光纤传感器如何工作？
原则上，光纤传感器用于测量波长和强度等不同尺寸的光，从而得出其他测量值。在工业自动化中，通常使用能量原理。此时，发射器（通常为 LED 光源）将光耦合到光纤中。光从光纤末端射出并照射到反射光的对象（漫反射 / 反射原理）上或被接收器直接捕获（对射型传感器原理）。然后，将返回的光传导到分析单元，在那里光电二极管测量接收到的光量。电子装置不断将该光量与规定的阈值进行比较，并相应地切换传感器的输出端。
光纤传感器的优点是什么？
安装灵活
极高的工作可靠性
电磁兼容性
光纤与小型光电装置：技术概览
| 光纤 | 小型光电装置 | |
|---|---|---|
| 测量作用范围 |
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| 环境温度 |
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| 安装工作量 |  |
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| 识别透明物体 |
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| 微小零件识别 | |
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| 灵活性和个性化设置 | |
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测量作用范围
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环境温度
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安装工作量
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识别透明物体
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微小零件识别
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灵活性和个性化设置
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什么是多设备模式？
什么是对准模式？
不同光源类型具有哪些优点？
红色 LED（633 nm）具有高度的过程稳定性，即使是非常明亮或白色的测试对象也是如此。
蓝色 LED（455 nm）尤其适合发光、光亮或深色表面的精确测量，因为它们穿透测试对象的深度较小。
在粉色光模式下，红色和蓝色 LED 同时激活，以提高光功率并改善传感器的作用范围。
红外光（超过 750 nm）人眼看不见，可防止视觉干扰和篡改 – 非常适合机器人夹钳或自动驾驶车辆上的移动式传感器。此外，它凭借更高的功率实现更大的作用范围。
什么是光纤？
什么是折射率？
折射率是指光束从一种介质进入另一种介质时改变方向的程度。它由真空 c 中的光速与被观察介质 v 中的光速比率定义。折射率 n 是无量纲的，会随着温度和光的波长等因素而变化。在确定折射率时使用以下物理公式：
什么是张角？
为了控制这种宽大的张角，需要时会使用对光进行聚焦或准直的透镜。这样可以检测非常小的物体或显著增大光缆的作用范围。
平行光纤
同轴光纤
混合纤维
光纤直径 / 光纤束直径的效应
弯曲半径是指什么？
光纤是如何构造的？
塑料光纤
玻璃光纤
有哪些类型的玻璃纤维光纤护套？
塑料 PVC
不锈钢
硅胶
光纤传感器的功能原理有哪些？
漫反射原理
在漫反射模式下，发射器和接收器位于同一个外壳中。此时，发射器发出的光照射到测试对象上并返回到接收器。根据到达光纤接收器的反射光量检测物体。
对射原理
对射型号由一个相互对置的发射器和一个接收器组成。一旦测试对象穿过发射器和接收器之间的空间，光纤的光就会截断。然后通过降低接收到的光强进行识别。
动态重调与跳跃检测的比较
动态重调与跳跃检测都适用于在不断变化的环境条件下可靠地识别物体。在动态重调中，使用一个几乎固定的阈值，而跳跃检测没有阈值，而只是分析信号变化。
固定切换点
传感器最常用的运行模式是基于一个固定的切换点。这时，传感器根据预设的示教逻辑在示教过程中确定阈值或切换点。例如，在正常示教时，它相当于当前信号的 50%。如果环境条件以及要检测的物体非常恒定，则设有固定切换点的运行模式对干扰具有极强的耐抗性，因为外部影响无法改变切换点：如果信号超过设定的阈值，会激活输出端；如果低于此值，输出端会保持非激活状态。但是，如果信号由于脏污而发生变化，则可能导致永久性错误切换。
动态重调
Rilevamento dei salti
光纤头概览
弯曲
弯曲的传感器头非常适合于狭小的空间，在这些空间光轴和光缆出口的方向必须不同。由于配有螺纹，传感器头可以轻松地拧入预制的孔中，或者用两个螺母固定到角钢或金属板上。
L 型
扁平状
可弯曲
光纤带
采用对射传感器原理的光纤带非常适用于监测大面积区域。相比之下，漫反射型光纤带在识别异质物体时特别有效，通过分析反射光也可用于测量应用。
微型
螺纹
光滑
安装光纤传感器时应注意这一点
长度和裁切
Lichtleiter sind in verschiedenen Längen verfügbar. Kunststofflichtleiter können kundenseitig zugeschnitten werden, Glaslichtleiter nur industriell, da sie nach dem Schnitt geschliffen und poliert werden müssen. Die Länge beeinflusst die Tastweite kaum, aber längere Lichtleiter lassen weniger Licht durch.
Tipp: Lichtleiter aus Glasfaser passend auswählen.
Tastweite
Lichtleiter haben aufgrund des großen Öffnungswinkels nur geringe Tastweiten. Höhere Tastweiten können durch größere Faserbündel-/ Kerndurchmesser oder durch Linsen erreicht werden, die das Licht fokussieren.
Tipp: Lichtleiter vorwiegend für kurze Reichweiten und die Erkennung von Kleinstteilen verwenden.
Biegeradius
Lichtleiter sind flexibel, aber minimale Biegeradien müssen eingehalten werden, um Schäden und Lichtverluste zu vermeiden. High-Flex Kunststofflichtleitkabel eignen sich für enge Biegeradien oder bewegte Montagen. Generell gilt: Kleinere Durchmesser erlauben geringere Biegeradien.
Tipp: Montage von High-Flex Lichtleitkabeln.
Temperatur
Kunststoff- und Glasfaserlichtleiter unterscheiden sich in ihrer Temperaturbeständigkeit. Bei über 85 °C sollten Glasfaserlichtleiter mit Edelstahl- oder Silikonmantel verwendet werden.
Tipp: Dank individueller Längen kann die Auswerteeinheit auch im Schaltschrank platziert werden.
Ausrichtung Taster
Beim Tastprinzip sollten Sender und Empfänger bei seitlicher Annäherung im 90°-Winkel zum Prüfobjekt installiert werden, um ein gleichmäßiges Ein- und Ausschaltverhalten zu gewährleisten.
Tipp: Eine planare Ausrichtung zum Objekt führt zu einem Offset mit verzögertem Ein- und Ausschalten.
Kabel mit dediziertem Sender
Bei Lichtleiterköpfen mit koaxialem Lichtaustritt und bei bestimmten Lichtleitbändern sollte die korrekte Zuordnung von Sender am Lichtleiterkopf zu Sender am Verstärker unbedingt beachtet werden.
Tipp: Die Verstärker sind hierzu mit Pfeilen gekennzeichnet.
Branchen und Industrien, in denen faseroptische Sensoren eingesetzt werden
Welche Objekte können faseroptische Sensoren nicht optimal erkennen?
- Wasser und andere klare Flüssigkeiten, die das Licht stark absorbieren oder durch Brechung seinen Weg verändern, können zu ungenauen Messungen führen.
- Hochtransparente Objekte wie klares Glas, die das Licht vollständig durchlassen, ohne es zu reflektieren, erschweren die Detektion.
- Tiefschwarze Objekte, die das einfallende Licht stark absorbieren und kaum oder gar nicht reflektieren, behindern die Signalrückführung zum Sensor.
- Stark glänzende Objekte, die das Licht in unvorhersehbare Richtungen reflektieren, verhindern eine präzise Objekterkennung.
