سنسور نوری

سنسور نوری
سنسور نوری (Optical sensor) یا همان سنسور الکترونوری، یک دستگاه الکترونیکی است که برای اندازه‌گیری و تشخیص مقدار نور و تغییرات آن در محیط استفاده می‌شود. این سنسورها با استفاده از فناوری‌های مختلفی مانند فوتودیود، فتوترانزیستور و فتودیود عمل می‌کنند. این حسگرها، در صنایع مختلف مانند خودروسازی، الکترونیک، پزشکی، ساختمان‌سازی، در اتوماسیون صنعتی، برای کنترل و مانیتورینگ فرآیندهای تولید از سنسورهای نوری مورد استفاده قرار می‌گیرند. جهت کسب اطلاعات بیشتر در مورد ” حسگر نوری ” تا انتهای مطلب همراه ما، نوین پارت بمانید.

سنسور نوری چیست ؟ 

سنسورهای نوری دسته بزرگی از دستگاه ها هستند که جهت تشخیص شدت نور استفاده می‌شوند. (به تشخیص فوتون های منفرد حساس هستند) اکثر سنسورهای نوری یک خروجی الکتریکی تولید می‌کنند.
حسگرها در موارد زیر کاربرد دارند.

به منظور تبدیل عوامل فیزیکی مانند گرما، فشار، نیرو و … به سیگنال‌های الکتریکی مورد استفاده قرار می‌گیرند.
برای تشخیص غیر تماسی اجسام در فواصل مختلف کاربرد دارند، که در خطوط تولید صنعتی استفاده می‌شوند.

کاربرد سنسور نوری 

این حسگرها، در موارد زیر استفاده می‌شوند.

تصویر برداری
در تجهیزات پزشکی استفاده می شوند.
مترولوژی
در کنترل کیفیت و فرآیند کاربرد دارند.
در ماهواره سنجش از دور مورد استفاده قرار می گیرند.
خاموش و روشن کردن اتومات وسایل برقی براساس نور (لامپ) “سنسور نوری لامپ “
سنسور نوری سری BS5، کوچک است. کاربرد زیادی در کابل و کانکتور دارد.

اصول و کاربرد حسگرهای نوری

یک حسگر نوری پرتوهای نور را به سیگنال الکترونیکی تبدیل می‌کند. در واقع، هدف آن، اندازه گیری میزان نور و تبدیل آن به شکلی است که بسته به نوع سنسور توسط یک دستگاه اندازه گیری قابل خواندن باشد. برای تشخیص بدون تماس، شمارش یا موقعیت یابی قطعات استفاده می‌شود. حسگرهای خارجی مقدار مورد نیاز نور را جمع آوری و منتقل می کنند. در حالی که حسگرهای داخلی اغلب، برای اندازه گیری خمیدگی‌ها و سایر تغییرات کوچک در جهت استفاده می‌شوند.

نصب و راه اندازی سنسور نوری 

مراحل راه اندازی سنسورنوری به شرح زیر است.

نصب فیزیکی
تنظیم الکتریکی
تست دریافت نور
تنظیم حساسیت
انتخاب حالت کاری

انواع سنسور نوری

در دنیای واقعی، انواع مختلفی از سنسورهای نوری مورد استفاده قرار می گیرند. این حسگرها عبارتند از :

حسگر یا سنسورهای نوری یک طرفه (Deffuse-Reflection Sensors)
حسگر یا سنسورهای نوری دو طرفه (Through_Beam Sensor)
دستگاه‌ رسانای نوری : این دستگاه‌ها برای اندازه گیری مقاومت استفاده می‌شوند. (این عمل، با تبدیل تغییر در نور فرودی به تغییر در مقاومت صورت می‌گیرد.)
سلول های فتوولتائیک (سلول های خورشیدی) : این سلول ها مقداری از نور تابشی را به ولتاژ خروجی تبدیل می‌کنند.
فتودیودها : این دستگاه ها مقداری از نور فرودی را به جریان خروجی تبدیل می‌کنند.
فوتوترانزیستورها : این‌ها نوعی از ترانزیستورهای دوقطبی هستند که در آن محل اتصال پایه-کلکتور در معرض نور قرار می‌گیرد و در نتیجه رفتاری شبیه به فتودیود اما با بهره داخلی دارد.

سنسورهای نوری رفلکتوری (Reflective Sensors)

اصل عملکرد سنسورهای نوری شامل انتقال و دریافت نور است. جسم قابل تشخیص، پرتو نور ساطع شده توسط یک دیود را منعکس می کند. انعکاس پرتو نور، به نوع دستگاه وابسته است. دستگاه‌های خاص، حتی تشخیص اشیاء شفاف یا آن هایی که رنگ ها یا کنتراست های متفاوت دارند، را ممکن می سازد. در ادامه در مورد انواع مختلفی از سنسورها نوری و عملکرد آنها، صحبت خواهد شد.

سنسور نوری دوطرفه (Through Beam)

حسگر نوری دو طرفه، به منظور تشخیص وجود یا عدم وجود یک جسم در یک منطقه خاص مورد استفاده قرار می‌گیرند. این حسگرها، اشیا را از طریق انواع روش های سنجش مانند نور مرئی یا نور مادون قرمز انجام می دهند و منتظر پاسخ می مانند.

سنسور نوری یک طرفه (Diffuse Reflective) 

سطوح مختلف، براساس بازتاب نور از سنسور کار می کنند. فرسنده و گیرنده در یک کیس نصب می شوند. پالس نوری در فضا پخش می شود. برخورد نور با اجسام سبب می شود که به دو صورت مستقیم یا غیر مستقیم به گیرنده برخورد کنند.
این سنسور نمی تواند برای اجسام تیره موثر باشد. و برای فواصل کم استفاده می‌شود.
سنسورهای نوری یک طرفه نوع خاصی از حسگرهای نوری هستند که از بازتاب نور برای تشخیص اشیا استفاده می کنند. این سنسورها یک امیتر و یک گیرنده نور را در یک واحد ترکیب می کنند.

این فرآیند به شرح زیر عمل می کند: سنسور یک پرتو نور مخروطی شکل ساطع می کند. هنگامی که یک جسم وارد محدوده تشخیص سنسور می شود، نور از سطح جسم منعکس می شود و مقداری از آن توسط گیرنده داخلی سنسور گرفته می شود.

با تجزیه و تحلیل شدت نور منعکس شده، حسگر می تواند تعیین کند که آیا یک جسم وجود دارد یا وجود ندارد. آنها معمولاً برای تشخیص اشیا و کنترل موقعیت در کاربردهای مختلف مانند سیستم های تسمه نقاله، ماشین آلات خودکار و خطوط بسته بندی استفاده می شوند.

سنسور نوری رفلکتوری (Retro Reflective)

این نوع سنسور، از لحاظ ظاهری، کاملا مشابه حسگر یک طرفه است. اما، در سنسور رفلکتوری، فرستنده و گیرنده در روبروی کیس قرار دارند. این ساختار، فاصله سوئیچینگ سنسور رفلکتوری به بیش از 10 متر خواهد رسید.

سنسور از طریق پرتو

این سیستم از دو جز مجزا فرستنده و گیرنده، تشکیل می شود. هر دو مورد، در مقابل یکدیگر قرار می‌گیرند.
فرستنده یک پرتو نور را به سمت گیرنده ساطع می کند. گیرنده بازتاب پرتو نور را به عنوان یک سیگنال سوئیچ تفسیر می کند.
مزیت : امکان دستیابی به فواصل عملیاتی زیاد را فراهم می‌کند. جسم به اندازه کافی بزرگ باشد تا به طور کامل پرتو نور را مسدود کند.

سنسور بازتابی

در این تنظیمات، فرستنده و گیرنده هر دو در کنار هم قرار می‌گیرند و از یک بازتابنده برای هدایت پرتو نور ساطع شده به گیرنده استفاده می‌شود. قطع شدن پرتو نور یک عملیات سوئیچینگ را آغاز می کند و محل شکست بی اهمیت است.
مزیت : سنسورهای انعکاسی فواصل عملیاتی بزرگ را با نقاط سوئیچینگ دقیق قابل تکرار امکان پذیر می کنند و نیاز به حداقل تلاش برای نصب دارند. آنها با دقت تمام اجسامی را که پرتو نور را قطع می‌کنند، صرف نظر از ساختار سطحی یا رنگ آنها تشخیص می‌دهند.

سنسور بازتاب منتشر

در این پیکربندی، فرستنده و گیرنده هر دو در یک محفظه قرار دارند. جسم قابل تشخیص، نور عبوری را منعکس می سازد.
مزیت : شدت نور پراکنده در گیرنده به عنوان شرایط سوئیچینگ عمل می کند. صرف نظر از تنظیمات حساسیت، عقب همیشه بهتر از جلو منعکس می شود، که می تواند منجر به عواقب عملیات سوئیچینگ نادرست شود.

سنسور نور محیطی

این سنسورها معمولا در تلفن‌های همراه یافت می‌شوند. زیرا، طول عمر باتری را افزایش می‌دهند. و نمایشگرهای بهینه شده برای محیط را فعال می کنند.

طبقه بندی براساس نحوه سنس کردن

سنسورهای نوری through-beam
سنسورهای دیفیوز-بازتابگر
سنسورهای پس‌بازتابگر (retro-reflective)
سنسورهای با قابلیت تنظیم فاصله (distance-settable)
BGS (فرونشانی پس‌زمینه) و FGS (فرونشانی پیش‌زمینه)
سنسورهای محدود-بازتابگر

طبقه‌بندی بر اساس پیکربندی

سنسورها با آمپلی‌فایرهای جدا
سنسورهای آمپلی‌فایر داخلی (built-in)
سنسورها با منابع تغذیه داخلی (تعبیه‌شده / built-in)
سنسورهای Area (ناحیه‌ای یا پرده نوری)

انواع سنسور نوری براساس کاربرد

پرده نوری ایمنی
سنسور فورک
سنسور رنگ
سنسور کنتراست
سنسور لیزر
سنسور فیبر نوری
سنسور در
سنسور دمای فروسرخ

منابع نوری مختلف برای سنسورهای نوری

انواع مختلفی از منابع نوری مورد استفاده در حسگرهای نوری وجود دارد. خورشید و نور حاصل از سوزاندن مشعل‌ها جزو اولین منابع نوری هستند، که در مطالعه اپتیک استفاده شدند.

در دوران مدرن، مواد خاصی مانند ید، کلر و یون‌های جیوه همچنان نقاط مرجع در طیف نوری را فراهم می‌کنند. با این حال، در ارتباطات نوری، یک جزء کلیدی منبع نور تک رنگ است.

در این زمینه، منابع نور باید تک رنگ، فشرده و طولانی مدت باشند. دو نوع اصلی از منابع نوری مورد استفاده در ارتباطات نوری وجود دارد.
۱. LED (دیود ساطع کننده نور)
۲. لیزر

مزایا و معایب 
در دنیای واقعی، انواع مختلفی از سنسورهای نوری وجود دارد که هر کدام مزایا و معایب خاص خود را دارند. در ادامه مزیت‌ها و معایب آنها، ارائه می شود.

سیگنال نوری در برابر تداخل الکترومغناطیسی مصون است. بنابراین، می تواند در محیط های مایکروویو مناسب باشد.
حساسیت، برد و وضوح بسیار بالایی، در مقایسه با سایر حسگرهای غیر نوری از خود نشان می دهد.
دامنه دینامیکی گسترده ای دارد.
غیر فعال است. بنابراین می تواند برای محیط های انفجاری ایده آل باشد.

سیم بندی سنسور نوری 

سنسور نوری به دو شکل یک طرفه و دوطرفه(رفلکتور دار) مورد استفاده قرار می گیرد. معمولا به صورت موارد زیر مشاهده می شود.

سه سیمه ( رنگ های قهوره ای – آبی و مشکی)
چهار سیمه

این استاندارد تقریبا در تمام برند های سنسور رعایت شده است.

سیم قهوه ای : +24
منفی :  -24
مشکی : خروجی فرمان PNP
سیم سفید : خروجی فرمان NPN

خرید سنسور نوری یک طرفه

نوین پارت، یکی از بزرگترین واردکنندگان محصولات صنعت برق با برترین برندهای روز دنیا است. جهت اطلاع از نحوه خرید سنسورنوری یک طرفه با ما، در تماس باشید.

قیمت سنسور نوری

شما می‌توانید، جهت اطلاع از قیمت حسگر نوری، با کارشناسان ما، در نوین پارت در تماس باشید. اگر به دنبال کد خاصی در رابطه با سنسورهای نوری هستید، لطفاً جزئیات بیشتری را ارائه دهید تا بتوانیم بیشتر به شما کمک کنیم.