Fotocelle – sådan vælger du den rigtige optiske sensor

Hvad er en fotocelle?

En fotocelle, eller optisk sensor, har en lyskilde og en modtager. Når en genstand bryder eller reflekterer lyset, skifter udgangen. Fotoceller bruges, hvor emnerne er for langt væk, for små eller af det forkerte materiale til en induktiv sensor: kasser på et transportbånd, flasker, etiketter, paller eller køretøjer i en port.

Lyset er oftest synligt rødt, hvilket gør sensoren nem at rette ind, eller infrarødt. Der findes fire grundtyper, og valget afhænger af, hvordan du kan montere sensoren, og hvordan emnerne ser ud.

Envejs, refleks eller diffus?

Rækkevidden for diffuse sensorer angives mod et hvidt referencekort. Et sort emne giver betydeligt kortere rækkevidde, nogle gange kun en brøkdel. En gaffelsensor er en envejsfotocelle med sender og modtager i samme hus til etiketter, kanter og små dele.

Baggrundsundertrykkelse og laserafstandssensorer

En almindelig diffus fotocelle måler, hvor meget lys der kommer tilbage. Derfor kan et hvidt emne langt væk udløse lige så let som et sort tæt på. Med baggrundsundertrykkelse ser modtageren i stedet, hvor lyspletten rammer, og sensoren beregner afstanden med triangulering. Alt ud over den indstillede afstand ignoreres, uanset hvor lyst det er.

En laserafstandssensor går et skridt videre og giver afstanden som en måleværdi, for eksempel 4–20 mA, 0–10 V eller via IO-Link. Triangulering giver høj opløsning på korte afstande, ned til mikrometer. Til længere afstande, op til flere meter, måles lysets gangtid (time of flight). Laserklasse 1 er øjensikker ved normal brug.

Vanskelige emner: blanke, gennemsigtige og mørke

• Blanke emner – en blank overflade kan spejle lyset tilbage og snyde en almindelig refleksfotocelle. En polariseret refleksfotocelle lukker kun lys igennem, der er drejet af reflektorens prismer, så blanke overflader ignoreres.
• Gennemsigtige emner – glas og PET-flasker lukker det meste af lyset igennem. Brug en sensor lavet til transparente emner, der reagerer, allerede når en lille del af lyset forsvinder.
• Mørke og matte emner – reflekterer lidt lys. Baggrundsundertrykkelse eller en laserafstandssensor hjælper. Der findes lasersensorer med blåt lys, der er lavet til mørke, blanke og varme overflader.
• Små emner – vælg en lille, synlig lysplet. En plet på 1–3 mm ser en tynd tråd eller et lille hul, som en bred stråle overser.

Lyskoblet, mørkekoblet og almindelige fejl

Lyskoblet betyder, at udgangen er aktiv, når modtageren får lys, mørkekoblet at den er aktiv, når lyset er væk. For en envejs- eller refleksfotocelle giver mørkekobling et signal, når emnet bryder strålen. For en diffus sensor er det omvendt. Mange sensorer kan omstilles med en leder, en knap eller via IO-Link.

Kontrollér også PNP eller NPN, reaktionstid til hurtige bånd og funktionsreserven – hvor meget mere lys end nødvendigt modtageren får. I støv og fugt kræves en stor reserve, ellers holder sensoren op med at virke, når linsen bliver snavset.

1. Rækkevidden gælder hvidt papir. Databladets rækkevidde for diffuse sensorer gælder et hvidt kort. Mørke emner kræver kortere afstand.
2. Almindelig refleks mod blanke emner. Dåser, folie og blank plade spejler lyset. Vælg polariseret refleks.
3. Forkert slags reflektor. Polariserede sensorer kræver prismereflektor. Almindelig refleksfolie eller den forkerte folie kan give upålidelig funktion.
4. Ingen margin til snavs. Vælg sensorer med god funktionsreserve, eller aflæs signalkvaliteten via IO-Link.
5. Forstyrrende lys. Sollys, blitzlys eller en anden fotocelle lige over for kan forstyrre. Vinkl sensorerne, så de ikke ser hinanden.

Hvor bruges fotoceller?

• Emballage og fødevarer – tælle produkter, læse etiketkanter med gaffelsensorer, kontrollere at låget sidder på.
• Logistik og lager – registrere kasser og paller på bånd, måle højde og kontrollere hylder i automatlagre.
• Køretøjer og mobile maskiner – laserafstandssensorer til afstand og position på trucks og kraner.
• Infrastruktur – porte, bomme og døre, der skal registrere køretøjer i åbningen.
• Elektronik og præcisionsmontage – små komponenter på kort afstand.
• Savværker og stål – måle position, bredde og tykkelse på brædder og plader med laser.

Fotoceller og laserafstandssensorer hos SCN

Vi har fotoceller fra Mibbo og Wenglor: gaffelsensorer, envejs-, refleks- og diffuse sensorer, sensorer med baggrundsundertrykkelse og IO-Link samt laserafstandssensorer med triangulering eller gangtidsmåling fra 30 mm op til 10 m.

Eksempler fra vores sortiment

Ofte stillede spørgsmål

Hvad er forskellen på envejs og refleks?

En envejsfotocelle har sender og modtager i to enheder over for hinanden. En refleksfotocelle har begge i samme hus og en reflektor på den anden side. Envejs når længere og tåler mere snavs, refleks er nemmere at installere.

Kan en fotocelle registrere glas?

Ja, men vælg en sensor lavet til transparente emner. Almindelige fotoceller ser lige igennem klart glas og plast.

Hvad betyder lyskoblet og mørkekoblet?

Lyskoblet: udgangen er aktiv, når modtageren får lys. Mørkekoblet: udgangen er aktiv, når lyset er væk, for eksempel når et emne bryder strålen.

Hvor langt når en fotocelle?

Diffuse sensorer når fra nogle få centimeter til et par meter, refleksfotoceller nogle få meter og envejsfotoceller op til 50 meter eller mere.

Hvad er baggrundsundertrykkelse?

En teknik, hvor sensoren måler afstanden med triangulering og kun skifter for emner inden for den indstillede afstand. Lyse genstande længere væk ignoreres.