Beneficios de la óptica coaxial polarizada para detectar objetos claros

Resumen: Los sensores fotoeléctricos que se utilizan para detectar objetos claros, translúcidos y transparentes deben ser sensibles a ligeras variaciones de luz, lo que puede hacerlos susceptibles a la detección falsa de luz errante y reflejada. Los sensores que utilizan un filtro polarizador y un diseño óptico coaxial restringen la cantidad de luz que ingresa al receptor de un sensor. Siga leyendo para saber por qué esto es importante y conocer los beneficios adicionales que ofrece la óptica coaxial polarizada.

Imagen: Diseño de óptica coaxial

Sensores retrorreflectantes para una detección clara de objetos

Los sensores fotoeléctricos retrorreflectantes se utilizan para resolver un gran número de aplicaciones. En este modo de detección popular, tanto el emisor como el receptor están en la misma carcasa. El emisor dirigirá un haz de detección generado por LED a un reflector, que redirige el haz de regreso al receptor. Un objeto que pasa entre el sensor y el reflector interrumpirá el haz de detección y será detectado.

Debido a que el emisor y el receptor están alojados juntos, solo es necesario alimentar un lado de la instalación, lo que simplifica el cableado y la instalación y reduce el costo general. Además, este modo de detección ofrece una cantidad relativamente alta de ganancia en exceso que aumenta el rango de detección, así como la capacidad del sensor para superar los contaminantes ambientales como el polvo o la acumulación de residuos en el sensor o reflector.

Ser sensible a ligeras variaciones de luz

Los sensores fotoeléctricos retrorreflectantes utilizados en aplicaciones de detección de objetos transparentes ofrecen las mismas ventajas de alimentación, instalación y espacio identificadas en el párrafo anterior. Además, estos sensores funcionan de manera confiable en distancias más largas, ofrecen mayores niveles de precisión y tienen tiempos de respuesta más rápidos en comparación con muchas otras tecnologías de detección utilizadas en estas aplicaciones. Sin embargo, los altos niveles de exceso de ganancia típicamente asociados con este modo de detección harán que el haz de detección vea a través de muchos objetos claros y no detecte.

Los sensores fotoeléctricos retrorreflectantes que se utilizan en estas aplicaciones utilizan un algoritmo interno que los hace más sensibles a los bajos niveles de contraste. Un objeto transparente que ingrese al rayo sensor atenuará un porcentaje pequeño, pero perceptible, de la luz emitida y será detectado. Estos sensores también tienen niveles mucho más bajos de exceso de ganancia, lo que les impide ver a través de objetos claros. Sin embargo, esto los hace más sensibles a los contaminantes ambientales, que pueden afectar negativamente el rendimiento y la longevidad. Un algoritmo de compensación interno que se ajusta automáticamente a la contaminación en el sensor o reflector, así como también se ajusta a los cambios en la temperatura ambiente, se utiliza a menudo para mitigar estos efectos.

Superar los desafíos de la luz reflejada

Muchos objetivos transparentes (vidrio o plástico brillante, recipientes facetados, películas brillantes, etc.) pueden tener propiedades reflectantes. Del mismo modo, el equipo y los objetos del fondo también pueden reflejar la luz. La luz que se refleja de estos objetos al receptor de un sensor puede desencadenar detecciones falsas.

FILTROS DE POLARIZACIÓN

Al igual que las gafas de sol polarizadas, un filtro polarizador que se utiliza con un sensor fotoeléctrico solo permitirá que la luz en un plano determinado entre en el receptor. Esto ayuda al sensor a diferenciar entre un objeto brillante o transparente y un reflector. El emisor dirige un haz de luz polarizada linealmente hacia el reflector que gira el plano de polarización de la luz en 90 grados. Este cambio de polarización permite que la luz del reflector llegue al receptor. Cuando el rayo sensor golpea un objeto brillante, el objeto devolverá la luz en el mismo plano en que fue emitido, bloqueando efectivamente la luz del receptor y señalando un rayo roto.

ÓPTICA COAXIAL

Los sensores retrorreflectantes que no tienen un diseño óptico coaxial triangulan la luz desde el emisor al reflector y de regreso al receptor, que se encuentra adyacente al emisor. Esta triangulación crea una “zona muerta” de detección en la cara del sensor donde la luz emitida y reflejada está más alejada.

Los sensores que utilizan un diseño óptico coaxial emiten y reciben el haz de luz de detección a lo largo de un solo eje estrecho. La luz se emite y recibe a través de una sola lente con una apertura estrecha y el sensor mide la pequeña desviación del ángulo en la luz entre el haz emitido y el haz reflejado. El sensor detectará objetos a cualquier distancia desde su cara hasta el reflector, sin zona muerta. La distancia del sensor al reflector puede ser bastante corta, ideal para instalaciones con espacio limitado. Este diseño también limita severamente la oportunidad de que la luz errante ingrese al receptor del sensor. Usados ​​en combinación con un filtro polarizador, estos sensores son altamente resistentes a la detección falsa causada por la luz reflejada.

El diseño óptico coaxial también tiene otras ventajas. El haz particularmente estrecho, el tamaño de punto pequeño y la insensibilidad a la rotación del sensor asociados con este diseño son ideales para la detección precisa del borde de ataque y para detectar los espacios estrechos entre objetos comunes a muchas aplicaciones de conteo de alta velocidad. Además, el rayo sensor pasará a través de un pequeño orificio sin verse afectado, lo que permitirá el uso de una pantalla o una carcasa para proteger el sensor de los desafíos ambientales, como el lavado a alta presión.

Conclusión

Los sensores fotoeléctricos retrorreflectantes son una opción popular para resolver aplicaciones de detección de objetos transparentes. Son rentables, fáciles de alimentar e instalar, ofrecen tiempos de respuesta rápidos y altos niveles de precisión. La sensibilidad a la luz requerida para detectar objetos claros de manera confiable hace que estos sensores sean susceptibles a la detección falsa causada por la luz reflejada. Los sensores que utilizan un diseño coaxial polarizado son altamente resistentes a la luz errante y reflejada. Además, este diseño elimina las zonas muertas de detección entre el sensor y el reflector, ofrece niveles muy altos de precisión posicional y facilita la protección de un sensor de los peligros ambientales.

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