... na přijímači (PNP otevřený kolektor – 30 mA). Přijímač je vybaven výstupem Alarm, který funguje jako výstraha, pokud je funkce ovlivněna znečištěním nebo mechanicky špatným seřízením. Výstup Alarm je aktivován, když se přijímaný signál dostane na stanovenou dobu do alarm rozsahu. Tímto výstupem jsou vybaveny kompletní typové řady BOS 18M s Teach-in a BOS 65K, včetně difusních snímačů a reflexních optických závor.
Snímače s analogovým výstupem nespínají v přesně nastavené vzdálenosti. Tyto přístroje mají analogový výstup úměrný vzdálenosti. Výstupní napětí odpovídá poloze snímaného předmětu uvnitř snímacího rozsahu. Tyto systémy pracují na stejném principu jako snímače s potlačeným pozadím. Vytvářejí lineární výstupní signál uvnitř určitého rozsahu (měřící rozsah).
... je čas, který snímač vyžaduje k další reakci, pokud cílový předmět s faktorem 0,5 vyzařovaného výkonu opustí snímanou oblast.
Vysílač i přijímač pracují se společnou čočkou. Vysílané světlo prochází rozdělovacím zrcadlem a čočkou na odrazku. Odrazka odráží vysílané světlo zpět na čočku. Tím je dosaženo toho, že reflexní optické závory s autokolimací mají malý kruhový profil paprsku. To má ještě další výhodu: tyto snímače nemají mrtvou oblast pro snímání i pro umístění odrazky, lépe rozlišují malé předměty a jejich spínací charakteristika je nezávislá na směru přiblížení.
| Přijímač světlo | Zesilovač | Spotřebitel |
| neosvětleno | vodivý | sepnuto |
| osvětleno | nevodivý | rozepnuto |
.. je čas, který snímač vyžaduje k další reakci, pokud cílový předmět s faktorem 2 vyzařovaného výkonu vstoupí do snímané oblasti.
Jednocestné optické závory se skládají z vysílací a přijímací jednotky, které musí být umístěny na opačných stranách snímací cesty. Předmět přerušuje světelný paprsek a způsobuje sepnutí přijímače bez ohledu na vlastnost svého povrchu. Tato provedení optických závor jsou nejlepší pro nepříznivé podmínky (např. prach, vlhko, oleje). Mohou být dosaženy rozsahy až do 50 metrů.
Snímače pro rozpoznávání barev snímají objekty na základě jejich barev. Snímač je nastaven tak, že rozpozná objekt mající určitou barvu. Objekty s odlišnými barvami nevytvoří žádný spínací signál.
Optická vlákna jsou vyrobena ze skla nebo plastu s průměrem do 50 μm a spojena do svazku několika set jednotlivých vláken do tvaru tzv. optického kabelu. Konce jsou spojeny a vyleštěny tak, aby splňovaly kritéria optického průmyslu. Jednotlivá optická vlákna jsou trvale mazána jemnými mazacími prostředky, aby se snižovalo tření s vnějším pláštěm a také mezi vlákny samotnými, protože vlákna jsou neustále namáhána tahem a krutem a mohou být zlomena. Takto mohou být vlastnosti přenosu zaručeny na dlouhou dobu. Konce svazku jsou spojeny s pláštěm a kovovou koncovkou. Vláknová optika Balluff má krytí IP 67 (IP 65 pro kovový plášQ). Vlhkost a agresivní media tak nemohou poškodit žádná vlákna nebo vnější plášť a optické vlastnosti zůstávají nedotčeny. Konstrukce rozděluje axiální tažné síly rovnoměrně mezi všechna vlákna a chrání tak jednotlivá vlákna před přetěžováním.
– teplota T = +85 °C
– velmi dobrá chemická odolnost
– ohebné
– neztvrdne a neztratí pružnost v olejích a chladicích kapalinách
– teplota T = +150 °C
– velmi ohebné
– odolný proti rozmačkání
– sterilizovatelný
– teplota T = +150 °C
– odolný proti horkým šponám
– ohebný
– odolný proti rozmačkání
Pro dosažení co nejmenšího světelného bodu je paprsek od vysílače zaostřen čočkami. Zaostření a následný světelný bod dovolují snímači lépe snímat malé části a detaily. Zaostření je často použito u reflexních optických závor a u difusních snímačů ve spojení s potlačeným pozadím.
... je část světla, které dopadá na přijímač, ale není vysíláno příslušným vysílačem.
Vidlicové optické závory jsou jednocestné optické závory, které mají vysílač a přijímač umístěn proti sobě v U profilu. Díky tomuto pevnému pouzdru se snadno vyrovnávají a připojují. Různé dosahy jsou k dispozici při výběru různých tvarových provedení. Lze využít rozevření štěrbiny od 5 do 220 mm v různých velikostech. Vestavěný potenciometr a clona dovolují nastavit štěrbinový snímač snadněji pro snímání malých částí i o průměru od 60 μm.
... je změna spínací vzdálenosti, která může nastat snímáním předmětů s různou odrazivostí. Snímače jsou kalibrovány použitím šedé karty Kodak s 90% odrazem. Šedá karta Kodak s 18% odrazem se použije pro následné měření. Rozdíl mezi dvěmi naměřenými spínacími body je uveden v %, jako posun vlivem změny šedé. Tento menší posun nastane také v závislosti na vlivu různé barvy snímaného předmětu.
| Přijímač světla | Zesilovač | Spotřebitel |
| osvětleno | vodivý | sepnuto |
| neosvětleno | nevodivý | rozepnuto |
Potlačené pozadí (HGA) dovoluje snímat objekty uvnitř určité spínací vzdálenosti bez dalšího vlivu odrazných vlastností pozadí a bez faktické nezávislosti na odrazných vlastnostech objektu (barva nebo struktura povrchu). HGA je založeno na tom, že se dráhy paprsku vysílače a přijímače protínají. Výsledkem toho je rozdělení viditelného pole na aktivní oblast a pozadí. Současně může být určována aktuální poloha objektu, rozdělením přijímače do nejméně dvou přiléhajících oblastí (např. použitím dvojité diody nebo PSD elementů) a prostřednictvím geometrického uspořádání (triangulace). Tyto dvě konstrukční vlastnosti umožňují, aby byl objekt spolehlivě rozlišen od pozadí. Difusní snímače s HGA jsou charakteristické malým posunem spínacího bodu vlivem změny šedé a malou hysterezí.
... je vzdálenost mezi body sepnutí při přibližování objektu a poté jeho vzdalování od optosnímače.
"Standardní snímací objekt" pro optoelektronické snímače je šedá karta Kodak. Je to list kartónu, jehož povrch má definovaný stupeň odrazivosti. List s 90% odrazivostí se používá pro určení rozsahu difusních snímačů a list s 18% odrazivostí pro určení vlivu změny šedé na polohu spínacího bodu.
Pro objekty s různými odraznými vlastnostmi může být snímací rozsah určen použitím korekčních faktorů, viz. sousední tabulka.
| Korekční faktor | Snímaný objekt, povrch |
| 1 | Papír, bílý, matný 200 g/m2 |
| 1,2...1,6 | Kov, lesklý |
| 1,2...1,8 | Hliník, černě eloxovaný |
| 1 | Polyester, bílý |
| 0,6 | Bavlna, bílá |
| 0,5 | PVC, šedý |
| 0,4 | Dřevo, syrové |
| 0,3 | Karton, černý, lesklý |
| 0,1 | Karton, černý, matný |
Výstupní vedení může být zapojeno na špatný potenciál bez toho, aby došlo ke zničení snímače. Společně s ochranou proti přepólování jsou tak tyto snímače kompletně chráněny proti špatnému zapojení.
Smyslem stanovení ochranné třídy laseru je ochrana osob před vyzařováním laseru podle specifických limitních hodnot. Podle způsobu použití laseru jsou tato zařízení zařazena do tříd, v závislosti na stupni rizika. Výpočty použitelné pro zařazení a z toho vyplívající limitní hodnoty jsou popsány v normě EN 608251:2001-11. Zařazení je závislé na výstupním výkonu a vlnové délce, bere v úvahu také délku trvání vysílání, počet pulsů a úhel vyzařování. Balluff snímače pracují v následujících třídách ochran laseru.
bezpečná, žádná bezpečnostní opatření
nízký výkon, k ochraně postačí zavření očních víček.
Pro zařízení ve třídě 1 a 2 se oči musí chránit před samovolným pohledem do paprsku delším, než je reflex zavření víček. Příslušné varující etikety musí být umístěny na snímači a v některých případech i na stroji, kde je laser použit. Další mechanická nebo optická opatření nejsou nutná. Při provozu zařízení třídy 1 nebo 2 není nutné určovat žádnou osobu zodpovědnou za provoz zařízení.
... se používá v mnoha oblastech technologie a každodenního života v kontrolních a řídících aplikacích. Obecně je změna intenzity optického paprsku (mezi přijímačem a vysílačem) způsobena tím, že jej zacloní cílový objekt. V závislosti na vlastnostech tohoto objektu a na charakteristice optického paprsku je světelný paprsek bud přerušován nebo odrážen, popř. rozptýlen. Impulsní infračervené LED diody se běžně používají jako vysílače a fototranzistory jako přijímače. Výstupní signál je tak většinou nezávislý na okolních světelných podmínkách, od viditelného světla může být snadno odfiltrován. V mezních snímacích aplikacích jsou používány difusní snímače nebo optické závory s LED diodou s červeným světlem. Světelný paprsek a snímaný bod jsou viditelné a snadněji nastavitelné. Balluff nabízí tři typy snímačů pro různé požadavky aplikací: difusní snímače, reflexní optické závory a jednocestné optické závory.
Světelné paprsky změní směr na povrchu dvou optických medií s různými optickými hustotami (např. sklo/vzduch), tzn. lomí se. Úhel lomu je závislý na poměru optických hustot n obou medií a na úhlu dopadu ε vzhledem k optické ose. Jestliže světelný paprsek putuje z hustšího media n do řidšího n', jeho směr se tam změní na větší úhel ε'. Nad εcrit. (kritický úhel, při kterém odchýlený paprsek běží prakticky paralelně s dělícím rozhraním) se paprsek již vrátí zpět do media s hustotou n, tzn. dochází zde k úplnému odrazu.
Bez výše popsaného principu úplného odrazu na dělícím rozhraní by vláknová optika dnešní kvality již nemohla být realizovatelná. Skládají se z válcového světlovodivého jádra a okolního tenkostěnného pláště. Optická hustota jádra je větší než hustota pláště. Světelný paprsek je vždy úplně odrážen na místě styku jádra a pláště a nemůže nikdy opustit jádro v radiálním směru. Teoreticky není světlo oslabováno těmito odrazy. Nicméně znečištění a malé vady materiálu jádra, společně s dělícím rozhraním, způsobují ztráty (útlum) a ve skutečnosti omezují účinnou délku světelného vodiče, nad kterou již informace nemusely být spolehlivě přeneseny.
Difusní snímače mají přijímač i vysílač ve společném pouzdře. Nasměrování na objekt není kritické. Snímaný objekt (např. standardní objekt s odrazivostí 90%) odrazí část světla svým povrchem zpět do přijímače. Jakmile vstoupí standardní objekt do účinného paprsku (viz. obrázek), změní se stav výstupu snímače. Snímací dosah závisí na velikosti, tvaru, barvě a povrchových vlastnostech odrážejícího snímaného objektu. Při použití šedé karty Kodak s 90% odrazivostí (podobná bílému papíru) může být snímací vzdálenost až 2 m.
... je 35...85 % (nekondenzující)
Pro snímání neviditelných značek na předmětech se používají tzv. luminiscenční materiály (obsažené v křídách, inkoustech, barvách apod.), které mohou být zviditelněny pod ultrafialovým (UV) světlem. Fluorescenční materiály změní neviditelné UV světlo (krátká vlnová délka 380 nm) na viditelné světlo (mezi modrou 450 nm a tmavě červenou 780 nm). Tento efekt se nazývá fotoluminiscence. Viditelné světlo může být poté snímáno jako obyčejně přijímacími komponenty snímače.
Část vysílaného světla reflexními optickými systémy se odrazí zpět do přijímače od cílových objektů s lesklými povrchy, např. nerez ocel, hliník nebo pocínovaný plech. Jednoduché reflexní optické závory tak mohou nespolehlivě rozlišovat mezi "objektovým světlem" a "odrazkovým světlem". Falešné spínání nemůže být proto zvládnuto. Balluff reflexní optické závory jsou standardně vybaveny polarizačními filtry, které společně s Balluff odrazkami, které mají "opticky aktivní" hranolové zrcadlo, poskytují selektivní ochranu proti falešným odrazům "objektového světla", zatímco "odrazkovému světlu" dovolí volný průchod.
Světlo se skládá z mnoha "jednotlivých paprsků", které kmitají sinusově v libovolných osách. Jejich polarizační roviny jsou na sobě nezávislé a mohou být orientovány pod jakýmkoliv úhlem (viz. obrázek). Když se setkají s polarizačním filtrem (rastr jemných linek), ten dovolí projít pouze paprskům, které kmitají paralelně s rovinou rastru a ty, které kmitají v pravém úhlu k rastru jsou potlačeny. Ze všech ostatních polarizačních rovin je dovoleno projít pouze části, která se skládá z paralelních složek.
Za filtrem již světlo kmitá pouze paralelně s polarizační rovinou. Pro toto světlo, dále otočené o 90°, je tento polarizační filtr již neprostupná bariéra. S filtry, pootočenými o 90°, před přijímačem a vysílačem reflexního optického systému, můžete tedy zabránit světlu odraženému od snímaných objektů, aby aktivovalo přijímač falešnými signály.
Oproti tomu světlo odražené od trojitého zrcadla s polarizační rovinou otočenou o 90°, je volně propuštěno tímto filtrem. Přijímač reflexního optického systému je proto plně zastíněn vždy, když snímaný objekt vstoupí do dráhy paprsku a tak bude spolehlivě rozpoznán.
Dvourozměrný princip reflexního systému, může být realizován prostorovým systémem se třemi zrcadly, která jsou vůči sobě navzájem orientována pravoúhle (jeden roh krychle stojící na špičce). Světelný paprsek vstupující do tohoto systému je úplně odražen na všech třech plochách a vrácen paralelně s přicházejícím paprskem. Trojitá zrcadla se označují jako "opticky aktivní", protože také otáčejí polarizační osu odraženého světelného paprsku o 90°. Tato vlastnost je potřebná, společně s polarizačním filtrem, k spolehlivému snímání objektů, které poskytují reflexní optické závory.
Šest trojitých zrcadel je spojeno do šestiúhelníku a uspořádáno do tvaru plástve. Jejich orientace vzhledem ke světelnému paprsku pak není kritická. Obvykle jsou vyráběny z plastu s vysokou optickou hustotou, odstříknuty jako destičky nebo nalisovány na pružnou pásku.
Světelné paprsky se šíří volným prostorem v přímých liniích. Dotknou-li se předmětu, odrazí se zpět. V závislosti na složení povrchu předmětu nastane jeden z typů odrazu: úplný odraz, reflexní odraz a difusní odraz.
... nastává na vysoce lesklých (odrazných) plochách. Úhel dopadu je proto stejný jako úhel odrazu (εI = εE ). Ztráty odrazu jsou v ideálním případě zanedbatelné.
... je způsobený dvěmi zrcadly, které vzájemně svírají vertikální úhel. Dvojitý odraz způsobí, že se světelný paprsek odrazí zpět stejným směrem. Úhly dopadu se tak mohou měnit v relativně širokém rozsahu.
... nastává na hrubém a drsném povrchu. To může být demonstrováno na různých špatně odrážejících a rozdílně orientovaných malých zrcátkách. Přicházející světlo je široce rozptýleno nad povrchem. Ztráty odrazu jsou tím vyšší, čím tmavší a matnější je konečný povrch.
Reflexní optické závory mají vysílač a přijímač ve společném pouzdře. Odrazka umístěná na opačné straně odrazí paprsek zpět do přijímače. Snímaný objekt přeruší odražený světelný paprsek a způsobí změnu stavu výstupního signálu. U lesklých povrchů je doporučováno, aby světlo odražené od objektu bylo filtrováno polarizačním filtrem před přijímačem a tím se předešlo vzniku falešných signálů. Dosah může být až 12 metrů.
... je vzdálenost mezi standardním objektem a "aktivní plochou" difusního snímače, která způsobí změnu signálu (podle EN 60947-5-2).
... je spínací vzdálenost, která zanedbává výrobní tolerance, náhodné změny a vnější vlivy, jako jsou teplota a napájení.
... je spínací vzdálenost při jmenovitém napájení Ue a jmenovitých výrobních tolerancích a jmenovité provozní teplotě okolí (T = +23 °C ±0,5).
... je dovolená spínací vzdálenost uvnitř pevně stanovených rozsahů napájení a teploty (0,80 sn ≤ su ≤ 1,20 sn).
... je oblast mezi "aktivní plochou" a minimální snímací vzdáleností, uvnitř které nemůže být objekt snímán.
... je oblast uvnitř, které může být spínací vzdálenost optosnímače nastavena použitím standardního objektu.
Optoelektronické snímače obvykle používají následující vysílací komponenty. Červené světlo LED je viditelné světlo, výhodné pro zaměření a nastavení snímače. Infračervené světlo LED (IR) je neviditelné světlo s vyšší energií. Červené světlo Laser je viditelné světlo, které je díky svým fyzikálním vlastnostem ideální pro snímání malých dílů a dlouhé dosahy.
Snímače s nastavením Teach-in nepoužívají pro nastavení potenciometr nebo posuvné spínače; všechno je řízeno pouze stisknutím tlačítka. Mikroprocesor vestavěný do teach-in snímačů dovoluje celý postup seřízení řídit pouze stiskem tlačítka. Definované kroky kalibrace také znamenají, že snímač nemůže být nastaven do nespolehlivého stavu. Řízení také umožňuje řídit indikaci a výstup znečištění. Různé Balluff Tech-in snímače poskytují možnost dálkového nastavení, pomocí něhož je možné řídit postup nastavení "externě" dalším vodičem připojovacího kabelu
... je posun bodu sepnutí se změnou teploty v % sr.
... přerušuje vysílané světelné impulsy z vysílače a dovoluje tak kontrolovat funkci vysílače a přijímače. Při použití Test+ musí být Test– připojen na 0 V a při použití Test– musí být Test+ připojen na 10...30 V. Výstup přijímače musí být neustále sepnut, pokud je napájení 10...30 V DC (Test+) popř. 0 V DC (Test–) připojeno na testovací vstup. Znečištění nebo špatné seřízení optické osy způsobí, že vysílaný signál dosáhne k přijímači pouze slabě nebo vůbec ne. Proto tedy výstup nesepne pokaždé, když bude vstup Test aktivován. Testovací funkce poskytuje možnost dálkové kontroly jednocestných optických závor a slouží k preventivnímu měření.
... je měřítko pro světelnou prostupnost media. Je definována jako poměr prošlého ke vstupujícímu světlu (v %). Difusní prostupnost je pojem, který se používá, když je světlo částečně nebo úplně rozptýleno.
... se kužely světla optické závory protínají navzájem pod ostrým úhlem. Snímaný objekt bude zaregistrován pouze v oblasti, kde se kužely překrývají. Vysílané světlo, které je odraženo nebo rozptýleno objektem mimo vymezenou oblast, nemůže být zachyceno přijímačem. Tato skutečnost může být s výhodou použita při triangulační metodě pro snímání malých změn vzdálenosti (např. drážky, zápichy na hřídeli). Barva nebo tvar objektu mají pouze velmi malý vliv na výsledek.
... je teplotní rozsah, uvnitř kterého je zaručena spolehlivá funkce snímače. Balluff standard je: –15 °C ≤ Ta ≤ +55 °C
Vodiče napájecího napětí mohou být zapojeny opačně bez zničení snímače. V kombinaci s ochranou proti zkratu jsou tyto snímače kompletně chráněny proti špatnému zapojení.
... snižuje udávanou spínací vzdálenost snímačů a vláknové optiky ve srovnání s "čistým vzduchem", protože špína a částečky
prachu:
- se usazují na čočkách a ovlivňují jejich průhlednost
– pohlcují a rozptylují světlo.
Stlačený vzduch zbavený oleje může být použit jako preventivní ochrana proti zašpinění nečistotami ze vzduchu.
... svítí v "bezpečném" pásmu, kde je vstupní energie nejméně 30% nad nebo pod "prahovou úrovní". "Prahová úroveň", při které
se mění signál, je definována jako 100%. "Bezpečné" pásmo je proto dosaženo pokud:
– je vstupní signál ≥ 130%
prahové úrovně.
– je vstupní signál ≤ 70%
prahové úrovně.
| čistý vzduch | ideální podmínky |
| stopové znečištění | relativně čistý vzduch ve vnitřních místnostech |
| mírné znečištění | dílny a skladovací prostory |
| střední znečištění | prašné a zamlžené prostředí; snímací vzdálenost se snižuje faktorem na s = 0,5 su |
| vysoké znečištění | silné dešťové srážky, rozvířené hobliny a piliny; optosnímače již mohou selhávat |
| nejvyšší znečištění | uhelný prach usazující se na čočkách; optosnímače již mohou selhávat |
Tvar impulsu: půlvlna sinus Špičkové zrychlení: 300 m/s2 (30 gn) Délka impulsu: 11 ms 3 rázy v každé hlavní ose a směru, tzn. celkem 18 rázů
Tvar impulsu: půlvlna sinus Špičkové zrychlení: 1000 m/s2 (100 gn) Délka impulsu: 2 ms 4000 rázů v každé hlavní ose a směru, tzn. celkem 24 000 rázů
Frekvenční rozsah: 10...2000 Hz Amplituda: 1 mm (špička-špička) do 122 Hz 30 gn nad 122 Hz Trvání: 20 cyklů pro každou polohu a směr