การตรวจจับวัตถุโดยใช้ Photoelectric Sensor

การตรวจจับวัตถุโดยใช้เซ็นเซอร์แสง คืออะไร

ในการตรวจจับชิ้นงานหรือวัตถุที่อยู่บนสายพานลำเลียง หรือการใช้งานในการตรวจจับวัตถุหรือตำแหน่งของวัตถุในกระบวนการการผลิต จำเป็นที่จะต้องใช้เซ็นเซอร์แสงนำมาใช้งานเพราะสามารถตรวจจับวัตถุโดยไม่ต้องมีการสัมผัส มีการตอบสนองอย่างรวดเร็ว มีระยะการตรวจจับได้ไกล สามารถตรวจวัตถุได้หลากหลาย ไม่ว่าจะเป็นพื้นผิวชนิดแบบไหน ก็สามารถตรวจจับได้ 

เซ็นเซอร์แสง หรือ Photoelectric Sensor คือ เซ็นเซอร์ที่ใช้ลำแสงในการตรวจจับวัตถุ มีทั้งชนิดที่มองเห็นลำแสงและมองไม่เห็นลำแสง โดย Photoelectric Sensor จะอาศัยหลักการสะท้อนหรือการหักเหของแสง จากตัวส่ง ไปยังตัวรับ โดยภายในโครงสร้างของตัว Photoelectric Sensor จะประกอบไปด้วย 2 ส่วนหลัก คือ ภาคส่งสัญญาณ Emitter และภาครับสัญญาณ Receiver ลักษณะการตรวจจับเกิดจากการที่ลำแสงจากตัวส่งแสง ส่งไปสะท้อนกับวัตถุหรือถูกขวางกั้นด้วยวัตถุ ส่งผลให้ตัวรับแสงรู้สภาวะที่เกิดขึ้นและเปลี่ยนแปลงสภาวะของสัญญาณทางด้านเอาต์พุตเพื่อนำไปใช้งานต่อไป 

เซ็นเซอร์แสงสำหรับตรวจจับวัตถุมีหลายประเภท

เซ็นเซอร์แสงสำหรับตรวจจับวัตถุ หากแบ่งตามรูปแบบของวิธีการตรวจวัด แบ่งได้ 3 ประเภทได้แก่

• Through beam sensor คือ เซ็นเซอร์แสงตรวจจับวัตถุที่มีการติดตั้ง ตัวรับและตัวส่ง อยู่ตรงข้ามกัน
• Retro-reflective sensor with polarization filter คือ เซ็นเซอร์แสงตรวจจับวัตถุ โดยใช้แสงที่สะท้อนกับแผ่นสะท้อนแสงที่ติดตั้งอยู่ตรงข้ามกัน สะท้อนกลับมายังตัวรับสัญญาณ
• Diffuse sensor คือ เซ็นเซอร์แสดงตรวจจับวัตถุโดยใช้แสง สะท้อนจากวัตถุโดยตรงสะท้อนกลับมายังตัวรับสัญญาณ
• พิเศษ Diffuse sensor with background suppression ของทาง Baumer สามารถตรวจจับวัตถุที่มีสีผิวต่างกันได้ในระยะตรวจจับที่เท่ากัน

Through beam sensor ตัวรับ-ตัวส่ง ติดตั้งตรงข้ามกัน

เซ็นเซอร์แสงประเภท Through beam sensor ประกอบด้วยตัวส่งและตัวรับที่ติดตั้งตรงข้ามกัน สามารถตรวจจับวัตถุ ได้เกือบทุกชนิดและมีระยะการตรวจจับไกลที่สุดของ Photoelectric Sensor  โดยแต่ละครั้งที่วัตถุขวางลำแสงระหว่างตัวส่งและตัวรับ การตอบสนองทางไฟฟ้าของทรานซิสเตอร์ตัวรับหรือไดโอดตัวรับจะเปลี่ยนไป การเปลี่ยนแปลงนี้สามารถใช้เพื่อตรวจจับการมีอยู่ของวัตถุ และส่งสัญญาณเอาต์พุต เพื่อนำเอาไปใช้งานต่อไป

เซ็นเซอร์แสงประเภท Through beam sensor นั้นจะความกว้างของเส้นผ่านศูนย์กลางของลำแสงที่เกิดการขนาดตามระยะทางที่เพิ่มขึ้น แต่จะมีพื้นที่แอคทีฟ (Active area) มีขนาดเท่ากับเลนส์ของตัวส่งและตัวรับของเซ็นเซอร์เท่านั้น ดังนั้น การติดตั้งใช้งาน จำเป็นต้องให้ตัวส่งและตัวรับติดตั้งในแนวตรงข้ามกัน ในพื้นที่แสงสามารถส่งถึงกันได้ จึงจะสามารถใช้งานได้ 

Retro-reflective sensor with polarization filter เซ็นเซอร์แสงตรวจจับวัตถุ โดยใช้แผ่นสะท้อนแสงที่ติดตั้งอยู่ตรงข้ามกัน 

เซ็นเซอร์แสงตรวจจับวัตถุ ประเภท Retro-reflective sensor with polarization filter จะประกอบไปด้วย เซ็นเซอร์แสงแบบตัวส่งและตัวรับรวมอยู่ในตัวเรือนเดียวกัน ลำแสงที่ส่งผ่านจะถูกสะท้อนด้วยแผ่นสะท้อนแสงหรือ Polarization filter เพื่อให้กระทบกับเครื่องรับ   เพื่อตรวจจับการหากมีวัตถุมาขวางลำแสง เซ็นเซอร์จะตรวจจับและส่งสัญญาณเอาต์พุต เพื่อนำเอาไปใช้งานต่อไป 

การติดตั้งและการตรวจจับของเซ็นเซอร์แสง ประเภท Retro-reflective sensor with polarization filter นั้นจะต้องมีมุมสะท้อนของแผ่นสะท้อนแสงน้อยว่า 15 องศา เพื่อประสิทธิภาพในการสะท้อนแสงในการตรวจจับวัตถุ

แผ่นสะท้อนแสง หรือ polarization filter ที่นำมาตรวจจับกับเซ็นเซอร์แสงนั้นจำเป็นที่จะต้องมีขนาดที่เล็กกว่าวัตถุที่ใช้ตรวจจับ เพื่อไม่ให้เกิดแสงสะท้อนเล็ดลอดไปยังตัวรับของเซ็นเซอร์ได้จนเกิดความผิดพลาดในการตรวจจับ

Diffuse sensor เซ็นเซอร์แสงตรวจจับวัตถุโดยใช้แสง สะท้อนจากวัตถุโดยตรง

เซ็นเซอร์แสงตรวจจับวัตถุ ประเภท Diffuse sensor คือ เซ็นเซอร์แสงตรวจจับวัตถุแบบตัวส่งและตัวรับรวมอยู่ในตัวเรือนเดียวกัน โดยลำแสงที่ถูกส่งผ่าน จะสะท้อนกลับจากวัตถุโดยตรง ซึ่งเซ็นเซอร์ชนิดนี้ จะตรวจจับวัตถุที่สามารถสะท้อนแสงกลับมาได้เท่านั้น หากโปร่งแสงจะไม่สามารถตรวจจับได้ เพราะไม่สามารถสะท้อนแสงกลับมา โดยที่สี พื้นผิว และความสว่างของวัตถุ จะมีผลต่อระยะตรวจจับเพราะการสะท้อนของแสงในแต่ละพื้นผิวไม่เหมือนกันและการดูดกลืนแสงในแต่ละสีจะไม่เท่ากัน

Diffuse sensor with background suppression ของทาง Baumer พื้นผิวสัมผัสแบบไหนก็สามารถตรวจจับได้

เซ็นเซอร์แบบสะท้อนวัตถุ ไม่เพียงแต่ตรวจจับปริมาณแสงที่สะท้อนวัตถุ แต่ยังรับรู้ระยะห่างของวัตถุไปยังเซ็นเซอร์ด้วย โดยวัตถุจะจับคุณสมบัติสีและพื้นผิวจะไม่มีผลต่อการตรวจจับ  แต่เซ็นเซอร์จะสนใจระยะทางระหว่างเซ็นเซอร์และวัตถุที่จับแทนค่าความเข้มของแสงที่สะท้อนกลับมา 

ชนิดของต้นกำเนิดแสงที่มีเฉพาะใน Photoelectric Sensor ของ Baumer

1. ต้นกำเนินแสงชนิด Laser ข้อดีคือติดตั้งง่ายและแสงมีขนาดเล็กสามารถตรวจจับวัตถุขนาดเล็กได้มีความละเอียดมากกว่าตัวกำเนิดแสงชนิดอื่น และมีระยะการตรวจจับได้ไกล ข้อเสียคือราคาแพงเหมาะกับการตรวจจับวัตถุที่มีขนาดเล็กและใช้ความคมของลำแสงสูง

2. ต้นกำเนินแสงชนิด Baumer PinPoint LED พิเศษเฉพาะในเซ็นเซอร์แสงของทาง Baumer ที่มีขนาดลำแสงที่เล็กกว่าและมีลำแสงที่คมกว่า LED ทั่วไป และมีราคาถูกกว่าชนิด Laser กับ ชนิด Infrared มาก การติดตั้งใช้งานนั้นง่าย

3. ต้นกำเนินแสงชนิด LED ทั่วไป สามารถตรวจจับวัตถุได้ แต่ข้อเสียคือแสงที่ยิงออกไปยิ่งไกลก็ยิ่งบานออกเหมือนไฟฉาย เมื่อจับวัตถุที่มีขนาดเล็กกว่าแสงที่บานออก เซ็นเซอร์จะรับแสงที่สะท้อนกลับมาทั้งหมด ทั้งวัตถุที่ต้องการตรวจจับและของข้างๆอาจเป็นกำแพงหรือสิ่งที่เราไม่ต้องการจะตรวจจับเหมาะกับการตรวจจับทุกประเภท

4. ต้นกำเนินแสงชนิด Infrared จะไม่มีแสงจากเซ็นเซอร์เข้าตา ข้อเสียคือราคาแพง และติดตั้งยากเพราะต้องใช้เครื่องมือพิเศษในการปรับตั้ง เพราะไม่สามารถมองเห็นแสงด้วยตาเปล่าได้ แต่ข้อดีคือสามารถใช้งานได้กับวัตถุทุกประเภทเหมือนกับ LED แต่แค่ไม่มีแสงรบกวน

ตัวอย่างการนำเซ็นเซอร์แสงตรวจจับวัตถุไปติดตั้งใช้งาน

การตรวจจับวัตถุที่เคลื่อนผ่าน โดยใช้เซ็นเซอร์แสงชนิด Retro Reflective

การตรวจจับวัตถุที่เคลื่อนผ่านดังภาพ เป็นการติดตั้งเซ็นเซอร์แสงชนิด Retro Reflective โดยในเซ็นเซอร์จะมีทั้งตัวรับและตัวส่งในตัวเดียวกัน โดยฝั่งตรงข้ามมีการติดตั้งแผ่นสะท้อนแสง (Polarization filter) เมื่อมีวัตถุเคลื่อนตัดผ่าน ทำให้ลำแสงไม่สามารถสะท้อนกลับมายังตัวรับที่อยู่ในเซ็นเซอร์ได้ ตัวเซ็นเซอร์จะส่งสัญญาณเอาต์พุตเพื่อนำเอาไปใช้งานต่อไป เช่น นำไปนับจำนวนสินค้าเพื่อบรรจุลงในกล่อง เป็นต้น

การตรวจจับวัตถุที่เคลื่อนผ่าน โดยใช้เซ็นเซอร์แสงชนิด Diffuse Sensors 

การตรวจจับกล่องบรรจุภัณฑ์ที่เคลื่อนที่อยู่บนสายพานลำเลียง โดยใช้เซ็นเซอร์แสงชนิด Diffuse Sensors ที่มีตัวรับและตัวส่งอยู่ในตัวเดียวกัน และไม่ต้องมีการติดตั้งแผ่นสะท้อนในฝั่งตรงข้ามกัน ทำให้สะดวกในการติดตั้งใช้งาน เมื่อมีวัตถุมาขวางลำแสง ตัวเซ็นเซอร์จะส่งสัญญาณเอาต์พุตเพื่อนำไปใช้งานต่อไปเช่นเดียวกัน

สนใจ Photoelectric Sensors ยี่ห้อ Baumer

สามารถติดต่อได้ทาง

Flowmaster (Thailand) Co.,Ltd.

31 Sukhaphiban 2 Rd., Prawet, Prawet, Bangkok 10250 Thailand

Tel : (+ 66) 2100-6386, (+ 66) 2329-1982

Fax: (+ 66) 2100-6384

Mobile : +66 (9) 8263-8778

Email : mantana.p@flowmaster.co.th , sales@flowmaster.co.th

Website : www.flowmaster.co.th

Line : @flowmaster

Facebook : flowmasterthailand