ifm：漫反射光電傳感器如何消除背景的誤觸發?

本期專門講解漫反射傳感器，以及哪些技術可以用來消除目標物背后背景的誤觸發，和此舉的優缺點。

工作原理

漫反射式光電傳感器的發射器和接收器在同一個外殼中。傳感器評估被目標物反射回來的光束。為了選擇正確的應用，需要謹慎地考慮目標物的特性及其后方的背景。漫反射式光電傳感器的過量增益較對射式光電傳感器少，但通常比鏡面反射式光電傳感器多。

漫反射式傳感器的靈敏度很高。2%的目標物反射光已經可以讓傳感器的輸出切換。

優勢：

無需反射鏡或其他組件即可直接感應物體

相較對射式或鏡面反射式傳感器購買及安裝成本更低

劣勢：

感應距離短

受目標物特性影響大，例如顏色、材質、大小和形狀

反光的或近距離的背景可能會影響檢測

高度反光的背景，例如窗玻璃或衣服上的安全膠帶，可能會在比規定感應范圍更遠的距離處導致錯誤信號

漫反射式光電傳感器的輸出：

亮通模式下當目標物存在時，輸出切換

暗通模式下當目標物不存在時，輸出切換

目標物的影響

1.物體越大，反射的光越多，感應距離越遠。

2.對于可見紅光傳感器，淺色相比深色可以在更遠的范圍被檢測到。目標物顏色對紅外光傳感器的影響要小得多。與平坦或無光澤的表面相比，高反光的表面可以在更遠的范圍被感應到。

3.光滑表面比粗糙表面具有更好的反射質量。例如，光滑的藍色塑料目標可以比藍色絲絨目標反射更多的光。

4.垂直于傳感器的平面目標比成一定角度的平面目標可以反射更多的光。此外，非平面目標往往會使光線偏離傳感器，從而導致能量和感應范圍的損失。

背景干擾

漫反射傳感器檢測反射到接收器中所有的光，無論其來源如何。從背景反射的光看起來與來自目標物的光一樣，當背景比目標物更反光并且目標物和背景靠得很近時尤其麻煩。

固定范圍原理

三角測量原理

二極管陣列原理

PMD光飛行時間原理

優勢：

不受背景干擾

無需反射器或額外的外殼即可直接感應目標

采購和安裝成本低于對射式和鏡面反射式傳感器

有可用于短距離應用與顏色不相關的版本

劣勢：

感應范圍小于標準漫反射傳感器

比標準漫反射傳感器更貴

感應距離短

高度依賴于目標物特性，例如顏色、紋理、大小和形狀

可能存在靠近傳感器面的“死區”

固定范圍原理

發射器鏡頭和接收器鏡頭互成一定角度來確立檢測區域。檢測區域中的物體將光線反射到接收透鏡中以此被感應到。檢測區域外的物體(太近或太遠)不能將光線返回到接收器。此方法通常只適用于短距離且檢測范圍不可調整。

二極管陣列原理

這種方法類似于三角測量原理，只是接收器是一個63二極管陣列。額外的接收器可以實現精確的背景抑制(即目標和背景可以非常接近)。二極管陣列傳感器配備有微處理器并可通過按鈕進行電子編程。

PMD光飛行時間原理

PMD(光子混合設備)通過測量光從傳感器發出到目標物并再次返回所需的時間來確定傳感器和物體(以及傳感器和背景)之間的距離。

激光二極管用以產生調制激光束，被目標物反射的光通過透鏡被引導到光敏芯片(PMD Smart Pixel)上，然后芯片比較入射光波并得出關于目標物的距離。

激光光波從光源發出。當光從目標物反射回來時，相位模式會相應發生變化，并且這種變化與距離成正比。

這項專利技術支持：

小反射目標的穩定檢測

不受顏色和角度影響因此可快速安裝

通過IO-Link傳輸測量的距離信息

ifm的ODG、O1D、O5D和OID激光測距傳感器均采用該技術。

PMD技術適用于：

顆粒

散裝物料

不透明液體

它不適用于：

透明固體目標

透明液體和油

（來源:ifm）