ElektroPrůmysl.cz, únor 2020

ElektroPrůmysl.cz AUTOMATIZACE, ŘÍZENÍ A REGULACE 92 | únor 2020 Využití světlovodných čidel v automatizaci Světlovodná čidla nacházejí využití rovněž v moderních aplikacích z oblasti robotiky a automatizace. Technologie světlovodů se totiž ukazuje být nesrovnatelně lepší než konvenční optická řešení. Vděčí tomu svým přednostem: přenosu světelných vln necitlivému na EM pole, které jej ruší, minimálním ztrátám a také možnosti využití širokého pásma modulovaného světelného paprsku. Čidla v automatizaci – obecné rozdělení V automatizaci se používá mnoho nejrůz- nějších čidel, které můžeme řadit do kate- gorií podle několika způsobů. Standardní dělení spočívá v odlišení typů výstupů čidel, podle kterých rozlišujeme čidla: PNP, NPN, napěťová, proudová a kontaktní. Nicméně mnohem důležitější je však dělení s ohle- dem na jejich použití a princip funkce. Kromě toho kritéria se čidla v automati- zaci člení na: • čidla stanovení polohy: magnetická, kapacitní, indukční; • optická čidla: odrazová, reflexní, světelné bariéry; • mechanická; • čidla sledování pohybu: monitory rychlosti, enkodéry (absolutní a inkrementální); • procesní čidla: teploty, tlaku, hladiny. V tomto textu se zaměříme výlučně na sku- pinu optických čidel a konkrétně na světlo- vodná čidla. Co je a jak funguje světlovodné čidlo? Díky dynamickému rozvoji světlovodné techniky a optoelektroniky jsou světlovody a světlovodná čidla stále intenzivněji pou- žívaná v mnoho sektorech hospodářství a odvětvích: od elektrotechniky a telekomu- nikací přes široce pojatý průmysl a roboti- ku až po obor medicínský a potravinářský. Řešení z oblasti světlovodné techniky se používají hlavně v oblasti měřicí a kont- rolní techniky, také ve formě přenosového média. Světlovodné čidlo není nic jiného než převodník nebo skupina převodníků umís- těných na začátku měřicí trasy. Tyto pře- vodníky mohou určovat hodnotu měřené veličiny a přetvářet ji ve změny parametrů výstupního signálu. Při popisu principu funkce světlovodného čidla je potřeba po- psat funkci vnitřní a vnější modulace. Vnitřní modulace světelné vlny prochá- zející světlovodem nastává tehdy, když na ni působí vnější faktor přímo přes světlo- vod. Vnější modulací se pak nazývá půso- bení na světelnou vlnu již vyvedenou ze světlovodu. Světlovodné čidlo s vnitřní modulací funguje tak, že vymezený úsek světlovodu plní funkci hlavice čidla, ve které vnější fak- tory působící na světlovod mění parametry postupující světelné vlny. Způsob modu- lace parametrů světelných vln závisí na druhu světlovodu integrovaného se světlo- vodným čidlem. Čidla v automatizaci můžeme rozdělit na zařízení pasivní a aktivní. Aktivní světlo- vodné čidlo má konstrukci, která obsahuje zdroj optického signálu, zatímco pasivní světlovodné čidlo potřebuje pro svou funk-