Razumijevanje fotoelektričnih senzora
Definicija: Što je fotoelektrični senzor?
Fotoelektrični senzor je optički uređaj za detekciju koji koristi izvor svjetlosti (LED, laser ili infracrveno svjetlo) i fotodetektor za detekciju prisutnosti, odsutnosti ili položaja objekata ili oznaka putem prijenosa svjetlosti, refleksije ili prekida. U primjenama rotirajućih strojeva, fotoelektrični senzori služe kao tahometri detektirajući brzinu vrtnje osovine, osiguravaju vremenski impulse jednom po okretu za faza referenca u balansiranje, i omogući ključni fazor funkcionalnost za sustave zaštite kritičnih strojeva.
Fotoelektrični senzori su cijenjeni zbog svog beskontaktnog rada, brzog vremena odziva, imunosti na magnetska polja i sposobnosti detekcije obojenih materijala, što ih čini svestranim alatima za mjerenje brzine i detekciju položaja na svim vrstama rotirajuće opreme.
Načini rada
1. Prolazna zraka (suprotni način rada)
- Konfiguracija: Izvor svjetlosti i prijemnik u odvojenim kućištima okrenutim jedan prema drugome
- Otkrivanje: Objekt prekida svjetlosni snop između odašiljača i prijemnika
- Raspon: Duga (moguće u metrima)
- Pouzdanost: Najviši (najotporniji na prljavštinu, varijacije poravnanja)
- Primjena: Brojanje lopatica, detekcija objekata na transporterima
2. Retroreflektirajući način rada
- Konfiguracija: Odašiljač i prijemnik u istom kućištu, reflektor nasuprot
- Otkrivanje: Objekt prekida put reflektirane svjetlosti
- Raspon: Umjereno (nekoliko metara)
- Praktičnost: Jednostrana instalacija
- Primjena: Brojanje dijelova, detekcija većih objekata
3. Difuzni reflektivni način rada (najčešći za tahometriju)
- Konfiguracija: Odašiljač i prijemnik u istom kućištu
- Otkrivanje: Izravna refleksija od ciljne površine
- Raspon: Kratko (obično 5-500 mm)
- Setup: Jednostavno usmjeravanje i detekcija
- Primjena: Reflective tape detekcija brzine/faze, laserski tahometri koriste ovo
Primjene u praćenju vibracija
Mjerenje brzine
- Detektira reflektirajuću traku ili značajke osovine jednom po okretu
- Brojite impulse za izračun broja okretaja u minuti
- Kontinuirano praćenje brzine
- Provjera brzine tijekom mjerenja
Fazna referenca
- Jednokratni impuls po okretu definira referencu od 0°
- Kritično za izračune uravnoteženja
- Omogućuje fazno zaključana mjerenja
- Sinkronizira praćenje narudžbi
Funkcija Keyphasora
- Trajno ugrađen fotoelektrični senzor kao ključni fazor
- Detektira trag osovine, utor ili značajku pri svakom okretu
- Pruža faznu referencu za sustave sondi za blizinu
- Bitno za praćenje turbostrojeva (API 670)
Pokretanje događaja
- Pokretanje prikupljanja podataka na određenim položajima osovine
- Okidač stroboskop za gledanje u zaustavljenom pokretu
- Sinkronizirajte mjerenja s rotacijom
Tehnički podaci
Vrijeme odziva
- Mikrosekunde u milisekunde
- Mora biti dovoljno brz za najveću izmjerenu brzinu
- Primjer: 10.000 okretaja u minuti = 167 Hz → potrebno Odziv < 1ms za čisti impuls
Udaljenost detekcije
- Minimalna i maksimalna radna udaljenost
- Razlikuje se ovisno o modelu senzora i reflektivnosti cilja
- Tipično: 50-300 mm za difuzni način rada
Izvor svjetlosti
- Vidljivo crveno: Jednostavno poravnanje, 630-670 nm
- Infracrveni: Bolje u svijetlom okruženju, 850-950 nm
- Laser: Fokusirani snop, dulji domet, precizniji
Montaža
Pozicioniranje
- Okomito na reflektirajuću površinu za najbolji signal
- Odgovarajuća udaljenost prema specifikacijama
- Stabilna montaža (vibracije mogu utjecati na ciljanje)
- Zaštićeno od mehaničkih oštećenja
Priprema cilja
- Nanesite reflektirajuću traku na prikladno mjesto
- Prvo očistite površinu osovine
- Osigurajte jednu oznaku po okretu
- Oznaka za provjeru je sigurna i neće pasti
Poravnanje
- Usmjerite senzor na reflektirajuću oznaku
- Provjerite stabilan signal (LED indikator)
- Zaključaj položaj nakon poravnanja
- Testirajte rotacijom kako biste provjerili pouzdano otkrivanje
Prednosti
Beskontaktno
- Bez trenja ili opterećenja
- Sigurno (bez kontakta s rotirajućim dijelovima)
- Radi pri bilo kojoj brzini
- Bez habanja
Materijalna neovisnost
- Radi na željeznim i obojenim materijalima
- Radi na plastici, kompozitima, drvetu
- Potreban je samo optički kontrast
Brzi odgovor
- Pogodno za primjene velike brzine
- Čisti digitalni impulsi
- Točno vrijeme
Ograničenja
Osjetljivost okoliša
- Jarko ambijentalno svjetlo može smetati
- Prašina i uljna magla na optici smanjuju performanse
- Zahtijeva periodično čišćenje
- Može biti potrebno zaštitno kućište u teškim uvjetima
Kritično poravnanje
- Mora održavati cilj na meti
- Vibracije ili slijeganje mogu biti neusklađeni
- Zahtijeva stabilnu montažu
Ovisno o cilju
- Zahtijeva reflektirajući znak ili predmet
- Promjene refleksivnosti utječu na performanse
- Traka se može odlijepiti
Fotoelektrični senzori su svestrani optički uređaji za detekciju, neophodni za beskontaktno mjerenje brzine i faznu referencu u analizi vibracija i nadzoru strojeva. Njihova kombinacija brzog odziva, neovisnosti o materijalu i beskontaktnog rada čini ih idealnim za primjenu u tahometrima, nadopunjujući senzore vibracija u sveobuhvatnim sustavima za nadzor stanja i balansiranje.