سنسور های مجاورتی نوری

نوری 2

 

 

 

 

 

چکیده : سنسور نوری، همانند  لودسل ها ، ترانسمیترها و فلومتر ها  از کاربردی تربن ابزار ها در صنعت و اتوماسیون صنعتی بشمار می رود. اطلاعات این سنسورها به کنترلر های ابزار دقیق چون  plc وارد می شود  و از این طریق پارامترهای یک محیط صنعتی کنترل می شود.

سنسور های مجاورتی نوری: 

سنسورهای نوری نوعی دیگر از سنسورهای مجاورتی می باشند که بر اساس ارسال ودریافت نور مدوله شده کار می کنند. نور مدوله شده  پالس هایی با فرکانسی مابین ۳۰-۵ kHz می باشد واستفاده از نور مدوله شده سبب بالا رفتن رنج تشخیص سنسور وهمچنین پایین آمدن اثر نور محیط بر روی سنسور می شود,این نورمی تواند در طیف نور مرئی سبز تا نور نا مرئی مادون قرمز باشد .

البتهبیشتر در ساخت سنسور های نوری از نور مادون قرمز با طول موج ۸۸۰mmاستفاده می شود,علت این امر تداخل کم نور مادون قرمز با نور محیط و بالا رفتن فاصلهسویچینگ سنسور می باشد.بر روی سنسور های نوری یک پتانسیومتر به منظور تنظیم حساسیت سنسور نصب می شود.

سنسورهای نوری به سه دسته مطابق زیر تقسیم بندی می شوند :

  • سنسور های نوری یک طرفه(Diffiuse)
  • سنسور های نوری رفلکتوری (Retroreflection)
  • سنسور های نوری دو طرفه (Thru Beam)

سنسور های نوری یک طرفه(Diffiuse) :

سنسورهای نوری یک طرفه بر اساس ارسال نور مدوله شده و دریافت بازتابش این نور از سطوح مختلف کار می کنند. در این سنسور بخش فرستنده و گیرنده در کنار یکدیگر در داخل یک کیس نصب می شوند.

درسنسور نوری یک طرفه ,نور مدوله شده توسط فرستنده به طور مستقیم در فضا پخشمی شود ,در صورتی که این نور به مانعی برخورد کند به صورت  مستقیم و غیر مستقیم منعکس می شود که میزان انعکاس این نور بستگی به رنگ,نوع سطح ,حجم و زاویه مانع دارد.

انعکاسسطوح روشن و صیقلی بیش از سطوح  تیره و غیر سیقلی بوده ;نور انعکاس  یافتهتوسط گیرنده این سنسور دریافت و در صورتی که میزان این نور به حد کافی باشد خروجی تغییر وضعیت می دهد.دقت شود که فاصله سویچینگ این نوع سنسور بستگی به میزان انعکاس نور مدوله شده دارد لذا سطوح روشن و صیقلی از فاصله دوری قابل تشخیص می باشند.

فاصلهسویچینگ این سنسور بر اساس مقوای سفید با سطح صاف بیان می شود و برای محاسبه فاصله سویچینگ برای سایر اجسام  می توان از ضریب تصحیح استفاده کرد.

همانطور که بیان شد رنگ اجسام در تشخیص آن ها بسیار مؤثر می باشد ,به طور کلی سنسور های نوری یک طرفه قادر به تشخیص این اجسام روشن با سطح باز تابش صیقلی مانند اجسام  زیر می باشند:

  • مقوا با رنگ های روشن
  • پارچه با رنگ های روشن
  • شیشه های روشن
  • پلاستیک های روشن

دقتشود که این نوع سنسور قادر به تشخیص پلاستیک های مات سیاه ,لاستیک های سیاه و پارچه های تیره نمی باشد و برای تشخیص این اجسام می توان از دو نوع  دیگر سنسور نوری (رفلکتوری و دو طرفه ) استفاده کرد ,البته این اجسام را می توان توسط سنسور های خازنی و اولتراسونیک تشخیص داد.

براینصب سنسور های یک طرفه می بایست  دقت شود  که زمینه پشت سنسور را جذب یا منحرف کند تا در صورتی که مانعی روبروی سنسور وجود نداشت ,نور منعکس شده بهسنسور  باعث فعال شدن سنسور نشود.سنسور نوری یک طرفه کمترین فاصل سویچینگ را در بین انواع سنسور نوری دارد البته این فاصله نسبت به فاصله سویچینگ سنسور های القایی و خازنی  بسیار بیشتر است,فاصله سویچینگ برای سنسور های نوری یک طرفه در حدود 2mمی باشد .

مثال هایی از کاربرد سنسور نوری یک طرفه :

الف)کنترلوضعیت قطعه کار بر روی نوار نقاله .دقت شود که در این کاربرد می بایست پتانسیومتر حساسیت سنسور را طوری تنظیم کرد که فقط قطعات با وضعیت صحیح راتشخیص دهد.

ب)کنترل شکل و موقعیت قطعه کار.

سنسور های نوری رفلکتوری (Retroreflection) :

سنسورنوری رفلکتوری بر اساس نور مدوله شده و دریافت انعکاس این نور از رفلکتور عمل می کند.در این سنسور بخش فرستنده وگیرنده  در کنار یکدیگر در داخل یک کیس نصب می شوند و نور مدوله شده در فضا منتشر می شود ,در روبروی سنسور یک رفلکتور نصب می گردد  و با برخورداین نور به رفلکتور نور تحت زاویه ای معینبه صورت یک خط مستقیم به سمت گیرنده سنسور انعکاس داده می شود,در صورتی کهیک مانع در مسیر انعکاس این نور قرار گیرد ,دیگر امکان دریافت این نور توسط گیرنده فراهم نیست در نتیجه سنسور وجود مانع را تشخیص داده و خروجی سنسور تغییر وضعیت می دهد.

سنسورنوری رفلکتوری فاصله سویچینگ  بیشتری نسبت به سنسور نوری یک طرفه دارد امافاصله سویچینگ آن کمتر از سنسور نوری دو طرفه می باشد ;به طور معمول فاصلهسویچینگ این سنسور حدود ۱۰m می باشد .

مثال هایی از سنسور نوری رفلکتوری : 

الف)شمارشقطعات عبوری از روی نوار نقاله ,در این کاربرد فقط نیاز به نصب رفلکتور دریک طرف نوار نقاله می باشد ونیازی به کابل کشی در سمتی که رفلکتور نصب شدهنمی باشد و امکان شمارش اجسام مات وسیاه نیز با استفاده از این نوع سنسور وجود دارد.

ب)کنترلمیزان شل شدن  پارچه یا ورق توسط چند سنسور نوری رفلکتوری ,دقت شود که استفاده از این نوع سنسور فقط برای کنترل حرکت پارچه یا ورق های تیره امکانپذیر می باشد.

سنسور های نوری دو طرفه (Thru Beam) : 

سنسورنوری دوطرفه بر اساس ارسال نور مدوله شده در قسمت فرستنده ودریافت این نورتوسط گیرند ای که در مقابل  فرستنده نصب می شود ,عمل می نماید .در این نوعسنسور فرستنده وگیرنده  مجزا از یکدیگر می باشند و نور مدوله شده توسط فرستنده ارسال می شود وگیرنده ای که در مقابل  فرستنده نصب شده است  این نور را دریافت می کند و در صورتی ه مابین فرستنده و گیرنده مانعی قرار گیرددیگر نور توسط گیرنده دریافت نمی شوند در نتیجه سنسور وجود مانع را تشخیص داده و خروجی سنسور تغییر وضعیت می دهد.سنسور نوری دو طرفه بیشترین فاصله سویچینگ را در بین انواع سنسور های نوری دارد, فاصله سویچینگ این سنسور در برخی موارد به بیش از ۱۰۰m نیز می رسد.

مثال هایی از کاربرد سنسور نوری دو طرفه :

الف)چک کردن شستن مته توسط سنسور نوری دو طرفه.

ب) جلوگیری از سانحه با نصب سنسور نوری دو طرفه , در دو طرف درب برقی پارکینگ.

سنسور های نوری همراه با کابل فیبر نوری : 

میتوان با استفادهاز کابل های فیبر نوری نور فرستنده و گیرنده سنسور های نوری را کنترل کرد در واقع می توان نور منتشر شده توسط بخش فرستنده سنسور را با استفاده از کابل فیبر نوری به نقاط دلخواه هدایت کرد .سنسور های نوریهمراه با کابل فیبر نوری در بسیاری از محیط ها مورد استفاده قرار می گیرد اماکاربرد اصلی آن ها در محیط ای که خطر انفجار وجود دارد می باشد ,همچنین با استفاده از کابل فیبر نوری این امکان وجود دارد که از سنسور یک طرفه مانند سنسور دو طرفه استفاده کرد.

به طور کلی مزایای استفاده از سنسور با کابل فیبر نوری به شرح زیر می باشد:

  • تشخیص قطعات در محیط هایی با دسترسی محدود (دسترسی از طریق یک سوراخ کوچک)
  • امکان نصب بدنه سنسور دور از محیط های خطرناک(آب ,گرما,تشعشع واحتمال انفجار)
  • امکان تشخیص قطعات کوچک با دقت بالا
  • تشخیص قطعات متحرک
  • امکان استفاده از سنسور یک طرفه شبیه سنسور دو طرفه

مثال هایی از کاربرد سنسور نوری مراه با کابل فیبر نوری

الف)تشخیص قطعات کوچک (مانند مقاومت)با استفاده از سنسور نوری یک طرفه با کابل فیبر نوری

ب)تشخیص رزوه پیچ

دسته ها :
                                                                                                                                               

ترانسدیوسر

مقصود از به کار گیری یک سیستم اندازه گیری و کنترل، اطمینان از ارتباط تنگاتنگ ما بین خروجی واقعی سیستم و خروجی دلخواه و یا مورد نظر است. خروجی واقعی، متغیر فرآیند و خروجی دلخواه نقطه تنظیم نامیده می شود.

دسته ها : سنسورها
كنترلرها....
لينك كنترلرهاي دما به همراه توضيحات ...

دسته ها : كنترلرها
سنسورهاي فشار ...
دسته ها : فشار

Electrical
Temperature Measurement
Analogue Temperature Transmitters


http://www.wika.us/upload/US_DS_TE2401_en_us_18902.pdf
اين سنسور ها كه به سنسور هايمقاومتي خطي نيز معروف هستند در انوع متنوع و با قابليت اندازگيري دماي زياد و دقت بالا ساخته ميشوند. معروفترين نمونه از اين سنسور ها PT100 ميباشدكه دقت بسيار بالا دارد و اخيرا تا دماهاي 800 درجه ساخته مي شود. اين سنسورها داراي مقاومت متغير حدود 0.385 اهم بر درجه سانتيگراد هستند. يعنيبا هر در جه افزايش يا كاهش دما مقدار .385 اهم از مقاومتشان كم يا زياد ميشود . اين سنسور داراي دوپايه ميباشد.

براي اندازه گيري دما شما يايد يك جريان از سنسور عبور دهيد. 


طبق قانون اهم مقدار ولتاژ دو سر يك مقاومت برابر با مقدار مقاومت در مقدار جريان عبوري از ان است ، از انجا كه مقدار مقاومت pt100 با كم و زياد شدن دما تغيير ميكند بنابراين ولتاژ دوسر سنسور نيز تغيرر ميكند . 


ساده ترين منبع جرياني كه ميتوان براي اين سنسور استفاده كرد ، استفاده از يك مقاومت سري شده با اين سنسور است ، بدين صورت كه يك سرمقاومت به سنسور وسرديگر به ولتاژ تغذيه متصل ميشود ، همچنين سرديگر سنسور نيز بايد به گراند متصل شود . 


تغييرات دما موجب تغيير ولتاژ در نقطه مشترك سنسور ومقاومت ميشود . 


سنسور PT100‌ دردماي صفر درجه داراي مقاومت 100 اهم ميباشد و در ازاي هر درجه افزايش دما0.385 اهم به مقاومتش افزوده ميشود .در اين پروژه هدف ساخت يك دماسنج با قايليت اندازه گيري دماي بين 0 تا 700 درجه ميباشد . 

از انواع ديگر آن ميتوان به PT 1000- PT500 – PT200 – PT 50 نيز اشاره كرد . سنسورهاي مقاومتي را به دو صورت دو سيمه و سه سيمه استفاده ميكنند .
سنسورهاي دماي PT100 /PT1000 در اشكال مختلفي جهت نصب در محل مورد نظر ارائه گرديده است.
1-      سنسور دماي قابل نصب روي لوله اي
2-      سنسور دماي قابل نصب داخل لوله
3-      سنسور دماي قابل نصب روي ديوار
4-      سنسور دماي قابل نصب در فضاي باز
 
دسته ها : دما
معرفي مهندسي ابزاردقيق ....  به ادامه مطلب مراجعه فرماييد

ابزار دقيق ، ترانسميتر فشار و دما
دسته ها : معرفي
X