ifm：漫反射光电传感器如何消除背景的误触发?

本期专门讲解漫反射传感器，以及哪些技术可以用来消除目标物背后背景的误触发，和此举的优缺点。

工作原理

漫反射式光电传感器的发射器和接收器在同一个外壳中。传感器评估被目标物反射回来的光束。为了选择正确的应用，需要谨慎地考虑目标物的特性及其后方的背景。漫反射式光电传感器的过量增益较对射式光电传感器少，但通常比镜面反射式光电传感器多。

漫反射式传感器的灵敏度很高。2%的目标物反射光已经可以让传感器的输出切换。

优势：

无需反射镜或其他组件即可直接感应物体

相较对射式或镜面反射式传感器购买及安装成本更低

劣势：

感应距离短

受目标物特性影响大，例如颜色、材质、大小和形状

反光的或近距离的背景可能会影响检测

高度反光的背景，例如窗玻璃或衣服上的安全胶带，可能会在比规定感应范围更远的距离处导致错误信号

漫反射式光电传感器的输出：

亮通模式下当目标物存在时，输出切换

暗通模式下当目标物不存在时，输出切换

目标物的影响

1.物体越大，反射的光越多，感应距离越远。

2.对于可见红光传感器，浅色相比深色可以在更远的范围被检测到。目标物颜色对红外光传感器的影响要小得多。与平坦或无光泽的表面相比，高反光的表面可以在更远的范围被感应到。

3.光滑表面比粗糙表面具有更好的反射质量。例如，光滑的蓝色塑料目标可以比蓝色丝绒目标反射更多的光。

4.垂直于传感器的平面目标比成一定角度的平面目标可以反射更多的光。此外，非平面目标往往会使光线偏离传感器，从而导致能量和感应范围的损失。

背景干扰

漫反射传感器检测反射到接收器中所有的光，无论其来源如何。从背景反射的光看起来与来自目标物的光一样，当背景比目标物更反光并且目标物和背景靠得很近时尤其麻烦。

固定范围原理

三角测量原理

二极管阵列原理

PMD光飞行时间原理

优势：

不受背景干扰

无需反射器或额外的外壳即可直接感应目标

采购和安装成本低于对射式和镜面反射式传感器

有可用于短距离应用与颜色不相关的版本

劣势：

感应范围小于标准漫反射传感器

比标准漫反射传感器更贵

感应距离短

高度依赖于目标物特性，例如颜色、纹理、大小和形状

可能存在靠近传感器面的“死区”

固定范围原理

发射器镜头和接收器镜头互成一定角度来确立检测区域。检测区域中的物体将光线反射到接收透镜中以此被感应到。检测区域外的物体(太近或太远)不能将光线返回到接收器。此方法通常只适用于短距离且检测范围不可调整。

二极管阵列原理

这种方法类似于三角测量原理，只是接收器是一个63二极管阵列。额外的接收器可以实现精确的背景抑制(即目标和背景可以非常接近)。二极管阵列传感器配备有微处理器并可通过按钮进行电子编程。

PMD光飞行时间原理

PMD(光子混合设备)通过测量光从传感器发出到目标物并再次返回所需的时间来确定传感器和物体(以及传感器和背景)之间的距离。

激光二极管用以产生调制激光束，被目标物反射的光通过透镜被引导到光敏芯片(PMD Smart Pixel)上，然后芯片比较入射光波并得出关于目标物的距离。

激光光波从光源发出。当光从目标物反射回来时，相位模式会相应发生变化，并且这种变化与距离成正比。

这项专利技术支持：

小反射目标的稳定检测

不受颜色和角度影响因此可快速安装

通过IO-Link传输测量的距离信息

ifm的ODG、O1D、O5D和OID激光测距传感器均采用该技术。

PMD技术适用于：

颗粒

散装物料

不透明液体

它不适用于：

透明固体目标

透明液体和油

（来源:ifm）