Fotoelektrik Sensörler Nedir?

Fotoelektrik sensörler, bir nesnenin varlığını, yokluğunu, hareketini, konumunu veya geçişini algılamak için ışığı kullanan temassız endüstriyel algılama cihazlarıdır. Basit bir atölye dilinde, bir fotoelektrik sensör bir ışık demeti gönderir, bu ışına ne olduğunu izler ve ışın engellendiğinde, yansıtıldığında, zayıfladığında veya geri döndüğünde bir elektrik çıkışını değiştirir.

Temiz cevap budur.

Şimdi karışık olan: fotoelektrik sensörler aynı zamanda fabrika otomasyonunda en yanlış anlaşılan parçalardan biridir çünkü basit görünürler, önledikleri arıza süresinden daha az maliyetlidirler ve genellikle bir kutu sıkışması, yağ buharı veya yansıtıcı film tüm hattı perili gösterirken gece 2:17'de bir konveyörün yanında hiç durmamış biri tarafından belirtilirler.

Açık konuşacağım. Bir fotoelektrik sensör sihirli değildir. Otomatik olarak bir güvenlik cihazı değildir. Ve iki modelin de sayfasında “DC12-24V, NPN/PNP, IP65” yazıyor diye birbirinin yerine kullanılamaz.

Fotoelektrik Sensörlerin Gerçek İşi: Alıcıyı Etkilemek Değil, Nesneyi Algılamak

Fotoelektrik sensörler fabrikaların hızlı, tekrarlanabilir, temassız algılamaya ihtiyaç duyması nedeniyle mevcuttur. Karton sayma, şişe algılama, etiket algılama, parça konumlandırma, ağ kopması algılama, asansör kapıları, paketleme hatları, konveyör aktarma noktaları, robotik hücreler ve genel makine kontrolü için kullanılırlar.

Küçük parça. Büyük tartışma.

Bir alıcı $30 foto göz sensörünü görüp kararın kolay olduğunu düşünebilir, ancak mühendis ışık kaynağını, ışın geometrisini, hedef rengini, yüzey yansıtıcılığını, algılama aralığını, ortam ışığını, tepki süresini, titreşimi, kablo yönlendirmesini, çıkış mantığını ve sensörün soğutma sıvısına, un tozuna, kaynak sıçramasına, shrink-wrap parlamasına veya vardiya değişiminde braketi öpen bir forklifte dayanıp dayanamayacağını görür.

Bu fazla düşünmek mi?

Hayır. Bu, çalışan bir hat ile asıl sorun tembel seçim olduğunda “kötü sensörleri” suçlayan bir hat arasındaki farktır.

Güvenlik Perdesi'nin kendi ürün yapısında fotoelektri̇k sensörler kategori̇si̇ Bu cihazları konveyörlerde, paketleme hatlarında, malzeme taşıma ve makine operasyonlarında nesne varlığı, konumlandırma, sayma ve kontrol için temassız sensörler olarak doğru bir şekilde çerçevelendirir. Bu ifade önemlidir. “Algıla” diyor. “Bir işçinin elini prese karşı korur” demiyor.”

Fotoelektrik Sensörler Nasıl Çalışır?

Bir fotoelektrik sensör bir yayıcı, bir alıcı ve bir anahtarlama devresi kullanarak çalışır. Verici, bir hedefe veya alıcıya doğru görünür kırmızı ışık, kırmızı lazer veya kızılötesi ışık gönderir. Alıcı, beklenen ışık modelinin mevcut olup olmadığını ölçer. Işık sinyali sensörün eşiğinin ötesinde değiştiğinde, çıkış değişir.

Çoğu endüstriyel model NPN veya PNP transistör çıkışları kullanır. Birçok yaygın ünite DC12-24V veya DC24V ile çalışır. Bazıları kızılötesi LED kullanır. Diğerleri ise küçük nesnelerin tespiti veya uzun mesafe doğruluğu için kırmızı lazer kullanır. IP65, IP67 veya IP68 gibi koruma dereceleri, cihazın uygulamanıza uygun olup olmadığını değil, muhafazanın toza ve suya ne kadar dayanıklı olduğunu gösterir.

Toz her şeyi değiştirir.

Temiz bir tezgah üstü demosu, bir fotoelektrik sensörün altı ay sonra oluklu toz, plastik film, titreşim, gevşek braketler, yağ buharı, operatör ayarı ve acil onarım alışkanlıklarının sinyal yolunda bir araya geldiği bir konveyörün yanında nasıl davrandığı hakkında neredeyse hiçbir şey söylemez.

Tedarikçi, hedef siyah, parlak, ıslak, açılı, yarı saydam, hızlı hareket eden veya ışın noktasından daha küçük olduğunda ne olduğunu açıklayamadığı sürece “test videomuzda çalışıyor” ifadesine güvenmiyorum.

Alıcıların Aslında Anlaması Gereken Üç Ana Fotoelektrik Sensör Tipi

Katalog birçok isim sunacaktır: dağınık, retro yansıtıcı, ışın demeti, yuva, fiber optik, lazer, arka plan bastırma, renk işareti, çatal sensörü. Güzel. Çeşitlilik faydalıdır.

Ancak çoğu alıcı için karar üç temel fotoelektrik sensör tipiyle başlar.

Sensör Tipi	Nasıl Algılıyor	Tipik Güç	Tipik Zayıflık	En Uygun Uygulamalar
Difüz fotoelektrik sensör	Hedefe doğru ışık gönderir ve nesneden geri yansıyan ışığı algılar	Basit kurulum; reflektör gerekmez	Hedefin rengine, yansıtıcılığına, açısına ve arka planına duyarlı	Kutu varlığı, kısa menzilli algılama, genel paketleme hatları
Retro-reflektif fotoelektrik sensör	Işığı bir reflektöre gönderir ve bir nesne geri dönen ışını engellediğinde bunu algılar	Difüzöre göre daha uzun menzil; through-beam'e göre daha kolay kablolama	Polarizasyon kullanılmadığı sürece yansıtıcı hedefler zayıf kurulumları yanıltabilir	Konveyör algılama, karton akışı, kapılar, paketleme ekipmanları
Işın yoluyla fotoelektrik sensör	Ayrı yayıcı ve alıcı kullanır; nesne ışını kestiğinde algılar	En yüksek güvenilirlik ve en uzun algılama aralığı	Her iki tarafta hizalama ve kablolama gerektirir	Uzun konveyörler, tozlu alanlar, yüksek hızlı sayım, zorlu algılama noktaları

Bu dağınık fotoelektrik sensör 8m kızılötesi paketleme hattı sayfasında pratik bir örnek verilmektedir: dağınık yansıma, kızılötesi LED, 0-8m algılama aralığı, NPN/PNP çıkışı, 1ms tepki süresi, DC12-24V besleme ve IP65 koruma. Bu kullanışlı bir genel otomasyon profilidir.

Bu ambalaj i̇çi̇n retro-reflekti̇f fotoelektri̇k sensör orta noktada yer alır: bir sensör gövdesi, bir reflektör, kızılötesi LED ve NPN/PNP çıkışı. Dağınık bir sensör değişen hedef renkleri nedeniyle kararsız hale geldiğinde genellikle daha temiz bir seçimdir.

Bu ışın demetli fotoelektrik sensör 40m kızılötesi konveyör kaba kuvvet seçeneğidir: ayrı yayıcı ve alıcı, kızılötesi LED, 40 m'ye kadar algılama aralığı, 1 ms'den az tepki süresi, DC12-24V ve IP65. Uzun algılama mesafesine sahip kirli bir konveyör üzerine bahse girmek zorunda olsaydım, zayıf bir dağınık kurulumu ayarlamak için üç günümü harcamadan önce oradan başlardım.

Fotoelektrik Sensörler ve Güvenlik Işık Perdeleri: İnsanların Yaralanmasına Neden Olan Hata

Sektörün kayganlaştığı yer burasıdır.

Fotoelektrik sensörler nesneleri algılar. Güvenlik ışık perdeleri, güvenlik dereceli bir kontrol sisteminin parçası olarak uygun şekilde seçildiğinde, kurulduğunda, kablolandığında, doğrulandığında ve bakımı yapıldığında insanları korur. Bunlar farklı pazarlama boyası ile aynı cümle değildir.

Göre OSHA'nın makine korumasına genel bakış, hareketli makine parçaları parmakların veya ellerin ezilmesine, ampütasyonlara, yanıklara, körlüğe ve benzeri ciddi yaralanmalara neden olabilir. OSHA'nın varlık algılama cihazı rehberliği ayrıca şu noktayı da açık bir şekilde ortaya koymaktadır: Abkant presin aşağı inişi sırasında bir ışık perdesi kesilirse, kızak durmalıdır, ancak cihaz operatörün parmaklarını ve ellerini koruyacak şekilde monte edilmelidir.

“Kurulmuş olan” çok iş yapıyor.

Özür dilemeden şunu söyleyecek kadar sensör özelliklerini inceledim: Bir tedarikçi veya alıcı sıradan bir fotoelektrik sensörü güvenlik derecesi, yedeklilik, çift OSSD davranışı, arıza izleme, sıfırlama mantığı, durma süresi ölçümü ve güvenlik mesafesi hesaplaması olmadan bir insan koruma cihazı olarak ele alırsa, proje akıllıca değildir. Pervasızdır.

OSHA'nın kendi eTool'u, 125 tonluk bir zımba presinin ışık perdesi çok alçak ayarlanarak çalıştırılmasının ardından bir işçinin ezilme yaralanması geçirdiği ve üç parmağının kısmen kesildiği bir vakayı anlatmaktadır. İş arkadaşlarının bildirdiğine göre amire perdenin operatörü korumadığı söylenmiştir. Bu bir sensör arızası hikayesi değildir. Bu bir sistem hatası hikayesidir.

Veriler de bu ciddiyeti destekliyor. ABD Çalışma İstatistikleri Bürosu Yaralanmalar, Hastalıklar ve Ölümler programı 2024 yılında özel sektörde 2.488.400 toplam kaydedilebilir ölümcül olmayan yaralanma ve hastalık vakası olduğunu, 888.100 vakanın işten uzak kalınan günleri içerdiğini ve ortanca 8 gün uzak kalındığını bildirdi. OSHA ayrıca 370.000 Form 300A raporundan ve 732.000'den fazla Form 300 ve 301 kaydından elde edilen 2024 yaralanma ve hastalık verilerini de yayınlayarak, verilerin güvenli olmayan koşulların ve işyeri tehlikelerinin belirlenmesine yardımcı olduğunu söyledi. 2024 yaralanma ve hastalık verilerinin yayınlanması.

Rakamlar kanamaz. İnsanlar kanar.

Birisi “Güvenlik ışık perdesi yerine foto göz sensörü kullanabilir miyiz?” diye sorduğunda cevabım genellikle şu oluyor: süreç algılama için belki; makine koruması için güvenlik işlevini kanıtlayın ya da konuşmayı kesin.

Uygulama gerçek makine güvenliği içeriyorsa, alıcıyı aşağıdaki gibi uygun bir seçim yoluna yönlendirin güvenli̇k ci̇hazi seçi̇mi̇ ve aşağıdaki gibi daha iyi bir spesifikasyon süreci 12 güvenlik sensörü için müzakere edilemez RFQ gereklilikleri. PLr, Kategori 3, Kategori 4, PL d, PL e, SIL2, SIL3, OSSD çıkışları, EDM, yeniden başlatma kilidi ve durdurma süresi uyumluluğu hakkındaki tartışmalar buraya aittir.

Fiyattan Daha Önemli Olan Özellikler

Çoğu kötü fotoelektrik sensör satın alımı yanlış karşılaştırma ile başlar.

Bir alıcı fiyat, voltaj ve algılama aralığını karşılaştırır. Bir mühendis algılama yöntemini, hedef davranışını, tepki süresini, çıkış türünü, muhafaza derecesini, montaj geometrisini, elektriksel gürültüyü, tekrarlanabilirliği, hizalama toleransını ve kirlenme sırasında neler olduğunu karşılaştırır.

İşte bir paketleme hattı, konveyör veya makine kontrol projesi için bir fotoelektrik sensörü onaylamadan önce kullanacağım katı gerçek kontrol listesi:

Şartname	Neden Önemli?	Satın Almadan Önce Ne Sorardım
Tespit yöntemi	Difüz, retro-reflektif ve through-beam farklı sorunları çözer	Hedef yansıtıcı, karanlık, şeffaf, kavisli, tozlu veya hızlı hareket ediyor mu?
Algılama aralığı	Katalog aralığı, kararlı gerçek dünya aralığı ile aynı değildir	Gerçek hedef ve arka plan ile hangi aralık sabittir?
Işık kaynağı	Kızılötesi LED, kırmızı LED ve lazer farklı davranır	Görünür hizalamaya mı, küçük nesne algılamaya mı yoksa uzun mesafeye mi ihtiyacımız var?
Yanıt süresi	Yavaş anahtarlama hızlı parçaları kaçırabilir	Makine hızı için 1 ms, 1 ms'den az veya 10 ms kabul edilebilir mi?
Çıkış tipi	NPN/PNP uyumsuzluğu kablolama sorunu yaratır	PLC girişi sensör çıkış mantığıyla eşleşiyor mu?
Besleme gerilimi	Çoğu endüstriyel sensör DC12-24V veya DC24V kullanır	Motor çalıştırma ve solenoid anahtarlama sırasında voltaj sabit mi?
IP derecesi	IP65 her fabrikada yıkamaya dayanıklı değildir	Su spreyi, kostik temizleyici, yağ buharı, toz veya yoğuşma var mı?
Montaj ve hizalama	Kötü bir braket üzerindeki mükemmel bir sensör bir şikayet jeneratörüne dönüşür	Bakım, bir ayin ve üç kişi olmadan onu yeniden hizalayabilir mi?
Yedek strateji	Arıza süresi genellikle sensörden daha pahalıya mal olur	Sensör, reflektör, kablo, braket ve lens kapağı stoklarımızda var mı?

Çok sayıda sensöre sahip tesisler için yedek parça sorunu daha fazla saygıyı hak ediyor. Hakkında makale kaç adet yedek ışık perdesi ve foto göz stoklanacak doğru türde operasyonel düşünme sağlar: arzulu hafıza ile değil, sensör ailesi tarafından stok.

Fotoelektrik Sensör Uygulamaları: Parladıkları ve Başarısız Oldukları Yerler

Fotoelektrik sensör uygulamaları çok geniştir çünkü ışık tabanlı algılama hızlı, temiz ve mekanik temassızdır.

Parlıyorlar:

• Konveyör nesne algılama
• Karton sayımı
• Paketleme hattı indeksleme
• Şişe ve kutu algılama
• Etiket işareti algılama
• Parça varlığı kontrolleri
• Kapı ve erişim algılama
• Nesne geçiş kontrolü
• Malzeme taşıma sistemleri
• Küçük parça konumlandırma
• Palet ve tote algılama
• Web molası izleme

Ancak uygulama zayıf bir şekilde tanımlandığında başarısız olurlar.

Dağınık fotoelektrik sensör, karanlık bir konveyör üzerindeki siyah kauçukla mücadele edebilir. Retro reflektif bir sensör parlak film veya cilalı metal tarafından kandırılabilir. Verici ve alıcı zayıf braketlere oturur ve hizadan kayarsa, geçişli bir sensör bir bakım baş ağrısı haline gelebilir. Bir lazer fotoelektrik sensör küçük nesneleri güzel bir şekilde algılayabilir, ardından titreşim veya kirlilik kuruluma girdiğinde aşırı hassas hale gelebilir.

İşte benim popüler olmayan görüşüm: birçok “kötü sensör” masumdur. Proje başarısız olmuştur çünkü kimse satın almadan önce hedefi, ortamı, hızı, arka planı, temizleme rutinini, montaj yöntemini veya arıza modunu adlandırmamıştır.

Bu tedarik değil. Bu bir satın alma emriyle tahmin etmektir.

Satış Toplantısında Kimsenin İstemediği Yasal ve Uyumluluk Açısı

Fotoelektrik sensörleri güvenlik dereceli cihazlardan ayırmamın bir nedeni var.

İş Güvenliği ve Sağlığı İnceleme Komisyonu'nun General Motors Corporation, Frigidaire Bölümü kararı eski olmakla birlikte, durma süresi ölçümünün, el hızı varsayımlarının ve güvenlik mesafesinin mühendislik açısından önemsiz değil, yasal gerçekler haline geldiğini göstermesi açısından hala yararlıdır. Bu vakada bir uygunluk görevlisi, presin durma süresini değerlendirmek için fotoelektrik ızgara, fotoelektrik sensör ve zamanlayıcı içeren bir cihaz kullanmıştır; kararda 0,60 ila 0,63 saniye civarında durma süreleri ve yaklaşık 39,69 inçlik bir minimum güvenlik mesafesi hesaplaması tartışılmaktadır.

Alıcıların gözden kaçırdığı kısım da bu. Bir makine birini yaraladığında, “sensörün hızlı olduğunu düşünmüştük” demek bir mühendislik savunması değildir. Bu, ekibin güvenlik mesafesini asla kanıtlamadığının itirafıdır.

OSHA'nın “ışık perdesi” için yaptığı kaza araştırması da bu konunun neden teorik olmadığını göstermektedir. ışık perdesi OSHA kaza veritabanı Bu anahtar kelime için 115 sonuç listelemektedir; bunlar arasında enerjili paketleme makineleri ve çalışan makinelerle ilgili 2024 ölüm vakasının yanı sıra “Çalışan Işık Perdesi Boşluğu Nedeniyle Birden Fazla Parmağını Kesiyor” olarak tanımlanan 2022 vakası da bulunmaktadır.”

Bu olaylara bir fotoelektrik sensörün neden olduğunu söylemiyorum. Optik algılama cihazlarının, küçük varsayımların kalıcı yaralanmalara dönüşebileceği sistemlerin içinde yer aldığını söylüyorum.

Kandırılmadan Nasıl Fotoelektrik Sensör Seçerdim?

Nesne ile başlayın. Sensörle değil.

Hangi malzemeden yapılmış? Siyah kauçuk, beyaz karton, şeffaf şişe, yansıtıcı folyo, metal dirsek, kağıt etiket, tozlu torba, ıslak kap? Ne kadar hızlı hareket ediyor? Ne kadar küçük? Ne kadar uzakta? Arkasında ne var? Renk değiştirebiliyor mu? Eğilebilir mi? Titreşebilir mi? Operatörler lensi silecek mi? Bakım, braketi çekmecede ne varsa onunla değiştirecek mi?

Ardından sensör tipini seçin.

Hedef varyasyonunun sınırlı olduğu kısa menzilli, basit nesne varlığı için dağınık fotoelektrik sensör yeterli olabilir. Güvenilir reflektör montajına ve orta mesafeye sahip paketleme hatları için retro reflektif genellikle daha temizdir. Uzun mesafe, kirli ortamlar, küçük ışın kırılma hassasiyeti veya yüksek güvenle algılama için genellikle odadaki yetişkin ışın demeti kullanılır.

Önce en ucuz sensörü satın almayın. En az belirsiz olanı satın alın.

Uygulama sadece proses algılama ise, sıradan fotoelektrik sensörler adil bölgedir. Uygulama bir insanı tehlikeli hareketlerden koruyorsa, konuşmayı güvenlik ışık perdelerine, güvenlik LiDAR'ına, güvenlik kilitlerine, güvenlik PLC'lerine, ölçülen durma süresine ve onaylanmış güvenlik işlevlerine kaydırın.

Bu ayrım bürokrasi değildir. Yetişkin fabrikaların olay raporlarından uzak durmasıdır.

SSS

Fotoelektrik sensörler nedir?

Fotoelektrik sensörler, tipik olarak kızılötesi LED, kırmızı lazer, NPN/PNP çıkışı ve DC12-24V endüstriyel kablolama kullanan bir otomasyon sürecinde bir nesnenin mevcut olup olmadığını, bulunmadığını, konumlandırıldığını, hareket ettiğini veya bir ışını kesip kesmediğini tespit etmek için bir ışık yayıcı ve alıcı kullanan temassız algılama cihazlarıdır. Mekanik temasın yavaş, kirli veya güvenilmez olduğu konveyörler, paketleme hatları, malzeme taşıma, sayma, konumlandırma ve makine kontrol görevlerinde yaygın olarak kullanılırlar.

Fotoelektrik sensörler nasıl çalışır?

Bir fotoelektrik sensör, bir yayıcıdan bir alıcıya veya hedefe doğru ışık göndererek çalışır, ardından geri dönen, engellenen veya yansıyan ışık, bir nesnenin fiziksel temas olmadan algılama yoluna girdiğini kanıtlayacak kadar değiştiğinde bir çıkışı değiştirir. Kesin davranış, sensörün dağınık, geriye yansıtıcı, ışın demeti, yuva tipi, fiber optik veya lazer tabanlı olmasına bağlıdır.

Başlıca fotoelektrik sensör tipleri nelerdir?

Ana fotoelektrik sensör tipleri dağınık, retro reflektif, geçişli, slot, fiber optik ve lazer fotoelektrik sensörlerdir ve her tip ışığın nasıl hareket ettiğini, ne kadar uzağı algılayabildiğini, parlak nesneleri ne kadar iyi idare ettiğini ve montajcının ne kadar hizalama çalışması yapması gerektiğini değiştirir. Dağınık sensörler basittir, retro-reflektif sensörler reflektör kullanır ve geçişli sensörler daha güçlü ışın kırılması tespiti için ayrı yayıcı ve alıcı üniteler kullanır.

Fotoelektrik sensörler güvenlik cihazları mıdır?

Sıradan fotoelektrik sensörler süreç algılama cihazlarıdır, otomatik olarak güvenlik dereceli cihazlar değildir, çünkü görevleri genellikle sayma, konumlandırma, nesne geçiş kontrolü veya otomasyon geri bildirimidir, yedeklilik, izlenen çıktılar, belgelenmiş güvenlik performansı ve doğrulanmış durma mesafesi tasarımı ile doğrulanmış insan koruması değildir. Makine koruması için alıcılar güvenlik ışık perdelerini, güvenlik LiDAR'ını, kilitli korumaları, güvenlik rölelerini, güvenlik PLC'lerini ve standartlara dayalı risk azaltmayı değerlendirmelidir.

Yaygın fotoelektrik sensör uygulamaları nelerdir?

Fotoelektrik sensör uygulamaları arasında konveyör nesnesi algılama, paketleme hattı sayımı, etiket kaydı, karton varlığı kontrolleri, malzeme taşıma, kapı algılama, konumlandırma, parça doğrulama ve özellikle kontak anahtarlarının aşınacağı, ürünü kirleteceği, döngüyü yavaşlatacağı veya hızlı hareket eden öğelerle mücadele edeceği durumlarda nesne geçiş kontrolü yer alır. Ayrıca OEM ekipmanlarında, fabrika yükseltmelerinde, otomatik hatlarda ve depo sistemlerinde de kullanılırlar.

Son Düşünceler: Fotoelektrik Sensörleri Emtia Vidaları Gibi Satın Almayı Bırakın

Fotoelektrik sensörler yalnızca uygulama basit olduğunda basittir. Hedef rengi, yansıtıcı malzeme, hız, menzil, kirlenme, hizalama, kablolama ve bakım davranışı işin içine girdiğinde, “ucuz küçük foto göz” üretim açısından riskli bir karar haline gelir.

Bundan sonra yapacağım şey şudur: fiyat teklifi istemeden önce hedefi, mesafeyi, arka planı, hızı, ortamı, çıkışı, montaj yöntemini ve arıza sonucunu tanımlayın. Sensör bir makine güvenliği işlevinin parçasıysa, sıradan sensör konuşmasını derhal durdurun ve uygun durma süresi ve güvenlik mesafesi verileriyle güvenlik dereceli cihaz seçimine geçin.

Bir konveyör, paketleme hattı, OEM makinesi veya tesis yükseltmesi için sensör seçiyorsanız fotoelektrik sensörler aralığı, Difüz, retro-reflektif ve through-beam seçeneklerini gerçek hedefle karşılaştırın ve tedarikçiyi makine daha çalışmadan zayıf varsayımlara meydan okumaya zorlayan bir spesifikasyon gönderin.