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    如何選擇光電傳感器

    2006-04-18 傳感器世界

    光電傳感器主要參數
      ■ 尺寸
      ■ 傳感模式
      ■ 傳感范圍
      ■ 安裝方式
      ■ 輸出
      ■ 工作模式
      ■ 工作電壓
      ■ 光源
      ■ 連接方式
      ■ 封裝材料
      ■ 特殊功能包括:
      • 可處理高速和/或高溫
      • 邏輯控制
      • 可計算機編程
      • 網絡兼容性
      這種過剩的選擇可以采用以下兩種方式來縮小范圍:首先需要考慮檢測對象;其次是傳感器的工作環境。
      裝箱
      我們要問的第一個問題是:你究竟想讓傳感器檢測什么?“我們是在檢測瓶子,還是檢測紙箱?”傳感器廠商—Banner工程公司傳感器應用工程師Greg Knutson表示。
      光學性質與物理距離將決定采用何種傳感模式與哪種光源最合適。例如,在檢測單色紙箱的情況下,也許可以采用廉價的、從紙箱上反射光束的散射傳感器。
      但當紙箱為彩色從而使反射率不同時,就不能采用以上解決方案。在這種情況下,最好的解決方案也許是采用相反或反射模式傳感器。在此方案中,系統是通過屏蔽光束來工作。當紙箱到位時,光束被遮擋,從而使紙箱檢測。如果沒有透明的箱子,此技術應該能獲得可靠的結果。目前已有好幾種傳感器能檢測不同高度的紙箱。
      距離在選擇光源,例如LED或激光時起重要作用。LED雖比較便宜,但由于它是一種散射度較高的光源,因此適合短距離使用。激光可聚焦在一個點上,因此能獲得傳播距離更遠的光束。當需要檢測細微特征時,良好的聚焦也很重要。如果需要從幾英尺外對準細微特征,則必須使用激光。
      激光傳感器要比LED要貴很多倍,不過這種差別已經被激光二極管價格的下降縮小了。雖然目前使用的激光仍然較貴,但比起過去的花銷已經降低了很多。
      環境挑戰 
      選擇傳感器時的另一項決定因素是工作環境。一些行業(如食品與汽車行業等)的工作環境可能會很臟或很危險,或二者都有。在處理食品時,濕度可能會較高以及有很多液體。處理引擎或其他零件的汽車制造廠車間,也可能會有沙子、潤滑劑和冷卻劑等。在這種情況下,必須考慮傳感器的環境適應性,如果傳感器不能適應污垢環境就不能被使用。這種考慮還會影響所需的檢測范圍,因為可能需要將傳感器放在惡劣環境外一個更遠的位置上(而不是放在所需的位置)。如果指示燈被弄臟或信號減弱,那么能夠主動告警和通知是很有幫助的。
      類似的環境問題也會影響傳感器的尺寸,尺寸的變化可以從比一個手指還小到比張開的手掌還大。小尺寸傳感器比大尺寸傳感器要貴,因為將所有部件都裝入一個小空間內的成本更高。小尺寸傳感器收集光線的面積更小,一次檢測范圍更小,光學性能更低。這些缺點必須克服,以便小尺寸傳感器能更好地可用物理空間相匹配。
      再如,在半導體潔凈室設備中所使用的傳感器雖然工作環境不惡劣,但必須在狹窄的空間內工作。其檢測距離通常為數英寸,因此傳感器一般都較小。這些傳感器還常常使用光纖來將光線導入(或導出)檢測區。
      安裝與價格
      另一項考慮的因素是安裝系統。傳感器通常需要用盒子或其他方法來進行機械保護。這種機械與光學保護的成本可能要比傳感器本身的成本還高,因此是購買時需考慮的一項重要因素。如果廠商擁有靈活的安裝系統,以及針對傳感器的保護性安裝安排,則產品更容易實現,壽命也更長。
      激光與專用光電傳感器的價格約為150~500美元。像低級封裝、標準光學性能以及有限的(或完全沒有)外部調整等,都是每種傳感器低端產品所具有的特征。而高端產品則擁有高級封裝(如不銹鋼或鋁等),高光學性能以及可調增益、定時或其它選項。低端產品適合普通應用,而高端產品則可以在高速、高溫或易爆等特殊環境下使用。
      最后請記住,一種傳感技術不可能滿足應用的所有需求,如果需要改動,那么可能需要一種完全不同的傳感器技術。傳感器廠商—Pepperl+Fuchs公司產品經理Ed Myers表示,如果廠商在同一封裝與安裝尺寸內提供了多種傳感器技術,則轉向一種新的方法并不難。如果真是這樣,那么隨著需求的改變,很容易從一種傳感器技術轉向另一種傳感器技術。 


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