4.5.1. Класифікація волоконно-оптичних сенсорів і їхнє застосування

Сучасні волоконно-оптичні (В) сенсори дозволяють вимірювати майже всі параметри, наприклад, тиск, температуру, відстань, положення в просторі, швидкість обертання, швидкість лінійного переміщення, прискорення, коливання, масу, звукові хвилі, рівень рідини, деформацію, коефіцієнт переломлення, електричне поле, електричний струм, магнітне поле, концентрацію газу, дозу радіаційного випромінювання й т.д. [13]. Якщо класифікувати В-Сенсори з погляду застосування в них оптичного волокна, те, як ми вже відзначали, їх можна грубо розділити на сенсори, у яких оптичне волокно використовується як лінія передачі, і сенсори, у яких воно застосовується як чутливий елемент.

Схеми варіантів використання В-Кабелів наведені на рис 4.23 і свідчать про досить широкий діапазон областей їхнього застосування. Наприклад, В-Сенсори минаючого типу можуть застосовуватися при обробці об'єктів на стрічці конвеєра - відмінність якісних виробів від бракованих.

Відбивні сенсори більше зручні для застосування у важкодоступних місцях і для використання об'єктів з гарною здатністю, що відбиває, їхньої поверхні. На мал. 4.24 наведені приклади використання В-Сенсорів.

Зовнішній вигляд і варіанти виконання деяких конструкцій оптичних сенсорів компанії ЭФО [10] наведені на мал. 4.25.

Сенсори серії КА1 компанії ЭФО, представлені на мал. 4.26, відрізняються наступними конструктивними особливостями:

Низька чутливість до кольору тла

Точне виявлення об'єкта незалежно від його кольору й форми

Точність, що набудовується

Релейний вихід

Широкий робочий діапазон

Можливість створення каскадів датчиків

Захист від короткого замикання

Більша вибростойкость

Підключення до рознімання або кабелю.

Основні достоїнства оптичних сенсорів серії А (мал. 4.25):

Компактне виконання

Широкий робочий діапазон

Потужний випромінювач

Робота при забрудненому приймачі або передавачі

Робочі відстані, що набудовуються

Захист від короткого замикання

Живлення постійним або змінним струмом.

Оптичний вимикач має власний випромінювач і приймач оптичного випромінювання. У цих виробах використовують кодоване випромінювання інфрачервоного діапазону. Функціональна схема оптичного вимикача наведена на малюнку 4.27.

Випромінювач і приймач можуть одержувати напругу живлення oт різних джерел живлення. Індикатор випромінювача сигналізує про подачу напруги живлення, а індикатор приймача сигналізує про спрацьовування приймача, причому елемент комутації розташований безпосередньо в приймачі.

При цьому можливі два варіанти використання цих виробів:

об'єкт впливу перериває промінь при нерухомо закріпленому відбивачі,

відбивач закріплюється на рухливому об'єкті.

Для визначення нормованих відстаней спрацьовування оптичних сенсорів необхідно використовувати стандартні об'єкти:

при відстані до 400 мм - білий папір зі здатністю, що відбиває, 90%, розміром 100x100 мм.

при відстані більше 400 мм - білий папір зі здатністю, що відбиває, 90%, розміром 200x200 мм.

При використанні об'єкта впливу, що відрізняється від стандартного, реальні максимальні відстані спрацьовування можуть не відповідати нормованим. Можна використовувати наступні поправочні коефіцієнти для грубого коректування відстаней спрацьовування залежно від матеріалу об'єкта:

Папір біла - 1,0

Папір чорна матова - 0,1

Метал полірований - 1,2...1,6

Дерево - 0,4.

Таким чином, з досить високим ступенем надійності В-Сенсори можна застосовувати в системах механотроники целюлозно-паперової або деревообробної промисловості. Одним з нечисленних негативних факторів представляється лише більша запыленность повітря при обробці дерева, однак, застосування спеціальних фільтруючих модулів дозволить усунути вплив цього фактора.

4.5.3. Особливості експлуатації й застосування волоконно-оптичних сенсорів

Особливості експлуатації волоконно-оптичних сенсорів визначаються специфікою поширення інфрачервоного випромінювання. Наявність факторів, що погіршують його, веде до зменшення відстані впливу, наприклад, пил, дим, атмосферні опади й т.п. Для компенсації впливу фонових об'єктів і підстроювання під реальні умови експлуатації деякі сенсори мають регулювання чутливості.

Для підвищення завадостійкості в сенсорах використовується кодоване випромінювання. Щоб точніше направляти промінь випромінювача виробі ВБО-В25-... на поверхню відбивача або активну поверхню приймача, рекомендується застосовувати елемент кріплення ПВ-КУ-025 з можливістю регулювання положення виробу. Оптичні захисні бар'єри ВБО-Э20-.. мають механічне регулювання положення випромінювача й приймача [7, 16].

Прикладами застосування сенсорів різних типів представляються наступні:

Контроль провисання паперу

Контроль обриву клинового ременя

Контроль наявності етикеток і кришок

Контроль проїзду.

Застосування световодных насадок типу ПВ-СД-... розширює можливості застосування виробу ВБО-М18-76... -5... типу D. Световодные насадки забезпечують доступ лучачи у важкодоступні зони встаткування й вирішують проблему контролю або виявлення малих об'єктів.