75439

Оптичні давачі. Безконтактний фотоелектричний давач

Лекция

Коммуникация, связь, радиоэлектроника и цифровые приборы

Фотодавачі складаються з джерела випромінювання фотоприймача перетворювача сигналу і підсилювача сигналу. У порівнянні з іншими типами давачів фотодавачі мають ряд переваг. Діапазон дії фотодавачів істотно перевершує індуктивні ємнісні магнітні й ультразвукові.

Украинкский

2015-01-12

2.23 MB

2 чел.

ЛЕКЦІЯ 12

Оптичні давачі. Безконтактний фотоелектричний давач.

Давач, який виявляє предмет, що відображає або перериває світлове випромінювання, видиме або невидиме, і що має напівпровідниковий комутаційний елемент.

Фотодавач- це один з типів пристроїв, призначених для позиціонування об'єкта. Вони поширені повсюдно і використовуються в нашого щоденного життя. Вони допомагають, контролювати процес відкриття і закриття гаражних воріт, безконтактно включати і вимикати воду в раковині, контролювати рух ескалатора, відкривати двері в супермаркеті, визначати переможця на змаганнях і багато іншого. Фотодавачі складаються з джерела випромінювання, фотоприймача, перетворювача сигналу і підсилювача сигналу. Приймач аналізує надійшов світловий потік, перевіряє, чи надійшов він від джерела випромінювання і передає відповідний сигнал на підсилювач і далі на виконавчий пристрій. У порівнянні з іншими типами давачів, фотодавачі мають ряд переваг. Діапазон дії фотодавачів істотно перевершує індуктивні, ємнісні, магнітні й ультразвукові. Висока чутливістю навіть при мініатюрному виконанні і численні варіанти конструкцій корпусу дозволяють фотодавачу вирішувати практично будь-які завдання .

Тип, розмір, форма і особливості поверхні об'єктів, які потрібно виявити, відстань між давачом і об'єктом, а також умови навколишнього середовища визначають параметри системи і вибір відповідних типів давачів.

Давачі зі наскрізним променем

Випромінювач і приймач фотоелектричного давача з наскрізним променем розміщені в різні корпуси. Випромінювач (Е) напрямлений прямо на приймач (R). Якщо об'єкт (О) перериває промінь світла, то вихід перемикається.

Особливі: виконання давачів

  •  виявляє непрозорі та відбиваючі об'єкти;
  •  великий діапазон дії і висока надійність, так як світловий промінь проходить через сигнальний шлях тільки один раз;
  •  низька чутливість до перешкод, тому добре підходить для застосування у важких умовах, наприклад, на відкритих просторах або в умовах забруднення;
  •  додаткові витрати на встановлення, оскільки потрібна установка і проводка кабелю для двох частин.

Зазвичай давач з наскрізним променем застосовуються для контролю за виробничими та пакувальними лініями (див. рис. 12.1) , для вимірювання рівня заповнення в прозорих ємностях, а також в системах проходу і в зонах підвищеного ризику.

Рис.12.1. Застосування давачів з наскрізним променем для контролю за виробничими та пакувальними лініями

Особливості виконання давачів зі наскрізним променем.  Давачі вилочного типу

Оптичні давачи вилочного типу. Відносяться до давачів T-типу, незважаючи на те, що приймач і випромінювач знаходяться в одному корпусі. Це пов'язано з тим , що в основі спрацьовування давача лежить переривання оптичного променя між приймачем і випромінювачем розташованих в протилежних «вилках». За рахунок невеликих оптичних відстаней, в давачах даного типу є можливість, за допомогою діафрагм, сформувати дуже «вузький» промінь. Завдяки цьому оптичні давачи щілинного/вилочного типу здатні виявляти об'єкти малого діаметра або мають більшу частоту переміщення.

Якщо відстань між випромінювачем і приймачем мала (в кілька міліметрів або сантиметрів), то обидва вони можуть бути розміщені протилежно один до одного в U-подібному корпусі. Ці давачі вилочного типу, на відміну від стандартних давачів з наскрізним променем, володіють перевагою простої електричної установки, так як потрібна проводка кабелю тільки для одного приладу. Крім цього, немає необхідності в центруванні оптичних осей.

Рис.12.2. Оптичні давачі вилочного типу

Світлові решітки 

У застосуваннях для безпеки дуже часто необхідно контролювати велику площу. Це найпростіше здійснити шляхом паралельного підключення декількох давачів з наскрізним променем. Всі випромінювачі такий світловий решітки об'єднані в загальний корпус, так само як і всі приймачі, чиї виходи логічно об'єднані. Це рішення дозволяє значно скоротити витрати на установку, в порівнянні з установкою окремих давачів. Відстань між променями вибирається згідно специфіці конкретного застосування.

Давачі з відображенням від рефлектора

Давачіі з відбиттям від рефлектора містять в одному корпусі і випромінювач, і приймач. Світло випромінювача відбивається від рефлектора до приймача. При перериванні світлового променя активується функція перемикання.

Давачі з відбиттям від рефлектора з поляризаційним фільтром

Типова проблема ретро-рефлекторних систем, полягає в тому, що блискучі/відбиваючі об'єкти можуть розпізнаватися ненадійно. Поляризаційний світлофільтр використовується для усунення помилкових сигналів, які можуть проявитися, якщо блискучий об'єкт проходить перед давачом з відбиттям від рефлектора. Використовується відбивач, що змінює площину коливання світлової хвилі (рис.12.3.)

Рис.12.3. Давачи з відбиттям від рефлектора з поляризаційним фільтром

Особливості: 

  •  Виявляє непрозорі і блискучі об'єкти;
  •  Версії для виявлення прозорого об'єкта (версії-G);
  •  Економія часу і витрат, так як електричне з'єднання необхідно тільки з боку давача.

Давачі з відбиттям від рефлектора для виявлення прозорого об'єкта 

Застосовуючи схему малого гістерезиса, давач розпізнає незначні зміни у відбитому світлі. Особливо, при виявленні прозорого об'єкта (рис.12.4.).


Рис.12.4. Виявленні прозорого об'єкта 

Давач з відбиттям від рефлектора з придушенням переднього фону

Дані фотоелектричні давачі не видають помилкових спрацьовувань на блискучі об’єкти, які знаходяться в перед встановленому діапазоні.



 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

69315. БАГАТОКРОКОВІ МЕТОДИ РОЗВ’ЯЗУВАННЯ ДИФЕРЕНЦІЙНИХ РІВНЯНЬ 555 KB
  В главі 8 було розглянуто однокрокові алгоритми обчислення наближеного розв’язку в точці tn + 1 з використанням інформації про розв’язувану задачу тільки на відрізку (tn,tn + 1) завдовжки в один крок. Логічно припустити, що можна підвищити точність методу...
69316. ЧИСЕЛЬНЕ ІНТЕГРУВАННЯ ЖОРСТКИХ СИСТЕМ ДИФЕРЕНЦІЙНИХ РІВНЯНЬ. ЧИСЕЛЬНІ МЕТОДИ РОЗВ’ЯЗУВАННЯ КРАЄВИХ ЗАДАЧ 1.14 MB
  При побудові і дослідженні математичних моделей об’єктів для підвищення їх точності й адекватності необхідно враховувати велику кількість факторів і явищ, що неминуче приводить до явища жорсткості і описуючих його жорстких рівнянь.
69317. ОБЧИСЛЮВАЛЬНИЙ ЕКСПЕРИМЕНТ ТА ЙОГО ЕТАПИ 308 KB
  В результаті розміри і складність математичних моделей істотно зростають а їх розв’язок в аналітичному вигляді стає неможливим. розв’язок системи лінійних в загальному випадку лінеаризованих рівнянь; 2. розв’язок нелінійних алгебраїчних рівнянь...
69318. Розв’язування СЛАР на основі LU-розладу матриці 542 KB
  До цієї задачі належать задачі обчислення визначників і обчислення елементів оберненої матриці. Іноді обчислення визначників і елементів оберненої матриці називають другою і третьою основними задачами лінійної алгебри. 2 заснований на використанні оберненої матриці...
69319. Аналіз похибок розв’язування СЛАР 336 KB
  Аналіз похибок через число обумовленості матриці Нехай обчислене значення x помилка розв’язку ε = b відхил або нев’язка розв’язку системи рівнянь x = b. Нев’язка може бути малим а помилка розв’язку великою. 52 cond = 1 число обумовленості матриці що дорівнює максимально...
69320. Ітераційні методи розв’язування СЛАР 307.5 KB
  Метод простої ітерації умови збіжності Для розріджених великих систем рівнянь досить добрі результати можна отримати як це було показано в попередньому параграфі застосуванням методу визначальних величин.
69321. Властивості власних значень і власних векторів матриці 115 KB
  Метод характеристичного рівняння матриці Коли на деякий вектор х діє матриця А то в загальному випадку отримується новий вектор у = Ах який відрізняється від вектора х як своїм модулем розміром так і орієнтацією в багатовимірному просторі.
69322. Степеневий метод обчислення власних значень 149.5 KB
  Для оцінки окремих власних значень матриці можна використовувати теорему Гершгоріна яка стверджує що матриця А порядку nxn має n власних значень кожне з яких лежить в межах круга: 4. Якщо λ власне значення матриці то завжди можна вибрати відповідний йому...
69323. Власні значення симетричних матриць 174 KB
  Остаточно маємо формули алгоритму Ланцош довільний нормований вектор; При цьому вважається, що Якщо то було випадково взято ортогональним одному з власних векторів. Тоді Т розпадається на дві тридіагональної матриці; характеристичний поліном – на добуток двох поліномів...