Aktuální vydání

celé číslo

08

2019

MSV 2019 v Brně

celé číslo

Optoelektronické senzory pro bezdotykové měření vzdálenosti

Automa 2/2001

Martin Šafařík, Micro-Sensor, spol. s r. o.

Optoelektronické senzory pro bezdotykové měření vzdálenosti

Micro-Sensor, spol. s r. o., výrobce a dodavatel senzorů a senzorových systémů pro měření vzdálenosti a síly, představuje svůj sortiment bezdotykových optoelektronických senzorů pro měření vzdálenosti z produkce firmy Micro-Epsilon Messtechnik.

Obr. 1.

Přesná měřicí metoda
Bezdotykové optoelektronické senzory vzdálenosti řady optoNCDT využívají princip optické triangulace. Laserový paprsek vytváří na měřeném objektu nepatrný světelný bod. Detekcí úhlu odrazu této skvrny je vypočtena vzdálenost.

Senzory automaticky kontrolují intenzitu světla. Signál je digitálně zpracován za použití CCD kamery s vysokým rozlišením. Díky tomu není měření téměř ovlivněno změnami povrchu materiálu, jeho barvou a strukturou. Tloušťka může být měřena dvěma senzory umístěnými proti sobě.

Kompaktní design
Novinkou mezi bezdotykovými inteligentními laserovými optoelektronickými senzory je senzor řady optoNCDT 1400. Je to snímač velmi malých rozměrů (65 × 50 × 20 mm), a proto je velmi vhodný pro aplikace s omezeným montážním prostorem. Pracuje s digitálním signálovým procesorem a CCD kamerou a vše je v něm integrováno do jednoho pouzdra. Žádná další samostatná vyhodnocovací elektronika není nutná. Měřicí rozsahy senzoru jsou 20, 50, 100 a 200 mm s typickou přesností ± 0,15 % z měřicího rozsahu a rychlostí 1 kHz. Naměřené údaje jsou digitálně zpracovávány a na výstupu jsou k dispozici jako analogový signál 4 až 20 mA a digitální signál. U tohoto senzoru je velmi výhodný poměr ceny a užitných parametrů. Tento nový optoelektronický senzor vyrábí přímo firma Micro-Sensor v Bechyni.

Přesnost ve velmi malých rozsazích
Osvědčeným typem mezi bezdotykovými optoelektronickými senzory je modelová řada optoNCDT 1605 se snímacím prvkem PSD. Existuje ve dvou variantách, s viditelným červeným laserovým paprskem a neviditelným infračerveným paprskem. Verze s viditelným paprskem má měřicí rozsahy 0,5; 2, 4, 10, 20, 50, 100 a 200 mm, tzn. že je velmi vhodná pro přesné měření malých vzdáleností. Verze s infračerveným paprskem má měřicí rozsahy 2, 4, 10, 20, 100 a 200 mm a vzhledem k tomu, že má větší průměr měřicího bodu, lze tyto senzory s výhodou použít pro měření materiálů s hrubším povrchem.

Obr. 2.

U modelové řady 1605 je hlavice senzoru oddělena od vyhodnocovací elektroniky. Hlavice má také dosti malé rozměry (u rozsahu 0,5 až 20 mm je to 50 × 50 × 21 mm a u rozsahu 50 až 200 mm je to 100 × 50 × 29 mm); rozměry vyhodnocovací elektroniky jsou 175 × 80 × 60 mm. Hlavice senzoru je s elektronikou spojena dvoumetrovým kabelem. Přesnost těchto senzorů je 0,3 % z měřicího rozsahu a na výstupu je analogový signál ± 10 V nebo 4 až 20 mA.

Velká přesnost a rozlišení
Dalším z rodiny bezdotykových optoelektronických snímačů vzdálenosti je modelová řada optoNCDT 1800. Senzory této řady pracují s digitálním signálovým procesorem a CCD kamerou a jejich měřicí rozsahy jsou 2, 10, 20, 50 a 100 mm. Měří s velkou přesností: 0,1 % z měřicího rozsahu. Jsou zvláště vhodné pro průmyslové použití v procesu řízení kvality výroby. Modelová řada 1800 se také vyznačuje velmi dobrými parametry pro měření tmavých materiálů, např. automobilových pneumatik. Tento senzor se skládá z oddělené hlavice senzoru (rozměry 97 × 75 × 30 mm) a vyhodnocovací elektroniky (rozměry 173 × 145 × 56 mm). Obě části jsou propojeny dvoumetrovým kabelem. Ve vyhodnocovací elektronice jsou naměřené hodnoty zpracovávány digitálně a jsou k dispozici jako analogový signál (± 5 V) nebo digitální signál (RS-232, RS-485). Vyhodnocovací elektronika umožňuje automatické nulování signálu a výpočet průměrné hodnoty.

Obr. 3.

Měření vzdálenosti předmětů z téměř jakéhokoliv materiálu
Vynikající vlastnosti má bezdotykový optoelektronický senzor optoNCDT 2000. Je schopen měřit vzdálenost předmětů např. z kovů, dřeva, papíru, textilu, keramiky, plastů nebo pryže. Dokáže měřit i vzdálenost vývodů integrovaných obvodů. Existuje i speciální verze pro měření materiálů s vysoce lesklým povrchem, jako např. sklo, kompaktní disky (CD), lesklé kovy atd. Senzor má měřicí rozsahy 5, 10, 20, 40, 100 a 200 mm. Vyniká velkou přesností 0,03 % z měřicího rozsahu a rychlostí 10 kHz. Celý senzor je integrován do jednoho pouzdra o rozměrech 118 × 125 × 30 mm. Stejně jako u řady 1800 jsou naměřené hodnoty zpracovávány digitálně a na výstupu jsou k dispozici v analogové (± 5 V) nebo digitální podobě (RS-485).

Bezdotykově i na větší vzdálenosti
Pro aplikace vyžadující větší měřicí rozsah, popř. větší odstup senzoru od měřeného materiálu, může firma Micro-Sensor nabídnout bezdotykový optoelektronický senzor optoNCDT 2010. Tento senzor má měřicí rozsahy 500 a 700 mm, přesnost je 0,08 % z měřicího rozsahu a rychlost 2,2 kHz. Skládá se z hlavice s CCD kamerou (rozměry 185 × 110 × 48 mm) a oddělené vyhodnocovací elektroniky (rozměry 220 × 120 × 81 mm). Na výstupu je analogová hodnota 0 až 10 V nebo 4 až 20 mA.

MICRO-SENSOR
Na Libuši 891
391 65 Bechyně
tel.: 0361/81 30 11
fax: 0361/81 10 60
e-mail: micro-sensor@microsensor.cz
http://www.micro-sensor.cz