离散传感 产品 传感器自动化

什么是激光传感器?

更好地理解距离激光传感器在材料处理和工业测量应用中应用这些测距仪时有助于。万博官网手机登陆

由Andrew Waugh,AutomationDirect的传感器和安全产品产品经理

什么是激光传感器?

激光传感器有几种配置,有些检测存在,有些测量距离。接近型激光传感器,也称为激光光电传感器,通常用于检测零件的存在,但不是本文讨论的重点。从形象上和字面上讲,重点是激光距离传感器,顾名思义,它测量距离。

这些激光距离传感器使用聚焦的相干光来测量到目标物体的距离。在工厂自动化应用中,目标通常是产品或机器元素万博官网手机登陆。它们检测到任何固体物体,并产生与测量的距离与材料,颜色和亮度成比例的输出。

激光距离传感器提供的高分辨率输出用于提供位置或位移,通常用于输入某种类型的工业控制器,例如PLC。输出信号通常高度准确,并且包括以增强稳定性的温度补偿。

有几种类型的激光距离传感器,包括漫射,背景抑制和逆向反射。这些传感器使用CMOS或运输时间技术,提供准确的距离测量。

必须聚焦激光,并且必须保持狭窄的距离和窄频谱(光的颜色)。然后,发射的光可以是三角形的或脉冲,每个脉冲返回测量以产生距离读数。

角度等于距离

CMOS技术常用于短距离、高精度的激光传感器。其基本原理是利用CMOS线性成像仪进行光学三角测量。漫反射三角激光距离传感器通过透镜将激光传输到目标,目标将光反射回传感器。透镜将反射光聚焦到CMOS线性成像仪上的一个小点上。到目标物体的距离改变了反射光的角度以及线性成像仪接收到光的位置。

这些CMOS,漫射三角形激光距离传感器可用于测量范围为约1.5-60厘米。它们包装在小型外壳,约50毫米x 50 mm,模拟或离散输出 - 无论目标物体的材料,颜色或亮度如何,通常都很好地工作。这些距离传感器具有高分辨率,在低μm范围内,根据测量跨度,响应时间小于毫秒。

在所有操作条件下,1级激光器是眼睛安全的。然而,2级激光器是可见激光器的安全,以便快速意外观察小于0.25秒,但如果故意盯着,可能会损坏眼睛。

测量的光速

飞行时间技术通常用于远程激光距离传感器,也称为RangeFinder激光传感器(图1)。这些类型的传感器使用发射器二极管来产生从目标物体反射的窄谱红色或红外光的非常短的脉冲,并返回到敏感的激光能量检测器,也称为接收器二极管。传感器中的精确和精确的电子器件可以测量光传输时间并使用恒定的光速来计算与传感器的物体的距离。

什么是激光传感器

这种Wenglor OPT远程(传输时间)激光传感器可从AutomationDirect获得,并使用飞行时间技术精确测量距离。

飞行时间激光距离传感器可在测量范围内,从1厘米到100多米,尺寸,输出选项和激光传感能力相似,对CMOS传感器相似。这些长距离传感器具有良好的分辨率,从近距离的约一个mm,误差超过100米的误差小于2.5厘米。为了提高测量精度,通常进行多次测量,减慢这些设备的响应时间为几毫秒。

激光应用万博官网手机登陆

激光传感器通常在肮脏的环境中工作良好,因为聚焦的光可以通过灰尘“燃烧”。聚焦光束还可以实现远距离传感,并通过小开口检测小物体或目标。

激光传感器常用于过程监控和闭环反馈控制系统。物料搬运是实现起重机、龙门架和自动导向车辆定位的常用应用(图2)。许多其他应用包括组件对齐、高度测量、机器人定位和焊头定位。万博官网手机登陆

什么是激光传感器

图2:短距离CMOS和这种长距离、飞行时间的Wenglor光电激光传感器通常用于材料处理应用。万博官网手机登陆

有时,有光泽或透明的物体会引起问题。由于激光距离传感器检测反射或穿透光束的光,透明度和表面反射率可能会导致并发症。需要将激光从光亮表面反弹或透过透明表面观察的应用应仔细测试,以确保测量工作符合要求。例如,可能需要将激光器安装在有光泽的表面上,或者调整到较低的强度,以便正确地检测有光泽的物体,而可能需要增加强度,以便穿透透明物体。万博官网手机登陆

一旦测试完成并进行任何所需的调整,液体传感器将在工业应用中执行将多年。万博官网手机登陆

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作者简介

Andrew Waugh是AutomationDirect的传感器和安全产品的产品经理。他拥有超过17年的机器传感器和用于包装,装配,材料处理和过程控制应用的安全装置的经验。万博官网手机登陆在2010年加入AutomationDirect之前,他在IFM Efector担任产品专家9年。安德鲁拥有宾夕法尼亚州立大学的BSME学位。