خلايا ضوئية من المصنعين متصلين بالإنترنت

تُستخدم الحواجز الضوئية للكشف الموثوق عن الأجسام أو الأشخاص أو الحركات وتعمل بدون تلامس أو تآكل.

وهي من بين أجهزة الاستشعار الضوئية الأكثر استخدامًا في الصناعة والأتمتة وتكنولوجيا السلامة. وبفضل سرعة التحويل العالية والدقة والمتانة التي تتميز بها، تُعد أجهزة الاستشعار الكهروضوئية عنصرًا أساسيًا في أنظمة الإنتاج والنقل والسلامة الحديثة.

ستجد أدناه طريقة تشغيل الحواجز الضوئية وأنواعها المختلفة واستخدامها ومجالات تطبيقها، بالإضافة إلى نظرة عامة على مزاياها وقيودها.

كيف تعمل الحواجز الضوئية:

يتألف الحاجز الضوئي بشكل أساسي من جهاز إرسال وجهاز استقبال، يتم ترتيبهما مقابل بعضهما البعض أو في مبيت مشترك. يقوم جهاز الإرسال بتوليد شعاع ضوئي، عادةً ما يكون في نطاق الأشعة تحت الحمراء أو المرئية.
إذا اصطدمت الحزمة الضوئية بالمستقبل، تكون هناك حالة محددة.
إذا انقطع الشعاع أو ضعف بسبب جسم ما، يكتشف المستشعر هذا الحدث ويتحول وفقًا لذلك.

المبادئ الوظيفية الرئيسية هي:

1. توليد الضوء:
   يتم استخدام مصابيح LED أو الليزر كمصدر للضوء، اعتمادًا على النطاق والدقة والتصميم.
2. انتقال الضوء:
   يتم تجميع شعاع الضوء أو تسليطه قليلاً وتوجيهه خصيصاً إلى جهاز الاستقبال.
3. معالجة الإشارة:
   يقوم جهاز الاستقبال بتقييم شدة وتوقيت الإشارة الضوئية وتحويلها إلى إشارة تبديل كهربائية.
4. منطق التحويل
   يتفاعل الحاجز الضوئي إما عند انقطاع الشعاع الضوئي أو عند استعادته.

ونظراً لعدم الحاجة إلى أي تلامس ميكانيكي، يعمل الحاجز الضوئي بسرعة وموثوقية وبدون تآكل.

أنواع الحواجز الضوئية:

1. أجهزة الاستشعار عبر الحزمة الضوئية:
   يتم وضع جهاز الإرسال وجهاز الاستقبال في حاويات منفصلة. يتم اكتشاف الجسم عندما يقاطع شعاع الضوء.
   وهي توفر نطاقات طويلة وموثوقية وظيفية عالية واعتماد منخفض على لون الجسم وسطحه
2. مستشعرات عاكسة عكسية:
   يوجد جهاز الإرسال وجهاز الاستقبال في مبيت واحد. ينعكس الضوء بواسطة الجسم نفسه.
   هذا التصميم صغير الحجم، ولكنه يعتمد على لون الجسم ولمعانه وبنية سطحه.
3. مستشعرات عاكسة عكسية مع عاكس:
   ينعكس الضوء بواسطة عاكس خاص.
   يقطع جسم ما مسار الضوء بين المستشعر والعاكس.
   وهي توفر نطاقات أكبر من حساسات الانعكاس الخالص، وموثوقية اكتشاف جيدة وجهد تركيب أقل من حساسات الشعاع العابر
4. حواجز ضوء الشوكة:
   يتم دمج جهاز الإرسال والاستقبال في مبيت على شكل حرف U.
   وهي مناسبة بشكل خاص للأجسام الصغيرة ودقة تحديد المواقع العالية وعمليات التبديل السريع.
5. حواجز الألياف البصرية:
   يتم توجيه الضوء عبر الألياف الزجاجية أو البلاستيكية.
   مثالية لمساحات التركيب الضيقة ودرجات الحرارة العالية والبيئات المتسخة.
6. حواجز ضوء الليزر:
   تستخدم شعاع ليزر شديد التركيز.
   وهي تتيح الكشف عن الأجسام بدقة شديدة ونطاقات طويلة والكشف عن أصغر الأجسام.

مجالات استخدام وتطبيق الحواجز الضوئية:

1. الأتمتة الصناعية:
مراقبة التواجد والموقع.
مهام العد ومراقبة العمليات.

2. تكنولوجيا النقل والتعبئة والتغليف:
الكشف عن العبوات والمنتجات.
مراقبة التشويش والفجوات.
التحكم في سرعة الحزام.

3. الهندسة الميكانيكية:
مراقبة موضع النهاية.
اكتشاف الأداة وقطعة العمل.

4. تكنولوجيا السلامة:
الكشف عن الأشخاص.
حماية مناطق الخطر.
التحكم في الوصول.

5. الخدمات اللوجستية:
تحديد وفرز البضائع.
التحكم في الحجم والارتفاع.

6. البناء والتكنولوجيا اليومية:
الأبواب الأوتوماتيكية.
أنظمة التحكم في الإضاءة.
كشف التواجد.

مزايا الحواجز الضوئية:

• اكتشاف عدم التلامس وبالتالي عدم وجود تآكل وعمر خدمة طويل.
• سرعة تبديل عالية تجعلها مناسبة للعمليات السريعة ومعدلات الدورات العالية.
• موثوقية عالية، خاصةً مع أجهزة الاستشعار عبر الشعاع.
• نطاقات تشغيل كبيرة تسمح بالتركيب المرن.
• تصميمات متعددة الاستخدامات متاحة لأي حالة تركيب تقريبًا.
• تكامل بسيط بفضل الواجهات الكهربائية الموحدة.
• كشف لطيف للأجسام. مثالي للأجسام الحساسة أو الساخنة.

حدود وقيود الحواجز الضوئية:

• الاعتماد على تلوث البصريات.
• التداخل بسبب الضوء المحيط القوي مع الأنظمة البسيطة.
• القيود مع الأجسام الشفافة أو شديدة اللمعان.

يجب أخذ هذه العوامل في الاعتبار عند الاختيار.

الحواجز الضوئية هي حلول استشعار قوية ودقيقة ومتعددة الاستخدامات للكشف عن الأجسام غير المتصلة. تعتمد طريقة عملها على الانقطاع المستهدف أو الانعكاس المستهدف للضوء وتتيح عمليات تبديل سريعة وموثوقة. تسمح الأنواع المختلفة - من أجهزة الاستشعار من خلال الشعاع إلى أنظمة الليزر والشوكة - بتكييف أجهزة الاستشعار الكهروضوئية على النحو الأمثل مع مجموعة واسعة من التطبيقات. إن مزاياها من حيث السرعة والتحرر من التآكل والمرونة تجعلها تقنية لا غنى عنها في تكنولوجيا الأتمتة والسلامة الحديثة.

فيما يلي أهم الجوانب التي يجب البحث عنها عند شراء الحواجز الضوئية:

على الرغم من أن الحواجز الضوئية تبدو بسيطة للوهلة الأولى، إلا أن اختيارها الصحيح أمر بالغ الأهمية لسلامة العمليات والموثوقية وتوافر النظام. إن اختلاف التصميمات وأنواع الإضاءة وميزات الأداء تجعل السوق متنوعًا، ولكنه معقد أيضًا. لذلك يتطلب الشراء الاحترافي تقييمًا منهجيًا للتطبيق والظروف المحيطة والمتطلبات الفنية والاقتصادية. وتوضح النظرة العامة التالية أهم المعايير لاتخاذ قرار اختيار مدروس.

• تتمثل الخطوة الأولى في الوصف الدقيق للمهمة التي سيؤديها الحاجز الضوئي. الأسئلة الرئيسية هي
• هل يجب اكتشاف الجسم فقط أم عدّه؟
• هل مطلوب مستوى عالٍ من دقة تحديد الموقع؟
• هل هو تطبيق متعلق بالسلامة أم مراقبة عملية بحتة؟
• يحول الوصف الواضح للمهمة دون اختيار نظام غير مناسب أو كبير الحجم.
• اختيار النوع المناسب من الحساس الكهروضوئي. التصميمات المختلفة مناسبة اعتمادًا على التطبيق.
• توفر أجهزة الاستشعار العابر للحزمة أقصى قدر من الموثوقية والنطاقات الطويلة.
• الحساسات العاكسة العكسية صغيرة الحجم، ولكنها تتفاعل بحساسية مع أسطح الأجسام.
• تعد الحساسات العاكسة العاكسة ذات العاكسات حلاً وسطاً جيداً.
• حواجز ضوء الشوكة مناسبة لنقاط التبديل الدقيقة على الأجسام الصغيرة.
• كما تتيح الحواجز الضوئية الليزرية أيضًا الكشف الدقيق جدًا عن الأجزاء الصغيرة.
• يجب أن يتحقق الشراء من التصميم المعقول وظيفيًا واقتصاديًا.
• يجب أن يكون النطاق مناسبًا للتطبيق ويوفر احتياطيًا كافيًا. يجب أخذ ما يلي في الاعتبار:
• النطاق الاسمي في ظل الظروف المثالية.
• انخفاض النطاق بسبب الغبار أو الأوساخ أو التقادم.
• مسافة الأمان بين مسافة العمل القصوى والنطاق الاسمي.
• يزيد الاحتياطي الوظيفي الكافي من السلامة التشغيلية بشكل كبير.
• خصائص الكائن لها تأثير قوي على موثوقية الكشف. عوامل مهمة:
• حجم الجسم وشكله.
• اللون واللمعان والشفافية.
• سرعة الحركة.
• تتطلب الأجسام الشفافة أو المظلمة جداً أو العاكسة للغاية حواجز ضوئية خاصة أو تقنيات الترشيح.
• يؤثر مصدر الضوء المستخدم على الدقة وقابلية التداخل.
• ضوء الأشعة تحت الحمراء غير واضح وقوي.
• يسهل الضوء الأحمر المرئي المحاذاة.
• يوفر ضوء الليزر أقصى قدر من الدقة.
• تحدد البصريات أيضًا شكل الحزمة ودقة الكشف.
• البيئة لها تأثير كبير على الوظيفة وعمر الخدمة. يجب مراعاة الغبار أو الأوساخ أو الزيت أو الرطوبة:
• الغبار أو الأوساخ أو الزيت أو الرطوبة.
• الضوء الخارجي أو ضوء الشمس أو الانعكاسات.
• نطاق درجة الحرارة وتقلبات درجات الحرارة.
• الاهتزازات والأحمال الميكانيكية.
• يجب على المشترين الانتباه إلى أنواع الحماية المناسبة والمرشحات والأغلفة القوية.
• يعد تردد التبديل ووقت الاستجابة أمرًا بالغ الأهمية في التطبيقات السريعة. يجب التحقق مما يلي:
• الحد الأقصى لتردد التبديل.
• التأخير بين انقطاع الشعاع وإشارة الخرج.
• الملاءمة لسرعات التبديل العالية.
• ليس كل حساس كهروضوئي مناسب للعمليات عالية السرعة.
• التركيب البسيط والمستقر أمر بالغ الأهمية للتشغيل الموثوق. جوانب مهمة:
• التصميم والأبعاد.
• خيارات التركيب وقابلية الضبط.
• تفاوتات المحاذاة.
• تصميمات موحدة تسهل الاستبدال ومخزون قطع الغيار.
• يجب أن تتطابق الوصلة الكهربائية مع وحدة التحكم. يجب الانتباه إلى
• أنواع المخرجات والمنطق.
• جهد الإمداد.
• الحماية ضد القطبية العكسية وقصر الدائرة الكهربائية.
• واجهات اتصال اختيارية.
• التكامل السليم يقلل من وقت التشغيل والأخطاء.
• تؤثر تكلفة التركيب والتشغيل على التكاليف الإجمالية. يجب أن يأخذ الشراء ذلك في الاعتبار:
• الضبط والمحاذاة البسيطة.
• وظائف التعليم.
• شاشات عرض الحالة وخيارات التشخيص.
• أجهزة استشعار سهلة الاستخدام تقلل من أوقات التعطل.
• غالبًا ما تستخدم الحواجز الخفيفة في التشغيل المستمر. معايير مهمة:
• جودة البصريات.
• ثبات الإلكترونيات على المدى الطويل.
• الحماية ضد التقادم والتلوث.
• خبرة الشركة المصنعة ومراجعها.
• المنتجات الموثوقة تقلل من تكاليف الصيانة ووقت التعطل على المدى الطويل.
• المعايير مهمة بشكل خاص للتطبيقات ذات الصلة بالسلامة. يجب مراعاة ما يلي:
• مطابقة CE.
• معايير السلامة للحماية الشخصية.
• المتطلبات الخاصة بالصناعة أو البلد.
• الامتثال للمتطلبات القانونية إلزامي.
• سعر الشراء هو جزء فقط من الاعتبار. غالبًا ما يكون المنتج عالي الجودة أكثر اقتصادا على المدى الطويل.

يتطلب الشراء الاحترافي للحواجز الضوئية تقييماً منظماً وشاملاً للجوانب التقنية والميكانيكية والاقتصادية. ليس العامل الحاسم هو الحد الأقصى للمدى أو السعر الأدنى، بل الوظيفة الموثوقة في ظل ظروف التشغيل الحقيقية. إن أولئك الذين يفكرون بعناية في التطبيق وخصائص الكائن والظروف البيئية ومتطلبات التكامل سيحصلون على حلول دائمة ومستقرة مع موثوقية عالية في العملية. إن الاختيار الجيد يؤتي ثماره من خلال تقليل أوقات التعطل، وانخفاض تكاليف الصيانة وعمليات موثوقة بشكل دائم.

يمكن شراء الحواجز الخفيفة من مختلف الموردين. ستجد معلومات شاملة عن الشركات المصنعة والموردين للحواجز الضوئية حول العالم على موقع Exportpages.