Журнал «ИСУП». (Информатизация и системы управления в промышленности)
ИТ, КИПиА, метрология, АСУ ТП, энергетика, АСКУЭ, промышленный интернет, контроллеры, экология, электротехника, автоматизации в промышленности, испытательные системы, промышленная безопасность

Лазерные датчики LANBAO для промышленных применений

В статье рассказано о принципах действия лазерных датчиков для измерения расстояния и размеров объектов, а также о преимуществах приборов этого типа. Представлены промышленные датчики LANBAO серий PDA, PDB и CDM.

ООО «Сенсорен Электро», г. Смоленск

Sensoren_2024.png

скачать pdf >>

В статье поговорим о применении лазерных датчиков в промышленности. Иначе их называют дальномерами, датчиками перемещения, лазерными измерителями и т. д. В этих приборах могут использоваться разные принципы действия, но все они основаны на свойствах монохромного излучения источника света и его узконаправленного луча.

Первый и основной принцип основан на измерении времени прохождения светового импульса от датчика до объекта и обратно (рис. 1). Этот принцип может быть дополнен рядом технических решений, таких как измерители сдвига фа­зы отражения, наложение кодированных интервалов между импульсами и т. д. Все эти решения нужны для то­го, чтобы снизить воздействие внешних факторов на измерительную систему и повысить точность измерения расстояния до конкретной точки объекта.

Ris_1.png

Рис. 1. График прохождения светового импульса от лазерного датчика до объекта и обратно

Вторым принципом измерения расстояния с помощью лазерного датчика является триангуляция (рис. 2). «Угол падения равен углу отражения», – гласит учебник физики. На этом законе и построен данный метод измерения. Датчики с таким типом измерительной системы несколько дороже приборов первого ти­па за счет то­го, что вместо одной линзы приемника света и одного фотоприемника используется целая линейка из фотоэлементов. Причем чем точнее мы хотим получить измерение, тем больше сегментов шкалы приемника нужно.

Ris_2.png

Рис. 2. Измерение расстояния методом триангуляции

На практике применяется комплексный метод измерения. В триангуляционном датчике присутствует алгоритм измерения времени прохождения импульса света.

Помимо этого, из-за тонкого лу­ча большую популярность получили лазерные многолучевые барьеры и датчики оппозитного ти­па. В таких устройствах точность измерения составляет до 0,5 мкм и напрямую зависит от качества источника света и матрицы приемников. Компания LANBAO является одним из ведущих производителей в Китае оптических датчиков. Ее продукция имеет лучшее соотношение це­ны и качества.

Почему так популярны именно лазерные датчики? Почему они вне конкуренции, если сравнивать с инфракрасными или обычными световыми? Все объясняется простыми преимуществами лазера: у не­го лавинообразная форма нарастания мощности светового потока в отличие от импульса светодиода или источника ИК-излучения. Соответственно, состояние неопределенности сигнала короче во времени. Лазер имеет монохромный луч, состоящий из фотонов с одной частотой и вектором. И его не на­до пропускать через поляризирующие линзы и светофильтры, чтобы отсеять помехи от прочих источников света. Мощность излучения лазера при тех же габаритах значительно вы­ше прочих источников света и, следовательно, может пробить бОльшую запыленность оптической среды в месте измерения. На рис. 3 показано, как примерно выглядят формы импульса от разных источников без учета времени накачки источника света. Как видно из диаграммы, время неопределенности уровня импульса меньше всего у лазера, а значит, с его помощью можно точнее выполнять измерения.

Ris_3.png

Рис. 3. Формы импульса от разных источников света

Компания LANBAO, представленная в России единственным авторизированным поставщиком – компанией «Сенсорен Электро», предлагает две серии лазерных датчиков: PDA (рис. 4а) – измерители расстояния до объекта в алюминиевом экранированном корпусе и PDB (рис. 4б) – датчики расстояния и смещения в пластиковом корпусе. Функционально это очень похожие приборы. Однако в серии PDA есть некоторые функции, позволяющие более точно определять отклонение положения объекта относительно датчика. А в серии PDB есть датчики большей дистанции. Приборы обеих серий работают по смешанному алгоритму определения расстояния. Имеют прямую и обратную шкалы токового выхода, интерфейсное подключение и модели с дискретными сигналами (табл. 1). Эти датчики можно применять в системах автоматизации для решения множества задач (рис. 5).

Ris_4_.png

Рис. 4. Лазерные датчики LANBAO: а – серии PDA; б – серии PDB


Таблица 1. Характеристики лазерных датчиков LANBAO (увеличить изображение)

Tab_1_small.jpg


Ris_5.jpg

Рис. 5. Области применения датчиков LANBAO серий PDA и PDB

Помимо датчиков расстояния, компания «Сенсорен Электро» поставляет датчики CDM для точных измерений объектов (рис. 6). Используя принцип измерительной завесы шириной 10 мм, датчик имеет точность 1 мкм. Два режима работы позволяют применять его для различных задач, указанных на рис. 7.

Ris_6.jpg

Рис. 6. Датчики LANBAO CDM


Ris_7.jpg

Рис. 7. Сферы применения датчиков LANBAO CDM

У всех датчиков компании LANBAO продуманный интерфейс параметрирования с удобными кнопками, хорошо читаемыми показаниями и индикацией. Корпуса обладают высокой степенью защиты от внешних воздействий, удобством и надежностью креплений. Их небольшие габариты позволяют интегрировать прибор в большинство производственных линий без особых проблем. В комплекты поставки включены кронштейны и шнуры для подключения датчиков, которые, впрочем, можно заменить на кабели большей длины или из других материалов. Еще одним неоспоримым плюсом продукции LAMBAO является ее совместимость по электротехническим параметрам с европейскими стандартами и открытый интерфейс программирования.

По всем вопросам применения, приобретения и тестовых испытаний можно обращаться в компанию «Сенсорен Электро», г. Смоленск.

Опубликовано в журнале ИСУП № 1(109)_2024

А. Р. Юлайханов, менеджер
поддержки продаж,
ООО «Сенсорен Электро», г. Смоленск,
тел.: +7 (495) 150-4800,
e-mail: info@sensoren.ru,
сайт: sensoren.ru