سنسور نوری چیست؟

سنسور نوری وسیله ای است که از نور برای تشخیص و اندازه گیری ویژگی های خاص محیط اطراف خود استفاده می کند. سیگنال های نوری را گرفته و تجزیه و تحلیل می کند تا اطلاعاتی در مورد اشیاء مانند حضور، شکل، رنگ یا فاصله آنها جمع آوری کند. سنسورهای نوری به طور گسترده در کاربردهای مختلف از جمله روباتیک، اتوماسیون صنعتی، نظارت بر محیط زیست و حتی در دستگاه‌های روزمره مانند گوشی‌های هوشمند و دوربین‌های دیجیتال استفاده می‌شوند.

انواع سنسور نوری

• سنسورهای نوری یک طرفه  (Deffuse-Reflection Sensors)
• سنسورهای نوری رفلکتوری (Reflective Sensors)
• سنسورهای نوری  دو طرفه (Through_Beam Sensor)

1- سنسورهای نوری یک طرفه (Deffuse-Reflection Sensors)

سنسورهای نوری یک طرفه ، سنسورهایی هستند که نیازی به بازتاب دهنده نور ندارند. این سنسورها می توانند تشخیص حضور اجسام را بدون نیاز به رفلکتور انجام دهند.

نحوه کار سنسورهای نوری یک طرفه

سنسورهای نوری یک طرفه نوعی سنسور نوری هستند که اجسام را بر اساس بازتاب نور تشخیص می‌دهند. سنسورهای نوری یک طرفه، ساطع کننده و یک گیرنده نور را در یک واحد ترکیب می کنند. نحوه عملکرد آن به این صورت است: سنسور، پرتوی نوری را ساطع می کند که به صورت مخروطی شکل پخش می شود. هنگامی که یک جسم وارد محدوده تشخیص سنسور می شود، نور از سطح جسم منعکس می شود و مقداری از آن توسط گیرنده درون سنسور گرفته می شود. با تجزیه و تحلیل شدت نور منعکس شده، سنسور می تواند وجود یا عدم وجود یک جسم را تعیین کند. آنها معمولاً برای تشخیص اشیا و کنترل موقعیت در کاربردهایی مانند سیستم های تسمه نقاله، ماشین آلات خودکار و خطوط بسته بندی استفاده می شوند.یکی از بهترین برندهای سنسور نوری، سنسور نوری ifm است.

مزایای سنسورهای نوری یک طرفه:

• سنسورهای نوری یک طرفه معمولاً دقیق و قابل اعتماد هستند.
• استفاده از سنسورهای نوری یک طرفه معمولاً راحت‌ تر می باشد.

معایب سنسورهای نوری یک طرفه:

• نسبت به مدل های دیگر رنج کمتری دارند.
• برای تشخیص اجسام مات و تیره خیلی مناسب نیستند.

سنسورهای نوری رفلکتوری (Reflective Sensors)

سنسورهای نوری رفلکتوری (Reflective Sensors)، یک نوع سنسور نوری هستند که با استفاده از تکنولوژی رفلکتور، حضور اشیا را کنترل می‌کنند. این سنسورها برای کاربردهای گوناگونی مانند  تشخیص حضور و نزدیکی اشیاء استفاده می‌شوند.

سنسورهای نوری  رفلکتوری، تشکیل شده از یک سنسور نوری و یک رفلکتور هستند. رفلکتور یک سطح صاف و شفاف است که باعث بازتاب نور به سمت سنسور می‌شود. سنسور نوری،نیز به دو قسمت تقسیم می‌شود: یک بخش فرستنده که نور را به سمت رفلکتور منتشر می‌کند و یک بخش گیرنده که نور بازتاب شده از رفلکتور را دریافت می‌کند. در واقع، سنسور نوری با رفلکتور به منظور تشخیص تغییرات در میزان نور بازتاب شده از رفلکتور به سمت سنسور، به کار می‌رود.

مزایای سنسورهای نوری رفلکتوری (Reflective Sensors)

• دقت بالایی دارند
• رنج بیشتری نسبت به انواع یک طرفه دارند.

معایب سنسورهای نوری رفلکتوری:

• نیاز به یک بازتاب دهنده نور دارند
• نصب و تنظیم دشوارتری دارند
• برای تشخیص اجسام براق و صیقلی مناسب نیستند

سنسورهای نوری  دوطرفه (Through_Beam Sensor)

سنسورهای نوری  دو طرفه، به عنوان سنسورهای حالت مخالف شناخته می شوند، از دو جزء اصلی تشکیل شده اند: یک ساطع کننده نور و یک گیرنده نور. بر خلاف سنسورهای رفلکتوری، فرستنده و گیرنده در مقابل یکدیگر قرار می گیرند و یک پرتو نور ایجاد می کنند که از ناحیه سنسور عبور می کند. هنگامی که یک جسم وارد ناحیه سنسور می شود، پرتو نور را قطع می کند و باعث می شود گیرنده نور عدم وجود نور را تشخیص دهد و سیگنال خروجی تولید کند. این سیگنال نشان می دهد که یک شی شناسایی شده است. سنسورهای دو طرفه معمولاً برای برنامه‌هایی استفاده می‌شوند که نیاز به یک روش تشخیص قابل اعتماد دارند، زیرا آنها یک قطع واضح و مشخص پرتو نور را ایجاد می‌کنند.

سنسورهای نوری دوطرفه تحت تأثیر رنگ یا ویژگی‌های سطح هدف قرار نمی‌گیرند، زیرا آنها تنها به قطع پرتو نور متکی هستند. این باعث می شود آنها همه کاره باشند و بتوانند اشیاء با ویژگی های متفاوت را تشخیص دهند. این سنسورها به طور گسترده در صنایعی مانند تولید، بسته بندی و لجستیک استفاده می شوند. آنها را می توان در برنامه هایی مانند تشخیص اشیا، شمارش، کنترل موقعیت یا حتی به عنوان یک ویژگی ایمنی برای تشخیص حضور یک فرد در یک منطقه محدود به کار برد.

معایب سنسورهای نوری  دوطرفه

• فضای بیشتری را برای نصب اشغال می کنند
• نصب و تنظیم آنها دشوارتر است

برخی از انواع سنسورهای نوری بر اساس منبع نور آورده شده است:

سنسورهای فتوولتائیک: این سنسورها از نور طبیعی مانند نور خورشید به عنوان منبع نور استفاده می کنند. آنها انرژی نور را با استفاده از سلول های فتوولتائیک به انرژی الکتریکی تبدیل می کنند و به آنها اجازه می دهد سطوح نور را شناسایی و اندازه گیری کنند.

سنسورهای مادون قرمز (IR): سنسورهای IR از نور مادون قرمز به عنوان منبع نور استفاده می کنند. آنها شدت تابش مادون قرمز ساطع شده از اجسام را شناسایی و اندازه گیری می کنند. سنسورهای IR معمولاً در کاربردهایی مانند حسگر مجاورت، تشخیص حرکت و اندازه‌گیری دما استفاده می‌شوند.

سنسورهای فرابنفش (UV): حسگرهای UV از نور ماوراء بنفش به عنوان منبع نور استفاده می کنند. آنها شدت اشعه ماوراء بنفش را شناسایی و اندازه گیری می کنند. سنسورهای UV کاربردهای مختلفی از جمله نظارت بر شاخص UV، تصفیه آب و تشخیص تقلب دارند.

سنسورهای فیبر نوری: سنسورهای فیبر نوری از فیبرهای نوری به عنوان منبع نور و رسانه انتقال استفاده می کنند. آنها سیگنال های نور را از طریق الیاف منتقل می کنند و تغییرات در شدت یا خواص نور ناشی از عوامل خارجی را اندازه گیری می کنند. سنسورهای فیبر نوری به طور گسترده در زمینه هایی مانند مخابرات، نظارت صنعتی و نظارت بر سلامت سازه استفاده می شود.

حسگرهای LED: حسگرهای LED از دیودهای ساطع نور (LED) به عنوان منبع نور استفاده می کنند. LED ها با عبور جریان الکتریکی از آنها نور ساطع می کنند. سنسورهای LED معمولا در کاربردهایی مانند سنجش نور محیط، تشخیص رنگ و تشخیص حضور استفاده می شوند