Pochopení fotoelektrických senzorů
Definice: Co je to fotoelektrický senzor?
Fotoelektrický senzor je optické detekční zařízení, které využívá světelný zdroj (LED, laser nebo infračervené záření) a fotodetektor k detekci přítomnosti, nepřítomnosti nebo polohy objektů nebo značek prostřednictvím propustnosti světla, odrazu nebo přerušení. V aplikacích rotačních strojů slouží fotoelektrické senzory jako tachometry detekce otáček hřídele, poskytování časovacích impulsů jednou za otáčku pro fáze odkaz v vyvažování, a povolit klíčový fázor funkčnost pro systémy ochrany kritických strojů.
Fotoelektrické senzory jsou ceněny pro svůj bezkontaktní provoz, rychlou dobu odezvy, odolnost vůči magnetickým polím a schopnost detekovat neželezné materiály, což z nich činí všestranné nástroje pro měření rychlosti a snímání polohy u všech typů rotačních zařízení.
Provozní režimy
1. Jednosměrný paprsek (protilehlý režim)
- Konfigurace: Zdroj světla a přijímač v oddělených krytech, umístěných proti sobě
- Detekce: Objekt přerušuje světelný paprsek mezi vysílačem a přijímačem
- Rozsah: Dlouhé (možné metry)
- Spolehlivost: Nejvyšší (nejvíce odolný vůči nečistotám, změnám zarovnání)
- Použití: Počítání lopatek, detekce objektů na dopravnících
2. Retroreflexní režim
- Konfigurace: Vysílač a přijímač ve stejném krytu, reflektor na opačné straně
- Detekce: Objekt přerušuje dráhu odraženého světla
- Rozsah: Střední (několik metrů)
- Pohodlí: Jednostranná instalace
- Použití: Počítání dílů, detekce větších objektů
3. Difúzní reflexní režim (nejběžnější pro tachometrii)
- Konfigurace: Vysílač a přijímač v jednom krytu
- Detekce: Odraz od cílového povrchu přímo
- Rozsah: Krátký (obvykle 5–500 mm)
- Nastavení: Jednoduché zaměřování a detekce
- Použití: Reflexní páska detekce rychlosti/fáze, laserové otáčkoměry používají toto
Aplikace v monitorování vibrací
Měření rychlosti
- Detekce reflexní pásky nebo prvků hřídele jednou za otáčku
- Počítejte pulzy pro výpočet otáček
- Nepřetržité sledování rychlosti
- Ověření rychlosti během měření
Fázová reference
- Jednorázový impuls za otáčku definuje referenci 0°
- Kritické pro vyvažovací výpočty
- Umožňuje fázově synchronizovaná měření
- Synchronizuje sledování objednávek
Funkce Keyphasor
- Trvale instalovaný fotoelektrický senzor jako klíčový fázor
- Detekuje stopu na hřídeli, drážku nebo prvek při každé otáčce
- Poskytuje fázovou referenci pro systémy bezdotykových sond
- Nezbytné pro monitorování turbosoustrojí (API 670)
Spouštění událostí
- Spouštění sběru dat v určitých pozicích hřídele
- Spoušť stroboskop pro sledování v zastaveném pohybu
- Synchronizace měření s rotací
Specifikace
Doba odezvy
- Mikrosekundy na milisekundy
- Musí být dostatečně rychlý pro dosažení nejvyšší naměřené rychlosti
- Příklad: 10 000 ot./min = 167 Hz → potřeba Odezva < 1 ms pro čistý puls
Snímací vzdálenost
- Minimální a maximální provozní vzdálenost
- Liší se podle modelu senzoru a odrazivosti cíle
- Typické: 50–300 mm pro difúzní režim
Zdroj světla
- Viditelná červená: Snadné nastavení, 630–670 nm
- Infračervený: Lepší v jasném okolním světle, 850-950 nm
- Laser: Zaostřený paprsek, delší dosah, přesnější
Instalace
Polohování
- Kolmo k reflexní ploše pro nejlepší signál
- Vhodná vzdálenost dle specifikací
- Stabilní uchycení (vibrace mohou ovlivnit zaměřování)
- Chráněno před mechanickým poškozením
Příprava cíle
- Nalepte reflexní pásku na vhodné místo
- Nejprve očistěte povrch hřídele
- Zajistěte jednu značku na otáčku
- Ověřovací značka je bezpečná a nespadne
Zarovnání
- Namiřte senzor na reflexní značku
- Ověření stabilního signálu (LED indikátor)
- Zablokování polohy po zarovnání
- Ověřte spolehlivou detekci pomocí rotace.
Výhody
Bezkontaktní
- Žádné tření ani zatížení
- Bezpečné (bez kontaktu s rotujícími částmi)
- Funguje při jakékoli rychlosti
- Bez opotřebení
Materiální nezávislost
- Pracuje na železných i neželezných materiálech
- Funguje na plastu, kompozitech a dřevě
- Vyžaduje pouze optický kontrast
Rychlá odezva
- Vhodné pro vysokorychlostní aplikace
- Čisté digitální impulsy
- Přesné načasování
Omezení
Citlivost na životní prostředí
- Jasné okolní světlo může rušit
- Prach a olejová mlha na optice snižují výkon
- Vyžaduje pravidelné čištění
- V náročných podmínkách může být nutné ochranné pouzdro
Kritické zarovnání
- Je nutné udržovat cíl v klidu
- Vibrace nebo usazování mohou způsobit špatné vyrovnání
- Vyžaduje stabilní upevnění
Závislé na cíli
- Vyžaduje reflexní značku nebo předmět
- Změny odrazivosti ovlivňují výkon
- Páska se může odlepovat
Fotoelektrické senzory jsou všestranná optická detekční zařízení nezbytná pro bezkontaktní měření rychlosti a fázové reference při analýze vibrací a monitorování strojů. Jejich kombinace rychlé odezvy, materiálové nezávislosti a bezkontaktního provozu je činí ideálními pro aplikace s otáčkoměry a doplňuje vibrační senzory v komplexních systémech monitorování stavu a vyvažování.
 
									 
									 
									 
									 
									 
									