سنسور فوتوالکتریک (Photoelectric Sensor)، در فیزیک (Physics)
انواع حسگرها (Sensor) را در آموزش زیر شرح دادیم :
سنسور فوتوالکتریک (Photoelectric Sensor) :
سنسور فوتوالکتریک یک اصطلاح صنعتی برای سنسورهایی است که از یک پرتو نور (معمولا مرئی یا فروسرخ) برای تشخیص حضور، عدم حضور یا فاصله یک جسم استفاده می کنند. این سنسورها در اتوماسیون صنعتی بسیار رایج هستند و مشابه سنسورهای مجاورتی نوری عمل می کنند، اما معمولا برای فواصل بیشتر و کاربردهای سنگین تر طراحی شده اند. آنها از سه بخش اصلی تشکیل شده اند: یک فرستنده (منبع نور، معمولا LED)، یک گیرنده (آشکارساز نوری)، و الکترونیک پردازش سیگنال.
سه روش اصلی عملکرد در سنسورهای فوتوالکتریک صنعتی وجود دارد:
روش یک طرفه (Through-beam): فرستنده و گیرنده در دو واحد جداگانه و روبروی هم نصب می شوند. تشخیص زمانی رخ می دهد که جسم پرتو نور را قطع کند. این روش بیشترین محدوده تشخیص (تا چند ده متر)، بالاترین اطمینان و دقت را دارد، زیرا تشخیص مستقل از رنگ و زاویه جسم است. نقطه ضعف آن نیاز به سیم کشی دو واحد و تراز کردن دقیق آنهاست.
روش بازتابی با بازتابنده (Retro-reflective): فرستنده و گیرنده در یک محفظه هستند. یک بازتابنده (رفلکتور) مخصوص در طرف دیگر نصب می شود. نور از فرستنده به بازتابنده تابیده و به گیرنده بازمی گردد. وقتی جسمی از بین سنسور و بازتابنده عبور کند، پرتو قطع شده و سنسور فعال می شود. این روش نصب آسان تری دارد (یک واحد در یک طرف، رفلکتور در طرف دیگر) و محدوده تشخیص خوبی (تا چند متر) دارد. مشکل احتمالی، تشخیص اجسام براق که خود مثل آینه عمل می کنند و ممکن است نور را بازتاب دهند. سنسورهای پیشرفته با استفاده از نور پلاریزه این مشکل را حل می کنند.
روش بازتابی مستقیم (Diffuse reflection): فرستنده و گیرنده در یک محفظه هستند و نور به سمت هدف تابیده می شود. گیرنده نوری را که از سطح هدف بازتابیده شده (به صورت پخشی) دریافت می کند. تشخیص زمانی رخ می دهد که نور کافی به گیرنده برسد. این روش ساده ترین نصب را دارد (فقط یک واحد)، اما محدوده تشخیص به رنگ، جنس و زاویه سطح هدف بستگی دارد و کمتر از دو روش دیگر است.
\[ \text{Through-beam: Detection when } P_{received} = 0 \] \[ \text{Retro-reflective: Detection when } P_{received} < \text{Threshold} \] \[ \text{Diffuse: Detection when } P_{received} > \text{Threshold} \]مزایا: غیرتماسی، سرعت بالا، عمر طولانی، قابلیت تشخیص انواع مواد. معایب: حساسیت به آلودگی نوری و گرد و غبار (به ویژه در روش بازتابی مستقیم)، و محدودیت در تشخیص اجسام شفاف (مگر با مدل های خاص).
کاربردها: تشخیص حضور قطعات روی تسمه نقاله، شمارش، تشخیص پایان حرکت، کنترل سطح مایعات (از طریق دیواره شفاف)، درب های اتوماتیک، و ایمنی ماشین آلات (پرده نوری). سنسورهای فوتوالکتریک یکی از ارکان اصلی خطوط تولید مدرن هستند.
