Щелевые (вилочные) оптические датчики

Щелевые оптические датчики – это приборы вилочного типа способны обнаружить перемещающийся предмет маленьких размеров. Это свойство обусловливает основную область их применения – автоматизированные производственные линии, на которых осуществляется контроль над технологическим процессом и учет выпускаемой продукции.

В щелевых датчиках излучатель и приемник расположены друг против друга на противоположных концах вилки. Как только движущийся предмет попадает в зону действия прибора (во внутреннее пространство вилки), луч прерывается, благодаря чему генерируется коммутационный сигнал.

Общее описание

Щелевой оптический датчик представляет собой небольшое электронное устройство U-образной конфигурации, на одном конце которого закреплен светодиодный передатчик, а на другом – приемник сигнала. Прибор помещен в пластиковый водонепроницаемый корпус с электрической защитой, предохраняющей от короткого замыкания и смены полюсов. В регулировке положения луча и юстировке нет необходимости, поскольку передатчик и приемник располагаются вдоль единой оптической оси. Использование тонкого луча позволяет обнаруживать объекты размером в десятые доли миллиметра, а в случае лазерного светодиода разрешающая способность прибора составляет 0,05 мм.

Одна из разновидностей щелевого датчика – угловой сенсор, где луч проходит по диагонали либо пучок параллельных лучей формирует световую завесу. Такая конструкция позволяет обнаружить предмет сложной формы.

Принцип работы

Щелевой оптический датчик является бесконтактным прибором, исключающим взаимодействие с объектом. Будучи активированным, устройство излучает поток света, который после прохождения через щелевое отверстие улавливается приемником. Чтобы снизить уровень помех, применяется лазерный луч. Когда на его пути попадается непрозрачный предмет, происходит деактивация (размыкание электрической цепи), что фиксирует электронная аппаратура. Датчик питается от источника постоянного тока. Схема подключения указывается на корпусе прибора.

Выход датчика снабжен транзистором с открытом коллектором. Если сигнал непрерывный, сила тока поддерживается на определенном уровне. Когда световой поток прерывается, сила тока падает. Разность значений генерирует логические коды «0» или «1», которые передаются на совместимый микроконтроллер. Во многих датчиках имеется возможность переключать режимы из положения Light On в положение Dark On. В первом случае детектор активируется при беспрепятственном прохождении луча, во втором – при его прерывании из-за возникновения препятствия, создающего затемнение на принимающем устройстве. На реальное состояние указывает световая индикация.

Назначение и области применения

Основное назначение щелевых оптических датчиков – контролирование скоростных процессов на конвейерах и упаковочных линиях. С их помощью можно:

• подсчитывать проходящую по конвейеру продукцию;
• отслеживать правильность положения этикеток;
• контролировать подачу заготовок;
• определять длину отработанных лент;
• измерять скорость протекания процесса (скорость вращения шестеренчатого колеса).

Щелевые датчики вилочного типа используют в строительной отрасли, охранных системах, при производстве радиотехнической продукции (особенно полупроводников), других сферах, где требуется точность измерений мелких предметов, перемещающихся на высоких скоростях.

Ограничения на использование щелевых фотодатчиков

Несмотря на простоту конструкции, монтажа и эксплуатации оптические датчики вилочного типа не рекомендуется устанавливать в местах с интенсивной внешней засветкой, высокой влажностью и температурой, сильной запыленностью, а также на механизмах и агрегатах, испытывающих значительную вибрационную нагрузку. Игнорирование этих рекомендаций может привести к ложному срабатыванию и/или искажению результатов считывания.