Rozmiar plamki świetlnej

ROZMIAR PLAMKI ŚWIETLNEJ

Rys. 7. Jeżeli promień lasera nie pada prostopadle do mierzonej płaszczyzny średnica plamki wydłuża się proporcjonalnie do kąta tego odchylenia (b)

Rozmiar plamki świetlnej ma duże znaczenie w pomiarach obiektów o małych rozmiarach, o drobnych szczegółach konstrukcji oraz zakrzywionej powierzchni, jest za to mniej istotny w przypadku powierzchni płaskich i jednorodnych.

Przyjmuje się, że średnica plamki powinna być mniejsza niż rozmiar najmniejszego spodziewanego elementu (rys. 6). Im jest mniejsza, tym lepiej, ponieważ wówczas rzadziej występują błędy spowodowane tym, że plamka pada na granicę dwóch obszarów o różnych współczynnikach odbicia, na przykład na styku powierzchni o różnych kolorach.

Rozmiar plamki najmniejszy jest w ognisku układu optycznego czujnika i to ta wartość najczęściej jest podawana w specyfikacji. Ponieważ na początku i na końcu zakresu pomiarowego średnica plamki jest większa niż w jego środku, niektórzy producenci w kartach katalogowych sensorów umieszczają także informację o tych dwóch wartościach.

Na rozmiar plamki wpływa też sposób zamontowania czujnika. Jeżeli promień lasera nie pada prostopadle do mierzonej płaszczyzny, średnica plamki wydłuża się proporcjonalnie do kąta odchylenia (rys. 7). Warto na to zwrócić uwagę, jeśli rozmiar plamki jest dla poprawności wyników pomiarów bardzo istotny.

Przegląd oferty producentów czujników laserowych

Tabela 1. Parametry czujników serii ZX2 firmy Omron Electronics

Czujniki laserowe mają w swojej ofercie czołowi producenci komponentów techniki pomiarowej, w tym Micro-Epsilon, Baumer Electric, Balluff, Omron Electronics, ifm electronic i Leuze. Poniżej przedstawiamy przykłady produktów z asortymentu tych firm wraz z ich najważniejszymi parametrami oraz krótką charakterystyką.

Czujniki z serii ZX2

W ofercie firmy Omron Electronics znajduje się między innymi seria ZX2, w skład której wchodzą czujniki laserowe triangulacyjne z detektorem obrazu CMOS, zarówno punktowe - modele ZX2-LD50 i ZX2-LD100, jak i wyświetlające linię pomiarową - modele ZX2-LD50L i ZX2-LD100L.

Częścią zestawu jest oprócz głowicy czujnika także wzmacniacz. Oddzielnie można ponadto dokupić moduł obliczeniowy. Źródłem światła we wszystkich czujnikach serii ZX2 jest laser półprzewodnikowy o długości fali 660nm (czerwony) i maksymalnej mocy wyjściowej 1mW (klasa 2). W tabeli poniżej zebrano najważniejsze parametry sensorów serii ZX2.

Tabela 2. Wybrane parametry czujnika ODSL 9/C6-100-S12 firmy Leuze electronic

Tabela 3. Wybrane parametry BOD 66M-LA04-S92-C firmy Balluff

Czujniki laserowe firmy Leuze electronic

Czujniki laserowe triangulacyjne oraz typu TOF oferuje też firma Leuze electronic. Do pierwszej grupy zaliczają się czujniki serii ODSL 9, natomiast sensory wykorzystujące metodę pomiaru czasu przelotu impulsu świetlnego można znaleźć wśród czujników serii ODS96B. W tabeli poniżej zebrano wybrane parametry przykładowego czujnika serii ODSL9.

Laserowe sensory odległości firmy Balluff

Tabela 4. Wybrane parametry OADM 20I6591, OADM 20I6592 oraz OADM 20I6593 firmy Baumer

Balluff oferuje z kolei cztery serie czujników laserowych: BOD21M, BOD26K, BOD63M oraz BOD66M. We wszystkich sensorach tych serii jako źródło światła wykorzystano czerwony laser.

Różnią się one natomiast obszarem roboczym (maksymalną odległością od czujnika), która w czujnikach poszczególnych serii maksymalnie wynosi: BOD21M - 500mm, BOD26K - 300mm, BOD63M - 6000mm i BOD66M - 2000mm. W poniższej tabeli przedstawiono parametry przykładowego czujnika serii BOD66M.

Czujnik do stosowania na zewnątrz firmy Baumer

Spory wybór laserowych czujników do pomiaru odległości ma w swoim asortymencie również firma Baumer. Przykładem są sensory z serii OADM20, które na tle innych wyróżniają się dużą odpornością na wpływ oświetlenia z otoczenia, dzięki czemu można je wykorzystać w pomiarach na zewnątrz.

Są to aktualnie trzy czujniki: OADM 20I6591, OADM 20I6592 oraz OADM 20I6593. Wszystkie wykorzystują linię pomiarową wyświetlaną przez czerwony laser (długość fali 650nm, klasa 2). Porównanie ich najważniejszych parametrów zamieszczono w poniższej tabeli.

Tabela 5. Parametry czujnika 1700-29BL

Tabela 6. Parametry czujnika 1710-50

Czujniki laserowe firmy Micro-Epsilon

Na koniec przedstawiamy parametry wybranych czujników laserowych oferowanych przez firmę Micro-Epsilon. Jednymi z nich są sensory optoNCDT 1700BL z niebieskim laserem (o długości fali 405nm), szczególnie zalecane do pomiarów żarzących się metali i wyrobów z drewna.

Drugim rodzajem są czujniki z czerwonym laserem o długiej strefie martwej, zalecane w przypadku gdy sensor nie może być zamontowany zbyt blisko mierzonego obiektu - na przykład ze względu na to, że może zostać uszkodzony lub nie ma miejsca lub możliwości zamontowania czujnika przy obiekcie (na przykład znajduje się on w komorze).

Jeszcze większy odstęp od czujnika zapewnia sensor 1710-1000. W jego wypadku zakres pomiarowy wynosi 1m, jego początek wypada w odległości od czujnika również równej 1m, środek - 1,5m oraz koniec - 2m.