Оптические датчики. Описание системы

Контроллер Opto Edge состоит из усилителя (1), к которому могут быть подключены два волоконно-оптических кабеля (2) длиной до 10 м через быстродействующее соединение. Первый волоконно-оптический кабель передает сигнал, генерируемый усилителем, в первый оптический датчик (3), тогда как второй волоконно-оптический кабель передает сигнал от второго оптического датчика (4), в усилитель в качестве полученного сигнала. Этот полученный сигнал обрабатывается в усилителе в выходной сигнал управления.

Контроллер Opto Edge работает с инфракрасным светом, который выдает чрезвычайно короткие и быстрые импульсные последовательности, которые позволяют надежно регистрировать быстро возникающие процессы даже при наличии воздействий внешних лучей. Система управления процессом, которая определяется пользователем, а также конструкция оптического датчика, требует высокой степени гибкости от системы.

 

Структура контроллера Opto Edge

В структуре системы, проиллюстрированной на рис.1, оптические датчики (3, 4) сконфигурированы в противоположных положениях для образования фотоэлектрического барьера. Материал (5), например, бумага или металл, прерывая световой луч и, в зависимости от перекрытой поверхности датчика, уменьшает световой поток, обнаруженный датчиком (4). Усилитель (1), который соединен при помощи волоконно-оптического кабеля (2), подает на его выходной сигнал (4 ... 20 мА), который пропорционален величине принимаемого светового потока (5) в зависимости от конструкции датчика (3,4) с точностью до +/- 0,5 мм.

На усилителе (1) предусмотрены возможности настройки, которые обеспечивают точную адаптацию типов волоконно-оптических кабелей, оптических преобразователей или выходных сигналов, например, для дискретного цифрового переключения или регистрации аналогового сигнала.

Особым преимуществом системы является то, что волоконно-оптические кабели и оптические датчики для передачи и приема идентичны и, следовательно, взаимозаменяемы. В результате модификация устройства может быть изменена во время монтажа. Например, фотоэлектрический барьер может быть изменен на рефлекторный датчик.

 

В рефлекторном датчике, показанном на рис.3, оптические датчики (3, 4) для сигналов передачи и приема расположены рядом друг с другом, например, над материалом (5). При таком расположении материал не прерывает траекторию лучей между передатчиком и приемником, а скорее отражает остаточный поток лучей, который определяется приемником (4). Выход соответствует расстоянию до материалов. При такой компоновке результатом также является токовый сигнал от усилителя (1), который пропорционален расстоянию.

Однако, при применении рефлекторных датчиков необходимо учитывать сопутствующие условия, которые влияющие на результат измерения. В частности, они включают коэффициент отражения материала (5) или отражение, обусловленное фоном (6), который не покрыт материалом. Влияния такого типа необходимо учитывать во время установки.

Регистрация трещин, сколов или неоднородностей

Трещины или неоднородности на краю материала в основном распознаются способами, описанными на рис.1 или рис.3. В соответствии с рис.1 трещины или неоднородность распознаются как короткие вспышки света при прохождении через них, тогда как в соответствии с рис. 3 в зависимости от фона, изменяется отражение.

Распознавание трещин или неровностей в характеристиках материала, например, отверстий, зависит от высокоскоростного приема со стороны системы регистрации. Если, например, в соответствии с рис.1 трещина около 2 мм шириной проходит мимо оптического преобразователя со скоростью ленты 10 м / с, длительность вспышки составляет 0,0002 с. В этом случае оптический усилитель должен иметь разрешение не менее 5 кГц. Аналогичные условия существуют, если, например, необходимо обеспечить распознавание края с точностью до нескольких миллиметров для быстрой пропускной способности прокатного стана труб с уменьшенной площадью поперечного сечения.

 

Источник: ege-elektronik.su