سنسور جهت تبدیل عوامل فیزیکی مانند حرارت، فشار، نیرو و… به سیگنال های الکتریکی به کار برده می شوند و به همین منظور سنسورهای مختلفی نظیر سنسور نوری، سنسور فشار، سنسور القایی و… طراحی و ساخته شده اند. ما در این مقاله به طور خاص به بررسی انواع سنسور نوری می پردازیم.
سنسورها در دو نوع مختلف وجود دارند:
الف – سنسور با تماس مکانیکی مانند میکروسوئیچ ها و …….
ب – سنسور بدون تماس مکانیکی مانند سنسور های نوری و یا سنسورهای حرارتی و…
سنسور نوری چیست؟
«چشمی برای حل مسائل کاری اتوماسیون»
سنسورهای نوری اغلب میدان جدیدی از کاربردها را باز می کنند و جستجوی بدون تماس با اشیاء مختلف و با فاصله های متفاوت آنها را برای تمام خطوط صنعت ایده آل می سازد.
سنسورهای نوری بدون فرسایش هستند (با هیچ قطعه ای در تماس و فرسایش نیستند) و این خاصیت آنها را برای سیکل های کاری نامحدودی قادر می سازد.
انواع سنسور نوری
1-سنسوری نوری از نوع (انعکاس از روی قطعه) DIFFUSE SENSOR
شامل یک فرستنده و یک گیرنده نوری است که در یک بدنه قرار گرفته است فرستنده یک شعاع نوری را به صورت دائم و بدون وقفه از خود ساطع می کند اگر این شعاع نوری به مانعی برخورد کند قسمتی از شعاع نوری منعکس شده و به قسمت گیرنده داخل سنسور می رسد مزیت این نوع سنسور این است که فقط به یک واحد نیاز است یعنی گیرنده و فرستنده مجزا نیستند هر دو در یک بدنه قرار دارند.
هر چه فاصله این نوع سنسور با شیئی نزدیک تر باشد دقت سنسور زیادتر می گردد. سنسور نوری معروف ترین سنسور بین صنعتگران است و بیشترین کاربرد را در میان سنسورها دارا است.
2-سنسور نوری از نوع گیرنده و فرستنده در یک بلوک همراه رفلکتور
در این نوع سنسور گیرنده و فرستنده که هر دو در یک بدنه قرار گرفته اند. شعاع نوری از فرستنده ساطع می شود.شعاع نوری ساطع شده به یک صفحه منعکس کننده نور که مقابل فرستنده قرار دارد رسیده و توسط آن منعکس می گردد و سپس توسط قسمت گیرنده سنسور حس میشود. خاصیت قابل توجه این نوع سنسور این است که برای موقعیت ها و جهت های مختلف با زاویه های متفاوت می توان آن را تنظیم نمود (با تنظیم رفلکتور) و از نظر حجمی و جاسازی در سیستم نیز بسیار مناسب است. ضمنا برای مسافت طولانی نیز قابل تنظیم و مؤثر است.
سنسورهای نوری گیرنده و فرستنده در یک بلوک با صفحه منعکس کننده نور RETROREFLEETIVE
سنسورهای نوری گیرنده و فرستنده در یک بلوک با صفحه منعکس کننده نور RETRO REFLECTIVE
3-سنسور نوری از نوع گیرنده و فرستنده در ۲ بلوک
در این نوع سنسور گیرنده و فرستنده جداگانه هر کدام در یک بدنه قرار دارند و بایستی روبروی هم قرار بگیرند و قبل از شروع کار بایستی طوری تنظیم شوند که شعاع نوری مستقیما از فرستنده به گیرنده برسد.
اساس کار این نوع سنسور بدین صورت است که هرگاه شعاع نوری که توسط قسمت فرستنده و به صورت دائم ساطع می شود توسط عاملی قطع شود و از رسیدن شعاع نوری به گیرنده ممانعت به عمل آورد گیرنده عمل نموده و سیگنال مناسب ارسال می دارد. این نوع سنسور قابلیت عملکرد تا شعاع ۱۰ متری را دارد و ضمنا قابلیت عملکرد در محیط های مرطوب و آلوده به گردوغبار را نیز دارا میباشد.
شما می توانید برای آشنایی بیشتر با انواع مختلف محصولات و خرید سنسور نوری به وبسایت یوتاب صنعت مراجعه کنید .
فیبرهای نوری
در این بخش از مقاله انواع سنسور نوری، به فیبرهای نوری اشاره میکنیم که از فایبرگلاس مخصوص یا مواد پلیمری ساخته شده اند و به صورت رشته های سیم هستند آنها به عنوان چشم های انبساط یافته جهت سنسورهای نوری به حساب می آیند.
شعاع نوری که از یک سنسور نوری ساطع می شود توسط این فیبرهای نوری می تواند به جهت و همچنین مسافت های مختلف هدایت گردد. به وسیله این فیبرهای نوری می توان شعاع نوری را در مکان هایی که از نظر جا و مکان جهت نصب بدنه سنسور مشکل است هدایت نمود. توسط سنسورهای نوری و با کمک فیبرهای نوری می توان اشیاء بسیار کوچک را در زاویه ها و نقاطی که از نظر جا برای نصب سنسورها مقدور نیست تشخیص داد یا اصطلاحا سنس نمود.
سنسور نوری میتواند توسط کابل نوری به صورت مینیاتوری عمل نماید
Through beam
نکته: هر سه نوع سنسور نوری می توانند توسط کابل نوری به صورت مینیاتوری عمل نمایند.فیبرهای نوری در اندازه های ۱ متری و ۲ متری جهت سنسورها ساخته میشوند و قابلیت خمش در درجه های کم را دارند.
ساختمان سنسور نوری
یک سنسور نوری از دو قسمت اصلی تشکیل شده است:
۱- فرستنده
۲- گیرنده
البته با توجه به انواع سنسور نوری مختلف می توان اجزای دیگری مانند هدایت کننده نور و یا منعکس کننده و امثالهم را هم به آن اضافه نمود.فرستنده و گیرنده می توانند در یک واحد متمرکز باشند، که در این صورت به سنسورهای نوری انعکاسی معروف می باشند، یا در دو واحد مجزا بوده که به عنوان سنسورهای نوری یک مسیره شناخته می شوند. در فرستنده یک منبع تولید نور جهت نور قرمز و یا مادون قرمز قرار دارد که بر طبق قوانین اپتیک در یک خط راست نور را ساطع کرده و در گیرنده نور دریافتی فیلتر شده و سپس توسط مدارهای الکترونیکی تحلیل می گردد.
یک سنسور نوری از دو قسمت تشکیل شده:1- گیرنده 2- فرستنده
ساختمان داخلی سنسور نوری
سنسورهای نوری حساس به عواملی مانند گردوغبار، روغن و کثیف بودن محیط کاری بوده و در اینگونه شرایط کار آن مختل می گردد. برای مثال در سنسورهای یک مسیره که نور ساطع شده،فاصله بین فرستنده و گیرنده را طی می نماید. بر اثر گردوغبار و یا عوامل دیگر امکان دارد که نور فرستاده شده به گیرنده نرسیده و سنسور این اختلال را به عنوان وجود یک جسم تفسیر نماید و یا در صورت کثیف شدن لنز فرستنده توان نور فرستاده شده ضعیف گردیده و برای مثال در سنسورهای انعکاسی نور برگشتی دیگر انرژی لازم جهت تحلیل در گیرنده را نخواهد داشت.
برای انواع سنسور نوری،ضریب کاری تعریف شده که این ضریب با کلمه B (بتا) نمایش داده شده و برابر خارج قسمت توان نور دریافتی یک سنسور (PE) به حداقل توان نور دریافتی که باعث قطع و وصل سنسور می گردد (PS) تعریف شده است.
B = PE / PS
اگر دو مقدار PE و PS برابر باشند. در این صورت مقدار بتا برابر 1 خواهد بود و در این صورت رزرو کاری برای سنسور وجود ندارد و اگر بتا برابر 1. 5 باشد، در این صورت %50 رزرو کاری موجود میباشد. این ضریب بسته به فاصله فرستنده و گیرنده در سنسورهای نوری یک مسیره و یا فاصله فرستنده از منشور منعکس کننده در سنسورهای نوری انعکاسی و یا فاصله فرستنده از جسم مورد نظر در سنسورهایی که براساس نور انعکاسی از سطح اجسام کار کرده می باشد، که این فاصله با S نمایش داده میشود. در انواع سنسور نوری نمودار ارتباط با S با همدیگر تفاوت داشته و منحنی آنها در شکل نشان داده شده است.