سنسور لیزری یا Laser Sensor یکی از تجهیزات نوری دقیق در اتوماسیون صنعتی است که از Beam لیزر برای تشخیص یا اندازه‌گیری استفاده می‌کند. تمرکز بالای نور لیزر امکان ایجاد Spot کوچک‌تر و Detection دقیق‌تر را نسبت به بسیاری از سنسورهای نوری معمولی فراهم می‌کند و به همین دلیل این تکنولوژی در تشخیص قطعات کوچک، لبه، Position، فاصله، ارتفاع، ضخامت و جابه‌جایی کاربرد زیادی دارد.
برای خرید سنسور لیزری ابتدا باید نوع کاربرد مشخص شود. اگر فقط یک خروجی ON/OFF برای تشخیص قطعه لازم است، Laser Photoelectric Sensor می‌تواند کافی باشد. اگر مقدار واقعی فاصله یا جابه‌جایی باید با دقت اندازه‌گیری شود، Laser Displacement Sensor انتخاب مناسب‌تری است. این دو گروه از نظر ساختار، خروجی، دقت و قیمت تفاوت زیادی دارند.
سنسور لیزری چیست؟
Laser Sensor از یک منبع لیزر و Receiver برای تشخیص یا اندازه‌گیری استفاده می‌کند. Beam باریک لیزر روی Target تابیده می‌شود و Sensor بر اساس قطع Beam، مقدار نور برگشتی یا موقعیت نور بازتاب‌شده تصمیم می‌گیرد.
در مدل‌های Detection، نتیجه معمولاً یک خروجی سوئیچینگ مانند NPN یا PNP است. در مدل‌های Measurement، مقدار Distance یا Displacement به‌صورت عددی پردازش می‌شود و بسته به محصول می‌تواند از طریق Analog Output یا Communication در اختیار PLC و سیستم اندازه‌گیری قرار گیرد.
بنابراین عبارت Laser Sensor به یک محصول با عملکرد ثابت اشاره نمی‌کند. برخی مدل‌ها فقط وجود یا عدم وجود Target را تشخیص می‌دهند و برخی دیگر برای اندازه‌گیری دقیق یک کمیت طراحی شده‌اند.
انواع سنسور لیزری صنعتی
Laser Photoelectric Sensor
برای تشخیص حضور، عبور، لبه یا Position قطعه و معمولاً با خروجی سوئیچینگ NPN یا PNP استفاده می‌شود.
Laser Displacement Sensor
برای اندازه‌گیری عددی فاصله، ارتفاع، Position، جابه‌جایی، ضخامت یا Run-out با دقت بیشتر کاربرد دارد.
Laser Photoelectric Sensor چیست؟
این گروه از نظر عملکرد به Photoelectric Sensor نزدیک است، اما از Beam لیزر باریک و متمرکز استفاده می‌کند. این ویژگی برای تشخیص قطعات کوچک، شکاف، سیم، لبه یا محل دقیق عبور قطعه مفید است.
در بسیاری از مدل‌های صنعتی خروجی به‌صورت NPN یا PNP در اختیار PLC قرار می‌گیرد. اگر کاربرد فقط Presence Detection باشد، معمولاً نیازی به استفاده از یک Laser Displacement Sensor پیچیده‌تر وجود ندارد.
Laser Through-beam
در مدل Through-beam فرستنده و گیرنده در دو طرف مسیر Target نصب می‌شوند. Beam لیزر از Emitter به Receiver می‌رسد و ورود قطعه باعث قطع یا کاهش نور دریافتی می‌شود.
این روش برای تشخیص قطعات کوچک و کاربردهایی که فاصله بیشتر نیاز دارند مناسب است. چون Sensor قطع Beam را بررسی می‌کند، رنگ Target معمولاً نسبت به مدل‌های Reflective اثر کمتری روی تشخیص دارد.
Laser Retro-reflective
در Retro-reflective Laser Sensor فرستنده و Receiver داخل یک بدنه قرار دارند و Reflector در سمت مقابل نصب می‌شود. ورود Target میان Sensor و Reflector باعث قطع یا تضعیف مسیر نور و تغییر وضعیت خروجی خواهد شد.
مزیت این ساختار نسبت به Through-beam این است که سیم‌کشی Sensor فقط در یک سمت انجام می‌شود. در طرف مقابل یک Reflector نصب می‌شود.
برای Targetهای بسیار براق، نحوه Reflection و قابلیت‌های مربوط به Polarization باید بررسی شوند تا سطح قطعه به اشتباه نقش Reflector را بازی نکند.
BGS در سنسور لیزری چیست؟
BGS مخفف Background Suppression است و زمانی کاربرد دارد که پشت Target یک Conveyor، دیواره یا جسم دیگری وجود دارد. Sensor باید Target اصلی را تشخیص دهد اما Background دورتر را نادیده بگیرد.
مدل‌های Distance-settable امکان تنظیم نقطه تشخیص را بر اساس فاصله فراهم می‌کنند. این قابلیت برای تشخیص قطعات کوچک روی نوار نقاله، تشخیص لبه و کنترل Position در مقابل پس‌زمینه ثابت بسیار کاربردی است.
Laser Displacement Sensor چیست؟
Laser Displacement Sensor فقط وجود Target را تشخیص نمی‌دهد، بلکه مقدار Distance یا Displacement را اندازه‌گیری می‌کند. این نوع Sensor برای کنترل ارتفاع، Position، ضخامت، Run-out، لرزش و کنترل کیفیت ابعادی استفاده می‌شود.
اگر PLC، HMI یا سیستم کنترل کیفیت به مقدار واقعی فاصله نیاز داشته باشد، Displacement Sensor مناسب‌تر از Photoelectric Sensor معمولی است.
برخی سیستم‌ها Head و Controller مجزا دارند و در برخی دیگر پردازش داخل خود Sensor انجام می‌شود. نوع ساختار باید بر اساس فضای نصب و امکانات مورد نیاز انتخاب شود.
Laser Triangulation چگونه کار می‌کند؟
Laser Triangulation یکی از روش‌های رایج اندازه‌گیری جابه‌جایی است. Beam لیزر روی سطح Target تابیده می‌شود و نور بازتاب‌شده با زاویه مشخصی به Receiver می‌رسد.
با تغییر فاصله Target، محل تشکیل Spot روی Receiver نیز تغییر می‌کند. Sensor با پردازش موقعیت این Spot مقدار Distance یا Displacement را محاسبه می‌کند.
در مدل‌های جدید می‌توان از CMOS یا سایر عناصر حساس به موقعیت نور استفاده کرد. نوع سطح Target، میزان Reflectivity و زاویه نصب همچنان روی کیفیت اندازه‌گیری اثر دارند.
Reference Distance و Measurement Range
در Laser Displacement Sensor معمولاً یک Reference Distance یا فاصله مرجع وجود دارد. Sensor برای اندازه‌گیری در محدوده مشخصی اطراف این نقطه طراحی شده است.
Measurement Range مشخص می‌کند Target تا چه مقدار می‌تواند به Sensor نزدیک یا از آن دور شود و همچنان اندازه‌گیری معتبر باقی بماند.
قبل از انتخاب باید نزدیک‌ترین و دورترین موقعیت واقعی Target روی ماشین مشخص شود. انتخاب Range مناسب روی کیفیت و Resolution قابل دستیابی نیز اثر دارد.
Resolution، Repeatability و Accuracy
Resolution نشان می‌دهد Sensor تا چه اندازه می‌تواند تغییرات کوچک Measurement را تفکیک کند. Repeatability نیز بیان می‌کند اندازه‌گیری یک Target ثابت در شرایط یکسان تا چه حد قابل تکرار است.
Accuracy مفهوم دیگری است و می‌تواند تحت تأثیر Linearity، دما، Target، زاویه و شرایط نصب قرار گیرد. بنابراین هنگام مقایسه سنسورها تنها کوچک‌ترین عدد Resolution معیار کافی نیست.
Resolution را با Accuracy اشتباه نگیرید
Resolution، Repeatability، Linearity و Accuracy مشخصه‌های متفاوتی هستند. برای اندازه‌گیری دقیق باید همه این موارد در Datasheet همان مدل بررسی شوند.
Spot Size در سنسور لیزری
Spot Size اندازه ناحیه‌ای است که Beam لیزر روی Target ایجاد می‌کند. Spot کوچک برای تشخیص Featureهای کوچک، لبه، شکاف یا اجزای ظریف مناسب است.
بعضی Laser Displacement Sensorها Spot Beam و برخی Line Beam دارند. Line Beam در بعضی سطوح ناهموار می‌تواند میانگین‌گیری بهتری ایجاد کند، در حالی که Spot Beam برای اندازه‌گیری نقطه کوچک مناسب‌تر است.
اثر رنگ و جنس Target
نور برگشتی از سطح سفید، مشکی، فلزی، براق، لاستیکی یا شفاف یکسان نیست. در Sensorهای Reflective و Displacement این تفاوت می‌تواند روی مقدار نور دریافتی و پایداری Measurement اثر بگذارد.
بسیاری از Sensorهای جدید الگوریتم‌هایی برای کنترل شدت نور یا کاهش اثر Reflectivity دارند، اما این موضوع جای تست Target واقعی را نمی‌گیرد.
اگر Target بسیار براق، سیاه، شفاف یا دارای زاویه متغیر است، بهتر است عملکرد مدل انتخابی قبل از نصب نهایی با نمونه واقعی قطعه بررسی شود.
خروجی NPN و PNP
Laser Photoelectric Sensorهای صنعتی در بسیاری از خانواده‌ها با خروجی NPN یا PNP ارائه می‌شوند. این خروجی برای ارسال وضعیت ON/OFF به Digital Input PLC استفاده می‌شود.
انتخاب NPN یا PNP باید بر اساس سیم‌بندی ماشین و نوع ورودی PLC انجام شود. این دو عبارت درجه کیفیت Sensor را نشان نمی‌دهند.
خروجی Analog در سنسور لیزری
بعضی Laser Displacement Sensorها مقدار Measurement را از طریق خروجی Analog به PLC یا Controller منتقل می‌کنند. بسته به مدل، این خروجی می‌تواند Voltage یا Current باشد.
در پروژه‌ای که به 0–10V یا 4–20mA نیاز دارد باید مشخصات خروجی همان مدل بررسی شود. لیزری بودن Sensor به‌تنهایی به معنی وجود Analog Output نیست.
IO-Link و ارتباط دیجیتال
بعضی سنسورهای لیزری جدید می‌توانند علاوه بر خروجی ساده، Measurement Value، تنظیمات و اطلاعات Diagnostic را به‌صورت دیجیتال منتقل کنند.
IO-Link یکی از Interfaceهای مورد استفاده در مدل‌های سازگار است. برای استفاده از آن باید هم Sensor و هم IO-Link Master از این ارتباط پشتیبانی کنند.
Laser Class چیست؟
Laser Class یکی از مشخصات مهم ایمنی منبع لیزر است. سنسورهای مختلف می‌توانند Laser Class متفاوتی داشته باشند و مقدار دقیق باید روی Label و Datasheet همان مدل بررسی شود.
نصب و تنظیم باید مطابق الزامات Laser Safety سازنده انجام شود. از نگاه مستقیم به Beam و استفاده نادرست از تجهیزات Optical باید جلوگیری شود.
کاربردهای سنسور لیزری
تشخیص قطعه کوچک
استفاده از Beam باریک برای Presence Detection دقیق.
تشخیص لبه
کنترل Edge یا Position قطعه در ماشین.
اندازه‌گیری ارتفاع
کنترل Height و Seating قطعه در مونتاژ.
اندازه‌گیری ضخامت
استفاده از یک یا چند Sensor متناسب با ساختار ماشین.
Run-out و لرزش
اندازه‌گیری جابه‌جایی سطح یا محور بدون تماس.
کنترل کیفیت
بررسی Position، اختلاف ارتفاع و نصب صحیح قطعه.
تفاوت سنسور نوری و سنسور لیزری
Laser Sensor در خانواده Optical Sensor قرار می‌گیرد. تفاوت مهم آن استفاده از Beam باریک و متمرکز لیزر است.
برای بسیاری از تشخیص‌های عمومی، Photoelectric Sensor معمولی کاملاً کافی است. زمانی که Target بسیار کوچک، نقطه Detection دقیق یا Measurement واقعی فاصله مورد نیاز باشد، Laser Sensor مزیت بیشتری دارد.
راهنمای انتخاب سنسور لیزری
| پارامتر |
نکته انتخاب |
| نوع کاربرد |
Detection ساده یا Measurement عددی مشخص شود. |
| Sensing Method |
Through-beam، Retro-reflective، BGS یا Displacement انتخاب شود. |
| Range |
Minimum و Maximum Distance واقعی Target مشخص شوند. |
| دقت |
Resolution، Repeatability، Accuracy و Linearity بررسی شوند. |
| Spot Size |
با ابعاد Feature مورد تشخیص یا اندازه‌گیری هماهنگ شود. |
| Target |
رنگ، شفافیت، Reflectivity، جنس و زاویه سطح بررسی شوند. |
| Output |
NPN، PNP، Analog یا Communication بر اساس PLC انتخاب شود. |
| Response Time |
سرعت حرکت Target و Sampling مورد نیاز بررسی شوند. |
| Laser Class |
Class و الزامات ایمنی همان مدل بررسی شوند. |
نصب سنسور لیزری
Sensor باید روی پایه‌ای محکم نصب شود تا لرزش مکانیکی Position Beam را تغییر ندهد. این موضوع در Laser Displacement Sensorهای دقیق اهمیت بیشتری دارد.
زاویه سطح Target باید با روش Optical Sensor هماهنگ باشد. سطح بسیار براق یا Mirror-like ممکن است نور را خارج از مسیر Receiver بازتاب دهد و باعث ناپایداری Measurement شود.
لنز Sensor باید تمیز نگه داشته شود. در محیط دارای روغن، گردوغبار یا بخار نیز IP Rating و شرایط مجاز همان مدل بررسی شوند.
تجهیزات جانبی سنسور لیزری
- Amplifier یا Controller در مدل‌های Separate Type
- Mounting Bracket و Fine Adjustment Bracket
- Reflector برای مدل‌های Retro-reflective
- کابل و Connector مخصوص Sensor
- Analog Input Module برای خروجی 0–10V یا 4–20mA در مدل‌های مربوط
- IO-Link Master یا Communication Unit در مدل‌های سازگار
قیمت سنسور لیزری
قیمت سنسور لیزری به نوع Detection یا Measurement، Range، Resolution، Repeatability، Spot Size، Sampling Speed، نوع Output، Laser Class و برند بستگی دارد.
Laser Photoelectric Sensor ساده با خروجی NPN یا PNP از نظر ساختار با Laser Displacement Sensor دقیق قابل مقایسه مستقیم نیست. به همین دلیل اختلاف قیمت میان محصولات این دسته می‌تواند زیاد باشد.
برای دریافت قیمت دقیق بهتر است ابتدا نوع کاربرد، Range، دقت مورد نیاز، نوع Target و خروجی مورد نیاز PLC مشخص شوند.
خرید سنسور لیزری
برای خرید سنسور لیزری ابتدا مشخص کنید به خروجی ON/OFF نیاز دارید یا مقدار واقعی Measurement. این تصمیم مهم‌ترین مرحله انتخاب است.
برای Detection، نوع Through-beam، Retro-reflective یا BGS، فاصله تشخیص و NPN/PNP بررسی می‌شوند. برای Measurement باید Reference Distance، Measurement Range، Resolution، Repeatability، Spot Size و نوع خروجی مشخص شوند.
در مرحله آخر شرایط Target، سرعت حرکت، محیط نصب و Laser Class بررسی می‌شوند. انتخاب Sensor فقط بر اساس عبارت عمومی «لیزری» می‌تواند باعث خرید محصولی متفاوت از نیاز واقعی ماشین شود.
سوالات متداول سنسور لیزری
سنسور لیزری چیست؟
سنسوری نوری است که از Beam لیزر برای تشخیص قطعه یا اندازه‌گیری فاصله، Position و جابه‌جایی استفاده می‌کند.
تفاوت Laser Photoelectric و Laser Displacement چیست؟
Photoelectric معمولاً حضور یا وضعیت Target را با خروجی ON/OFF تشخیص می‌دهد، اما Displacement مقدار واقعی فاصله یا جابه‌جایی را اندازه‌گیری می‌کند.
سنسور لیزری BGS چیست؟
مدل Distance-settable با Background Suppression است که Target را بر اساس فاصله تشخیص می‌دهد و Background دورتر را نادیده می‌گیرد.
آیا همه سنسورهای لیزری فاصله را اندازه می‌گیرند؟
خیر. Laser Displacement و Distance Sensor برای Measurement طراحی شده‌اند، اما بسیاری از Laser Photoelectric Sensorها فقط خروجی ON/OFF دارند.
Resolution سنسور لیزری چیست؟
مشخص می‌کند Sensor تا چه اندازه می‌تواند تغییرات کوچک Measurement را تفکیک کند. Resolution با Accuracy و Repeatability یکسان نیست.
برای اندازه‌گیری ضخامت می‌توان از سنسور لیزری استفاده کرد؟
بله. با ساختار Measurement مناسب و در بعضی کاربردها با استفاده از دو Sensor می‌توان Thickness را اندازه‌گیری کرد.
NPN و PNP در سنسور لیزری چه کاربردی دارند؟
در Laser Photoelectric Sensor برای انتقال وضعیت ON/OFF به PLC استفاده می‌شوند و باید با نوع Digital Input سازگار باشند.
آیا رنگ Target روی سنسور لیزری اثر دارد؟
در مدل‌های Reflective و Displacement می‌تواند اثر داشته باشد. در کاربردهای دقیق بهتر است Target واقعی در شرایط نصب آزمایش شود.
Laser Class چه اهمیتی دارد؟
Laser Class سطح و الزامات ایمنی منبع لیزر را مشخص می‌کند و باید از روی مشخصات همان مدل بررسی شود.
قیمت سنسور لیزری به چه عواملی بستگی دارد؟
نوع Detection یا Measurement، Range، Resolution، Repeatability، Spot Size، Response Time، Output، Laser Class و برند روی قیمت اثر دارند.
خرید و قیمت سنسور لیزری
برای انتخاب سنسور لیزری، ابتدا Detection یا Measurement بودن کاربرد را مشخص کنید. سپس Range، Spot Size، Resolution، Repeatability، نوع خروجی، Response Time و مشخصات Target را بررسی کنید.
برای راهنمای خرید و دریافت قیمت سنسور لیزری با شماره
03191091031
تماس بگیرید.
هنوز نظری ثبت نشده است. اولین نفر باشید!