ทำความเข้าใจเกี่ยวกับเซนเซอร์โฟโตอิเล็กทริก
ก เซนเซอร์โฟโตอิเลคทริก เป็นอุปกรณ์การตรวจจับด้วยแสงที่จับคู่แหล่งกำเนิดแสง — LED เลเซอร์ หรือตัวปล่อยอินฟราเรด — กับโฟโตดีเทกเตอร์เพื่อตรวจจับการมีอยู่ การไม่มีอยู่ หรือตำแหน่งของวัตถุหรือเครื่องหมายโดยผ่านการส่งสัญญาณ การสะท้อน หรือการขัดขวางแสง ในงานเครื่องจักรหมุนเวียน เซนเซอร์เหล่านี้มักทำหน้าที่เป็น เครื่องวัดรอบ: ตรวจจับลักษณะเพลาเพียงครั้งเดียวต่อรอบเพื่อวัดความเร็ว จ่ายให้กับพัลส์การจับเวลา once-per-revolution ที่ให้ เฟส reference for สมดุล, and provide คีย์เฟสเซอร์ ฟังก์ชันการสำหรับระบบการป้องกันเครื่องจักรวิกฤต
ดึงดูดใจอยู่ในการทำงานแบบไม่สัมผัส การตอบสนองที่รวดเร็วมาก ความคุ้มกันต่อสนามแม่เหล็ก และความสามารถในการตรวจจับวัสดุที่ไม่ใช่เหล็ก การรวมกันนี้ทำให้เป็นเครื่องมือการตรวจจับความเร็วและตำแหน่งที่มีความหลากหลายในทั่วทุกประเภทของอุปกรณ์หมุนเวียน — และเป็นพื้นฐานของ เครื่องวัดความเร็วแสง and เครื่องวัดความเร็วรอบแบบเลเซอร์ ที่ใช้ในชุดสมดุลแบบพกพา
1. โหมดการทำงาน
เซนเซอร์โฟโตอิเลคทริกมีการจัดเรียงการตรวจจับสามแบบ โดยแตกต่างกันในตำแหน่งที่ตัวปล่อยและผู้รับอยู่ และวิธีการที่เป้าหมายส่งผลต่อเส้นทางแสง
ผ่านลำแสง (โหมดตรงข้าม)
แหล่งกำเนิดแสงและผู้รับอยู่ในห้องเรือนแยกต่างหากโดยหันหน้าเข้าหากัน และการตรวจจับจะเกิดขึ้นเมื่อเป้าหมายขัดขวางลำแสงที่ข้ามช่องว่าง พิสัยยาว — เป็นไปได้หลายเมตร — และความน่าเชื่อถือสูงสุดของโหมดใดๆ โดยมีความคุ้มกันสูงสุดต่อสิ่งสกปรกและการลอยตัว การใช้งานทั่วไป ได้แก่ การนับใบมีด และการตรวจจับวัตถุบนสายพาน
โหมดเรโทรรีเฟลกทีฟ
ตัวปล่อยและผู้รับแชร์ห้องเรือนเดียว โดยติดตั้งตัวสะท้อนแสงไว้ตรงข้าม เป้าหมายจะถูกตรวจจับเมื่อขัดขวางเส้นทางแสงที่สะท้อนกลับมา พิสัยปานกลาง (หลายเมตร) และการติดตั้งด้านเดียวสะดวก เหมาะสำหรับการนับชิ้นส่วนและการตรวจจับวัตถุขนาดใหญ่
โหมดการสะท้อนแบบกระจาย — ตัวเลือกทั่วไปสำหรับการวัดความเร็ว
อีกครั้ง ตัวปล่อยและผู้รับแชร์ห้องเรือน แต่ที่นี่เซนเซอร์อ่านแสงที่สะท้อนออกมาจากพื้นผิวเป้าหมายโดยตรง พิสัยสั้น — โดยทั่วไป 5–500 มม — และการตั้งค่าเป็นการทำงานแบบชี้และตรวจจับแบบง่าย นี่คือโหมดที่ใช้ในการรับ เทปสะท้อนแสง สำหรับการวัดความเร็วและเฟส และหลักการที่เลเซอร์ tachometer ทำงาน
2. การประยุกต์ใช้ในการติดตามการสั่นสะเทือน
Within การวิเคราะห์การสั่นสะเทือน เซนเซอร์เดียวกันนี้ทำหน้าที่หลายอย่างที่แตกต่างกัน:
- การวัดความเร็ว: โดยการตรวจจับเทปสะท้อนแสงหรือลักษณะของเพลากลับมาครั้งเดียวต่อการหมุนหนึ่งรอบและนับพัลส์ เครื่องมือจะคำนวณ รอบต่อนาทีตรวจสอบความเร็วอย่างต่อเนื่อง และยืนยันความเร็วระหว่างการวัด
- เฟสอ้างอิง: พัลส์ที่เกิดขึ้นครั้งเดียวต่อการหมุนหนึ่งรอบกำหนดจุดอ้างอิง 0° ซึ่งมีความสำคัญอย่างยิ่งสำหรับการคำนวณการปรับสมดุล ช่วยให้การวัดที่ล็อคเฟสและการซิงโครไนซ์ การติดตามคำสั่งซื้อ.
- ฟังก์ชัน Keyphasor: เซนเซอร์โฟโตอิเล็กทริกที่ติดตั้งอย่างถาวรสามารถใช้เป็น keyphasor โดยตรวจจับเครื่องหมายเพลา ช่องหรือลักษณะในแต่ละรอบการหมุนเพื่อให้การอ้างอิงเฟส โพรบวัดระยะใกล้ ระบบ — จำเป็นสำหรับการตรวจสอบเทอร์โบแมชชีนภายใต้ เอพีไอ 670.
- การทริกเหตุการณ์: พัลส์สามารถทริกการเก็บข้อมูลที่ตำแหน่งเพลาที่เฉพาะเจาะจง สตาร์ท สโตรโบสโคป สำหรับการดูภาพนิ่ง หรือเพื่อซิงโครไนซ์การวัดกับการหมุน
3. ข้อมูลจำเพาะที่สำคัญ
พารามิเตอร์สามตัวกำหนดว่าเซนเซอร์จะทำงานได้ดีในการติดตั้งที่กำหนดหรือไม่
- Response time: จากไมโครวินาทีถึงมิลลิวินาที เซนเซอร์จะต้องเร็วพอสำหรับความเร็วสูงสุดที่วัดได้ เพลาที่ 10,000 รอบต่อนาทีผ่านเครื่องหมายของมันที่ประมาณ 167 Hz ดังนั้นพัลส์ที่สะอาดจึงต้องมีการตอบสนองที่น้อยกว่าหนึ่งมิลลิวินาที
- ระยะการตรวจจับ: รุ่นแต่ละรุ่นมีระยะการทำงานต่ำสุดและสูงสุดที่แตกต่างกันไปตามการสะท้อนของเป้าหมาย เซนเซอร์โหมดกระจายโดยทั่วไปทำงานที่ 50–300 มม.
- Light source: visible red (630–670 นม.) ง่ายต่อการเล็งจ่ายมา; infrared (850–950 นม.) ทำงานได้ดีกว่าในแสงโดยรอบที่สว่าง; laser ให้ลำแสงที่มีการโฟกัสแน่น ช่วงที่ยาวกว่า และการทริกที่แม่นยำมากขึ้น
4. การติดตั้งและการตั้งค่า
การทริกที่เชื่อถือได้ส่วนใหญ่เป็นเรื่องของการติดตั้งอย่างระมัดระวัง เซนเซอร์ควรเล็งจ่ายมา ตั้งฉากกับพื้นผิวสะท้อนแสง เพื่อให้ได้สัญญาณที่แรงที่สุด ให้ติดตั้งตามระยะที่ข้อกำหนดเรียกร้อง ยึดอย่างแข็งแรงเพื่อไม่ให้การสั่นสะเทือนเปลี่ยนการจัดตำแหน่ง และปกป้องจากความเสียหายทางกล เป้าหมายนั้นเองมีความสำคัญเท่าเทียมกัน: นำแถบสะท้อนแสงไปติดตามตำแหน่งที่เหมาะสมบนพื้นผิวเพลาที่สะอาด ให้แน่ใจว่ามี หนึ่งหมายเด่นต่อการหมุนเวียนหนึ่งครั้ง (ลักษณะสะท้อนแสงที่สองทำให้นับเป็นสองเท่า) และยืนยันว่าหมายเด่นได้รับการยึดอย่างปลอดภัยและจะไม่หลุดออกไปในความเร็วสูง สุดท้าย ให้จัดตำแหน่งโดยเล้งไปที่หมายเด่น ดูตัวบ่งชี้ LED ของเซ็นเซอร์เพื่อหาสัญญาณที่เสถียร ล็อกตำแหน่ง และทดสอบผ่านการหมุนเวียนแบบเต็มเพื่อยืนยันการตรวจจับที่เชื่อถือได้ก่อนพึ่งพาการอ่านค่า
5. ข้อได้เปรียบ
หลักการแสงไม่สัมผัสนำเสนอจุดแข็งหลายประการ:
- ไม่มีการสัมผัสทางกล: ไม่มีแรงเสียดทานหรือการรับน้ำหนักบนเพลา ไม่มีการสึกหรอ การทำงานที่ปลอดภัยห่างจากชิ้นส่วนที่หมุน และสามารถใช้ได้ที่ความเร็วใดก็ได้
- ความเป็นอิสระจากวัสดุ: มันทำงานได้กับโลหะแม่เหล็ก และโลหะไม่แม่เหล็กเท่าเทียมกัน และบนพลาสติก วัสดุประสมและไม้ — สิ่งที่ต้องการเพียงแต่ความเปรียบต่างทางแสง
- การตอบสนองที่รวดเร็วและสะอาด: เหมาะสำหรับการใช้งานที่ความเร็วสูง ส่งพัลส์ดิจิทัลที่คมชัดพร้อมการจับเวลาที่แม่นยำ
6. ข้อจำกัด
หลักการแสงเดียวกันนี้ก่อให้เกิดข้อจำกัดไม่กี่ประการที่คุ้มค่าในการวางแผน:
- ความไว้วางใจต่อสภาพแวดล้อม: แสงสภาพแวดล้อมที่สดใส อาจรบกวน ในขณะที่ฝุ่นและหมอกน้ำมันบนออปติกส์ลดประสิทธิภาพ ดังนั้นเลนส์จึงต้องขัดเงาเป็นระยะ และอาจต้องการที่อยู่อาศัยที่ป้องกันในสภาพแวดล้อมที่รุนแรง
- การจัดตำแหน่งมีความสำคัญเป็นอันดับแรก: เซ็นเซอร์ต้องคงตำแหน่งเล้งไปที่เป้าหมาย และการสั่นสะเทือนหรือการทรุดตัวลงอาจทำให้มันเบี่ยงเบน — อีกเหตุผลหนึ่งสำหรับการติดตั้งที่เสถียร
- การพึ่งพาเป้าหมาย: ต้องมีหมายเด่นสะท้อนแสงหรือวัตถุ การเปลี่ยนแปลงในการสะท้อนแสงส่งผลต่อการอ่านค่า และแถบสามารถปลิวออกไปตามกาลเวลา
เมื่อการติดตั้งเซ็นเซอร์แสงถาวรไม่สามารถปฏิบัติได้จริง วิศวกรมักจะหันไปใช้ทางเลือกที่ไม่ใช่ระบบแสงเช่น โพรบความใกล้เคียง (กระแสน้ำวนไฟฟ้า) อ่านคีวเซ่ ซึ่งไม่ต้องใช้แถบและไม่ได้รับผลกระทบจากสิ่งสกปรก หรือแสง
7. เซ็นเซอร์โฟโตอิเล็กทริกในการปรับสมดุลโรเตอร์ในการใช้งานจริง
บนเครื่องมือแบบพกพา เครื่องวัดความเร็วด้วยเลเซอร์แบบสะท้อนกระจายแบบต่างการ (diffuse-reflective) เป็นตัวเลือกมาตรฐานสำหรับการรับสัญญาณเฟส อย่างแม่นยำ เพราะว่าไม่ต้องเตรียมเพลา นอกเหนือจากการติดสติกเกอร์สะท้อนแสง บาลานเซ็ต-1A มาพร้อมกับเครื่องวัดความเร็วเลเซอร์แบบออปติคอลชนิดนี้อย่างแม่นยำ: ทำงานจากสติกเกอร์สะท้อนแสงขนาดเล็ก ทำงานได้ในช่วงระยะห่างที่กว้าง และส่งสัญญาณพัลส์ครั้งละครั้งต่อรอบการหมุน ที่ซอฟต์แวร์ต้องการเพื่อคำนวณขนาดและมุมของแต่ละ น้ำหนักการแก้ไข และเพื่อตรวจสอบ ความไม่สมดุลที่เหลืออยู่ หลังจากการแก้ไข ในระยะสั้น การตอบสนองอย่างรวดเร็วของเซ็นเซอร์โฟโตอิเล็กทริก ความเป็นอิสระจากวัสดุ และการทำงานแบบไม่สัมผัส ทำให้เครื่องวัดความเร็วเลเซอร์เหมาะสมในอุดมคติ สมบูรณ์เพิ่มเติมต่อ เครื่องวัดความเร่ง ในระบบการตรวจสอบสภาพและการสมดุลที่สมบูรณ์
