Optik seviye sensörleri endüstriyel otomasyon temelleri, temassızlığı sağlamak, sıvıların hızlı algılaması, sağlam ve optik seviye sensörlerin dağıtılması – yüzeysel aydınlatma veya görünür spektrumda – ve hatta yansımalarını analiz etmek, kesinti veya absorpsiyonunu analiz etmek, bu sensörlerin sinyallerini ve arayüzlerini doğru şekilde takip etmek için en ısrar eden zorluklarından biri - bu ışık kirliliğini kontrol etmek - Güneş ışığının etkisini incelemek.

Galak Işık Müdahalesini Anlamak

Orta ışık müdahalesi dış ışık kaynakları olduğunda gerçekleşir - dikkat çekici veya pullanmış - sensör başının tasarımını, sesin çalışma dalgalarını ve kullanılan algılama algoritmasını üretir.Inktörel ortamlarda, ışık ortamı düşük seviyeli hava ışık aydınlatmalarından değişebilir.

Orta ışığın optik seviyede algılamasını bozan üç temel mekanizma vardır:

  1. [FONT:0]Fotoğrafçının [DÜDÜDÜT:1) - son derece parlak ortam ışığı alıcıyı tatmin etmeye zorlar, sensörün moderatör sinyalini arka plan gürültüsünden ayırt edemezler.
  2. [FONT=0)Fotoğraf akım dengesi[[Dönemli:0] [Dönetici:0) [Fotoğraflar, [Dönemli:0] [Dönemli bir ışık, alıcıya doğru bir DC önyargı ekler ve yanlış pozitiflere yol açar (malzemeler mevcut olduğunda tespit edilir).
  3. [FONT:0]Modated Müdahale[[DÜDÜT:1) - flickering ışık kaynakları (örneğin, Pump Hz fluorescent ballasts, PWM-güdümlü LEDler veya kaynak yayları) sensörün kendi modülasyon frekansı, sinyal bandına ve yozlaşmanın bozulmasına neden olabilir.

Bu mekanizmaları anlamak, ölçüm bütünlüğü koruyan masyon tekniklerini seçmek ve uygulamak için ilk adımdır.

Işıklandırmanın Ortak Kaynakları

  • Sunlight (yön ve diffüz) – tank çiftlikleri, açık rezervuarlar ve konveyör bantları gibi açık açık açık uygulamalar.
  • Yüksek yoğunluklu deşarj (HID) lambalar - depolarda ve yüksek-bay tesislerinde kullanılır; önemli kızılötesi içerikle geniş spektrumlu ışık üretir.
  • Fluorescent ve LED aydınlatma - kapalı endüstriyel alanlarda yaygın; bunlar frekans (50 / 60 Hz) veya özellikle de yüksek harmoniklerde, özellikle de dimmed olduğunda.
  • Kaynak ve plazma kesim - görünür veya yakın menzilde çalışan aşırı genişbanlı ışık pulları üretmek.
  • Yanmış metal, parlak boya veya cam, sensör başına “focus” ortam ışığı, orijinal kaynağın doğrudan görünmezken bile basitleştirici müdahale.

Optik Seviye Sensörleri ve Onların Susceptability

Optik seviye sensörleri, işletim prensibi tarafından geniş ölçüde sınıflandırılır: via-beam (transmissive), retro-reflektif (reflex), ve diffüz (proksimity) Her mimari, belirli ortamlar için sensör seçimine farklı kırılganlığı gösterir.

Beam (Transmissive) Sensörler

Bir through-beam konfigürasyonunda, yayıcı ve alıcı ayrı birimlerde evlenir, böylece ışık kirişi doğrudan diğer sensörlerin içine girdiğinde, bir algılama olayı tetikler, çünkü yüksek hacimli bir kirişe güvenirler, ancak tüm çevre ışıklara maruz kalır.

Retro-Reflective (Reflex) Sensörler

Retro-reflektif sensörler, tek bir konutta yayıcı ve alıcıyı birleştirir, bir prismatik yansıtmak veya sensörün aksine monte edilir. sensörden gelen ışık, yansımacı ve geri dönüşler alıcıya geri döner.Birkaç nesneyi kestiğinde, geri dönüş ışığı azaltılır veya bloke edilir. çünkü yansımacı (kırık küp veya mikroprism serisi) daha yüksek çözünürlükte, güneş ışığı doldurmaz.Bu sensörler genellikle birçok durumda sensörlere daha az hassastır.

Diffuse (Proximity) Sensörler

Difify sensörlerin de integral bir yayıcı ve alıcısı var, ancak doğrudan hedef yüzeyden yansıyan ışıklara güveniyorlar.Bu sensörler uzak nesnelerden ışık tutmak için en hassastır, çünkü alıcının hedeften nispeten zayıf yansımaları tespit etmesi gerekir ve çevre ışık kolayca aşırı derecede fazla güçlendirici, diffüz sensörlerin baskılı optikleri kullanmak için tercih edilir.

Fiber Optik ve Dalga kılavuz Sensörleri

Fiber optik seviye sensörleri, ışık kirişini ve küçük bir algılama ipucunu taşımak için optik fiberleri kullanır. Çünkü yayıcı ve alıcı elektronikler uzaktan (örneğin, kontrol kabin) bulunur, algılama ipucu daha küçük ve sıkı alanlara yerleştirilir. Fiber optik sensörler genellikle mükemmel bir ortam ışığı bağışıklık sağlar, fiber kablolar iyi korunmuştur ve elektronikler izole edilir.

Orta Işık Müdahalelerini Minik Etme Stratejileri

En iyi yaklaşım, ara ışıkın özellikleri ve gerekli yanıt süresine bağlıdır.

Modated Light Sources and Synchronous Tespit

En temel teknik, modülasyon desenini (pulse genişlik, frekans ve faz) bir araya getirmektir ve bu yöntem, sabit güneş ışığından gelen DC uyarılarını ortadan kaldırır ve diğer birçok endüstriyel sensörlerden gelen hafif pulslara cevap vermek için tasarlanmıştır.

Optik Filtreleme

Sensörin fotodetektör blok dalga dalga dalga dalga dalga dalga dalga dalga dalgalarını düşüren optik filtreler, çoğu zaman kızılötesi sensörler bir IR bandpass filtresi (örneğin, 850 nm veya 940 nm) çalışır, ancak görünür ve UV dalga boyun eğlendirici ışıklarını azaltırken, hafif ve hafife almalı filtreler arasındaki etkiler azalır.

Shielding ve Enclosures

Fiziksel engeller ve özel muhafazalar, sensör alıcıya ulaşmaktan ışık engelleyebilir. Basit bir hoods, tüpler veya daha sonra ışıklı pencere blokunu kapatan haplar için, bir hava geçirmez konutu doğal olarak lens üzerinde ışık azaltılabilir. Tozlu veya foggy ortamlardaki bir hava temizleyici sistemi, bir hava temizleyici sistemi pencereyi temiz tutar ve ayrıca ışıktan vazgeçebilecek kondensasyonu engeller. Bazı üreticiler, doğal olarak kabul edilebilir bir optik ile tekrar sunar.

Sensör Pozisyoning ve Adaptasyon

Sensörlerin çevre ışık kaynaklarına göre yerleştirilmesi düşük maliyetlidir, ancak optik eksenleri doğrudan pencerelere yönlendirmekten kaçının, gök ışıklarına veya açık kapılara.Eğer bu kaçınılmazsa, alıcıyı kullanarak, kuzeye (Kuzey Hemi) karşı karşıya kalır veya bir kalkanı kullanın.

Dinamik Threshold Uyum ve Adaptif Oyun Kontrolü

Modern optik sensörler, ortamın ışık seviyesini sürekli olarak izleyen ve algılama eşi veya alıcının gerçek zamanlı kazandığını ayarlar. Örneğin, bir sensör, modulation döngüsü sırasında temel fotoğraf akışını ölçebilir (AGC) sistemler otomatik olarak hassaslığı azaltır ve hedefin güvenilir bir şekilde tespit edilir.AGC, özellikle de “yoğun ışık kesintisi” veya “ambient ışık iptali” olarak adlandırılır.

Robust Level için Gelişmiş Teknolojiler

Endüstri otomasyonu daha yüksek güvenilirlik ve daha hızlı yanıt süreleri talep ettiğinde, sensör üreticileri gelişmiş dijital sinyal işleme (DSP) ve makine öğrenme algoritmalarının çevre ışık etkisini daha da azaltmasını sağlar.

Dijital Signal Processing (DSP) ve Correlation

Basit amplimal algılama yerine, DSP tabanlı sensörler alıcı sinyalini sayısallaştırır ve alınan dalgaformu, gönderilen modülasyon dizisini depolamak için kaydedilen bir şablonla karşılaştırır. Bu yaklaşım, “eşit filtreleme” olarak bilinen sinyal bazlı sensörler, güçlü ortamdaki gürültü spektrumunu ve filtreleri sürekli olarak uçan bir sinyal döndürür. DSP ayrıca 120 Hz flicker gibi periyodik müdahaleyi tespit etmek için frekans alanı analizini sağlar.

Zaman-Flight (ToF) LIDAR Sensörler

Zaman ışığı sensörleri, yüksek zirve gücü ile yüksek çözünürlükte, ToF sensörlerinin doğal olarak güneş ışığına karşı kullanımı için kısa bir lazer darbe zamanı ölçtüler, çünkü çok kısa bir süre boyunca (birkaç nanosaniye) çok daha yüksek olan yüksek çözünürlükte, 100 klx'e kadar güneş ışığıyla çalışırlar.

Akıllı Etkinlik - Kasırtlı Algoritma

Bazı endüstriyel sensörler şimdi kenarda istihbarat sunuyor: Bir gökyüzü gürültüyü ortaya çıkarırken, sensör daha yüksek modülasyon frekansına geçiş yapabilir.Bu algoritmaların ayrıca ışık doygunluğu ve geçici olarak farklı algılama modları arasında geçiş yapar. Örneğin, gün ışığının gürültüyü geciktirme veya daha yüksek modülasyon frekansına geçişini engelleyebilir.

Uygulama Vaka Çalışmaları

Doğrudan Sunlight Exposure ile Kimyasal Depolama Tankları

Kimyasal bir işleme tesisinde, dış depolama tankları asitler ve çözücüler için yüksek hacimli sensörler güvenlik sistemi için doğru uyarıda bulundu. Tesis, tankların güney tarafında 90 nm modlu IR kaynağıyla karşı karşıya kaldı ve sık sık sık çevre ışıklarında hızlı değişiklikler yaratan bulut gölgeleri geçti. Geleneksel IR diffüz sensörleri, yüksek çözünürlükte yanlış uyarılardan muzdaripti.

Yüksek yoğunluklu Aydınlatma Altında Bottling Line

Bir içecek bottling hattı, 1 kHz'de belirtilen 800 nm LED modlu bir şekilde tespit edildi. Tesis, yüksek basınçlı sodyum (HPS) lambalar (yellowish light) ile yüksek çözünürlükte, 60 Hz flicker modeli üretti ve mevcut sensörler, 1 kHz'de bir optik kablolama işlemine ek olarak, 800 nm üzerinde de şişeleri kaçırdı.

Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç

Ortam ışık müdahalesi, modüle edilmiş ışık kaynakları, optik seviye sensörleri endüstriyel uygulamalarla dağıtmada en yaygın ve zorlu sorunlardan biri olarak kalır. Doğru sensör tipi seçimi - örneğin, dijital sinyal işleme, zaman-of-flight gibi - modated ışık kaynakları, optik filtreleme, kalkanlama ve uyarlayıcı elektronik tazminat, neredeyse doğru okumalar ve sağlam performansları garanti eder.