سنسور نوری

سرویس آموزش و آزمون برق نیوز:سنسورهای نوری نوعی دیگر از سنسورهای مجاورتی می باشند که بر اساس ارسال و دریافت نور مدوله شده کار میکنند. نور مدوله شده پالس هایی با فرکانس ما بین ۳۰ تا ۵۰ kHz می باشد و استفاده از نور مدوله شده سبب بالا رفتن رنچ تشخیص سنسور و همچنین پایین آمدن اثر نور محیط بر روی سنسور می‌شود این نور می‌تواند در طیف نور مرئی سبز تا نور نامرئی مادون قرمز باشد.

طبق تصویری که مشاهده می کنید، سنسورهای نوری در مدل‌های بسیار متنوعی مانند فرستنده و گیرنده‌ی جداگانه، فرستنده و گیرنده‌ی واحد با دریافت انعکاس از منشور، دریافت انعکاس از اجسام، فیبر نوری، اسکنرهای سطح یا پرده‌ی نوری، تشخیص رنگ و .. ساخته می‌شوند.

هر یک از این سنسورها دارای خصوصیات منحصر به فردی بوده و باید متناسب با شرایط ماشین‌آلات، نوع کاربری، محل نصب و ... انتخاب شوند. برای انتخاب سنسور نوری مناسب، علاوه بر پاسخ به سوال های مطرح شده در بخش‌های قبل، باید به کاتالوگ شرکت سازنده نیز مراجعه شود. در کاتالوگ‌ها اطلاعات مهمی در مورد نصب، تنظیم و سیم‌بندی سنسورهای نوری درج شده و رعایت نکردن این موارد می‌تواند باعث عدم عملکرد صحیح سنسور شود.

سنسور نوری حساس به عواملی مانند گرد و غبار، روغن و کثیف بودن محیط کاری بوده و در اینگونه شرایط کار آن مختل می‌گردد. برای مثال در سنسور‌های یک مسیره که نور ساطع شده فاصله بین فرستنده و گیرنده را طی می‌نماید، بر اثر گرد و غبار و عوامل دیگر امکان دارد که نور فرستاده شده به گیرند نرسیده و سنسور این اختلال را به عنوان وجود یک جسم تفسیر نماید و یا در صورت کثیف شدن لنز فرستنده، توان نور فرستاده شده ضعیف گردد و برای مثال در سنسور‌های انعکاسی نور برگشتی دیگر انرژی لازم جهت تحلیل در گیرنده را نخواهد داشت.

سنسور‌های نوری به سه دسته تقسیم می‌شوند:

۱- سنسور نوری یک طرفه (Diffuse)
۲- سنسور نوری رفلکتوری (Retro-reflection)
۳-سنسور نوری دوطرفه (Through Beam)

سنسور‌های نوری یک طرفه:

سنسور‌های نوری یک طرفه بر اساس ارسال نور مدوله شده و دریافت بازتابش این نوع از سطوح مختلف کار می‌کنند. در این سنسور بخش فرستنده و گیرنده در کنار یکدیگر در داخل یک کیس نصب می‌شود.
برای نصب سنسور‌های یک طرفه می‌بایست دقت شود که زمینه پشت سنسور نور را جذب یا منحرف کند تا در صورتی که مانعی روبروی سنسور وجود نداشت، نور منعکس شده به سنسور باعث فعال شدن سنسور نشود. سنسور نوری یک طرفه کمترین فاصله سوئیچینگ را در بین انواع سنسور نوری دارد و البته این فاصله نسبت به فاصلهسوئیچینگ سنسور‌های القایی و خازنی بسیار بیشتر است. فاصله سوئیچینگ برای سنسور‌های نوری یک طرفه در حدود ۲ متر می‌باشد.

سنسورهای نوری رفلکتوری:

سنسورنوری رفلکتوری بر اساس نورمدوله شده و دریافت انعکاس این نوع از رفلکتور عمل می‌کند. در این سنسور بخش فرستنده و گیرنده در کنار یکدیگر در داخل یک کیس نصب می‌شود و نور مدوله شده در فضا منتشر می‌شود، در روبروی سنسور یک رفلکتور نصب می گردد و با برخورد این نور به رفلکتور نور تحت زاویه ای معین به صورت یک خط مستقیم به سمت گیرنده سنسور انعکاس داده میشود، در صورتی که یک مانع در مسیر انعکاساین نورقرار گیرد، دیگر امکان دریافت این نور توسط گیرنده فراهم نیست در نتیجه سنسور وجود مانع را تشخیص داده و خروجی سنسور تغییر وضعیت می دهد.
سنسور نوری رفلکتوری فاصله سوئیچینگ بیشتری نسبت به سنسور نوری یک طرفه دارد اما فاصله سوئیچینگ آن کمتر از سنسور نوری دو طرفه می باشد. به طور معمول فاصله سوئیچینگ این سنسورحدود ۱۰ متر می باشد.

سنسور نوری دوطرفه:

سنسور نوری دو طرفه بر اساس ارسال نور مدوله شده در قسمت فرستنده و دریافت این نور توسط گیرنده ای که در مقابل فرستنده نصب می شود عمل می‌نماید. در این نوع سنسور فرستنده و گیرنده مجزا از یکدیگر می باشند ونور مدوله شده توسط فرستنده ارسال می‌شود و گیرنده ای که در مقابل فرستاده نصب شده این نور را دریافت می کند و در صورتی که ما بین فرستنده و گیرنده مانعی قرار گیرد، دیگر توسط گیرنده دریافت نمی شود در نتیجه ی در نتیجه سنسور وجود مانع را تشخیص داده و خروجی سنسور تغییر وضعیت می دهد. سنسور نوری دو طرفه بیشترین فاصله سوئیچینگ را بین انواع سنسورهای نوری دارد. فاصله سوئیچینگ این سنسور در برخی موارد به بیش از ۱۰۰ متر می‌رسد.

سنسورهای نوری همراه با کابل فیبر نوری:

می توان با استفاده از کابلهای فیبر نوری نور فرستنده و گیرنده سنسورهای نوری را کنترل کرد در واقع می‌توان نور منتشر شده توسط بخش فرستنده سنسور را با استفاده از کابل فیبر نوری به نقاط دلخواه هدایت کرد. سنسورهای نوری همراه با کابل فیبر نوری در بسیاری از محیط ها مورد استفاده قرار می‌گیرند اما کاربرد اصلی آنها در محیط هایی که خطر انفجار وجود دارد می باشد، همچنین با استفاده از کابل فیبر نوری امکان وجود دارد که از سنسور یک طرفه مانند سنسور دو طرفه استفاده کرد.