سنسورهای فتوالکتریک
سنسورهای فتوالکتریک یا سنسور های نوری که عنوان لاتین آنها Photoelectric Sensors است ، المان‌هایی غیر تماسی هستند که با استفاده از نور، وجود و یا عدم وجود شیئ را تشخیص می‌دهد. سنسورهای فتوالکتریک در اتوماسیون کارخانجات صنعتی بسیار پرکاربرد هستند.
سنسورهای فتوالکتریک با LED های نیمه هادی کار می کنند نوع داده های قطار پالسی است که استفاده از این الگوریتم مشخص به سنسور این امکان را می دهد که بین نور ارسالی از سنسور ونور های میحطی مانند نور خورشید تمایز قائل شود و نور های محیطی هیچ اثر منفی بر روی عملکرد این گونه از سنسور ها نخواهد داشت.
از ویژگیهای سنسورهای فتوالکتریک می‌توان به موارد زیر اشاره نمود:
- تشخیص اشیاء بدون تماس مستقیم با شیء
- تشخیص اشیاء با فاصله زیاد
- تشخیص اشیاء با ابعاد بسیار کوچک
- تشخیص اشیاء فارغ از نوع جنس آنها
- زمان پاسخگویی بسیار کم
- گرد و غبارُ خاک و بروز لکه بر روی عملکرد این سنسورها تاثیر منفی خواهد داشت.
سنسور های فتوالکتریک با توجه به متد تشخیص قطعه، در سه ساختار متفاوت تولید می‌شوند که عبارتند از:
- سنسورهای فتوالکتریک یکطرفه ساده (Diffuse Type)
- سنسورهای فتوالکتریک یکطرفه آینه‌دار (Diffuse Retro-Reflective Type)
- سنسورهای فتوالکتریک دو طرفه (Thru-Beam Type)
سنسورهای فتوالکتریک یک طرفه ساده (Diffuse Type)
در سنسورهای فتوالکتریک یکطرفه ساده، فرستنده یا منبع نور (Emitter) و گیرنده (Receiver) در داخل یک بدنه تعبیه شده‌اند.
در حالت عادی و زمانیکه هیچ قطعه‌ای در مقابل این نوع سنسور قرارندارد، نور تابیده شده توسط گیرنده دریافت نمی‌شود و به همین دلیل خروجی سنسور فعال نخواهد شد.
اما پس از قرار گرفتن قطعه در مقابل سنسور، نور تابیده شده پس از برخورد به قطعه هدف، باز گشته و توسط گیرنده دریافت می‌شود. در این حالت خروجی سنسور فعال می‌شود.
سنسورهای فتوالکتریک نوری یکطرفه ساده، که فاصله تشخیص آنها قابل تنظیم هستند، از اصلی به نام سه گوشه‌سازی (Triangulation) استفاده میکنند.
در این سنسور ها از فتودیودهای دو قسمتی (۲-Part Photo Diode) و یا حسگر موقعیت (Position Detector) به عنوان گیرنده استفاده می‌شود.
با توجه به شکل زیر، چنانچه قطعه در فاصله تشخیص تنظیم شده قرار داشته باشد، بازتابش نور دقیقا در مرز بین قسمت N و F فتودیود دریافت می‌شود.
حال چنانچه قطعه به فاصله نزدیکتری از سنسور انتقال یابد، بازتابش نور در سمت Near فتودیود و چنانچه قطعه در فاصله دورتری از سنسور قرار گیرد، بازتابش در قسمت Far فتودیود دریافت خواهد شد.
سنسورهای فتوالکتریک یک طرفه آینه دار (Diffuse Retro-Reflective Type)
در سنسور های فتوالکتریک یکطرفه آینه دار همانند سنسور های فتوالکتریک یکطرفه ساده فرستنده یا منبع نور (Emitter) و گیرنده (Receiver) در داخل یک بدنه تعبیه شده‌اند با این تفاوت که سنسورهای آینه دار به یک رفلکتور (بازتاب کننده) نیاز دارند که بازتاب کننده روبه روی سنسور قرار میگیرد.
اساس کار این نوع سنسورها به اینگونه میباشد که فرستنده نور را به طرف آینه می فرستد و آینه نور را دریافت کرده و آن را به صورت ۹۰ درجه بازتابیده و به سمت گیرنده می فرستد دراین حالت اگر جسمی بین سنسور و رفلکتور قرار بگیرد نور به صورت ۹۰ درجه به گیرنده ارسال نمی شود و سنسور وجود جسمی را تشخیص می دهد.
سنسورهای فتوالکتریک دو طرفه (Thru-Beam Type)
در سنسور های دوطرفه فرستنده یا منبع نور (Emitter) و گیرنده (Receiver) در دو سنسور جدا از هم تعبیه شده اند و روبه روی یکدیگر قرار می گیرند به این گونه که فرستنده نور را ارسال می کند و گیرنده نور مدوله شده را دریافت می کند و اگر جسمی بین این دو سنسور قرار بگیرد فرستنده دیگر نوری را دریافت نمی کند و سنسور وجود جسم را تشخیص می دهد.
خروجی سنسور های فتوالکتریک :
NPN : خروجی سنسور های فتوالکتریک در این حالت منفی یا SINK می باشد.
PNP :خروجی سنسور های فتوالکتریک در این حالت مثبت یا SOURCE می باشد.
کاربرد سنسور های فتوالکتریک :
- صنعت اتوماسیون
- کنترل عبور و مرور افراد
- کنترل سطوح
- آسانسور ها
- صنعت خودرو سازی و صنعت داروسازی
- تشخیص پارگی یا کنترل حرکت ورق و کنترل حرکت پارچه
- شمارش خط تولید با سرعت بالا و نوار نقاله ها
