光幕与可编程逻辑控制器的深度集成在现代自动化控制架构中,光幕不再是一个孤立的安全岛,而是需要通过通信网络与主控制器(PLC)进行深度集成。除了将硬接线安全信号接入安全回路外,光幕还可以通过各种通信接口与PLC交换大量非安全相关的信息。这些接口包括传统的I/O点,以及更先进的IO-Link、PROFI...
光幕传感器的主要构成:一套完整的光幕传感器系统主要由三部分构成:发射器、接收器和控制单元。发射器内安装有精密的红外LED阵列,按一定间距排列,持续发射调制过的红外光束。接收器则对应地装有光电二极管阵列,用于精确捕捉这些光束。控制单元(有时集成在接收器内)是系统的大脑,它实时分析接收到的光信号状态。一旦检测到光束被遮挡,它会进行逻辑判断,并输出一个安全的开关信号(如OSSD)到设备的主控制系统,触发紧急停止。光电传感器集成指示灯,实时显示光束通断状态,便于排查故障。上海红外线传感器推荐厂家

响应时间与安全距离:不可分割的计算要素。光幕的响应时间是指从光束被遮挡的瞬间,到其安全输出信号完全切换完毕所经历的时间延迟。这个时间通常非常短,在几毫秒到十几毫秒之间。然而,就是这个短暂的时间,在安全系统设计中至关重要,它直接关系到安全距离的计算。安全距离(S)是指光幕必须安装在危险区域之外的较小距离。它的计算确保了即使操作者以较快速度(通常是标准定义的1600mm/s或2000mm/s)冲向危险区,在其身体部位接触到危险点之前,机器有足够的时间完全停止。计算公式通常为:S = K × T + C。其中,K是人体或身体部位的接近速度;T是整个系统的总停止时间,包括光幕响应时间、控制系统处理时间和机器制动时间;C是一个附加距离,取决于光幕的分辨率。由此可见,光幕自身的响应时间(T的一部分)越小,所需的安全距离就越短,光幕的安装就越灵活。因此,在高速机器上,选择响应时间极快的光幕至关重要。高质量传感器抗震型光栅传感器在航空航天领域应用,满足极端工况要求。

光幕传感器的工作原理:从光束调制到安全输出光幕传感器的工作流程是一个精妙的电子与光学过程。它始于发射器内的精密时钟电路,该电路确保红外LED阵列以固定的、极高的频率(例如15kHz至40kHz)轮流点亮,每个LED发射出短暂的、经过数字编码的光脉冲。这种调制方式将有效信号与背景噪声区分开来。在接收端,对应的光电探测器捕捉到这些微弱的脉冲信号后,会进行前置放大。随后,解调电路开始工作,它像一个精细的锁相放大器,只允许与发射频率匹配的信号通过,而将稳定的环境光和其他频率的干扰光(如工频闪烁)极大地衰减。经过解调的信号被送入微处理器进行数字化处理,判定每一路光束是“通”还是“断”。系统会持续进行自检,监控内部元件的健康状况。当检测到任何一道光束被持续遮挡超过预设的、极短的响应时间(通常几毫秒)时,处理器会立即判定为入侵事件,瞬间将其两个安全输出(OSSD)从高电平切换至低电平(或关闭状态),这个信号变化被外部的安全继电器或安全PLC捕获,进而切断设备的动力电源或控制回路,实现紧急停机。
根据测量对象的几何量类型,光栅传感器主要分为两大类:长光栅(直线光栅)和圆光栅(旋转编码器)。长光栅用于测量直线位移,由一根直线光栅尺和一个读数头组成。光栅尺固定在被测设备的静止部分(如床身),读数头固定在运动部分(如工作台)。圆光栅用于测量角位移或角速度,由一个刻有精密径向刻线的圆盘(码盘)和一个读数头组成。码盘安装在旋转轴上,读数头固定在静止的端盖上。两者工作原理完全相同,都是基于莫尔条纹。在复杂的装备中,如五轴联动数控机床、机器人,通常会同时使用多套长光栅和圆光栅,分别对各直线轴和旋转轴进行全闭环控制,以实现复杂空间曲面、叶轮等零件的精密加工。圆光栅的精度通常以角秒或位来衡量。

光栅传感器的物理分辨率受限于其栅距(刻线间距),栅距越小,制造越困难,成本也越高。然而,通过电子细分技术,可以轻松突破这一物理极限,实现远高于栅距的分辨率。细分电路位于读数头或后续的外部插值器内,其工作原理是:对读数头输出的、相位差90度的原始正弦(Sin)和余弦(Cos)信号进行高精度的采样和插值运算。通过检测信号在一个周期内(对应一个栅距)的幅值和相位变化,在一个信号周期内生成多个计数脉冲。例如,对一个栅距为20μm的光栅进行100倍细分,即可获得0.2μm的有效分辨率;进行5000倍细分,则可达到4nm的分辨率。高倍数的电子细分是实现纳米级测量的关键技术。细分的精度和稳定性(受信号质量、温度漂移影响)是衡量光栅传感器电子系统性能的重要指标。现代安全光栅的细分误差可以控制在信号周期的一个极小百分比内。光栅传感器支持长距离传输,信号衰减小且抗干扰性强。江西光栅光幕传感器厂家现货
光电传感器能区分物体颜色,拓展至包装分拣等场景。上海红外线传感器推荐厂家
近日,某玻璃制品厂熔炉加料系统故障,玻璃液液位持续上升。安装在熔炉侧壁的光栅传感器,通过光线反射测量液位高度,在液位超出上限的瞬间,自动停止加料机工作,并启动溢流槽。监控室技术员发现异常后,立即派人检修,原来是进料阀门卡涩导致持续进料。车间主任表示,该光栅传感器测量精度可达 ±0.05mm,能在高温恶劣环境下稳定工作,此次成功预警避免了玻璃液溢出熔炉事故。若发生溢出,熔炉耐火材料将损坏,维修需停产较长时间,损失超 500 万元,还可能烫伤操作人员。上海红外线传感器推荐厂家
光幕与可编程逻辑控制器的深度集成在现代自动化控制架构中,光幕不再是一个孤立的安全岛,而是需要通过通信网络与主控制器(PLC)进行深度集成。除了将硬接线安全信号接入安全回路外,光幕还可以通过各种通信接口与PLC交换大量非安全相关的信息。这些接口包括传统的I/O点,以及更先进的IO-Link、PROFI...
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