Forståelse af fotoelektriske sensorer
Definition: Hvad er en fotoelektrisk sensor?
Fotoelektrisk sensor er en optisk detektionsenhed, der bruger en lyskilde (LED, laser eller infrarød) og en fotodetektor til at registrere tilstedeværelsen, fraværet eller positionen af objekter eller mærker gennem lystransmission, refleksion eller afbrydelse. I roterende maskiner fungerer fotoelektriske sensorer som omdrejningstællere detektering af akselrotationshastighed, tilvejebringelse af timingpulser én gang pr. omdrejning for fase reference i afbalancering, og aktivere nøglefase funktionalitet til kritiske maskinbeskyttelsessystemer.
Fotoelektriske sensorer er værdsatte for deres berøringsfri drift, hurtige responstid, immunitet over for magnetfelter og evne til at detektere ikke-jernholdige materialer, hvilket gør dem til alsidige værktøjer til hastighedsmåling og positionsregistrering på tværs af alle typer roterende udstyr.
Driftstilstande
1. Envejslys (modsatrettet tilstand)
- Konfiguration: Lyskilde og modtager i separate huse vendt mod hinanden
- Opdagelse: Objekt afbryder lysstrålen mellem sender og modtager
- Rækkevidde: Lang (meter mulig)
- Pålidelighed: Højeste (mest immun over for snavs, justeringsvariationer)
- Ansøgning: Knivtælling, objektdetektion på transportbånd
2. Retroreflekterende tilstand
- Konfiguration: Sender og modtager i samme hus, reflektor modsat
- Opdagelse: Objekt afbryder den reflekterede lysbane
- Rækkevidde: Moderat (flere meter)
- Bekvemmelighed: Enkeltsidet installation
- Ansøgning: Delantælling, detektion af større objekter
3. Diffus reflektionstilstand (mest almindelig for takometri)
- Konfiguration: Sender og modtager i samme hus
- Opdagelse: Reflektion direkte fra måloverfladen
- Rækkevidde: Kort (typisk 5-500 mm)
- Opsætning: Simpel peg-og-detekter
- Ansøgning: Reflekterende tape detektion af hastighed/fase, lasertachometre bruger dette
Anvendelser inden for vibrationsovervågning
Hastighedsmåling
- Registrer reflekterende tape eller akselfunktioner én gang pr. omdrejning
- Tæl pulser for at beregne omdrejningstallet
- Kontinuerlig hastighedsovervågning
- Hastighedsverifikation under målinger
Fasereference
- En puls pr. omdrejning definerer 0° reference
- Kritisk for afbalancering af beregninger
- Muliggør faselåste målinger
- Synkroniserer ordresporing
Keyfasor-funktion
- Permanent installeret fotoelektrisk sensor som nøglefasesensor
- Registrerer akselmærke, slids eller funktion ved hver omdrejning
- Giver fasereference til nærhedssondesystemer
- Essentielt for overvågning af turbomaskiner (API 670)
Hændelsesudløsning
- Udløs dataopsamling ved specifikke akselpositioner
- Udløser stroboskop til stop-motion-visning
- Synkroniser målinger med rotation
Specifikationer
Svartid
- Mikrosekunder til millisekunder
- Skal være hurtig nok til den højeste målte hastighed
- Eksempel: 10.000 o/min = 167 Hz → behov < 1ms respons for ren puls
Registreringsafstand
- Minimum og maksimal driftsafstand
- Varierer afhængigt af sensormodel og målreflektionsevne
- Typisk: 50-300 mm til diffus lysindstilling
Lyskilde
- Synlig rød: Nem justering, 630-670 nm
- Infrarød: Bedre i lyse omgivelser, 850-950 nm
- Laser: Fokuseret stråle, længere rækkevidde, mere præcis
Installation
Positionering
- Vinkelret på den reflekterende overflade for det bedste signal
- Passende afstand i henhold til specifikationerne
- Stabil montering (vibrationer kan påvirke sigtet)
- Beskyttet mod mekanisk skade
Målforberedelse
- Sæt reflekterende tape på et passende sted
- Rengør først akseloverfladen
- Sørg for et enkelt mærke pr. omdrejning
- Bekræft, at mærket er sikkert og ikke falder af
Justering
- Ret sensoren mod det reflekterende mærke
- Bekræft stabilt signal (LED-indikator)
- Lås positionen, når den er justeret
- Test gennem rotation for at verificere pålidelig detektion
Fordele
Ikke-kontakt
- Ingen friktion eller belastning
- Sikker (ingen kontakt med roterende dele)
- Fungerer ved enhver hastighed
- Ingen slid
Materiel uafhængighed
- Arbejder på jernholdige og ikke-jernholdige materialer
- Virker på plastik, kompositmaterialer og træ
- Kræver kun optisk kontrast
Hurtig respons
- Velegnet til højhastighedsapplikationer
- Rene digitale pulser
- Præcis timing
Begrænsninger
Miljøfølsomhed
- Stærkt omgivende lys kan forstyrre
- Støv og olietåge på optik forringer ydeevnen
- Kræver periodisk rengøring
- Kan have brug for beskyttende bolig i barske miljøer
Justering kritisk
- Skal holde sigte mod målet
- Vibration eller sætning kan føre til skæv justering
- Kræver stabil montering
Målafhængig
- Kræver reflekterende mærke eller genstand
- Ændringer i reflektivitet påvirker ydeevnen
- Tapen kan skalle af
Fotoelektriske sensorer er alsidige optiske detektionsenheder, der er essentielle til berøringsfri hastighedsmåling og fasereference i vibrationsanalyse og maskinovervågning. Deres kombination af hurtig respons, materialeuafhængighed og berøringsfri drift gør dem ideelle til omdrejningstællerapplikationer, da de supplerer vibrationssensorer i omfattende tilstandsovervågnings- og afbalanceringssystemer.