Jste zde

Laserový snímač vzdálenosti optoNCDT ILR 1030

Antonín Vojáček, 20. Listopad 2011 - 19:58

Odměřování vzdálenosti předmětu se čím dál častěji provádí pomocí optiky. Moderní specializované optické snímače dokáží pracovat na vzdálenosti i více jak několik desítek metrů. V tomto směru univerzální i specializované snímače nabízí společnost Micro-Epsilon. Mezi univerzální lze řadit řadu optoNCDT ILR 1030 s dosahem až 50 m a provozní teplotou od -30°C.

Současné laserové snímače, ať reflexní či difuzní, se díky velkému dosahu velmi dobře hodí pro aplikace automatického odměřování vzdálenosti. Například často v oblasti určování polohy a typové klasifikaci ve strojírenství a přepravní technice. Prakticky jsou také alternativou již dříve popsaným elektromechanickým lankovým snímačů (viz článek Lankové snímače Micro-Epsilon MK88 pro vzdálenosti až 5 m ), i když proti nim poskytují výrazně větší spektrum možného uplatnění díky svému bezkontaktnímu způsobu měření. Lze je podobně jako lankové snímače použít pro plynulé odměřování posunu předmětu v ose snímače nebo navíc i vzdálenost do světelného paprsku vloženého předmětu, kdy snímač zároveň plní funkci detekce přítomnosti objektu v monitorovaném prostoru.

V prvém případě lze snímat přímo odraz vyslaného světelného paprsku od posouvaného předmětu (například nosníku) nebo od odrazky, která je na něm přichycena (pak je samozřejmě rozsah měření výrazně větší). Proti lanku zde máme výhodu ve snazší instalaci snímače, ale na druhou stranu v případě prašného či dost znečišťovaného prostředí však může měření být negativně ovlivňováno a zkreslováno, což v případě měřícího lanka skoro nemůže nastat (pokud nedojde přímo k mechanickému poškození).

Laserové snímače vzdálenosti lze v současné době obecně rozdělit dvou kategorií:

univerzální s měřícím dosahem v řádu desítek metrů
speciální na měření velkých vzdáleností s dosahem až stovek metrů.

Laserový snímač optoNCDT ILR 1030/1031

Mezi vyspělé zástupce té první kategorie kompaktních odolných laserových snímačů vzdálenosti v řádu desítek metrů patří i řada optoNCDT ILR 1030 společnosti Micro-Epsilon.

Jejich univerzální konstrukce je umožňuje nasadit v mnoha aplikacích, včetně náročného těžkého zpracovatelského průmyslu. Například v dřevozpracujícím průmyslu je snímač schopen díky své extrémně vysoké rychlosti měřit procházející dřevěné desky. Může být také použit v potravinářském průmyslu v chladících systémech při teplotě až -30°C. Další možností použití je měření polohy vozíků na jeřábech a výškových skladech, měření výšky ukládání, úrovně / hladiny naplnění, rozměrů atd. Díky speciálnímu algoritmu vyhodnocení není snímač citlivý na vliv okolního světla a dokonce umožňuje měření proti osvětlení. Měření je tedy stabilní, snímač téměř není ovlivněn prachem, mlhou, nebo změnou teploty. Dokonce i změny povrchu měřeného objektu funkci příliš neovlivní.

Graf měřícího rozsahu snímače optoNCDT ILR 1030/1031 v závislosti na odstínu odrazné plochy.

Konkrétně laserové snímače vzdálenosti optoNCDT ILR 1030/1031 jsou navrženy pro rychlá měření vzdálenosti v rozsahu 0,2 až 8 m v difúzním režimu (tj. bez odrazky), nebo až do 50 m s odrazkou. Pro tuto sérii je typický rychlý čas odezvy do 10 ms.

Proti běžným difúzním snímačům se mimo zvýšené odolnosti proti okolnímu světlu navíc vyznačuje i současně spínaným i spojitým analogovým proudovým výstupem 4-20 mA. Pomocí spínaného výstupu lze zjišťovat či kontrolovat přítomnost předmětu v měřícím dosahu snímače a na analogovém výstupu pak odečítat jeho vzdálenost.

Pomocí tlačítek na tělese pouzdra snímače a funkce automatického učení Teach-In lze rychle nastavit a přiřadit mezní hodnoty pro aktivaci spínaného výstupu i pro rozsah analogového výstupu.

Možné průběhy analogového výstupu snímače reprezentující vzdálenost objektu od snímače.

Možné reakce spínaného výstupu v závislosti na překročení nastavených spínacích hranic.

Z pohledu principu měření je funkce snímače založena na metodě měření doby letu pulsu světla (Time-of-Flight measurement principe), kdy se vyšle krátký paprsek světla a následně se čeká na jeho odraz a příchod na optický přijímač. Čím kratší je puls světla, tím častěji jej lze vysílat a tím časti provádět měření vzdálenosti objektu. Zde u snímače má konkrétně puls délku jen 5 ns, což umožňuje provádět odměřování vzdálenosti 250x za sekundu a tedy objekt se může pohybovat i vysokou rychlostí a přesto bude výstup z měření stále spojitý.

Princip snímače je založený na měření doby letu světelného pulsu.

Základní technické údaje:

Měřící rozsah bez odrazky: 0,2 až 8 m
Měřící rozsah s odrazkou: 0,2 až 50 m
Rozlišení: 1 mm
Opakovatelnost měření: lepší než 5 mm
Doba odezvy: 10 ms
Frekvence provádění měření: 250 kHz (250x za sekundu)
Výstupy:
- 1x spínaný tranzistorový (zatížení max. 30V/100 mA)
- 1x analogový proudový 4-20 mA (12bit. D/A převodník)
Pulsní zdroj světla: laserová dioda 660 nm, délka pulsu 5 ns
Odolnost proti vnějším světelným vlivům až 50 000 luxů
Kompaktní plastový kryt s krytím IP65
Snadné nastavení na měřený objekt (teach-in režim)
Přesné měření na různých površích
Napájecí napětí: 10 až 30 VDC
Spotřeba: do 70 mA (bez zatížení výstupů)
Provozní teplota: -30 až 50°C