概括
安全光幕(光柵)也稱光電安全保護裝置(也稱安全保護器、衝牀保護器、紅外線安全保護裝置)是一種新開發的高品質自動控制產品,運用紅外線掃描探測技術。發射裝置和接收裝置安裝於兩側,內部由單片機和微處理器進行數字程序控制,使紅外線收發單元在高速掃描狀態下,形成紅外線光幕警戒屏障,當人和物體進入光幕屏障區內,控制系統迅速轉換輸出電平信號,使負載動作,當人和物體離開光幕警戒區域,則負載正常自動關閉,從而達到安全保護的目的。
安全光幕又稱爲安全光柵,要說唯一的區別就是它們的取名是依據不同的參照來的,安全光柵是依據該類產品都是成雙成對的 “光柵尺 ”,所以叫安全光柵;安全光幕的依據相對的光柵的工作原理來的,一對光柵是一支發射器和一支接收器,發射器發射信號,接收器接收信號,從而形成一個有着安全保護作用的光幕,因此也叫安全光幕,所以市場上也稱安全光柵,也稱之爲安全光幕。
工作原理
光幕的一邊等間距安裝有多個紅外發射管,另一邊相應的有相同數量同樣排列的紅外接收管,每一個紅外發射管都對應有一個相應的紅外接收管,且安裝在同一條直線上。當同一條直線上的紅外發射管、紅外接收管之間沒有障礙物時,紅外發射管發出的調製信號(光信號)能順利到達紅外接收管。紅外接收管接收到調製信號後,相應的內部電路輸出低電平,而在有障礙物的情況下,紅外發射管發出的調製信號(光信號)不能順利到達紅外接收管,這時該紅外接收管接收不到調製信號,相應的內部電路輸出爲高電平。當光幕中沒有物體通過時,所有紅外發射管發出的調製信號(光信號)都能順利到達另一側的相應紅外接收管,從而使內部電路全部輸出低電平。這樣,通過對內部電路狀態進行分析就可以檢測到物體存在與否的信息。安全光幕的紅外發射和接收通路數目理論上最大可有215個,考慮到實際光幕的高度和上下通路之間的間距,一般不會超過48個。
安全光幕分直線掃描方式和交叉掃描方式,在直線掃描模式下,單片機每次向發送端和接收端發送相同的通路選擇信號,即第一路發第一路收、第二路發第二路收、…第十五路發第十五路收、第十六路發第十六路收。而在交叉掃描模式下,單片機每次向發送端和接收端發送不同的通路選擇信號。即第一路發第二路收、第二路發第一路收、……第十五路發第十六路收、第十六路發第十五路收。相比之下,交叉掃描模式對物體的高度測量更爲精確,且在檢測區域中心1/3處的檢測精度最高。最小檢測高度可縮至直線掃描模式下的2/3。但是考慮到實際需要,現在普遍使用的都是直線掃描方式的安全光幕。
類型
光幕分爲光同步和線同步,光同步指的是光幕的接收和發射不需要有任何通信的線連接,發射按照規定的規律發出紅外光,接收器靠接收到光信號後,對比發射器發射的信號,如果一致,表示此時光幕沒有被遮擋,輸出通光信號。
選型
第一步:根據您的設備對人造成的危險程度選擇安全光幕的安全等級(簡言之:重大傷亡,選擇四級or除去重大傷亡的選二級)。下圖是安全等級的選擇標準
第二步:根據您的客戶需求是選擇國外品牌還是國內品牌(或者是選擇四級或者二級,四級爲進口光幕價格高出二級的國產光幕一大截。)
第三步:確定安全距離的大小(安全光柵形成的保護牆到危險源的垂直距離)
第四步:選擇光軸間距。保護手指,一般選擇10mm間距;保護手掌一般選擇選擇20mm;保護腳或者是身體,一般選擇40mm間距的。當然安全距離很大的時候,上述原則不適用。以人體到達危險源前,設備能停止爲原則。
第五步:根據您的保護高度,選擇合適數量的光軸(大於4的偶數)再選擇信號輸出(有多種信號輸出,PNP*2,NPN*2,繼電器,等)
第六步:選擇對射距離(光幕截面尺寸小的,對射距離一般較近,小於3米;光幕截面尺寸大的,對射距離一般較遠,大於3米。
第七步:選擇放射器與接收器之間的同步方式(光同步:發射器與接收器之間沒有任何連接,線同步:放射器與接受器之間有根線連接。)
第八步:選擇安全光幕的結構類型,是選擇大一點的,還是選擇薄一點的,是否需要無盲區安全光幕,
第九步:選擇安裝方式(多種安裝方式,L型側面安裝,L型上下安裝,鋼管支架方式,端蓋自帶安裝孔等)
第十步:根據您的設備使用環境,考慮是否需要安全光幕抗電磁干擾,抗弧光及激光干擾,以及日光干擾,以及防水防塵等。
對比
對比國外優秀設備例如歐姆龍以及幾個國內廠家
類別\廠家 |
施特安邦 |
歐姆龍 |
ESPE意普 |
深圳西肯 |
|
產品型號 |
STD-PB2220 |
F3SJ-E0465N25
|
ESN2220 |
ELG2220 |
CK4系列 |
檢測高度 |
420mm |
420mm |
420mm |
420mm |
420 |
截面尺寸 |
27*29mm |
|
35*50mm |
35*27mm |
30*30mm |
檢測距離 |
0-3m |
0.2-7m |
0-5m |
0.1-2m |
0.1-8m |
光軸數 |
22 |
22 |
22 |
22 |
22 |
光軸間距 |
20mm |
20mm |
20mm |
20mm |
20mm |
同步性 |
線同步逐點掃描 |
線同步 |
線同步 |
線同步 |
線同步 |
最大功率 |
≤3W |
≤5W |
≤5W |
≤5W |
3-8W |
響應時間 |
4-18ms |
10~27.5ms |
<10ms |
<10ms |
≤10ms |
供電電壓 |
DC12-24V |
DC24V |
DC24V |
DC24V |
DC24V |
輸出方式 |
PNP或NPN |
PNP或NPN |
PNP或NPN |
PNP或NPN |
PNP或NPN |
輸出電流 |
≤100mA |
≤200mA |
≤200mA |
≤200mA |
≤200m |
防護等級 |
IP54 |
IP65 |
IP65 |
IP65 |
IP65 |
工作溫度 |
-10~55℃ |
-10~55℃ |
-10~55℃ |
-10~55℃ |
-10~55℃ |
以同樣的監測高度,光軸數簡單對比,實際標稱需要留出一部分餘量。參數上看起來差不多,但是價格上歐姆龍是國產的3倍以上(國產價格含稅運800左右),具體效果還是需要實際測試,之後才能知道是否滿足需求。