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光幕傳感器

鎖定
光電安全裝置通過發射紅外線,產生保護光幕,當光幕被遮擋時,裝置發出遮光信號,控制具有潛在危險的機械設備停止工作,避免發生安全事故。
中文名
光幕傳感器
外文名
Light curtain
主要部件
紅外線發射器
主要用途
控制機械設備
應用行業
鍛壓機牀廠、汽車製造等
標    準
國際電工學會IEC61496-1/2

光幕傳感器簡介

安裝光電安全保護裝置,可以有效地避免安全事故的發生,避免操作工人及第三方的危險,減少事故綜合成本,有利於公司自身、操作工人及社會。
主要應用行業:鍛壓機牀廠、汽車製造廠、摩托車製造廠、電器生產廠、五金加工廠、塑膠機械廠、切紙機應用等行業 [1] 

光幕傳感器安全光幕

安全光幕由投光器和受光器兩部分組成。投光器發射出調制的紅外光,由受光器接收,形成了一個保護網,當是有物體進入保護網,當從中有光線被物體擋住,通過內部控制線路,受光器電路馬上作出反應,即在輸出部分輸出一個信號用於機牀如衝牀,壓力機等緊急剎車。  
光幕有着非常廣泛的應用,比如在需要不斷送取料的衝壓設備上,如果安裝接觸式安全防護門,則需要操作人員頻繁地開關防護門,這樣不但增加了操作人員的工作量,而且降低了生產效率。在這種情況下,採用光柵和光幕就是最佳的選擇。在操作人員送取料時,只要有身體的任何一部分遮斷光線,就會導致機器進入安全狀態而不會給操作人員帶來傷害。        
安全光幕也就是光電安全保護裝置(也稱安全保護器、衝牀保護器、紅外線安全保護裝置等)。 在現代化工廠裏,隨着自動化水平的不斷提高,人與機器協同工作的幾率大大增加。在一些具有潛在危險的機械設備上,如衝壓機械、剪切設備、金屬切削設備、自動化裝配線、自動化焊接線、機械傳送搬運設備、危險區域(有毒、高壓、高温等),操作人員因為與自動化設備的協同不暢,受到人身傷害。

光幕傳感器工作原理

如圖1所示是一個用安全光幕檢測物體(比如手)進入的測試原理結構示意圖。圖中,光幕的一邊等間距安裝有多個紅外發射管,另一邊相應的有相同數量同樣排列的紅外接收管,每一個紅外發射管都對應有一個相應的紅外接收管,且安裝在同一條直線上。當同一條直線上的紅外發射管、紅外接收管之間沒有障礙物時,紅外發射管發出的調製信號(光信號)能順利到達紅外接收管。紅外接收管接收到調製信號後,相應的內部電路輸出低電平,而在有障礙物的情況下,紅外發射管發出的調製信號(光信號)不能順利到達紅外接收管,這時該紅外接收管接收不到調製信號,相應的內部電路輸出為高電平。當光幕中沒有物體通過時,所有紅外發射管發出的調製信號(光信號)都能順利到達另一側的相應紅外接收管,從而使內部電路全部輸出低電平。這樣,通過對內部電路狀態進行分析就可以檢測到物體存在與否的信息。
圖1 圖1
安全光幕的紅外發射和接收通路數目理論上最大可有215個,考慮到實際光幕的高度和上下通路之間的間距,一般不會超過48個。
安全光幕分直線掃描方式和交叉掃描方式,在直線掃描模式下,單片機每次向發送端和接收端發送相同的通路選擇信號,即第一路發第一路收、第二路發第二路收、…第十五路發第十五路收、第十六路發第十六路收。而在交叉掃描模式下,單片機每次向發送端和接收端發送不同的通路選擇信號。即第一路發第二路收、第二路發第一路收、……第十五路發第十六路收、第十六路發第十五路收。相比之下,交叉掃描模式對物體的高度測量更為精確,且在檢測區域中心1/3處的檢測精度最高。最小檢測高度可縮至直線掃描模式下的2/3。但是考慮到實際需要,普遍使用的都是直線掃描方式的安全光幕 [2] 

光幕傳感器具備特點

▲ 符合國際電工學會IEC61496-1/2 標準;
▲ 採用技術成熟的同步紫或紅外線掃描,優異的光學性能和2.5°的發散角,容易對準和維護;
▲ 外形小巧,採用鋁鑄合金外殼,非常堅固,輕巧;
▲ 20/40mm的多種規格分辨率;
▲ 保護高度範圍寬4-128cm;
▲ 電氣連接.4針M12接頭;
▲ 緊湊的尺寸OTDGM,系列產品的橫截面積僅為25×25mm;
可定製分辨率和保護幅寬,以及其它各類接口和擴展功能。

光幕傳感器操作方法

·檢查OTDGM系列安全光幕是否牢固的固定在需裝備的設備上,TB系列光幕傳感器的發射器和接收器是否在一平面內,且以發射器和接收器為邊界的保護區域應為該平面內的一個矩形。
·檢查OTDGM系列安全光幕的發射器和接收器,是否和各自的電纜準確的裝配到位,以及電纜的接線端是否與電源和控制單元準確、牢固的連接。
·給OTDGM系列安全光幕傳感器接通電源,此時光幕傳感器開始自檢、同步及自校準,約1秒鐘後,發射器黃色指示燈穩定,接收器指示燈全部熄滅,表示光幕傳感器進入正常工作狀態。
OTDGM系列安全光幕傳感器在工作狀態下:
1.當保護區域內無侵入物體時,傳感器的接收器處於受光狀態,此時接收器的通訊指示燈(紅燈)應熄滅,發射指示燈(黃燈)點亮,這時按下被保護設備的工作開關,設備可正常運轉。
2.當有物體(不小於最小可檢測體或者分辨率)侵入保護區域時,接收器的紅色指示燈將被點亮(可能是接收器處於遮光狀態,也可能是光通訊被遮斷),此時被保護設備受控,處於強制停頓狀態。
3.當侵入物體撤出保護區域後,光幕傳感器將返回1.狀態,設備將繼續工作 [3] 
參考資料
  • 1.    佚名. 光幕傳感器[J]. 機械工人:冷加工, 2005(5).
  • 2.    王光耀, 鄧志才, 許用疆. 光幕傳感器:, CN201845089U[P]. 2011.
  • 3.    許耀山. 光幕傳感器設計與製造過程中存在問題的研究[J]. 電子科學技術(北京), 2015, 2(3):302-306.