Czujnik optyczny, zwany również fotoelektrycznym, służy do precyzyjnej i bezdotykowej detekcji obiektów - ich obecności lub jej braku, określania ilości, odległości, kształtów oraz rodzajów. Niezależnie od typu, działanie każdego czujnika optycznego opiera się na współpracy dwóch podstawowych elementów – nadajnika (emitera) i odbiornika (detektora) wiązki świetlnej. Wykrywanie obiektu odbywa się poprzez przerwanie bądź odbicie wiązki świetlnej biegnącej pomiędzy nadajnikiem a odbiornikiem. W tej kategorii urządzeń mieszczą się zarówno proste fotokomórki wykorzystujące światło widzialne lub podczerwień, jak i skomplikowane systemy z wysokiej klasy soczewkami optycznymi, w których nośnikiem informacji jest modulowane światło lasera.
W zależności od konstrukcji i sposobu działania czujniki fotoelektryczne możemy podzielić na: czujniki optyczne odbiciowe, czujniki refleksyjne oraz bariery optyczne.
Czujniki optyczne występują w obudowach cylindrycznych - czujnik optyczny cylindryczny lub prostokątnych (kostkowych) - czujnik optyczny prostokątny. Rodzaj obudowy wpływa na gabaryty czujnika, sposób jego montażu i obszary zastosowań. W zależności od specyfiki aplikacji czujnik fotoelektryczny może być zasilany prądem przemiennym (AC), prądem stałym (DC) lub prądem przemiennym i stałym (AC/DC).
Specyfika czujnika optycznego i parametry jego pracy opisywane są poprzez: strefę działania (zakres mierzony od milimetrów do metrów), rodzaj światła (wiązka światła widzialnego, podczerwień, laser), częstotliwość pracy (Hz, kHZ), napięcie zasilania (zazwyczaj 230V AC lub 12-24V DC), stopień ochrony obudowy (IP), rodzaj wyjścia, typ gniazda zasilania i temperaturę pracy.
Dodatkowo, w przypadku kurtyn świetlnych, będących odmianą czujnika typu bariera optyczna, istotne są również: szerokość detekcji, odległość pomiędzy wiązkami emitowanego światła oraz minimalna wielkość wykrywanego obiektu.
Oba rodzaje czujników działają na podobnych zasadach, wykorzystując te same technologie optyczne do detekcji obiektów oraz kontroli procesów. Oferują podobne tryby działania (czujniki odbiciowe, czujniki refleksyjne, bariera optyczna), zaś precyzja pomiaru zależy w dużej mierze od klasy czujnika, sposobu ustawienia i prawidłowego sparowania z obsługiwaną aplikacją. Podstawowe różnice między nimi sprowadzają się do kształtu obudowy, sposobów montażu i szerokości detekcji.
Czujnik optyczny cylindryczny przyjmuje zazwyczaj kształt walca i dostępny jest w standardowych rozmiarach (M8, M12, M18), co ułatwia montaż w otworach przelotowych, gwintowanych lub dedykowanych uchwytach. Czujniki cylindryczne mają zazwyczaj stały, osiowy kierunek detekcji „na wprost”, co wymaga precyzyjnego ustawienia względem monitorowanego obiektu.
Czujnik optyczny prostokątny w obudowie kostkowej przeznaczony jest do montażu na powierzchniach płaskich. Cechuje go większa elastyczność pod względem kąta i kierunku detekcji, które mogą być precyzyjniej dopasowane do bardziej złożonych układów.
Francuska firma, należąca obecnie do korporacji YAGEO Group, to producent komponentów automatyki przemysłowej z prawie 100-letnią historią. Jedną ze specjalności Telemecanique Sensors są czujniki optyczne i powiązane z nimi technologie. Proponowane przez firmę urządzenia uznawane jedne z najlepszych rozwiązań tego typu na rynku – ich szeroki asortyment oferujemy w naszym sklepie internetowym.
Firma Telemecanique wprowadziła w ostatnim czasie nową, odświeżoną serię uniwersalnych czujników optycznych cylindrycznych serii XUB oraz uniwersalnych miniaturowych czujników optycznych w prostopadłościennej obudowie (kostkowych) serii XUM.
Czujniki optyczne Telemecanique Sensors umożliwiają m.in. wykrywanie obecności (lub jej braku) oraz położenia obiektu, wykrywanie poziomów cieczy, zarządzanie kontrolą dostępu i wdrażanie systemów śledzenia, a także monitorowanie za pomocą technologii IoT (Internet of Things - Internet Rzeczy). Ich jakość i niezawodność sprawiają, że znalazły szerokie zastosowanie w dziedzinach takich jak: produkcja przemysłowa różnych branż, transport, spedycja i logistyka, infrastruktura kolejowa, wodociągi, kanalizacja czy windy i schody ruchome. Mnogość dostępnych wariantów pozwala precyzyjnie dobrać odpowiedni czujnik optyczny Telemecanique Sensors do specyfiki konkretnego systemu.
Zdolność detekcji czujników optycznych obejmuje większość typowych materiałów stałych (metal, drewno, karton, papier, tworzywo sztuczne, szkło, itp.). Ich konstrukcja oraz sposób działania umożliwiają wykrywanie obecności obiektu w strefie działania czujnika, zmian jego położenia, odległości (czujniki optyczne laserowe), a nawet kolorów i wzorów. Odpowiednio dobrany i skonfigurowany czujnik optyczny odbiciowy potrafi także zliczać przesuwające się obiekty (np. na taśmie produkcyjnej), określać poziom cieszy w zbiorniku oraz kontrolować położenie elementów ruchomych w maszynach. Niektóre urządzenia tego typu są w stanie rozpoznać specyficzne cechy powierzchni, takie jak: faktura, refleksyjność czy przezroczystość. Takie właściwości znajdują zastosowanie m.in. w przemyśle przy wykrywaniu wad powierzchniowych wyrobów.
Czujnik fotoelektryczny działa na zasadzie wykrywania obecności lub zmiany natężenia wiązki światła. Składa się z dwóch głównych elementów: nadajnika i odbiornika. Nadajnik (emiter) generuje promień lub wiązkę światła widzialnego, podczerwonego albo laserowego, zaś odbiornik (detektor) wykrywa światło emitowane przez nadajnik i reaguje na jego zmiany. Działanie czujnika optycznego opiera się na analizie interakcji promienia świetlnego z obiektem znajdującym się w jego zasięgu. Obiekt znajdujący się w strefie działania czujnika może m.in. przerwać wiązkę światła (w trybie przecięcia wiązki), odbić światło (w trybie rozproszonym) lub blokować światło odbijane od odbłyśnika (w trybie z reflektorem). Zmiana w obrębie emitowanej wiązki światła rejestrowana jest przez detektor czujnika a następnie przetwarzana na sygnał elektryczny. Sygnał ten może być zinterpretowany przez układ sterowania urządzenia, którego czujnik optyczny jest elementem.
Czujniki optyczne służą do wykrywania obecności lub położenia danego obiektu znajdującego się w strefie działania czujnika. Są powszechnie stosowane we wszelkich gałęziach przemysłu, w procesach automatyki przemysłowej, motoryzacji, pakowaniu, przemyśle papierniczym, w dźwignicach, logistyce i wielu innych obszarach. Znajdują zastosowanie w systemach zliczania i kontroli jakości. Mogą być również elementem systemów bezpieczeństwa – inicjując wyłączenie maszyn w przypadku wykrycia obecności osób w zagrożonej strefie. Dzięki zdolności do bezdotykowej detekcji obiektów czujnik optyczny fotoelektryczny doskonale sprawdza się w obszarach, w których wymagana jest szybka i precyzyjna kontrola procesów. W zakładach produkcyjnych systemy czujników optycznych monitorują m.in. linie montażowe, zapobiegając niepożądanym przestojom i zapewniając ciągłość produkcji. W logistyce wspierają automatyczne systemy sortowania paczek, skanowania kodów i śledzenia przesyłek - co znacznie usprawnia procesy magazynowe i dystrybucyjne.
Tak. Czujniki fotoelektryczne potrafią efektywnie wykrywać plastik oraz inne materiały, które odbijają lub przepuszczają światło. Umożliwia to ich szerokie wykorzystanie na liniach produkcyjnych oraz w systemach sortowania odpadów. Skuteczność detekcji w dużym stopniu zależy od trybu pracy czujnika oraz cech materiałowych obiektu, takich jak: rodzaj tworzywa, kolor, tekstura, przezroczystość, itp. Tworzywa w jasnych barwach, gładkie i błyszczące odbijają światło w sposób bardziej przewidywalny, co ułatwia ich wykrywanie. Matowe plastiki mogą wymagać ustawienia wyższej czułości lub odpowiedniego trybu pracy czujnika.
Wykrywanie plastiku za pomocą czujników możemy zrealizować na kilka sposobów: za pomocą czujników fotoelektrycznych, ultradźwiękowych, pojemnościowych oraz zaawansowanych czujników spektrometrycznych. Czujniki fotoelektryczne są w stanie wykrywać plastik, ale ich skuteczność zależy od rodzaju plastiku oraz konfiguracji czujnika. W przypadku przezroczystych lub ciemnych plastików zaleca się stosowanie czujników o wyższej czułości lub odpowiednich trybów pracy (np. z reflektorem), aby zapewnić precyzyjną detekcję.
Czujniki ultradźwiękowe, działające na zasadzie pomiaru czasu odbitego od obiektu echa, sprawdzają się lepiej niż fotoelektryczne w wykrywaniu jasnych i przeźroczystych plastików, elementów o nieregularnych kształtach i zróżnicowanej fakturze.
Czujniki pojemnościowe wykrywają obiekty nieprzewodzące, takie jak: tworzywa sztuczne, szkło, papier lub drewno. Służą również do kontroli poziomu cieczy w zbiornikach, wykrywania materiałów ziarnistych i sypkich.
Czujnik optyczny spektrometryczny działa na zasadzie pomiaru widma promieniowania świetlnego (od podczerwieni do nadfioletu). Są one w stanie rozpoznać rodzaj tworzywa sztucznego, dzięki czemu znajdują zastosowanie m.in. w sortowaniu odpadów, gdzie ważne jest oddzielanie różnych typów plastiku (np. PET, HDPE).
