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技術(shù)文章

光電傳感器選擇指南與主要參數(shù)

作者:   發(fā)布時間:2014/4/15 9:52:02   瀏覽次數(shù):2236

光電傳感器選擇指南與主要參數(shù)

光電傳感器一般至少有9種以上傳感模式,使用兩個光源,有三種封裝尺寸,5種以上的監(jiān)測范圍,并可以使用各種安裝方式、輸出與工作電壓的組合購買。這產(chǎn)生了令人困擾的種類繁多的候選傳感器可能性,使人難以選擇。

光電傳感器主要參數(shù)

尺寸

傳感模式

傳感范圍

安裝方式

輸出

工作模式

工作電壓

光源

連接方式

封裝材料

特殊功能包括:

可處理高速和/或高溫

邏輯控制

可計算機編程

網(wǎng)絡(luò)兼容性

這種過剩的選擇可以采用以下兩種方式來縮小范圍:首先需要考慮檢測對象;其次是傳感器的工作環(huán)境。

裝箱

我們要問的第一個問題是:你究竟想讓傳感器檢測什么?“我們是在檢測瓶子,還是檢測紙箱?”傳感器廠商—Banner工程公司傳感器應(yīng)用工程師GregKnutson表示。
  
光學性質(zhì)與物理距離將決定采用何種傳感模式與哪種光源最合適。例如,在檢測單色紙箱的情況下,也許可以采用廉價的、從紙箱上反射光束的散射傳感器。
  
但當紙箱為彩色從而使反射率不同時,就不能采用以上解決方案。在這種情況下,最好的解決方案也許是采用相反或反射模式傳感器。在此方案中,系統(tǒng)是通過屏蔽光束來工作。當紙箱到位時,光束被遮擋,從而使紙箱檢測。如果沒有透明的箱子,此技術(shù)應(yīng)該能獲得可靠的結(jié)果。目前已有好幾種傳感器能檢測不同高度的紙箱。
  
距離在選擇光源,例如LED或激光時起重要作用。LED雖比較便宜,但由于它是一種散射度較高的光源,因此適合短距離使用。激光可聚焦在一個點上,因此能獲得傳播距離更遠的光束。當需要檢測細微特征時,良好的聚焦也很重要。如果需要從幾英尺外對準細微特征,則必須使用激光。

光電傳感器選擇指南與主要參數(shù)
  激光傳感器要比LED要貴很多倍,不過這種差別已經(jīng)被激光二極管價格的下降縮小了。雖然目前使用的激光仍然較貴,但比起過去的花銷已經(jīng)降低了很多。


安裝與價格

另一項考慮的因素是安裝系統(tǒng)。傳感器通常需要用盒子或其他方法來進行機械保護。這種機械與光學保護的成本可能要比傳感器本身的成本還高,因此是購買時需考慮的一項重要因素。如果廠商擁有靈活的安裝系統(tǒng),以及針對傳感器的保護性安裝安排,則產(chǎn)品更容易實現(xiàn),壽命也更長。
  
激光與專用光電傳感器的價格約為150~500美元。像低級封裝、標準光學性能以及有限的(或完全沒有)外部調(diào)整等,都是每種傳感器低端產(chǎn)品所具有的特征。而高端產(chǎn)品則擁有高級封裝(如不銹鋼或鋁等),高光學性能以及可調(diào)增益、定時或其它選項。低端產(chǎn)品適合普通應(yīng)用,而高端產(chǎn)品則可以在高速、高溫或易爆等特殊環(huán)境下使用。
  
最后請記住,一種傳感技術(shù)不可能滿足應(yīng)用的所有需求,如果需要改動,那么可能需要一種完全不同的傳感器技術(shù)。傳感器廠商—Pepperl+Fuchs公司產(chǎn)品經(jīng)理EdMyers表示,如果廠商在同一封裝與安裝尺寸內(nèi)提供了多種傳感器技術(shù),則轉(zhuǎn)向一種新的方法并不難。如果真是這樣,那么隨著需求的改變,很容易從一種傳感器技術(shù)轉(zhuǎn)向另一種傳感器技術(shù)。

環(huán)境挑戰(zhàn)

選擇傳感器時的另一項決定因素是工作環(huán)境。一些行業(yè)(如食品與汽車行業(yè)等)的工作環(huán)境可能會很臟或很危險,或二者都有。在處理食品時,濕度可能會較高以及有很多液體。處理引擎或其他零件的汽車制造廠車間,也可能會有沙子、潤滑劑和冷卻劑等。在這種情況下,必須考慮傳感器的環(huán)境適應(yīng)性,如果傳感器不能適應(yīng)污垢環(huán)境就不能被使用。這種考慮還會影響所需的檢測范圍,因為可能需要將傳感器放在惡劣環(huán)境外一個更遠的位置上(而不是放在所需的位置)。如果指示燈被弄臟或信號減弱,那么能夠主動告警和通知是很有幫助的。
  
類似的環(huán)境問題也會影響傳感器的尺寸,尺寸的變化可以從比一個手指還小到比張開的手掌還大。小尺寸傳感器比大尺寸傳感器要貴,因為將所有部件都裝入一個小空間內(nèi)的成本更高。小尺寸傳感器收集光線的面積更小,一次檢測范圍更小,光學性能更低。這些缺點必須克服,以便小尺寸傳感器能更好地可用物理空間相匹配。
  
再如,在半導體潔凈室設(shè)備中所使用的傳感器雖然工作環(huán)境不惡劣,但必須在狹窄的空間內(nèi)工作。其檢測距離通常為數(shù)英寸,因此傳感器一般都較小。這些傳感器還常常使用光纖來將光線導入(或?qū)С觯z測區(qū)。

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