Kontaktowo czy bezkontaktowo?

POMIAR NA DUŻYCH DYSTANSACH - CZUJNIKI CZASU PRZELOTU

Fot. 1. Czujniki ILR w suwnicach

Do pomiaru na bardzo dużych dystansach często stosowane są czujniki optoNCDT ILR. Ich zasada działania opiera się na pomiarze czasu przelotu światła. Dioda laserowa umieszczona w czujniku wytwarza krótki impuls światła, który jest wyświetlany na obiekcie pomiarowym. Światło odbite od tego obiektu jest wykrywane przez element światłoczuły urządzenia. Odległość mierzona jest na podstawie czasu przelotu impulsu światła do obiektu pomiarowego i z powrotem do czujnika.

Spośród rodziny czujników warto zwrócić uwagę na model optoNCDT ILR 1030/1031, przeznaczony do szybkich pomiarów przemieszczenia na dystansie pomiędzy 0,2 do 8 m lub aż do 50 m, gdy zastosowany jest specjalny odbłyśnik. Urządzenie to charakteryzuje się szybkim czasem reakcji na poziomie 10 ms, co jest typowe dla tej serii produktów.

Przyciski umieszczone na niewielkiej obudowie umożliwiają szybką realizację funkcji nauczania bądź przypisania punktów przełączania. Czujnik jest niewrażliwy na wpływ światła zewnętrznego, może również pracować w szerokim zakresie temperatur od -30°C do + 50°C, dlatego doskonale sprawdzi się w wielu różnorodnych aplikacjach, takich jak monitorowanie systemów dźwigowych, pomiar poziomu wypełnienia czy pozycjonowanie poruszających się obiektów.

Fot. 2. Rodzina czujników linkowych firmy Micro-Epsilon

Ciekawą aplikacją jest zastosowanie optycznych czujników dystansu do detekcji i pomiaru długości obiektów na linii produkcyjnej. Poza zwykłym wykrywaniem obiektu, używając czujników z serii ILR, można określić szerokość oraz wysokość mierzonego celu. Aby zrealizować pomiar różnicowy, tj. uzyskać informację o szerokości obiektu, należy zamontować dwa czujniki optoNCDT ILR 1030/1031 naprzeciwko siebie na linii produkcyjnej.

Fot. 3. Czujnik optoNCDT ILR 1191

Gdy obiekt wejdzie w zakres pomiarowy, automatycznie przerwie wiązki laserów z obu stron, a w kontrolerze zostanie obliczona szerokość obiektu poddawanego pomiarowi. Natomiast informację o wysokości uzyskamy, implementując czujnik optyczny nad linią, po której przesuwają się produkty.

Interesującym obszarem zastosowań dla czujników czasu przelotu światła są suwnice, używane do transportu rozmaitych materiałów m.in. podczas rozładunku czy przeładunku kontenerów na kolei oraz w portach. Często na jednej szynie przemieszcza się kilka suwnic, dlatego konieczne jest określanie minimalnej odległości, aby komponenty nie kolidowały ze sobą podczas transportu.

Czujniki optoNCDT ILR mają za zadanie zapewniać utrzymywanie minimalnego dystansu. Sensor jest dołączony do każdego transportera i mierzy odległość do następnego. W takich zadaniach stosowany jest m.in. model optoNCDT 1191 o zakresie pomiarowym nawet do 3000 m. Poza suwnicami wykorzystywany jest on również do określania pozycji statków w portach.

KONTAKTOWY POMIAR ODLEGŁOŚCI - CZUJNIKI LINKOWE

Fot. 4. Nowy czujnik linkowy wireSENSOR WPS- MK88 U45R

Pomimo licznych zalet, takich jak działanie bezkontaktowe, czasem trudno jest zrealizować pomiar za pomocą czujników optycznych. Warto wtedy rozważyć implementację innych rozwiązań, takich jak czujniki linkowe. Idealnie sprawdzą się one np. do pomiaru rozsuwanych elementów dźwignic. Mierzą one liniowe przemieszczenie ruchomej części, poprzez doczepioną linkę - wykonaną z wysoce elastycznej plecionki stalowej, która nawija się precyzyjnie na bęben napędzany mechanizmem sprężynowym o długiej żywotności.

Bęben zwijający jest osiowo połączony z wieloobrotowym potencjometrem precyzyjnym lub enkoderem inkrementalnym i z absolutnym. Dzięki omawianej metodzie pomiarowej ruch liniowy jest przekształcany na ruch obrotowy, a następnie zamieniany na zmiany oporności lub na policzalne impulsy. Czujniki linkowe potencjometryczne ze zintegrowaną elektroniką mają proporcjonalne wyjście napięciowe lub prądowe. Odporna budowa i solidne, wysokiej jakości komponenty gwarantują niezawodność i długą żywotność, nawet w trudnych warunkach przemysłowych.

Do zastosowań w suwnicach czy dźwignicach o dużym zakresie implementowany jest m.in. czujnik WDS-P200 firmy Micro-Epsilon, o zakresie pomiarowym do 50 m i liniowości do 4 mm. Czujnik jest dostępny w wersji z wyjściem potencjometrycznym, prądowym, napięciowym, SSI, CANopen, Profibus oraz inkrementalnym.

Ciekawą aplikacją poza systemami dźwigowymi jest zastosowanie czujników linkowych w wózkach widłowych a także magazynach wysokiego składowania. Są to aplikacje wymagające wysokiej częstotliwości cykli pracy, dlatego zazwyczaj stosuje się w nich czujniki z enkoderem. Jednak Micro-Epsilon opracował nowy, miniaturowy czujnik wireSENSOR WPS-MK88 U45R zapewniający maksymalną żywotność wynoszącą ok. 2 milionów cykli.

Fot. 5. Czujnik czasu przelotu optoNCDT ILR 1030

W nowym czujniku konwencjonalny, analogowy hybrydowy potencjometr został zastąpiony przez bezdotykowy potencjometr. W przypadku popularnych potencjometrów suwak porusza się wzdłuż elementu rezystancyjnego. Powoduje to jego szybkie zużycie. Jednak nowy, bezstykowy potencjometr bazuje na czujnikach pola magnetycznego, które znacznie wydłużają jego żywotność. Jest ona ośmiokrotnie wyższa w porównaniu do czujników z konwencjonalnymi potencjometrami.

We wspomnianych wózkach widłowych podczas opuszczania ładunku należy zachować zwykle duży margines bezpieczeństwa, tak aby podczas hamowania i przyspieszania wózek nie był ustawiony w niebezpiecznej, pochylonej pozycji. Jeżeli można zmierzyć, na jaką wysokość podnoszony jest ładunek, na tej podstawie możliwe jest określenie optymalnej prędkości jazdy.

Dodatkowo system jest chroniony przed błędnym działaniem, tj. operator nie może świadomie lub nieświadomie powodować niebezpiecznych warunków jazdy. To optymalizuje prędkość, lecz także zwiększa bezpieczeństwo operatora. Ponadto czujnik może być również użyty do automatycznego dostosowania obciążenia do właściwej wysokości podnoszenia, aby przyspieszyć ruch do odpowiedniej wysokości półki.

Jaki czujnik sprawdzi się w Twojej aplikacji? Lepiej wybrać kontaktową czy bezkontaktową metodę pomiarów? Skontaktuj się ze specjalistami WObit, którzy odpowiedzą na te oraz inne pytania z zakresu technologii pomiarowych.

P.P.H. WObit E. K. J. Ober s.c.
www.wobit.com.pl