EGE-Elektronik Spezial-Sensoren GmbH - Special-Sensors for Automation

Opto-systemer - Anvendelsesanvisninger

Systembeskrivelse

Opto-højkapacitetssystemerne består af en højkapacitetsforstærker (1), hvortil der kan tilsluttes to lyslederkabler (2) på op til 10 m længde ved hjælp af en lynkobling. Det første lyslederkabel leder et af forstærkeren genereret sendesignal videre til den første, optiske omformer (3), mens det andet lyslederkabel leder det af den anden optiske omformer (4) detekterede signal tilbage til højkapacitetsforstærkeren som modtagesignal. Dette modtagesignal omdannes i forstærkeren til et udgangsstyresignal.
Opto-kantregistreringen arbejder med pulserende infrarødt lys med en meget kort og hurtig impulsrække, hvilket muliggør en sikker registrering af hurtigt forløbende processer, også ved påvirkning fra udefrakommende stråler.
Den af brugeren fastlagte processtyring, som f.eks. udførelsen af de optiske omformere, kræver at systemet er meget alsidigt.


Opto-kantregistreringens opbygning

I systemopbygningen iht. fig. 1 er de optiske omformere (3, 4) placeret overfor hinanden som lysgitter. Materialet (5), der f.eks. kan være udformet som papir- eller pladekant, skyder sig ind i lysstrålen og reducerer, alt efter indskydningsdybden strålebanen for den lysstrøm, som omformeren (4) har registreret. Højkapacitetsforstærkeren (1), der er tilsluttet vha. lyslederkablerne (2) sender til sin udgang et styresignal (4...20 mA), der er proportionalt med materialets indtrængningsdybde (5) afhængig af udformningen af de optiske omformere (3, 4) med en gentagelsesnøjagtighed op til +/- 0,5 mm.


På forstærkeren (1) kan der foretages indstillinger, der sikrer en nøjagtig tilpasning af typerne af lyslederkabel, de optiske omformere eller udgangssignalerne, som digitalt tastende diskriminerende eller analogt registrerende.

En særlig fordel ved systemet er, at lyslederkablerne og de optiske omformere er indbyrdes identiske og dermed kan byttes om. En ændring af registreringsanordningen begrænses dermed til rent konstruktive foranstaltninger. Med en enkel ombygning kan lysgittermetoden ændres til en refleksmetode.


Ved refleksmetoden iht. fig. 3 er de optiske omformere (3, 4) til sende- og modtagesignalet placeret ens, f.eks. oven over materialet (5). Ved denne placering afbryder materialet ikke strålebanen mellem sender og modtager, men det reflekterer, afhængig af indtrængningsdybden i senderens strålebane, en resterende lysstrøm, til den optiske omformer, der fungerer som modtager. Også ved denne placering fremkommer der et strømsignal fra højkapacitetsforstærkeren (1), der med stor gentagelsesnøjagtighed er proportional med materialets indtrængningsdybde.
Ved refleksmetoden skal man imidlertid være opmærksom på begrænsninger, der indgår i måleresultatet. Det er først og fremmest materialets refleksionsfaktor (5) eller refleksionen gennem baggrunden (6), der ikke er dækket af materialet. Sådanne påvirkninger skal der tages højde for ved installationen.


Registrering af revner, stød eller inhomogenitet

Revner eller inhomogenitet i kantområder registreres grundlæggende med de i fig. 1 eller fig. 3 beskrevne metoder. I henhold til fig. 1 registreres revner eller inhomogenitet under gennemløbet som kort lysblink, mens refleksionen i henhold til fig. 3, afhængig af registreret underlag, kortvarigt er ændret.

Registreringen af revner eller uensartet materialeforløb, som f.eks. også huller, forudsætter, at registreringssystemet har en høj modtagehastighed. Hvis f.eks. i henhold til fig. 1 en revne på ca. 2 mm bredde bevæger sig forbi den optiske omformer med en båndhastighed på 10 m/sek., så er varigheden af blinket 0,0002 sek. Optoforstærkeren skal derfor i dette tilfælde have en opløsning på mindst 5 KHz. Lignende forhold gør sig gældende, når der f.eks. i et reduktionsvalseværk ved hurtigt rørgennemløb skal foretages en kantregistrering med en nøjagtighed på få millimeter.


Højkapacitetsforstærker URA 408

Denne forstærker er beregnet til tilslutning til en 24 V jævnspændingsforsyning og har en 4....20 mA strømudgang. Den aktuelle strøm vises på et LCD-display. Nulpunktet (4 mA) og forstærkningen kan indstilles uafhængigt af hinanden, så karakteristikken både kan forskydes parallelt og dens stejlhed kan ændres. Til afhjælpning af store lysgitterafstande, eller store refleks-tasteafstande omstilles sendeeffekten til "long". Tilpasningen til de mange forskellige opto-omformere, lyslederkabler eller anvendelsesforskrifter sker vha. disse egenskaber. Det af forstærkeren producerede ultrarøde lys har en høj impulsfrekvens på 50 KHz, så hurtige procesforløb i området 8 – 10 KHz registreres sikkert. Ud over denne høje indgangsopløsning har forstærkeren også en høj EMC-tolerance, der udelukker forveksling af støj- og hændelsesimpulser.


Universel højkapacitetsforstærker URA 5001

Ud over basisegenskaberne, der indledningsvis er beskrevet for forstærkeren URA 408, har denne enhed også egenskaber, der gør det muligt at bruge den universelt. Den er også konstrueret til vekselspændingsforsyning, har en ekstra 0...10 V-spændingsudgang samt to PNP-tasteudgange, hvis reaktionsadfærd i hele karakteristikområdet kan indstilles som øverste og nederste tærskel vha. præcisionspotentiometre. Hvis den øverste tærskel overskrides eller den nederste underskrides, taster den tilhørende tasteudgang, samtidig med at det vises på LED-displayet. Hvis ingen af tærsklerne har reageret, befinder signalværdien sig i det foreskrevne vinduesområde. Dette vises med en tredje LED. Denne diskriminatorteknik muliggør direkte styring eller overvågning af f.eks. et korrekt båndløb med forudindstillede, tilladte tolerancer. Til applikationer, der i tastedrift kræver højere strømme, eller kræver potentialfrie tasteledninger, omstilles PNP-udgangene til internt monterede relæer.


Analyseenhed OKZ 550

Analyseenheden er beregnet til drift med lysgittersystemerne ULM... og ULL. Et system består af sender, modtager og forstærker.


Lyslederkabelforstærkere ULL

Forstærkerne anvendes især i forbindelse med højtemperatur-lysgitre. Lyslederkabler tilkobles direkte vha. en lynkobling. Lyslederkablerne befinder sig overvejende i højtemperaturområdet, mens forstærkerne er monteret i driftstemperaturområdet. Forstærkersignalet tilsluttes til analyseenheden vha. et op til 50 m langt PVC- eller PUR-kabel.


Lyslederkabler og optiske omformere

De anvendte lyslederkabler er fremstillet af glasfiberbundter, der er monteret i en bevægelig, rustfri stålslange eller i en metalkappe, beskyttet mod miljøpåvirkninger. De kan belastes op til 250 °C, og i specialudførelser op til 350 °C. Hvis der skal regnes med en høj fugtighed, indpakkes den rustfrie stålslange yderligere i en silikonekappe.
Den store fordel ved lyslederkablerne er, at de er fuldstændigt ufølsomme over for elektriske og magnetiske påvirkninger, kan modstå høje temperaturer, ikke behøver strømtilførsel og derfor også kan anvendes i ex-området.

Optiske tværsnitsomformere omformer det runde fiberbundt i lyslederkablerne til en smal, højopløselig lyslinje, der enten kan udsende eller modtage optiske signaler. Med denne udelukkende mekaniske omformning er en engang opnået reaktionsfølsomhed langtidsstabil langs lyslinjens registreringslængde. En elektrisk justering, sådan som det er nødvendigt for elektrooptiske systemer, bortfalder derfor. De optiske tværsnitsomformere leveres med et fast konfektioneret lyslederkabel og i enden en lynkobling. Det reducerer tab langs med de optiske ledningsveje.
Lyslederkabler til tilslutning til linsesystemer er forsynet med lynkoblinger i begge ender. Lyslederkabler kan fås i længder op til 10 m. Standardlængderne er 2 m og 3 m. Lyslederkabler kan med henblik på at opnå en større længde forbindes vha. en kobler. Koblingstabet udgør ca. 30 % og er tilladt ved tilstrækkelig lysstrømreserve.


Forsatsoptikker

Forsatsoptikker samler den infrarøde stråling, som lyslederkablet videresender. De har lysindfaldsvinkler i området 2...15° og sikrer dermed en præcis registrering af genstande. Ved anvendelse i lysgitre øges rækkevidden. Forsatsoptikker med en spaltelignende lysindfaldsvinkel registrerer fortrinsvis genstande på et indgangsniveau.

Til brug ved høje temperaturer anvendes lyslederkabler og forsatsoptikker, der er konstrueret til temperaturer op til 250 °C (på forespørgsel op til 350 °C).


« Opto-systemer

powered by webEdition CMS