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用于检测存在性的漫反射传感器技术

切换式漫反射传感器将发送器和接收器组合在一个外壳中。发射的光线被物体反射并重新捕获。评估基于三角测量、飞行时间或能量原理。

用于物体探测的光学漫反射传感器如何工作?

设有背景抑制功能的漫反射传感器

光学漫反射传感器带背景抑制功能,借助三角测量原理或光传递时间原理(飞行时间技术)无接触地探测物体。颜色、形状和物体表面几乎不会影响传感器的开关性能。

能量漫反射传感器

能量漫反射传感器通过评估反射光的强度来探测无背景的物体。因为明亮的物体比黑暗的物体更能反射光线,所以可以从更远的距离检测到它们。


漫反射传感器采用哪些技术?

设有背景抑制功能的漫反射传感器

设有背景抑制功能的漫反射传感器检查物体是否低于设定的操作距离。距离传感器较远的物体被隐藏为背景。设有背景抑制功能的漫反射传感器的切换点几乎与物体的发射特性无关。wenglor 产品系列包括根据三角测量或光传递时间原理工作的、设有背景抑制功能的漫反射传感器:

三角测量(电子)

作为背景抑制方法,电子三角测量将物体反射的光映射到传感器中的接收元件上,例如PSD上。以电子方式评估接收元件上的光斑位置。

三角测量(机械)

如果通过外置调节螺钉以机械方式移动接收元件,使得光斑以所需的操作距离射到传感器中的接收元件(例如双二极管)上,则称之为机械三角测量。只能通过操作元件(多圈、单圈)调整操作距离。

光传递时间原理(飞行时间)

在光传递时间原理中,使用恒定光速的属性来检查物体是否低于设定的操作距离。为此,传感器发送连续光脉冲,该连续光脉冲被物体反射。然后确定发送和接收信号的相移。如果光斑较大,则计算加权平均值。

能量型漫反射传感器

能量漫反射传感器使用物体反射的光强度作为信号。相应地将开关量阈值设置为所需的信号值。除了距离之外,切换点还取决于对象的反射特性。因为材料、颜色、光泽度或结构决定着接收光线强度的因素。

哪种原则最适合什么用途?

采用三角测量原理的背景抑制

即使在与背景的距离较近时也能精确探测物体
识别小型物体
 
物体探测高达 1,200 mm
高切换频率和快速响应时间
 
不同的光线类型、结构形式、操作方案

基于光传递时间 (ToF) 原理的背景抑制

大探测范围下检测物体存在性
不受材料影响的探测,包括黑色和光亮的物体
物体探测高达 2,500 mm
对外来光线具有高的耐抗性
 
对灰尘和脏污等干扰因素不敏感

通过能量原理探测物体

在标准应用中检测存在性
探测范围取决于物体的反射特性
物体探测高达 700 mm
分拣任务,例如区分明亮物体和深色物体
特殊光斑尺寸,例如带线的漫反射传感器
除了用于物体探测的切换式漫反射传感器外,wenglor 还提供用于测距的广泛光学激光传感器产品系列。 
 

各种功能原理的广泛应用可能性

通过三角测量实现精确的背景抑制

通过设有背景抑制功能的漫反射传感器识别输送带上包装的存在性
在灌装前后,必须从最前缘起可靠探测输送段上不同材料的包装。为此,在输送带上方的多个位置安装设有背景抑制功能的漫反射传感器。由于设有切换频率高、光斑小的激光传感器,可以快速、精确地识别物体的边缘。背景抑制功能可确保在不同的背景下也能实现可靠的开关性能。


 

采用飞行时间法的长距离无干扰的背景抑制

通过设有背景抑制功能的漫反射传感器检查木板的存在性
在木材加工业,不同颜色、形状和表面的木板通过链式输送机从一个加工步骤输送到下一个加工步骤。安装在输送段上方的多个漫反射传感器带背景抑制功能,可确保板存在。由于探测范围大且光斑增大,这些传感器可以探测到各种木板,包括可靠地探测具有暗点、纹理或损坏的木板。

使用能量原理检测物体的存在性

使用能量漫反射传感器进行存在性检测、堆垛高度检查或计数任务
为了能让咖啡机中的热水均匀地流过咖啡胶囊,从而保证一致的口味,在胶囊中必须放入极薄的白色无纺布块。在将咖啡粉加入胶囊并放上无纺布块后,高能漫反射传感器会检查无纺布是否存在。漫反射传感器装在输送机上方,即便输送带高速运行也能可靠识别较深咖啡粉与白色无纺布之间的区别。

漫反射传感器的首选应用领域

木材加工业

在木材加工业,最好使用基于光传递时间原理的、设有背景抑制功能的漫反射传感器,例如 P1PH9 传感器。 

汽车行业

在汽车行业中,像 P1PH 传感器一样,设有背景抑制功能的漫反射传感器采用角度测量原理(三角测量)。

包装业

基于三角测量原理的、设有背景抑制功能的漫反射传感器,例如 P1KH 系列,可解决包装行业的应用需求。

电子行业

在电子行业中使用 P1KT 传感器,即能量漫反射传感器。

物流

P1KH 系列等基于三角测量原理的、设有背景抑制功能的漫反射传感器用于物流领域。

食品加工业

能量漫反射传感器,例如采用卫生设计的 OTII 系列,用于食品加工业中。

关于正确安装漫反射传感器的提示

高光亮、反射的不平整物体

应注意,在高度反射、光亮或不平坦的表面上,接收光学器件上不会出现直接反射,因为它们会影响物体的识别。
提示:避免因定位产生直接反射。

台阶、棱边和凹坑

为了确保可靠的检测,光斑必须直接对准物体。对于光斑较大的型号,应确保物体尺寸足够大。
提示:将光斑完全对准物体。

物体运动

对于运动的物体,运动应与传感器的发射器/接收器轴线成直角,以避免直接反射到接收器上。
提示:将传感器与物体正交安装。

背景

如果可能,将设有背景抑制功能的漫反射传感器对准定义的静态背景。根据传感器的开关量滞后,确保物体与背景有足够的距离。
提示:将传感器对准定义的背景,例如静止的机器部件。
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