Positionen på grund av sändarens samt mottagarens linser vinklas på grund av för att producera enstaka detekteringszon.Föremål inom detekteringszonen reflekterar ljus in inom mottagarlinsen samt avkänns.Föremål utanför detekteringszonen (antingen på grund av nära alternativt på grund av långt borta) besitter ej rätt matematik till för att skicka tillbaka ljus mot mottagaren.Denna teknik används normalt till korta avstånd samt existerar ej justerbar.

Trianguleringsprincip
Denna teknik använder numeriskt värde mottagarelement på grund av för att att nå ett mål eller resultat bakgrundsavbländning.

Direktavkännande fotocell är en fotocell som sänder ut ljus som sedan reflekterar ljuset på en yta och som studsar tillbaka

Genom för att nyttja ett potentiometer till justeringar placeras enstaka spegel vid mekaniskt vis till för att besluta punkten nära vilken ett mottagare detekterar målet samt den andra detekterar bakgrunden. Sensorn justeras sedan sålunda för att den existerar halvvägs mellan dessa numeriskt värde punkter.Sensorn utvärderar vinkeln hos detta mottagna ljuset till för att besluta ifall ljuset kommer ifrån målet alternativt bakgrunden.

Diod-array
Denna teknik liknar trianguleringsprincipen förutom för att mottagarna utgörs från ett 63-diods-array.De ytterligare mottagarna möjliggör exakt bakgrundsavbländning (dvs.

målet samt bakgrunden är kapabel existera många nära varandra). Diod-arraysensorer existerar utrustade tillsammans ett mikroprocessor samt programmeras elektroniskt via tryckknappar.

PMD flygtid (time-of-flight)
PMD (Photonic Mixer Device) bestämmer avståndet mellan sensorn samt föremålet (och sensorn samt bakgrunden) genom för att mäta tiden detta tar till ljuset för att färdas ifrån sensorn mot målet samt igen igen.

En laserdiod genererar enstaka modulerad laserstråle.Ljuset likt reflekteras från målet riktas mot en fotokänsligt chip (PMD Smart Pixel) via ett lins.Därefter jämför chippet dem inkommande ljusvågorna samt drar slutsatser angående avståndet mot målet.

Denna proprietära teknik erbjuder:

Robust detektering från små reflexiva mål
Snabb installation tackar vare oberoende från färg samt vinkel
Information ifall uppmätt avstånd via IO-Link

Laseravståndsgivarna ODG, O1D, O5D samt OID ifrån ifm använder varenda denna teknik.

PMD-teknik passar utmärkt för

Granulat
Bulkmaterial
Opaka vätskor

Den existerar ej lämplig för

Klara fasta mål
Klara vätskor samt oljor