75416

Оптичні давачі. Давачі дифузного типу

Лекция

Коммуникация, связь, радиоэлектроника и цифровые приборы

Давачі дифузного типу Давач дифузного типу створений за принципом давача з відбиттям від рефлектора. Давачі дифузного типу Давач дифузного типу з придушенням заднього фону Давачі дифузного типу з придушенням заднього фону були розроблені для того щоб досягти визначеного діапазону сканування для будьяких обєктів незалежно від їх яскравості кольору та інших властивостей а також від яскравості заднього фону. Такі давачі ігнорують всі обєкти які знаходяться до давача ближче ніж попередньо налаштований діапазон виявлення.

Украинкский

2015-01-12

2.47 MB

5 чел.

ЛЕКЦІЯ 13

Оптичні давачі.  Давачі дифузного типу

Давач дифузного типу створений за принципом давача з відбиттям від рефлектора. Проте в даному випадку, давач обробляє світло, відбите безпосередньо від виявленого об'єкта (рис.13.1.).

Через дифузного відбиття (перевипромінювання) від об'єкта, діапазон спрацьовування такого давача знижується в порівнянні з фотоелектричним давачом з відбиттям від рефлектора. Тут йде мова про діапазон виявлення. Під цим прийнято розуміти максимальну відстань від випромінювача, при якому об'єкт може бути надійно розпізнаний.

Рис.13.1. Давачі дифузного типу

Давач дифузного типу з придушенням заднього фону

Давачі дифузного типу з придушенням  заднього фону були розроблені для того, щоб досягти визначеного діапазону сканування для будь-яких об'єктів, незалежно від їх яскравості, кольору та інших властивостей, а також від яскравості заднього фону. Наступний малюнок наочно ілюструє функціональний принцип давача дифузного типу з придушенням заднього фону. Емітований випромінювачем світло, сфокусований оптикою, досягає об'єкта.

Якщо об'єкт знаходиться в діапазоні сканування, то частина відбитого світла, зібраного лінзою приймача, потрапляє на ближній елемент приймача (Б); давач видає сигнал «включено». Із збільшенням відстані до об'єкта, ця світлова пляма переміщується у бік далекого елемента (Д). На межі діапазону сканування одна половина світового плями знаходиться на (Б ) і друга половина на (Д), і давач сигналізує «виключено». Якщо об'єкт продовжує віддалятися, то світло все ще продовжує падати на дальній елемент, і давач все так само сигналізує «виключено».

Особливості: 

  •  в майже постійний діапазон виявлення дифузно рефлектуючих матеріалів з сильно відмінними рівнями перевипромінювання;
  •  темні об'єкти на світлому фоні надійно виявляються;
  •  високий функціональний резерв;
  •  в нечутливі до інтерферують віддзеркалень від об'єктів за межами діапазону виявлення;
  •  недорога і порівняно швидка установка, так як давач складається з одного блоку і не потребує рефлекторі.

Принцип придушення заднього фону аналогічний принципу придушення переднього фону. Такі давачі ігнорують всі об'єкти, які знаходяться до давача ближче, ніж попередньо налаштований діапазон виявлення.

Давачі дифузного типу з визначенням заднього фону

Крім придушення заднього фону, для певних випадків застосування використовується зворотний принцип - принцип визначення заднього фону. Якщо один спосіб заснований на ігноруванні заднього фону і реагуванні тільки на об'єкти всередині діапазону сканування , то інший - на оцінці виключно того світла, який відбивається від заднього фону; не об'єкт, а фон є референцією (див. рис.13.2.). Якщо об'єкт перериває шлях променя до заднього фону, то давач перемикається незалежно від того, чи досягне відбитий промінь приймача, і таким чином, сигналізує або сигналізує виявлення об'єкта перед заднім фоном - наприклад, при відображають об'єктах. Давачі з визначенням заднього фону не володіють «сліпою зоною» і особливо підходять для виявлення складних, зокрема, сильно відображають об'єктів. Крім цього, вони, на відміну від системи придушення заднього фону, тестованими і можуть мати виконання з функцією самоконтролю.

Рис. 13.2. Давачи з визначенням заднього фону

Особливі виконання давачів дифузного типу

Типова особливість стандартного давача дифузного типу, що полягає в чутливій реакції на властивості матеріалу поверхні давача, використовується у давачів контрасту і давачів кольору.

Давач контрасту

Він оцінює відмінність в яскравості між матеріалом виявленого об'єкта та нанесеним на нього маркуванням. При цьому, колір посилається променя або колір друкованої мітки повинен бути обраний таким чином , щоб контраст виявився максимально великим. Тому наші давачі контрасту оснащені 3- колірним світлодіодом в якості джерело світла. Вибір оптимально відповідного кольору променя проводиться давачом автоматично в процесі настройки. У більшості своїй давачі побудовані за принципом автоколлімації, тобто і випромінювач, і приймач знаходиться на одній загальній оптичній осі («одноока» система). Це дозволяє перетворювати оптику і досягати таким чином високу гнучкість при монтажі положення давача.

Люмінесцентний давач 

Одним з варіантів давача контрасту є люмінесцентний давач, який працює з модульованим ультрафіолетовим світлом. На скануючий матеріал наносяться відповідні матеріали (люмінофори), які внаслідок активізуються за рахунок опромінення. До таких матеріалів відноситься, наприклад, оптичний відбілювач в білому папері; але вони також містяться в певних лаках, маслах, жирах і марках (рис. 13.3).

Рис. 13.3. Люмінесцентний давач

Світло, що випромінюється люмінофором до приймача, має довжину хвилі більше, ніж світло, що йде від випромінювача; він знаходиться в видимому спектральному діапазоні . За рахунок модуляції і точно визначеного зсуву частоти між випромінює і приймає світлом, на люмінесцентні давачі майже не впливають зовнішні джерела світла і , таким чином, ці давачі працюють особливо надійно.

Давачі кольору

У той час, як стандартні давачі друкованих міток визначали лише різницю в яскравості в певному спектральному діапазоні давача, давач світла розбиває відбите від об'єкту світло на кілька часткових спектрів і видає на кожен з цих підспектрів значення інтенсивності. Розподіл цих значень відображає спектральні властивості, і разом з тим-колір об'єкта.

Давачі кольору Visolux працюють за принципом трьохдіапазонного дії. При цьому, розрізняють два типи трьохдіапазонної дії; активний і пасивний.

  •  Активна трьохдіапазонна дія:

Об'єкт послідовно висвітлюється трьома кольорами випромінювача (червоним, зеленим, голубим ). Кількість відбитого світла вимірюється окремо для кожного кольору. З трьох значень, отриманих таким шляхом, однозначно визначається колір об'єкта.

  •  Пасивна трьохдіапазонна дія: Об'єкт висвітлюється білим світлом випромінювача. Джерело світла являє собою, наприклад, білий світлодіод. Потім червоні, зелені та блакитні складові відбитого світла відфільтровуються і, відповідно, визначається кількість світла. Для цього використовуються три приймача. Таким чином визначається колір об'єкта.

Волоконно-оптичні кабелі

Характеристики волоконно-оптичних кабелів, залежно від виконання, відповідають характеристики давачів з наскрізним променем або дифузного типу.

Системи наскрізного променя мають по одному волоконно-оптичному кабелю для випромінювача і приймача, у дифузних систем світло проводиться в одному єдиному волоконно-оптичному кабелі через окремі волокна випромінювача і приймача.

Випромінювач і приймач розташовані в одному корпусі. Оптично активна область проводиться через волоконно-оптичний кабель (скло або пластмаса) від приладу до пункту збору. За рахунок їх маленьких оптично активних поверхонь, системи волоконно-оптичного кабелю підходять для виявлення дрібних деталей. Для цього також є спеціальні волоконно-оптичні кабелі з коаксіальним або змішаним розташуванням волокон і маленькими діаметрами волокон  (пластмасові оптоволокна: менше 100 μм, скло-волокна: зазвичай 50μм). .

Через велику кута розкриття світловий апертури (близько 70 град.); волоконно-оптичні кабелі працюють на значно більш менших відстаннях, ніж стандартні давачи. Однак, дистанція спрацьовування може бути збільшена за рахунок використання оптичних насадок.

Скло або пластмаса?

При виборі відповідного волоконно-оптичного кабелю користувач повинен визначитися з його матеріалом: пластмаса або скло. Короткі описи властивостей обох цих матеріалів викладені нижче.

Пластмасові волоконно-оптичні кабелі 

Складаються з одного єдиного волокна в оболонці з ПВХ. Дуже маленька вага і висока гнучкість матеріалу волоконно-оптичного кабелю дозволяють застосовувати їх, наприклад, в дуже рухливих частинах машин. Особливою перевагою є індивідуальна збірка кабелів. Стандартна довжина становить 2м. За допомогою доданого в комплекті поставки монтажного пристосування можна легко вкоротити кабель до тієї довжини , яка необхідна для Вашого застосування. Два різних діаметра кабелю і безліч різних типів головок також представлені на вибір. Тут Ви безумовно знайдете волоконно-оптичний кабель, що задовольняє Вашим вимогам.

Скловолоконні світлопроводи

Складаються з декількох окремих волокон з діаметром приблизно в 50μм. Залежно від ситуації, оболонка може бути виконана з таких матеріалів як сталь, ПВХ, метал-силікон або силікон. За рахунок незначного оптичного демпфірування скловолокна, в порівнянні з пластмасовим волокном , можливі великі діапазони дії і сканування. Міцне механічне виконання сталевої оболонки дозволяє застосовувати їх також при високих температурах до 300°С. При виборі типів головок, в комбінації з відповідними матеріалами оболонки, Ви знайдете правильне рішення для кожного з випадків застосування .

Для Вашої зручності в розділі «волоконно¬оптичні давачи»наведені волоконні світловоди, які підходять для окремих типів давачів, на додаток до їх характеристикам.

Питання для контролю і засвоєння

  1.  Дайте визначення безконтактному фотоелектричному давачу.
  2.  Де застосовуються безконтактні фотоелектричні давачі?
  3.  Вкажіть особливості застосування безконтактних фотоелектричних давачів.
  4.  Які головні властивості безконтактного фотоелектричного давача?


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

69729. Включення файлів 25.5 KB
  Наприклад загальні для декількох початкових файлів визначення іменованих констант і макровизначення можуть бути зібрані в одному файлі що включається і включені директивою include у всі початкові файли.
69730. Параметри функції main( ) 32 KB
  Параметр argv - масив покажчиків на рядки; argc - параметр типа int, значення якого визначає розмір масиву argv, тобто кількість його елементів, envp - параметр-масив покажчиків на, символьні рядки, кожна з яких містить опис однієї із змінних середовища (оточення).
69731. Функції перетворення 55 KB
  Повертає дробове число, значення якого передано функції як аргумент. Функція обробляє рядок до тих пір, поки символи рядка є допустимими. Рядок може бути значенням числа як у форматі з плаваючою крапкою, так і в експоненціальному форматі.
69732. Статичні елементи класу 25.5 KB
  Пам’ять під статичне поле виділяється один раз при його ініціалізації незалежно від числа створених об’єктів і навіть при їх відсутності і ініціалізується за допомогою операції доступу до області дії а не операції вибору визначення повинне бути записано поза функціями...
69733. Покажчик this 22.5 KB
  Кожний об’єкт містить свій екземпляр полів класу. Методи класу знаходяться в пам’яті в єдиному екземплярі і використовуються всіма об’єктами сумісно, тому необхідно забезпечити роботу методів з полями саме того об’єкта, для якого вони були викликані.
69734. Перевантаження операцій new і delete 50.5 KB
  Поведінка перевантажених операцій повинна відповідати діям, які виконуються ними за замовчуванням. Для операції new це означає, що вона повинна повертати правильне значення, коректно обробляти запит на виділення пам’яті нульового розміру і породжувати виключення при неможливості...
69735. Віртуальні методи 45 KB
  Це не завжди можливо, оскільки в різний час покажчик може посилатися на об’єкти різних класів ієрархії, і під час компіляції програми конкретний клас може бути невідомий. Можна навести як приклад функцію, параметром якої є покажчик на об’єкт базового класу.
69736. Використання шаблонів класів 32.5 KB
  Щоб створити за допомогою шаблона конкретний об’єкт конкретного класу (цей процес називається інстанціонуванням), при описі об’єкту після імені шаблона в кутових дужках перераховуються його аргументи...