Fiber optik sensörler nedir?
Fiberoptik sensörler nasıl çalışır?
Fiber optik sensörler prensip olarak dalga boyu ve yoğunluk gibi farklı ışık boyutlarını ölçerek bunlardan farklı ölçüm değerleri çıkarır. Endüstriyel otomasyonda sıkça enerji prensibi kullanılır. Bu sırada genellikle bir LED ışık kaynağı olan verici, ışığı bir fiber optik kabloya bağlar. Işık fiber optik kablonun ucundan dışarı çıkar ve ya ışığı geri yansıtan bir objeye çarpar (temas/yansıtma prensibi) ya da doğrudan bir alıcı tarafından algılanır (tek yönlü bariyer prensibi). Geri gönderilen ışık daha sonra bir fotodiyotun alınan ışık miktarını ölçtüğü değerlendirme ünitesine iletilir. Elektronik sistem bu ışık miktarını sürekli olarak, belirlenen bir eşik değerle karşılaştırır ve sensörün çıkışını buna uygun olarak kumanda eder.
Fiber optik sensörlerin avantajları nelerdir?
Esnek kurulum h4>
Yüksek işletim güvenliği h4>
Elektromanyetik tolerans h4>
Fiber optik kablo ve küçük fotoelektrik karşılaştırması: Teknolojilere toplu bakış
Fiber optik kablo | Küçük fotoelektrik | |
---|---|---|
Ölçüm menzili |
||
Ortam sıcaklığı |
||
Montaj külfeti | ||
Şeffaf objelerin algılanması |
||
Çok küçük parça algılaması | ||
Esneklik ve bireyselleştirme |
Ölçüm menzili
|
|
---|---|
Fiber optik kablo
|
Küçük fotoelektrik
|
Ortam sıcaklığı
|
|
Fiber optik kablo
|
Küçük fotoelektrik
|
Montaj külfeti
|
|
Fiber optik kablo
|
Küçük fotoelektrik
|
Şeffaf objelerin algılanması
|
|
Fiber optik kablo
|
Küçük fotoelektrik
|
Çok küçük parça algılaması
|
|
Fiber optik kablo
|
Küçük fotoelektrik
|
Esneklik ve bireyselleştirme
|
|
Fiber optik kablo
|
Küçük fotoelektrik
|
Fiber optik amplifikatörler nedir?
Optik amplifikatör olarak da bilinen fiber optik amplifikatörler, optik iletişim sistemlerindeki sinyalleri güçlendiren ve fiber optik iletişimde merkezi bir rol oynayan bileşenlerdir. Burada aktarım menzilini arttırıyorlar.
Fiber optik amplifikatör sensörleri, endüstriyel otomasyon bağlamında basınç, sıcaklık, esneme ve objelerin varlığı ya da konumu gibi çeşitli fiziksel büyüklükleri ölçmek için cam ya da plastik fiber optik kablolar gibi ışık dalgası iletkenleri kullanan sensörlerdir. Bunlar ışık dalgası iletkenlerinin ışık iletme özelliğini kullanır ve bunu yaparken spektrumdaki ya da ışık miktarındaki değişiklikleri algılar.
Multi Unit ne anlama geliyor?
Fiber optik sensörler birbirini karşılıklı olarak etkiler mi?
Yöneltme modu nedir?
Çeşitli ışık türlerinin avantajları neler? h3>
Kırmızı LED'ler (633 nm) çok parlak ya da beyaz test objelerinden bile yüksek proses istikrarı sunar.
Mavi LED'ler (455 nm) özellikle kızgın, parlak ya da karanlık yüzeylerde hassas ölçümlere uygundur, çünkü test objesine daha az nüfuz eder.
Pembe ışık modunda, ışık gücünü artırmak ve sensörlerin menzilini iyileştirmek için kırmızı ve mavi LED'ler aynı anda etkinleştirilir.
Kızılötesi ışık (750 nm'nin üzerinde) insan gözü tarafından görülemez, bu da görsel dikkat dağılmasını ve manipülasyonları engeller; robotik kavrayıcılar ya da otonom araçlardaki hareketli sensörler için idealdir. Ayrıca daha yüksek performansı sayesinde daha uzun bir algılama mesafesine olanak sağlar.
Fiber optik kablo nedir?
Kırılma endeksi nedir?
Kırılma endeksi, ışık hüzmelerinin bir maddeden diğerine girdiğinde yönlerini ne kadar değiştirdiğini tarif eder. Bu, vakumdaki ışık hızı c'nin incelenen maddedeki ışık hızı v'ye oranıyla tanımlanır. Kırılma endeksi n boyutsuzdur ve sıcaklık ve ışığın dalga boyu gibi faktörlere bağlı olarak değişir.Kırılma endeksini belirlemek için aşağıdaki fizik formülü kullanılır:
Açılma açısı nedir?
Bu geniş açılma açısını kontrol etmek için ışığı gerektiğinde odaklayan ya da kolime eden mercekler kullanılır. Bu sayede çok küçük objelerin algılanması mümkün olur ya da fiber optik kabloların algılama mesafesi önemli ölçüde arttırılır.
Fiberoptiklerin Karşılaştırması
Paralel fiberler
Koaksiyel fiberler
Karma Fiberler
Fiber çapı/demet çapı etkisi
Bükülme yarıçapı ne ifade ediyor?
Fiber optik kabloların yapısı nasıl?
Plastik Fiber Optik Kablolar
Cam Fiber Optik Kablolar
Cam fiber optik kablolarda hangi kaplama türleri mevcuttur?
Plastik PVC
Paslanmaz çelik
Silikon
Fiber optik sensörlerin fonksiyonel prensipleri nelerdir?
Cisimden yansımalı prensibi
Cisimden yansımalı işletimde verici ve alıcı bir gövdeye yerleştirilmiştir. Burada verici tarafından gönderilen ışık test objesine çarpar ve alıcıya geri gönderilir. Objenin algılanması, fiber optik kablonun alıcısına ulaşan, yansıtılan ışık miktarına göre gerçekleşir.Karşılıklı çalışma prensibi
Işık bariyeri modeli, karşılıklı duran bir verici ve bir alıcıdan oluşur. Test objesi verici ve alıcı arasındaki alandan geçer geçmez, fiber optik kablonun ışığı kesilir. Ardından algılama, alınan ışık yoğunluğunun azalmasıyla gerçekleşir.Reflektörlü bariyer
Reflektörlü sensör prensibinde verici ve alıcı bir gövdede bulunur, karşı taraftaysa bir reflektör konumlandırılmıştır. Reflektörden geri yansıtılan ışık ya tamamen kesildiğinde ya da azaltıldığında test objesi algılanır.Işık iletken bantlar
Işık iletken bantlar alanların denetlenmesine hizmet eder. Yalnızca bir noktanın içerisinde objenin varlığını denetleyen nokta şeklindeki ışık noktalarının aksine, ışık iletken bantlar birkaç santimetreyi algılar. Sinyal zayıfladığında ya da tamamen kesildiğinde sensör objeyi algılar.Dinamik ek ayar ve atlama algılaması karşılaştırması
Hem dinamik ek ayar hem de atlama algılaması, değişen çevre koşullarında objelerin güvenilir şekilde algılanmasına uygundur. Dinamik ek ayarda neredeyse sabit bir eşik değeri kullanılırken, atlama algılaması eşik değeri olmadan gerçekleşir ve bunun yerine yalnızca sinyal değişiklikleri değerlendirilir.
Sabit anahtarlama noktası h4>
Bir sensörün en yaygın çalışma modu, sabit bir anahtarlama noktasına dayanır. Burada sensör, önceden belirlenen Teach mantığı uyarınca, Teach-In süreci sırasında eşik değerini ya da anahtarlama noktasını belirler. Normal Teach'te bu, örneğin güncel sinyalin %50'sine karşılık gelir. Çevre koşullarının yanı sıra algılanacak objeler çok sabitse, dış etkenler anahtarlama noktasını değiştiremeyeceği için sabit anahtarlama noktasına sahip çalışma modu parazite karşı en yüksek duyarsızlığı sunar: Sinyal belirlenen eşik değerinin üzerindeyse, çıkış etkinleştirilir; altındaysa, çıkış devre dışı kalır. Ancak sinyal örneğin kirlilik nedeniyle değişirse, kalıcı hatalı anahtarlamalar meydana gelebilir.
Dinamik ek ayar h4>
Atlama Algılaması h4>
Fiber optik başlıklara genel bakış
Açılı
Açılı sensör kafaları, optik eksenin ve kablo çıkışının farklı hizalanması gereken dar alanlar için idealdir. Sensör kafaları diş sayesinde önceden hazırlanmış deliklere kolayca vidalanabilir ya da bir köşebende ya da saca iki somunla sabitlenebilir.
L tipi
Yassı
Bükülebilir
Işık iletken bantlar
Tek yönlü bariyer prensibine uygun ışık iletken bantlar, geniş alanların denetimi için idealdir. Buna karşın cisimden yansımalı ışık iletken bantlar heterojen objelerin algılanmasında özellikle etkilidir ve geri yansıtılan ışığın değerlendirilmesi sayesinde ölçüm uygulamalarında da kullanılabilir.
Minyatür
Vida dişi
Düz
Fiber optik sensörlerin montajında buna dikkat edilmelidir
Uzunluk ve Kesme
Fiber optik kablolar çeşitli uzunluklarda temin edilir. Plastik fiber optik kablolar müşteri tarafından kesilebilir, cam fiber optik kablolar kesildikten sonra taşlanmaları ve parlatılmaları gerektiğinden, yalnızca endüstriyel olarak kesilebilir. Uzunluk algılama mesafesini pek etkilemez, ancak daha uzun fiber optikler daha az ışık geçirir.
Öneri: Fiberglastan fiber optik kabloları uygun şekilde seçin.
Algılama mesafesi
Fiber optik kabloların büyük açılma açısı nedeniyle algılama mesafeleri azdır. Daha yüksek algılama mesafeleri daha büyük fiber demeti/çekirdek çapları ya da ışığı odaklayan mercekler aracılığıyla elde edilebilir.
Öneri: Fiber optik kabloları özellikle kısa algılama mesafeleri ve en küçük parçaların algılanması için kullanın.
Bükülme yarıçapı
Fiber optik kablolar esnektir, ancak hasar ve ışık kayıplarını önlemek için minimum bükülme yarıçaplarına uyulmalıdır. High-Flex plastik fiber optik kablolar dar bükme yarıçaplarına ya da hareketli montajlara uygundur. Genel olarak şu geçerlidir: Daha küçük çaplar daha küçük bükme yarıçaplarına izin verir.
Öneri: High-Flex fiber optik kabloların montajı.
Sıcaklık
Plastik ve cam fiber optik kablolar sıcaklık direnci açısından farklılık gösterir. 85 °C üzerinde paslanmaz çelik ya da silikon mantolu cam fiber optik kablolar kullanılmalıdır.
Öneri: Bireysel uzunluklar sayesinde değerlendirme ünitesi kumanda dolabına da yerleştirilebilir.
Sensörün yöneltilmesi
Cisimden yansımalı prensibinde verici ve alıcı, eşit bir açılma ve kapanma davranışını güvenceye almak için yandan yaklaşıldığında test objesine 90° açıyla monte edilmelidir.
Öneri: Objeye düzlemsel hizalama, gecikmeli açılıp kapanan bir ofsete yol açar.
Özel vericili kablo
Koaksiyel ışık yayılımlı fiber optik başlıklarında ve belli ışık bantlarında fiber optik başlıktaki vericinin amplifikatördeki vericiye doğru yöneltilmesine mutlaka dikkat edilmelidir.
Öneri: Amplifikatörler bunun için oklarla işaretlenmiştir.
Fiber optik sensörlerin kullanıldığı sektörler ve endüstriler
Fiber optik sensörler hangi objeleri optimal olarak algılayamaz?
- Su ve ışığı güçlü bir şekilde abzorbe eden ya da kırılmayla yolunu değiştiren diğer berrak sıvılar kesin olmayan ölçümlere neden olabilir.
- Işığı yansıtmadan tamamen geçiren şeffaf cam gibi yüksek şeffaflıkta objeler algılamayı zorlaştırır.
- Gelen ışığı güçlü bir şekilde abzorbe eden ve çok az yansıtan ya da hiç yansıtmayan koyu siyah objeler sensöre sinyal geri beslemesini engeller.
- Işığı öngörülemeyen yönlerde yansıtan çok parlak objeler, hassas obje algılamasını engeller.