光电传感器在自动化生产线上的应用研究

发表时间:2020/8/6   来源:《城镇建设》2020年4月第11期   作者:马亮
[导读] 光电传感器的工作原理一般集中在以光电效应作为理论核心

         摘要:光电传感器的工作原理一般集中在以光电效应作为理论核心,控制的基础是将强度较大的光最大限度的转化为可利用的电信号,基本构成首先得有光源,光源是被测量的主要组成部分,其次会有一些信号流动的路径,大部分信号路径也是作为被检测的量被应用到实际当中,接着还必须有一些能够合理置换出电信号的物理元件作为设备基础,将生产出来的大量电储存起来进一步被利用到一些电路当中作为电力能源的输出。光电传感器之所以拥有极强的优越性,是因为它在进行光电的转换测量过程当中不会与被测量的对象拥有大量正面的接触,这样会减少许多不必要的摩擦,因而也会出现更为精确优良的结果。
         关键词:光电传感器;自动化生产线;应用
         1 光电传感器技术研究现状
         光电传感器(Photoelectric Sensor)是一种以光为测量介质,光电器件为转换元件的传感器。近年来,随着激光技术和图像技术的飞速发展,光电传感器已成为实现光电检测系统的各种光电转换的关键元件,是传感器领域的一个重要的角色,在非接触测量领域的绝对主导地位。其中,光电子器件是将光能转换成电能的一种传感器,并负责将光信号转化为电信号,响应速度快,结构简单,使用方便,可靠性高,广泛应用于自动检测、计算机控制系统。光电传感器可以测量光信号,也可以测量其他非光学信号;可实现光致变化的直接测量,也可以引起光路测量;同时测量电路的信号放大或开关量输出的光电器件。
         2 光电传感器的应用优势
         2.1 反应精确且速度较快的优势
         光电传感器本身由诸多先进性的电子材料组成,其对于数字信号的收集、传播、分析速度更快、效率更好,能够在各种光电检测系统中将光信号有效转变为电信号,因此其相较于传统自动化生产线的传感器具有反应精确、速度较快的优点。将光电传感器应用在自动化生产线上,更有助于自动化生产线的全过程、全范围、全时间监督管理。
         工作应用实例:NOISE检查自动机中端子间距检查工程,利用槽形式光电传感器实现对步进电机给电端子微小位置偏差实施检测,同时应现场生产需求自动机速度3.3S/PCS保证要,抛去马达移送、夹取定位、检测治具插入、返回、气缸夹子松开一系列动作留给光电传感器高度感应触发OK、NG信号的时间甚少,充分体现了光电传感器速度快+反应精确之优点。
         2.2 光电传感器具有较高的分辨率
         在实际应用过程中,将采用高端设计技术,它可以对有关数据实现综合性和集中性的处理。即使检测光束可以集中在很小的区域内,也能提高检测的实际精度。鉴于它是利用高精度的采光处理机制,可以使检测的实际分辨率进一步提高,从而奠定了后期工作开展的基础,并最终全面优化了整体的检查效果。
         2.3 非接触式检测
         光电传感器通过光束的一收一发就能实现相应物理量的测量,简单快捷,无需任何附加的工具,也无需与被测物体发生直接的机械接触,是无损检测技术的重要分支。在很大程度上也提高了检测效率。
         2.4 检测适用范围广
         随着科学技术的不断创新发展,光电传感技术得到了进一步完善。当前,光电传感器被广泛应用在各个领域生产线的检测距离与种类工作方面。与传统应用的传感器相比较,光电传感器在生产线中的应用能够有效完成更远距离对象检测工作,拓宽整个生产线的检测范围。此外,光电传感器在生产线检测工作中的应用不会受到外界因素的干扰,能够展开对各类材质物体对象的科学检测分析工作,具有更加完善的检测功能。因此,光电传感器适用在更为广泛的工业范围内,能够不受过多的限制。


         3 光电传感器在自动化生产线上的具体应用
         3.1 光电传感器在烟尘浊度监测工作中的运用
         一般工业生产过程中会有烟尘等污染物的产生,所以想要将工业烟尘的排放量进行有效的降低,实现工业生产活动的节能环保发展,需要在日常的工业生产中加强对烟尘浊度的监管。在监测管理工作中应用光电传感器,可以实时的检测烟尘颗粒物。工业企业生产活动中排放烟尘的检测工作,通过科学合理的选择可见光作为有效光源,这样才可以帮助相关的工作人员更加高效的获得随烟尘浊度变化的对应电信号。通过应用市场上非常先进的运算反应器,可以有效的提高烟尘浊度的检测灵敏度。一般显示器可以将烟尘的浊度瞬间值进行很好的显示,一旦烟尘浊度超标的时候,报警电路会及时的发出信号,从而可以提醒企业采用有效的措施将排放的烟尘浊度进行有效的降低。
         3.2 可编程计算机控制器
         对于可编程逻辑控制器而言,其属于通过数字运算进行操作的一种电子系统,其基础为可编程存储器,其主要在系统内部存储程序中进行运用,从而可实现控制及运算,同时还能够以数字以及模拟模式对不同机械以及各种生产过程中实行控制。在工业自动化控制系统中,可编程逻辑控制器能够得到广泛应用与其特点以及功能之间具有十分密切的关系,其所具备优势主要就是具备较高可靠性,较强的抗干扰能力,相关配套设施也比较齐全,有比较完善的功能,较强的适用性,另外,系统的设计和施工都比较方便,工作量也比较小,在后期维护比较方便,改造相对容易。可编程控制器具有重量轻、体积小、能耗低、易于实际操作等优点,在自动化系统中得到了广泛的应用。
         3.3 光电耦合器
         光耦合器在驱动电路中应用时,可广泛应用于计算机控制系统中开关量的控制。由于计算机的I/O输出驱动能力有限,一般不足以驱动某点磁致动器。需要增加驱动接口电路。为了避免计算机的干扰,应采取隔离措施。晶闸管的主电路一般为交流高压电路,由于其电压高、电流大,不易与计算机直接连接。光学耦合器起到隔离作用。
         例如,当光耦用于高压稳压电路时,驱动管需要一个耐高压晶体管。输出电压增加时,晶体管的偏置电压的增加,发光二极管的正向电流增加,减少光敏管的极间电压,减少了调整管的偏置电压和增加了内部阻力,减少输出电压,保持输出电压的稳定。
         3.4 机器人控制中的应用
         随着科学技术的不断发展,机器人在工业生产领域的作用日益突出,尤其是在自动化生产线中,机器人扮演着非常重要的角色,在检查器械故障以及处理一些危险动作中,发挥着非常突出的作用。不同于一般的自动化技术,机器人技术的本质是智能化,需要机器人能够根据处理事务的实际情况进行分析判断,从而采取最优解。对此,光电传感器同样有着很好的应用价值,在未来的自动化生产线中,光电传感器将成为机器人控制中的主要手段。研究人员可以利用光电传感技术在机器人的相应部位安装类似人类的触觉、视觉等功能,借助光电传感器,机器人可以及时地获取外部信息的反馈,并作出相应的分析与处理,这对于机器人急求反应能力的提升有着不可多得的作用。
         4 结语
         光电传感器是采用光电元件作为检测元件,首先把被测量的变化转变为信号的变化,然后借助光电元件进一步将光信号转换成电信号。光电传感器一般由光源、光学通路和光电元件3部分组成。光电检测方法具有精度高、反应快、非接触等优点,而且可测参数多,传感器的结构简单,形式灵活多样,体积小。近年来,随着光电技术的发展,光电传感器已成为系列产品,其品种及产量日益增加,用户可根据需要选用各种规格产品,在各种轻工自动机上获得广泛的应用。
         参考文献:
         [1]周阳.光电传感器在自动化生产线的应用[J].电子世界,2018(8):207-207.
         [2]张志.光电传感器在自动检测和分拣中的应用[J].电子制作,2018(9):30-32.
         [3]魏访.光电传感器在自动化生产线的应用研究[J].数字技术与应用,2017(12):25-28.
         作者简介:
         马亮(1984年2月17日)男,汉族,甘肃,本科、工程师,电气自动化方向
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