光电传感器产品在工业自动化系统中的应用PPT幻灯片

1,光电传感器产品在工业自动化系统中的应用,2,1.传感器产品概述2.光电传感器,3,1.概述,1.1自动化系统中检测的基本概念1.2传感器产品种类1.3传感器组成和技术,4,1.1检测的基本概念1.1.1检测的对象和目的对象:被控制的装置由于其运行、停止、故障等原因而导致的变化；机械运动所导致的部件或物料的位移，如物料输送运动；液面升降等物理运动所导致的局部（内部的）环境变化，如压力变化、温度变化等。目的:感受检测对象的状态；将检测到的状态转化为可被识别的电气参量，传送至控制系统；由控制系统做出判断，进而进行相应的动作。,5,自动化系统中数据采集是通过传感器将一个物理量转换成一个处理单元可理解的信号。,传感器的种类,机电类产品特点优点适合于低速和终端限位高重复精度缺点与被检测物体接触机械磨损低动作频率需施加触发力,电子产品特点优点无接触检测寿命长允许更大的动作频率输出信号可靠缺点传感距离受环境状况影响输出端参数受环境温度影响,机电产品限位开关压力开关,电子产品接近开关光电开关压力变送器超声波传感器旋转编码器识别系统视觉系统,1.1.2检测元件,6,1.3传感器的组成和技术,传感器输出电气信号为0或1和模拟信号这个信号将被传送到处理模块(可编程控制器),7,2光电传感器,2.1工作原理2.2光电传感器应用举例,8,一个发射器、一个接收器一个滤波器及一个透镜,直流3线PNP/NPN常开/常闭10-30伏交流/直流供电，2线20-264伏,继电器输出、模拟量输出,等等.,集成电路,光学集成电路微处理器信号输出,2.1工作原理,9,光栅,电子板,光电器件支撑,光电器件,发射+接收镜头,连接器,塑料管,产品内部结构,2.1工作原理,10,2.1工作原理检测原理:将光学运动转化为电信号的传感器，由“光发射器”与“光敏接收器”两个部分组成。当传感界面上有物体运动时，就会影响“光发射器”的所发光束的正常发射轨道，从而改变“光敏接收器”的接收状况，开关的电气机构就会被触发动作。,工作原理：是基于光通量变化的检测；物体的存在是通过光束的中断或者光强度的变化而被检测出来的。适用范围：光电元件适用于检测所有种类的物体。三个基本型式：对射式：用于长的作用距离和反射物体；光束的发射器和接收器是分开的。反射式：用于中等作用距离(70%左右的用途)，发射器和接收器装在同一只壳体中的。光束的返回是由一只反向器保证的。漫射式：用于小的作用距离，接收器和发射器在同一只壳体内，物体反射光束。,11,不同的系统,2.1工作原理,12,漫反射系统,优点:单一的元件(发射+接受),高反射系数的目标检测(从0.6到0.9).缺点:检测距离短受物体反射性能的影响(表面状态及颜色)，死区受背景的影响注意：固定和调整时很敏感,2.1工作原理,13,漫射系统的限制,注:如果背景的反射系数被检测物体的反射系数,不可能检测，,必须使用带背景抑制的光电元件.,2.1工作原理,14,带背景抑制的漫反射系统,优点：单一的元件(发射+接受)检测不受背景的影响给定距离的检测，不受物体本身颜色的影响缺点：检测距离短死区特征：固定和调整时很敏感,2.1工作原理,15,光电传感器是光学传感器，包括光发射器和相应的光感应接收器.直接反射传感器根据反射原理工作.这类光电传感器可以区分放在检测区内的被测物体和检测区外的物体(背景).检测区外的每个物体可以看见但不考虑.,带背景抑制的漫射系统,背景抑制漫射系统,2.1工作原理,16,原理:接收系统包括两个光电二极管,使用三角形方法,可以区分检测区内物体和检测区外物体.,带背景抑制的漫射系统,背景抑制漫射系统,2.1工作原理,17,反射系统,优点：检测距离适中单一的元件(发射+接受)易于安装缺点：对发光物体较敏感死区受反射板型式的影响注意：通常，被测物体应大于反射板避免发光体及背景的影响,2.1工作原理,18,极化反射系统,2.1工作原理,19,极化反射系统,优点：单一的元件(发射+接受)检测距离平均或稍低高反射系数物体的检测易于安装缺点：反射板种类繁多注意：通常，被测物体必须大于反射板某些塑料会使光线偏振态改变(例如胶卷，填充料.),过滤发射光线可以只发射垂直偏镇光线.反射器包括相当数量的三角体，具有去光线极化的特点,2.1工作原理,20,对射系统,优点：用于长距离的检测精确、可靠的检测适用于粗糙的环境可检测发光物体没有死区缺点：需两个元件(发射器与接受器分离)长距离检测很难调整注意：光束的直径取决于能被检测物体的最小尺寸,2.1工作原理,21,光电开关-各种形状和材料物体的接近检测光电检测,适用于一些检测系统环境敏感感应距离：几百毫米至300米,极化反射:透明物体,带背景抑制模式,对射模式:不透明物体,穿透光束:可检测300米远,漫射模式,光纤:微小物体,2.2光电传感器应用,22,2.2.1XUM-W含水液体传感器,应用:注水控制液位控制功能:透明或有颜色的液体通过不透明容器或标签的检测.注入时不会因泡沫而受到干扰.,基本特性:额定感应距离:50m(根据应用在10到20cm使用)工作温度:0.40C防护等级:IP65连接方法:预接线2m,直径4mm,4槽输出:100mAPNP&NPN供电电压:12.24VDC,23,发射元件的特点是发射1450nm波长的光.这个波长的光会被水分子吸收80%:,(nm),举例:水的吸收峰值=1450nm硝酸盐的吸收峰值=214nm磷酸盐的吸收峰值=258nm,24,当灌碳酸饮料瓶时，不受泡沫影响,发射器,接收器,没有检测,接收器,检测,发射器,25,产品在以下工业中的特殊应用:,化妆品工业,监测香水瓶的灌装,监测塑料管液体物质的液位.,医药工业,透过标签检测液体