Zařízení pro měření vzdálenosti pomáhají při polohování, řízení toku materiálu a detekci hladiny. Při výběru správné technologie snímače pro měření vzdálenosti je však třeba zvážit několik možností.
V článku se budeme zabývat třemi nejčastěji používanými typy - fotoelektrického, ultrazvukového a indukčního senzoru.
Fotoelektrické senzory
Fotoelektrické senzory využívají zdroj světla, jako je laser nebo světelná dioda, k odrazu světla od povrchu objektu a k výpočtu vzdálenosti mezi čelní stranou snímače a samotným objektem. Dvěma základními principy, podle kterých snímač vypočítává vzdálenost, jsou doba letu (TOF) a triangulace.
Fotoelektrické snímače pro měření vzdálenosti podle doby letu odvozují měření vzdálenosti na základě doby, kterou světlo potřebuje k cestě od snímače k objektu a zpět. Tyto snímače se používají k měření na velké vzdálenosti, obvykle v rozsahu od 0,5 do 5 metrů, s rozlišením od 1 do 5 milimetrů v závislosti na specifikacích snímače. Mějte na paměti, že tato technologie snímačů se používá také v zařízeních pro zjišťování vzdálenosti s mnohem větším dosahem snímání než tradiční snímače pro průmyslovou automatizaci.
U triangulačního měřicího senzoru tvoří pouzdro senzoru, zdroj světla a odraz světla trojúhelník. Měření vzdálenosti je založeno na úhlu odrazu světla v jeho snímacím rozsahu s vysokou přesností a rozlišením. Tyto senzory mají mnohem menší rozsah měření vzdálenosti, který je omezen na 20 až 300 milimetrů v závislosti na specifikacích senzoru.
Výhodami použití fotoelektrických snímačů pro měření vzdálenosti jsou rozsah, přesnost, opakovatelnost, možnosti a cena. Hlavní nevýhodou použití fotoelektrických snímačů pro měření vzdálenosti je, že na ně působí vnější vlivy, jako prach a voda, takže se nedoporučuje používat je ve znečištěném prostředí. Na jejich výkon má vliv také materiál objektu, odrazivost povrchu a barva.
Fotoelektrické snímače pro měření vzdálenosti se používají v aplikacích pro konturování dílů, měření průměru válců, polohy sestav, detekce tloušťky a detekce úrovně zásobníku.
Ultrazvukové senzory
Ultrazvukové snímače vzdálenosti pracují na podobném principu jako fotoelektrické snímače vzdálenosti, ale místo světla vysílají zvukové vlny, které jsou příliš vysoké na to, aby je člověk slyšel. K výpočtu vzdálenosti mezi objektem a plochou snímače využívají dobu letu odrážející se zvukové vlny. Jsou necitlivé na materiál, barvu a povrchovou úpravu objektu. Nevyžadují, aby byl objekt nebo cíl vyroben z kovu jako indukční snímače polohy. Mohou také detekovat průhledné předměty, jako jsou průhledné lahve nebo různé barevné předměty, s nimiž by fotoelektrické snímače měly problémy, protože by se od nich neodrazilo dostatečné množství světla, aby spolehlivě určily vzdálenost předmětu. Ultrazvukové snímače mají omezený dosah snímání, a to přibližně 8 metrů.
Je třeba mít na paměti několik věcí, které negativně ovlivňují ultrazvukový snímač, a to když je předmět nebo cíl vyroben z materiálu pohlcujícího zvuk, jako je pěna nebo tkanina, kdy předmět pohlcuje dostatečné množství zvukové vlny vysílané ze snímače, čímž se výstup stává nespolehlivým. Snímací pole se také postupně zvětšuje, čím dále je od snímací plochy, a měření je tak nepřesné, pokud se ve snímacím poli snímače nachází více objektů nebo pokud má objekt tvarovaný povrch. Existují však nástavce pro zaostřování zvuku, které omezují snímací pole na větší vzdálenosti a zpřesňují měření.
Indukční snímače
Indukční snímače pro měření vzdálenosti pracují na stejném principu jako indukční snímače přiblížení, kdy kovový předmět pronikající elektromagnetickým polem změní své vlastnosti v závislosti na velikosti předmětu, materiálu a vzdálenosti od snímací plochy. Změna elektromagnetického pole zjištěná snímačem se převede na proporcionální výstupní signál nebo měření vzdálenosti. Mají rychlou dobu odezvy, vysokou opakovatelnost a linearitu a dobře fungují v náročných podmínkách, protože na ně nemá vliv prach ani voda. Nevýhodou použití indukčních snímačů vzdálenosti je, že objekt nebo cíl musí být vyroben z kovu. Mají také poměrně krátký měřicí rozsah, který je omezen na přibližně 50 milimetrů.
Při výběru správné technologie snímače pro vaše aplikační řešení existuje několik proměnných, které je třeba zvážit, například barva, materiál, povrchová úprava, velikost, rozsah měření a prostředí. Každá z nich může mít negativní vliv na výkonnost nebo úspěšnost řešení, proto je třeba vzít v úvahu všechny.
