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光電傳感器在自動化生產(chǎn)線上的應(yīng)用
2015-09-30
光電傳感器是采用光電元件作為檢測元件，首先把被測量的變化轉(zhuǎn)變?yōu)樾盘柕淖兓?，然后借助光電元件進(jìn)一步將光信號轉(zhuǎn)換成電信號。光電傳感器一般由光源、光學(xué)通路和光電元件3部分組成。光電檢測方法具有精度高、反應(yīng)快、非接觸等優(yōu)點(diǎn)，而且可測參數(shù)多，傳感器的結(jié)構(gòu)簡單，形式靈活多樣，體積小。近年來，隨著光電技術(shù)的發(fā)展，光電傳感器已成為系列產(chǎn)品，其品種及產(chǎn)量日益增加，用戶可根據(jù)需要選用各種規(guī)格產(chǎn)品，在各種輕工自動機(jī)上獲得廣泛的應(yīng)用。
1 光電式帶材跑偏檢測器
帶材跑偏檢測器用來檢測帶型材料在加工中偏離正確位置的大小及方向，從而為糾偏控制電路提供糾偏信號，主要用于印染、送紙、膠片、磁帶生產(chǎn)過程中。
光電式帶材跑偏檢測器原理如圖1所示。光源發(fā)出的光線經(jīng)過透鏡1會聚為行光束，投向透鏡2，隨后被會聚到光敏電阻上。在平行光束到達(dá)透鏡2的途中，有部分光線受到被測帶材的遮擋，使傳到光敏電阻的光通量減少。
圖1 帶材跑偏檢測器工作原理
圖2為測量電路簡圖。R1、R2是同型號的光敏電阻。R1作為測量元件裝在帶材下方，R2用遮光罩罩住，起溫度補(bǔ)償作用。當(dāng)帶材處于正確位置（ 中間位）時，由R1、R2、R3、R4組成的電橋平衡，使放大器輸出電壓U0為0。當(dāng)帶材左偏時，遮光面積減少，光敏電阻R1阻值減少，電橋失去平衡。差動放大器將這一不平衡電壓加以放大，輸出電壓為負(fù)值，它反映了帶材跑偏的方向及大小。反之，當(dāng)帶材右偏時，U0為正值。輸出信號U0一方面由顯示器顯示出來，另一方面被送到執(zhí)行機(jī)構(gòu)，為糾偏控制系統(tǒng)提供糾偏信號。
圖2 帶材跑偏檢測器測量電路
2 包裝充填物高度檢測
用容積法計量包裝的成品，除了對重量有一定誤差范圍要求外，一般還對充填高度有一定的要求，以保證商品的外觀質(zhì)量，不符合充填高度的成品將不許出廠。圖3所示為借助光電檢測技術(shù)控制充填高度的原理。當(dāng)充填高度h偏差太大時，光電接頭沒有電信號，即由執(zhí)行機(jī)構(gòu)將包裝物品推出進(jìn)行處理。
圖3 利用光電檢測技術(shù)控制充填高度
3 光電色質(zhì)檢測
圖4為包裝物料的光電色質(zhì)檢測原理。若包裝物品規(guī)定底色為白色，因質(zhì)量不佳，有的出現(xiàn)泛黃，在產(chǎn)品包裝前先由光電檢測色質(zhì)，物品泛黃時就有比較電壓差輸出，接通電磁閥，由壓縮空氣將泛黃物品吹出。
圖4 包裝物料的光電色質(zhì)檢測原理
4 彩塑包裝制袋塑料薄膜位置控制
圖5為包裝機(jī)塑料薄膜位置控制系統(tǒng)原理。成卷的塑料薄膜上印有商標(biāo)和文字，并有定位色標(biāo)。包裝時要求商標(biāo)及文字定位準(zhǔn)確，不得將圖案在中間切斷。薄膜上商標(biāo)的位置由光電系統(tǒng)檢測，并經(jīng)放大后去控制電磁離合器。薄膜上色標(biāo)（ 不透光的一小塊面積，一般為黑色）未到達(dá)定位色標(biāo)位置時，光電系統(tǒng)因投光器的光線能透過薄膜而使電磁離合器有電而吸合，薄膜得以繼續(xù)運(yùn)動，薄膜上的色標(biāo)到達(dá)定位色標(biāo)位置時，因投光器的光線被色標(biāo)擋住而發(fā)出到位的信號，此信號經(jīng)光電變換、放大后，使電磁離合器斷電脫開，薄膜就準(zhǔn)確地停在該位置，待切斷后再繼續(xù)運(yùn)動。
1 光電式帶材跑偏檢測器
帶材跑偏檢測器用來檢測帶型材料在加工中偏離正確位置的大小及方向，從而為糾偏控制電路提供糾偏信號，主要用于印染、送紙、膠片、磁帶生產(chǎn)過程中。
光電式帶材跑偏檢測器原理如圖1所示。光源發(fā)出的光線經(jīng)過透鏡1會聚為行光束，投向透鏡2，隨后被會聚到光敏電阻上。在平行光束到達(dá)透鏡2的途中，有部分光線受到被測帶材的遮擋，使傳到光敏電阻的光通量減少。
圖1 帶材跑偏檢測器工作原理
圖2為測量電路簡圖。R1、R2是同型號的光敏電阻。R1作為測量元件裝在帶材下方，R2用遮光罩罩住，起溫度補(bǔ)償作用。當(dāng)帶材處于正確位置（ 中間位）時，由R1、R2、R3、R4組成的電橋平衡，使放大器輸出電壓U0為0。當(dāng)帶材左偏時，遮光面積減少，光敏電阻R1阻值減少，電橋失去平衡。差動放大器將這一不平衡電壓加以放大，輸出電壓為負(fù)值，它反映了帶材跑偏的方向及大小。反之，當(dāng)帶材右偏時，U0為正值。輸出信號U0一方面由顯示器顯示出來，另一方面被送到執(zhí)行機(jī)構(gòu)，為糾偏控制系統(tǒng)提供糾偏信號。
圖2 帶材跑偏檢測器測量電路
2 包裝充填物高度檢測
用容積法計量包裝的成品，除了對重量有一定誤差范圍要求外，一般還對充填高度有一定的要求，以保證商品的外觀質(zhì)量，不符合充填高度的成品將不許出廠。圖3所示為借助光電檢測技術(shù)控制充填高度的原理。當(dāng)充填高度h偏差太大時，光電接頭沒有電信號，即由執(zhí)行機(jī)構(gòu)將包裝物品推出進(jìn)行處理。
圖3 利用光電檢測技術(shù)控制充填高度
3 光電色質(zhì)檢測
圖4為包裝物料的光電色質(zhì)檢測原理。若包裝物品規(guī)定底色為白色，因質(zhì)量不佳，有的出現(xiàn)泛黃，在產(chǎn)品包裝前先由光電檢測色質(zhì)，物品泛黃時就有比較電壓差輸出，接通電磁閥，由壓縮空氣將泛黃物品吹出。
圖4 包裝物料的光電色質(zhì)檢測原理
4 彩塑包裝制袋塑料薄膜位置控制
圖5為包裝機(jī)塑料薄膜位置控制系統(tǒng)原理。成卷的塑料薄膜上印有商標(biāo)和文字，并有定位色標(biāo)。包裝時要求商標(biāo)及文字定位準(zhǔn)確，不得將圖案在中間切斷。薄膜上商標(biāo)的位置由光電系統(tǒng)檢測，并經(jīng)放大后去控制電磁離合器。薄膜上色標(biāo)（ 不透光的一小塊面積，一般為黑色）未到達(dá)定位色標(biāo)位置時，光電系統(tǒng)因投光器的光線能透過薄膜而使電磁離合器有電而吸合，薄膜得以繼續(xù)運(yùn)動，薄膜上的色標(biāo)到達(dá)定位色標(biāo)位置時，因投光器的光線被色標(biāo)擋住而發(fā)出到位的信號，此信號經(jīng)光電變換、放大后，使電磁離合器斷電脫開，薄膜就準(zhǔn)確地停在該位置，待切斷后再繼續(xù)運(yùn)動。
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