Диффузионные датчики это

Что такое бесконтактный датчик?

Бесконтактные датчики — это такие датчики, которые работают без физического и механического контакта. Они работают через электрическое и магнитное поле,  а также широко используются  и оптические датчики. В этой статье мы с вами  разберем все три типа датчиков: оптические, емкостные и индуктивные, а также в конце проделаем опыт с индуктивным датчиком.  Кстати,  в народе бесконтактные датчики называют также и бесконтактными выключателями, так что не бойтесь, если увидите такое название ;-).

В мире электроники эти три  типа датчиков находят все более широкое применение. С каждым годом производство этих датчиков растет и растет. Они используются абсолютно в разных областях промышленности. Автоматизация и роботизация без этих датчиков была бы невозможна. В этой статье я разобрал только простейшие датчики, которые выдают нам только сигнал «включен-выключен» или, если сказать на профессиональном языке, один бит информации. Более навороченные типы датчиков могут выдавать различные параметры и даже могут соединяться с компьютерами и другими устройствами напрямую.

Диффузионные
газоанализаторы Принцип действия
основан на процессе переноса вещества
(компонента смеси) под действием градиента
его концентрации.

Интенсивность
диффузии зависит от коэффициента
диффузии.

Коэффициент
диффузии зависит от механизма проницания
молекулы в твердое тело.

Твердое тело, через
которое проникает газ в газоанализаторах,
называют мембраной.

Диффузионные
газоанализаторы бывают мембранные и
основанные на взаимной диффузии.

Помните какие-нибудь кадры из фильмов, где главным героям приходилось пройти через оптические лучи и не задеть ни один из них? Если луч задевался какой-либо частью тела, срабатывала сигнализация.

Луч излучается посредством какого-либо источника.  А также есть  «лучеприемник», то есть та штучка, которая принимает  луч. Как только  луча не будет на лучепримнике, то сразу же в нем включится или выключится контакт, который будет уже непосредственно управлять сигнализацией или еще чем-нибудь по вашему усмотрению. В основном источник  луча и лучеприемник, называется лучеприемник  правильно «фотоприемник», идут в паре.

Очень большой популярностью в России пользуются оптические датчики перемещений фирмы СКБ ИС

В этих типах датчиков есть и источник света и фотоприемник. Они находятся прямо в  корпусе этих датчиков. Каждый тип датчиков представляет из себя законченную конструкцию и используется в ряде станков, где нужна повышенная точность обработки, вплоть до 1 микрометра. В основном это станки с системой Числового Программного Управления (ЧПУ), которые  работают по программе и требуют минимального вмешательства человека. Эти бесконтактные датчики построены по такому принципу

Такие типы датчиков обозначаются буквой «T »  и называются барьерными.  Как только оптический луч прервался, датчик сработал.

Рефлекторный тип датчиков обозначается буквой R . В этих типах датчиков излучатель и приемник расположены в одном корпусе.

Принцип действия можно увидеть на рисунке ниже

Свет от излучателя отражается от какого-либо светоотражателя (рефлектора) и попадает в приемник. Как только луч прерывается каким-либо объектом, то датчик срабатывает.  Очень удобен этот датчик на конвейерных линиях при подсчете продукции.

И последний тип оптических датчиков — диффузионные  — обозначаются буквой D. Выглядеть могут по разному:

Принцип работы такой же, как и у рефлекторного, но здесь свет уже отражается от предметов. Такие датчики рассчитаны на маленькое расстояние срабатывания и неприхотливы в своей работе.

Оптический датчик – устройство, отслеживающее движение либо ведущее счет разнообразных предметов. Прибор широко используется в промышленном производстве и других сферах жизнедеятельности человека. Работа датчика основана на инфракрасном излучении, позволяющем минимизировать степень погрешности при слежении за объектами. Например, устройство другого типа может сработать при воздействии посторонних и фоновых световых источниках, что исключено в описываемом изделии. Фотоэлектрический датчик оснащается защитным экраном и системой охлаждения, поэтому он может наблюдать за объектами с сильно нагретой поверхностью.

Использование оптических датчиков

Датчики широко применяются в уличном освещении, благодаря их способности воспринимать свет так же, как его воспринимает глаз человека. Оптическими устройствами комплектуются фонари, которые включаются, когда на улице темнеет.

Кроме того, данное оборудование успешно используется на участках производства, где требуется определить количество предметов, наличие этикетки, надписи, метки, для сортирования изделий. Помимо этого, датчик помогает определить расстояние до объекта, его размеры, цвет, прозрачность. Заметим, что зачастую датчиками данного типа укомплектовываются охранные системы.

фотодатчик является одной из разновидностей бесконтактного датчика слежения, в котором нет физического контакта между предметом и сенсорной частью устройства. Прибор имеет внушительную дальность эффективной работы, поэтому им оснащают автоматизированные системы управления.

Конструкция и виды устройства

Конструкция оптического датчика состоит из двух основных частей: излучателя и приемника. В излучателе элемент подстройки, генератор и индикатор заключены в корпус. В конструкцию приемника входят: элемент подстройки, ключ, триггер, демодулятор, индикатор.

Различают несколько типов устройств в зависимости от принципа функционирования:

Для успешной установки и стабильной работы оптического датчика перед покупкой стоит ознакомиться со всеми рабочими характеристиками устройства, которые должны соответствовать требованиям выполняемой задачи.

Размер, поверхность,
форма, плотность и цвет объекта, а также
угол падения определяют интенсивность
отраженного излучения, поэтому, как
правило, контроль возможен
только на
небольшом расстоянии в диапазоне
нескольких десятков сантиметров.
Излучение должно поглощаться или
отражаться от фона; т.е. если объект
отсутствует, то количество отраженного
излучения должно быть ниже уровня
включения цепи приемника

Отказ излучателя
расценивается как “объект отсутствует
“.

Регулируемый
потенциометр (1)Объект
(2)Фон (3)

Расстояние
между датчиком приближения и объектом
(a),

Расстояние
между датчиком приближения и фоном (b)

Подавление
фона посредством диффузионного датчика

Работа диффузионного
датчика основана на разнице между
отражением света от объекта и от фона.
Если контраст минимален, то уровень
переключения цепи можно выбрать при
помощи такой регулировки чувствительности
на датчике приближения (одновитковый
потенциометр или многовитковый
потенциометр), чтобы объект надежно
обнаруживался даже в таких менее
благоприятных условиях.

Тем не менее, следует
оставить предел допуска для старения,
колебаний напряжения и температуры, а
также загрязнения. Поэтому в процессе
регулировки диапазон настроек не доложен
быть полностью исчерпан.

Тщательная настройка
диффузионного
датчика при помощи потенциометра должна
оставлять определенный резерв для
качества объекта, загрязнения датчика
приближения, наличия пыли в атмосфере
и т.д. Узкий диапазон просто рабочих
настроек может стать источником проблем

Некоторые диффузионные
датчики имеют средство регулировки в
виде мигающего светодиода для обеспечения
более точной настройки. В неуверенном
диапазоне светодиодный дисплей мигает.
Настройку следует выполнять таким
образом, чтобы
в случае с датчиком приближения с
нормально открытым контактом светодиод
включался без мигания в статусе
активного переключения.

Объект
обнаружен Объект не обнаружен

Поверхность этих
объектов обычно гладкая и отражающая,
поэтому можно применять диффузионный
датчик. Обязательное
условие – это объект должен быть
перпендикулярен к направлению луча.

Объекты с минимальным
отражением

Диффузионные
датчики не реагируют на вышеперечисленные
материалы полностью, или только на очень
малом расстоянии.

Рекомендуемое оборудование

В наличии 0 шт.

Тип датчика: D – отражение от объекта
Тип корпуса: Цилиндрический с резьбой
Направление оптической оси: Прямое
Зона чувствительности, мм: 5 – 100
Схема выхода: PNP
Функция выхода: НО/НЗ
Рабочее напряжение, В: 10-30 DC
Вид излучения : Невидимый инфракрасный
Вид подключения: Кабель
Материал линз: ПММА

5 208 ₽

Тип датчика: D – отражение от объекта
Тип корпуса: Цилиндрический с резьбой
Направление оптической оси: Прямое
Зона чувствительности, мм: 10 – 400
Схема выхода: PNP
Функция выхода: НО/НЗ
Рабочее напряжение, В: 10-30 DC
Вид излучения : Невидимый инфракрасный
Вид подключения: Кабель
Материал линз: ПММА

5 062 ₽

Тип датчика: R – со светоотражателем
Тип корпуса: Прямоугольный
Зона чувствительности, м: 0,1 – 4
Схема выхода: PNP и NPN
Функция выхода: НО/НЗ Прогр.
Тип переключения: Темно/Светло
Рабочее напряжение, В: 10-30 DC
Комплектация: Световозвращатель (рефлектор) входит в комплект поставки

10 286 ₽

Тип датчика: R – со светоотражателем
Тип корпуса: Цилиндрический с резьбой
Зона чувствительности, м: 0,5 – 8
Схема выхода: PNP
Функция выхода: НО/НЗ
Рабочее напряжение, В: 10-30 DC
Комплектация: Световозвращатель (рефлектор) входит в комплект поставки

9 536 ₽

Тип датчика: T – прерывание оптического луча
Приемник/Излучатель: Приемник
Тип корпуса: Прямоугольный
Зона чувствительности, м: 0 – 16
Схема выхода: PNP и NPN
Функция выхода: НО/НЗ Прогр.
Тип переключения: Темно/Светло
Рабочее напряжение, В: 10-30 DC
Вид подключения: Разъем M12 × 1
Материал корпуса: Полиамид

9 156 ₽

Где купить индуктивный датчик

В нашем радиомагазине индуктивные датчики стоят в 5 раз дороже, чем если бы их заказывать с Китая с Алиэкспресса.

Вот можете глянуть разнообразие индуктивных датчиков.

Мембранный газоанализатор

В
этом анализаторе камеры 2 и 1
разделены тонкой (10—20 мкм) мембра­ной
из сплава палладия с серебром.Через
камеру 2 с постоянным объемным
расходом прокачивает­ся анализируемый
газ, содержащий водород, а через камеру
1 — вспо­могательный газ (на­пример,
воздух или азот), который предва­рительно
проходит через камеру 4. В камере 1
размещены измери­тельный
Rи,
а в камере 4
— сравнительный
Rсртерморезисторы.
Эти терморезисторы подключены к
неравновесному мосту 5 и образуют
термокондуктометрическуюячейку.
При работе ана­лизатора через
мембрану из камеры 2 в камеру 1
диффундирует только водород, который
добавляется к вспомогательному газу и
изменяет теплопроводность газового
потока, омывающего измери­тельный
терморезистор Rи.
Это вызывает изменение сигнала
нерав­новесного моста 5, который
измеряется и регистрируется самопи­шущим
потенциометром 6.

коэффициент
диффузии определяемого компонента
через мембрану;

и

площадь
и толщина мембраны;

теплопро­водность
газа, проникающего через мембрану;

Анализатор
обеспечивает селек­тивное измерение
концентраций водорода, дейтерия и гелия
в диапазонах от 0—1 до 0—100% об., имеет
класс точности 3 и время реакции 10—15 с.
Кроме палладиевых мембран в рассмотренном
анализаторе для решения задач селективного
измерения концент­рации других газов
и паров могут быть использованы тонкие
(5—20 мкм) пленки из различных полимерных
материалов.

Взаимная
диффузия в газоанализаторах

Построение
анализаторов на основе взаимной диффузии
аналогично мембранному, только вместо
устанавливается сетчатое окошко.Скорость
потока, размер окошка и расстояние до
измерительного терморезистора

подобраны так, что до

первым доходит газ с наибольшим
коэффициентом диффузии

(наиболее
легкий). Поэтому и сигнал анализатора

будет связан с концентрацией

этого компонента. Класс точности: 2.Время
реакции:

.Избирательность
таких анализаторов в 10 раз выше
термокондуктометрических, т.к. меньше
влияет концентрация неопределяемого
компонента.

Фотоэлектрические датчики

Оптические датчики серии ВБО применяются во всех отраслях для позиционирования или счета объектов. Использование в датчиках кодированного инфракрасного излучения позволяет избежать влияния посторонних источников света.

Последнее обновление
17 апреля 2023

Оптические (фотоэлектрические) датчики СЕНСОР серии ВБО находят широкое применение на оборудовании всех отраслей для обнаружения, позиционирования или счета объектов. Использование в оптических датчиках кодированного инфракрасного излучения позволяет устранить влияние на срабатывание датчиков посторонних источников света.

В пищевой, легкой и других отраслях промышленности ВБО используются по всей технологической цепочке, но особенно часто на этапе дозировки, фасовки, счете и упаковки продукции. Наиболее часто используются диффузные датчики с отражением от объекта (тип – D) и рефлекторные датчики с отражением от катафоты (тип – R).

Барьерные датчики, работающие на просвет (тип – T) и имеющие зону чувствительности до 20 метров могут также обеспечивать безопасность и контроль доступа при управлении автоматическими воротами, шлагбаумами и т.п. Изготавливаются холодоустойчивые исполнения серии ВБО-Д68 в термокожухе для работы при низких температурах.

Как работает индуктивный датчик

Как говорится, лучше один раз увидеть, чем  сто раз услышать, поэтому проведем небольшой опыт с индуктивным датчиком.

Итак, у нас в гостях индуктивный датчик российского производства

Читаем, что на нем написано

Марка датчика ВБИ бла бла бла бла, S — расстояние срабатывания, здесь оно составляет 2 мм, У1 — исполнение для умеренного климата, IP — 67 — уровень защиты (короче уровень защиты здесь очень крутой), Ub — напряжение,  при котором работает датчик, здесь напряжение может быть в диапазоне от 10 и до 30 Вольт, Iнагр — ток нагрузки, этот датчик может выдать в   нагрузку силу тока до 200 миллиампер, думаю, это прилично.

На развороте бирки схема подключения этого датчика.

Ну что, проверим работу датчика? Для этого цепляем нагрузку. Нагрузкой у нас будет светодиод, соединенный последовательно с резистором с номиналом в 1 кОм. Зачем нам резистор?  Светодиод в момент включения начинает бешено жрать ток и сгорает. Для того чтобы это предотвратить, в цепь ставится последовательно со светодиодом резистор.

На коричневый провод датчика  подаем плюс от Блок питания, а на синий  — минус. Напряжение я взял  15 Вольт.

Вместо светодиода может использоваться вход логической схемы, то есть датчик при срабатывании выдает сигнал логической единицы, которая может использоваться в цифровых устройствах.

Диффузные датчики

Диффузные датчики тип-D (с отражением от объекта) содержат источник света и приемник в одном общем корпусе. Линза источника света формирует световой луч, который с увеличением расстояния увеличивается в ширину и уменьшается в интенсивности. Широкоугольная приемная линза используется для сбора отраженного светового луча от поверхности обнаруживаемого объекта. Источником света является инфракрасный светодиод. Выпускаются в цилиндрических корпусах из никелированной латуни и в прямоугольных корпусах из полиамида, армированного стекловолокном. Оптические датчики тип-D могут работать в режимах «DARK ON» и «LIGHT ON».

Под заказ 4 недели

Тип датчика: D – отражение от объекта
Тип корпуса: Цилиндрический с резьбой
Направление оптической оси: Прямое
Зона чувствительности, мм: 5 – 100
Схема выхода: PNP
Функция выхода: НО/НЗ
Рабочее напряжение, В: 10-30 DC
Вид излучения : Невидимый инфракрасный
Вид подключения: Кабель
Материал линз: ПММА

В наличии 6 шт.

Тип датчика: D – отражение от объекта
Тип корпуса: Цилиндрический с резьбой
Направление оптической оси: Прямое
Зона чувствительности, мм: 5 – 100
Схема выхода: NPN
Функция выхода: НО/НЗ
Рабочее напряжение, В: 10-30 DC
Вид излучения : Невидимый инфракрасный
Вид подключения: Кабель
Материал линз: ПММА

5 200 ₽

Тип датчика: D – отражение от объекта
Тип корпуса: Цилиндрический с резьбой
Направление оптической оси: Прямое
Зона чувствительности, мм: 10 – 400
Схема выхода: PNP
Функция выхода: НО/НЗ
Рабочее напряжение, В: 10-30 DC
Вид излучения : Невидимый инфракрасный
Вид подключения: Кабель
Материал линз: ПММА

Тип датчика: D – отражение от объекта
Тип корпуса: Цилиндрический с резьбой
Направление оптической оси: Прямое
Зона чувствительности, мм: 10 – 400
Схема выхода: NPN
Функция выхода: НО/НЗ
Рабочее напряжение, В: 10-30 DC
Вид излучения : Невидимый инфракрасный
Вид подключения: Кабель
Материал линз: ПММА

5 239 ₽

Тип датчика: D – отражение от объекта
Тип корпуса: Цилиндрический с резьбой
Направление оптической оси: Прямое
Зона чувствительности, мм: 5 – 100
Схема выхода: PNP
Функция выхода: НО/НЗ
Рабочее напряжение, В: 10-30 DC
Вид излучения : Невидимый инфракрасный
Вид подключения: Кабель с разъемом М12 х 1
Материал линз: ПММА

5 956 ₽

Тип датчика: D – отражение от объекта
Тип корпуса: Цилиндрический с резьбой
Направление оптической оси: Прямое
Зона чувствительности, мм: 5 – 100
Схема выхода: NPN
Функция выхода: НО/НЗ
Рабочее напряжение, В: 10-30 DC
Вид излучения : Невидимый инфракрасный
Вид подключения: Кабель с разъемом М12 х 1
Материал линз: ПММА

5 918 ₽

Емкостные и индуктивные датчики

Оптика оптикой, но самые неприхотливые в своей работе и очень надежные считаются индуктивные и емкостные датчики. Примерно вот так они выглядят

К прочтению: свойства магнитного поля.

Навигация

Диффузные датчики тип – D (с отражением от объекта) содержат источник света и приемник в одном общем корпусе. Линза источника света формирует световой луч, который с увеличением расстояния увеличивается в ширину и уменьшается в интенсивности.

Выпускаются в цилиндрических корпусах из никелированной латуни и в прямоугольных корпусах из полиамида, армированного стекловолокном.Оптические датчики тип – D могут работать в режимах «DARK ON» и «LIGHT ON».

Рефлекторные датчики Тип – R (с отражением от световозвращателя/рефлектора)

Рефлекторные датчики тип – R (с отражением от световозвращателя/рефлектора) содержат источник света и приемник в одном общем корпусе.

Cвет от излучателя отражается обратно в приемник с помощью отражателя, установленного на противоположной стороне. Когда объект воздействия прерывает луч от источника света, он уменьшает количество получаемого света приемником. Это уменьшение интенсивности света используется для обнаружения объекта.

Источником света является инфракрасный светодиод. Выпускаются в цилиндрических корпусах из никелированной латуни и в прямоугольных корпусах из полиамида, армированного стекловолокном. Оптические датчики тип – R могут работать в режимах «DARK ON» и «LIGHT ON».

Барьерные датчики Тип – T (на прерывание оптического луча)

Барьерные датчики тип – T (на прерывание оптического луча) источник света и приемник находятся в отдельных корпусах и устанавливаются друг напротив друга. Свет, излучаемый передатчиком, направлен прямо на приемник. Когда объект воздействия пересекает луч между излучателем и приемником, выход приемника меняет состояние.

Источником света является инфракрасный светодиод. Выпускаются в цилиндрических корпусах из никелированной латуни и в прямоугольных корпусах из полиамида, армированного стекловолокном. Оптические датчики тип – T могут работать в режимах «DARK ON» и «LIGHT ON».

Результат

Вся продукция сертифицирована и соответствует требованиям Технического регламента “О безопасности низковольтного оборудования” ТР ТС 004/2011″Электромагнитная совместимость технических средств” ТР ТС 020/2011

Этот сайт использует файлы cookie для хранения данных и сервисы статистики.Продолжая использовать сайт, вы даете свое согласие на работу с этими файлами и сервисами.