سنسور فتوالکتریک(photo electric sensor) چیست؟ کاربردها و روش عملکرد آن

سنسورهای فتوالکتریک(photo electric sensor)چیست؟

سنسور فتوالکتریک، نوعی ابزار تشخیص موقعیت است. این سنسور از پرتو نور برای این کار استفاده می کند. این پرتو نور توسط شی مورد نظر یا منعکس شده یا قطع می‌گردد. این سنسورها دارای منبع انتشار نور، یک گیرنده برای دریافت نور ارسالی و مدارات الکترونیکی برای تقویت سیگنال دریافتی و انتقال آن به مدارات کنترلی می‌باشد. هوای محیطی که سنسور در آن نصب می‌شود (مخصوصا محیط های صنعتی) ممکن است حاوی گرد و خاک، دود و رطوبت باشد. در این شرایط، سنسور نیاز به ارسال نور قوی تری دارد.

از کاربردهای این سنسورها می توان به شمارش محصولات تولیدی، تشخیص عیب در ظاهر محصولات، ورود و خروج، تشخیص ترکیبات داخل کنسروهای فلزی و کاربردهایی از این قبیل اشاره کرد.

 روش های تشخیص موقعیت توسط سنسورهای فتوالکتریک(photo electric sensor):

سنسور های فتوالکتریک، عمل تشخیص موقعیت را به سه روش انجام می‌دهند:

1- روش پرتوی کامل (Through Beam): در این روش سنسور دارای یک فرستنده و یک گیرنده می‌باشد روبروی هم نصب می شوند. فرستنده نوری را فرستاده و گیرنده آن را دریافت می‌کند. اگر جسمی مانند شکل (1-ب) بین فرستنده و گیرنده قرار بگیرد، نور قطع شده و سنسور حضور جسم را اطلاع می‌دهد.

(الف)

                                         
                   (ب)                                                               
                                                                      شکل (1)

2- روش بازتابی (Reflective): در این روش علاوه بر فرستنده و گیرنده، سنسور دارای یک بازتاب‌کننده نور نیز می‌باشد. فرستنده و گیرنده در یک طرف و بازتاب کننده روبروی آن‌ها نصب می‌شود. این بازتاب کننده نور ارسالی از فرستنده را دریافت کرده و بازتاب آن را به گیرنده می‌فرستد (شکل 2-الف). در این حالت نیز اگر شی ماننده شکل (2-ب) بین فرستنده و بازتاب‌کننده قرار بگیرد، سنسور اطلاع می‌دهد.

                     
                      (الف)                                                              

                       (ب)

                                                                           شکل (2)

3- روش انتشار (Diffuse): در این حالت فقط گیرنده و فرستنده وجود دارد که هر دو در یک طرف نصب می‌شوند و شی مانند بازتاب‌کننده عمل می‌کند. به این ترتیب که نوری (اینفرارد، نور قرمز مرئی یا لیزر) از طرف فرستنده ارسال می شود، اگر شی در مقابل این نور قرار بگیرد، بازتاب‌هایی از آن را در فضا می‌فرستد که بخشی از این بازتاب‌ها به گیرنده می‌رسد. گیرنده با دریافت این پرتو حضور جسم را تشخیص داده و اطلاع می‌دهد (شکل3).
 

                                                                           شکل(3)

روش عملکرد سنسورهای فتوالکتریک (photo electric sensor):

 بعضی از سنسورهای فتوالکترونیک دارای دو عملکرد می‌باشند: عملکرد روشن (Light) و عملکرد تاریک (Dark). در عملکرد روشن سنسور زمانی عمل می‌کند که گیرنده سیگنالی دریافت کند (N.O) و در عملکرد تاریک زمانی عمل می‌کند که گیرنده سیگنالی دریافت نکند (N.C).
خروجی یک سنسور فتوالکتریک پس از فعال شدن، می‌تواند دو حالت داشته باشد. می‌تواند یک ولتاژ مثبت تولید کند (Source) که به آن نوع PNP می گویند یا می‌تواند ولتاژ منفی داشته باشد (Sink) که به آن نوع NPN می‌گویند. در حالت npn خروجی ممکن است به زمین نیز وصل شود.

پارامترهای مهم سنسورهای فتوالکتریک(photo electric sensor):

از مشخصات مهم این سنسورها عبارت است از:
–    فرکانس سوئیچینگ: حداکثر تعداد قطع و وصل يک سنسور در ثانيه می باشد (واحد آنHZ  می‌باشد).
–    فاصله سوئیچینگ (S): فاصله بين قطعه استاندارد و سطح حساس سنسور به هنگام عمل سوئيچينگ می باشد.
–    فاصله سوئیچینگ نامی (Sn): فاصله ای که در حالت متعارف و بدون در نظر گرفتن پارامترهای متغير از قبيل درجه حرارت ، ولتاژ تغذيه و غیره تعريف شده است.
–    نوع خروجی: روشن یا تاریک باشد. NPN یا PNP باشد.