سنسور نوری لیزری، عملکرد و کاربرد آن

تعریف سنسور نوری لیزری

سنسور نوری لیزری نوعی سنسور است که از فناوری لیزر برای اندازه‎گیری استفاده می‎کند. به طور کلی لیزر، از قطعات نوری و دستگاه‎های فوتوالکتریک تشکیل شده است و می‏تواند پارامترهای فیزیکی اندازه‎گیری شده (مانند طول، جریان، سرعت و غیره) را به سیگنال‎های نوری تبدیل کند و سپس از مبدل فوتوالکتریک برای تبدیل سیگنال‎های نوری به سیگنال‎های الکتریکی استفاده کند. در این فناوری، از طریق فیلتر کردن، تقویت و تصحیح مدارهای مربوطه، سیگنال‏های خروجی را می‏توان به دست آورد تا کمیت اندازه‎گیری شده محاسبه شود.

فناوری لیزر دارای ویژگی‎هایی مانند جهت دهی قوی، روشنایی بالا و تک رنگی خوب است. این به طور گسترده‎ای در تولیدات صنعتی و کشاورزی، دفاع ملی و نظامی، پزشکی و بهداشت، تحقیقات علمی و جنبه های دیگر مانند اندازه‎گیری فاصله، تشخیص دقیق، موقعیت ‎یابی و غیره و همچنین معیار طول و معیار فرکانس نوری استفاده می‎شود.
پردیس کابل البرز تنها وارد کننده انواع سنسور نوری با برند آکوسنس شامل انواع سنسور نوری استوانه ای ، سنسور نوری مکعبی و سنسور القایی می باشد .

سنسور نوری لیزری چه چیزی را می‎تواند تشخیص دهد؟

اندازه‎گیری طول

اندازه‎گیری دقیق طول یکی از فناوری‎های کلیدی در صنعت ساخت ماشین آلات دقیق و صنعت پردازش نوری است. اندازه‏گیری طول مدرن بیشتر بر اساس پدیده تداخل موج نور است و دقت آن عمدتاً به تک رنگ بودن نور بستگی دارد. لیزر ایده‏آل‎ترین منبع نور است.

اندازه‎گیری لیزری فاصله

اصل آن مانند رادار رادیویی است. پس از هدف قرار دادن لیزر به سمت هدف، زمان رفت و برگشت اندازه‎گیری می‎شود و سپس با ضرب سرعت نور، فاصله رفت و برگشت به دست می‎آید.

اندازه‎گیری ضخامت

بر اساس اصل محدوده مثلثی، یک سنسور دقیق فاصله لیزری در قسمت بالایی و پایینی قاب C تقسیم می‎شود. نور تعدیل شده و ساطع شده توسط لیزر به سطح جسم اندازه‏گیری شده برخورد می‎کند. با نمونه‎برداری از سیگنال CCD خطی، فاصله بین جسم اندازه‎گیری شده و قاب C به طور همزمان توسط دوربین CCD خطی تحت مدار کنترل به دست می‎آید.

سنسور جابجایی لیزر چیست؟

سنسور نوری لیزری از نوع جابجایی، چشم ربات و ماشین نامیده می‎شود و نقش بی‎بدیلی در جوشکاری، ساخت بلنک، پردازش مکانیکی، عملیات حرارتی، بارگیری و تخلیه، مونتاژ و سایر عملیات دارد.

این سنسور جابجایی لیزری چگونه کار می‎کند؟

سنسور جابجایی لیزری می‏تواند موقعیت، جابجایی و سایر تغییرات جسم را به طور دقیق و بدون تماس، اندازه‎گیری کند و عمدتاً برای اندازه‎گیری جابجایی، ضخامت، لرزش، فاصله، قطر و سایر مقادیر هندسی جسم مورد استفاده قرار می‎گیرد.

با توجه به اصل اندازه‎گیری، سنسور جابجایی لیزری به روش مثلث‎سازی لیزری و روش تحلیل اکو لیزری تقسیم می‎شود. روش مثلث‎سازی لیزری به طور کلی برای اندازه‎گیری با دقت بالا و فاصله کوتاه مناسب است، در حالی که روش آنالیز اکو لیزری برای اندازه‏گیری از راه دور استفاده می‎شود.

کاربرد سنسور جابجایی لیزر

1. اندازه‎گیری ابعاد: شامل شناسایی موقعیت قطعات کوچک، نظارت بر وجود قطعات روی تسمه نقاله؛ تشخیص همپوشانی و پوشش مواد؛ کنترل موقعیت دستکاری کننده (موقعیت مرکز ابزار)؛ تشخیص وضعیت دستگاه؛ تست مربوط به خودرو و غیره
2. اندازه‎گیری ضخامت ورق فلز: سنسور نوری لیزری ضخامت ورق فلز را اندازه‎گیری می‎کند. تشخیص تغییر ضخامت می‏تواند به شناسایی چین و چروک‏ها، سوراخ‎های کوچک یا همپوشانی‎ها کمک کند تا از خرابی دستگاه جلوگیری شود.
3. اندازه‎گیری سیلندر: شامل زاویه، طول، خروج از مرکز قطر داخلی و خارجی، مخروطی، تمرکز و مشخصات سطح.
4. اندازه‎گیری طول: قطعه اندازه‎گیری شده را روی تسمه نقاله در موقعیت تعیین شده قرار دهید، سنسور نوری لیزری، جزء را تشخیص می‎دهد و همزمان آن را با اسکنر لیزری فعال اندازه‎گیری می‎کند و در نهایت طول قطعه را به دست می‎آورد.
5. بررسی یکنواختی: چندین سنسور نوری لیزری را در یک ردیف در جهت شیب حرکت قطعه کار مورد اندازه‌گیری قرار دهید و مقدار اندازه‌گیری را مستقیماً از طریق یک سنسور خروجی بگیرید. علاوه بر این، نرم‎افزار می‎تواند برای محاسبه مقدار اندازه‎گیری و خواندن نتیجه با توجه به سیگنال یا داده‎ها استفاده شود.
6. بازرسی قطعات الکترونیکی: از دو اسکنر لیزری برای قرار دادن اجزای آزمایش شده بین آنها استفاده می‎شود. در نهایت، داده‌ها توسط سنسور خوانده می‌شوند تا دقت و یکپارچگی اندازه قطعه را تشخیص دهند.
7. بازرسی سطح پر شدن در خط تولید: سنسور نوری لیزری به حوزه تولید و ساخت محصولات پرکننده نیز وارد شده است. هنگامی که محصولات پرکننده از سنسور عبور می‎کنند، می‎تواند تشخیص دهد که آیا پر شده است یا خیر.+

سنسور فاصله لیزری

اصل اساسی استفاده از زمان انتقال لیزر برای اندازه‌گیری فاصله؛ تعیین فاصله هدف به این شیوه است که  زمان لازم را برای حرکت لیزر به هدف و برگشت از آن اندازه‌گیری کنیم.

طبقه بندی سنسورهای فاصله لیزری

سنسور فاصله لیزری پالس

لیزر پالسی با مدت زمان بسیار کوتاه توسط سنسور نوری لیزری پالسی ساطع می‎شود و پس از رسیدن به هدف، بخشی از انرژی آن به عقب منعکس می‎شود.

سنسور فاصله لیزری فاز

در این سنسور به جای اندازه‎گیری مستقیم زمان لازم برای دور رفت و برگشت لیزر برای دستیابی به اندازه‎گیری فاصله، از روش غیر مستقیم اندازه‎گیری تاخیر فاز استفاده می‎شود. دقت این روش می‎تواند به سطح میلی‎متر برسد.

سنسور فاصله لیزری مثلثی

اصل اندازه‎گیری به این صورت است که نور ساطع شده توسط لیزر پس از فوکوس شدن توسط عدسی متراکم بر روی سطح جسم اندازه‏گیری شده متمرکز می‎شود و عدسی گیرنده نور پراکنده شده از نقطه نوری فرود را دریافت می‎کند و آشکارساز موقعیت فوتوالکتریک در سمت حساس از آن عکس می‎گیرد. هنگامی که جسم حرکت می‎کند، فاصله نسبی حرکت جسم با جابجایی نقطه نوری روی سطح تصویر محاسبه می‎شود. وضوح محدوده لیزر مثلثی بسیار بالا است که می‎تواند به مرتبه میکرون برسد.

سنسور فاصله لیزری تداخل سنجی

با حرکت دادن هدف اندازه‎گیری شده و اندازه‏گیری انسجام، اندازه‎گیری افزایش فاصله با شمارش کامل می‎شود، بنابراین حساسیت اندازه‎گیری تداخل سنجی بسیار زیاد است که می‎تواند به سطح نانومتر برسد.

کاربرد سنسور فاصله لیزری

سنسور نوری فاصله لیزری عمدتاً برای نظارت بر موقعیت اجسام متحرک استفاده می‎شود مانند اندازه‎گیری شبکه تماس راه آهن، موقعیت یابی جرثقیل; نظارت بر موقعیت پهلوگیری ایمن کشتی؛ اندازه‎گیری فاصله ایمن وسیله نقلیه وغیره.