اندازه گیری فاصله بدون تماس؛ چطور بدون تماس با جسم فاصله آن را اندازه بگیریم؟

در بسیاری از خطوط تولید نمی‌توان برای فهمیدن فاصله یک قطعه، محصول یا سطح از روش‌های مکانیکی استفاده کرد. جسم ممکن است در حال حرکت باشد، سطح آن حساس باشد یا فاصله آن دائماً تغییر کند. در چنین شرایطی، اندازه گیری فاصله بدون تماس یکی از کاربردی‌ترین راهکارها برای کنترل دقیق فرآیند است.

سنسورهای فاصله می‌توانند بدون برخورد فیزیکی با جسم، فاصله میان سنسور و هدف را اندازه بگیرند و اطلاعات موردنیاز سیستم کنترل را فراهم کنند. این اطلاعات می‌تواند برای کنترل موقعیت قطعه، اندازه‌گیری ارتفاع، تشخیص حضور محصول، کنترل سطح یا حتی تنظیم فاصله بین بخش‌های متحرک ماشین مورد استفاده قرار گیرد.

اما همه کاربردها به یک فناوری نیاز ندارند. گاهی سنسور اولتراسونیک مانند UC2000-30GM-IUR2-V15 انتخاب مناسبی است و در شرایط دیگر استفاده از سنسورهای نوری و لیزری مانند DT50-P1113 یا O1D100 نتیجه بهتری می‌دهد.

اندازه گیری فاصله بدون تماس دقیقاً چگونه انجام می‌شود؟

اصل کار ساده است: سنسور یک سیگنال به سمت جسم ارسال می‌کند و از بازگشت آن برای محاسبه فاصله استفاده می‌کند. تفاوت اصلی در نوع سیگنال است.

در سنسور اولتراسونیک، امواج صوتی با فرکانسی بالاتر از محدوده شنوایی انسان به سمت هدف ارسال می‌شوند. سنسور مدت زمان رفت و برگشت موج را بررسی می‌کند و از آن برای تعیین فاصله استفاده می‌کند.

در سنسورهای نوری و لیزری نیز نور به سمت هدف فرستاده می‌شود و بر اساس فناوری مورد استفاده، فاصله جسم محاسبه می‌شود.

به همین دلیل اندازه گیری فاصله بدون تماس محدود به یک نوع سنسور نیست. انتخاب فناوری مناسب باید با توجه به جنس جسم، فاصله موردنظر، شرایط محیطی و میزان دقت موردنیاز انجام شود.

چرا در صنعت به اندازه گیری فاصله بدون تماس نیاز داریم؟

فرض کنید قطعات با ارتفاع‌های مختلف روی نوار نقاله حرکت می‌کنند. سیستم باید قبل از رسیدن هر قطعه به ایستگاه بعدی بداند ارتفاع یا موقعیت آن چقدر است.

در یک کاربرد دیگر، ممکن است فاصله یک قطعه متحرک از بخش ثابت ماشین دائماً تغییر کند و سیستم کنترل برای تنظیم حرکت به مقدار واقعی فاصله نیاز داشته باشد.

اندازه گیری فاصله بدون تماس در چنین شرایطی یک مزیت مهم دارد: سنسور لازم نیست با جسم برخورد کند. در نتیجه خبری از سایش مکانیکی ناشی از تماس مستقیم با محصول نیست و می‌توان اجسام در حال حرکت را نیز اندازه‌گیری کرد.

این روش در خطوط مونتاژ، ماشین‌آلات تولیدی، سیستم‌های جابه‌جایی، انبارهای خودکار و بسیاری از فرآیندهای صنعتی کاربرد دارد.

UC2000-30GM-IUR2-V15؛ اندازه‌گیری فاصله با امواج اولتراسونیک

یکی از محصولات مناسب برای اندازه گیری فاصله بدون تماس، مدل UC2000-30GM-IUR2-V15 از Pepperl+Fuchs است.

UC2000-30GM-IUR2-V15 یک سنسور اولتراسونیک است که برای اندازه‌گیری فاصله در محدوده‌های صنعتی طراحی شده و در کاربردهایی که تماس فیزیکی با جسم مناسب نیست، می‌تواند مورد استفاده قرار گیرد.

یکی از نکات مهم درباره UC2000-30GM-IUR2-V15 این است که می‌تواند مقدار فاصله را به‌صورت پیوسته در اختیار سیستم کنترل قرار دهد. به همین دلیل در پروژه‌هایی که فقط تشخیص وجود جسم کافی نیست و مقدار واقعی فاصله هم اهمیت دارد، این مدل کاربردی است.

چه زمانی UC2000-30GM-IUR2-V15 کاربردی‌تر است؟

یکی از مزیت‌های فناوری اولتراسونیک این است که عملکرد آن وابستگی کمتری به رنگ سطح دارد. به همین دلیل در بعضی کاربردهایی که ویژگی‌های ظاهری جسم برای سنسور نوری دردسرساز می‌شوند، فناوری اولتراسونیک می‌تواند گزینه مناسبی باشد.

برای مثال در اندازه گیری فاصله بدون تماس از برخی اجسام، سطح هدف ممکن است از نظر رنگ یا ظاهر تغییر کند. در چنین موقعیتی باید بررسی کرد که آیا استفاده از UC2000-30GM-IUR2-V15 با شرایط هندسی و محیطی پروژه سازگار است یا خیر.

البته اولتراسونیک هم محدودیت‌های خود را دارد. زاویه سطح، شکل جسم، ناحیه کور سنسور و شرایط نصب باید قبل از انتخاب بررسی شوند.

DT50-P1113؛ زمانی که اندازه‌گیری نوری در فاصله بیشتر نیاز است

مدل بعدی DT50-P1113 از SICK است. این محصول یک سنسور فاصله لیزری است و برای اندازه گیری فاصله بدون تماس در محدوده‌های بزرگ‌تر کاربرد دارد.

DT50-P1113 می‌تواند در سیستم‌هایی که نیاز به اندازه‌گیری فاصله در چند متر وجود دارد استفاده شود. در چنین کاربردهایی ویژگی سطح جسم، میزان بازتاب و محل نصب سنسور اهمیت زیادی دارد.

وجود خروجی آنالوگ در DT50-P1113 باعث می‌شود مقدار فاصله به‌صورت پیوسته در اختیار تجهیزات کنترل قرار گیرد و از آن برای تنظیم حرکت یا بررسی موقعیت استفاده شود.

DT50-P1113 در چه کاربردهایی می‌تواند مفید باشد؟

فرض کنید قرار است فاصله یک پالت، قطعه بزرگ یا بخش متحرک ماشین در چند متر اندازه‌گیری شود. در چنین شرایطی، استفاده از DT50-P1113 می‌تواند نسبت به سنسورهایی با برد کوتاه مناسب‌تر باشد.

در اندازه گیری فاصله بدون تماس، برد تنها عامل مهم نیست. سنسور باید بتواند در شرایط واقعی خط تولید نیز مقدار پایداری ارائه دهد.

DT50-P1113 می‌تواند در سیستم‌هایی که علاوه بر تشخیص وجود جسم، مقدار واقعی فاصله نیز اهمیت دارد استفاده شود.

O1D100؛ سنسور لیزری برای کاربردهای صنعتی

محصول سوم این گروه O1D100 از IFM است. این مدل نیز برای اندازه گیری فاصله بدون تماس طراحی شده و از فناوری نوری برای محاسبه فاصله استفاده می‌کند.

O1D100 برای کاربردهایی مناسب است که علاوه بر اندازه‌گیری فاصله، نیاز به ارتباط بهتر با سیستم کنترل و تنظیم دقیق‌تر سنسور وجود دارد.

وجود امکانات ارتباطی و خروجی‌های مختلف باعث می‌شود O1D100 در خطوط تولید و ماشین‌آلاتی که نیاز به دریافت اطلاعات پیوسته از فاصله دارند، گزینه‌ای قابل بررسی باشد.

O1D100 چه تفاوتی با یک سنسور تشخیص ساده دارد؟

یک سنسور نوری ساده ممکن است فقط اعلام کند جسم وجود دارد یا ندارد.

اما در بسیاری از کاربردهای اندازه گیری فاصله بدون تماس این اطلاعات کافی نیست. سیستم ممکن است نیاز داشته باشد بداند جسم در چه فاصله‌ای قرار گرفته است.

در چنین کاربردی O1D100 می‌تواند مقدار فاصله را در اختیار سیستم قرار دهد و از این اطلاعات برای کنترل موقعیت، تنظیم حرکت یا بررسی وضعیت فرآیند استفاده شود.

اولتراسونیک یا لیزر؛ کدام برای اندازه گیری فاصله بدون تماس بهتر است؟

برای این سؤال یک پاسخ ثابت وجود ندارد.

UC2000-30GM-IUR2-V15 از امواج اولتراسونیک استفاده می‌کند و برای بسیاری از کاربردهای صنعتی با فاصله متوسط قابل استفاده است. در مقابل، DT50-P1113 و O1D100 از فناوری نوری استفاده می‌کنند و در کاربردهایی که برد، سرعت و دقت اهمیت بیشتری دارد می‌توانند مناسب‌تر باشند.

اما نباید فقط براساس عدد برد تصمیم گرفت.

گاهی جسم در فاصله کوتاه قرار دارد ولی ویژگی سطح آن باعث می‌شود اولتراسونیک انتخاب مناسب‌تری باشد. گاهی هم سرعت، برد یا ساختار ماشین باعث می‌شود سنسور لیزری گزینه منطقی‌تری باشد.

بنابراین در اندازه گیری فاصله بدون تماس باید فناوری را براساس کاربرد انتخاب کرد.

فاصله اندازه‌گیری تنها عددی نیست که باید بررسی شود

یکی از اشتباهات متداول این است که هنگام انتخاب سنسور فقط برد آن بررسی شود.

جنس سطح، زاویه جسم، میزان بازتاب، شرایط محیطی و دقت موردنیاز همگی اهمیت دارند.

در UC2000-30GM-IUR2-V15 نیز وجود ناحیه کور باید در طراحی محل نصب در نظر گرفته شود. در سنسورهای نوری مانند DT50-P1113 و O1D100 هم شرایط سطح و نحوه بازتاب نور اهمیت زیادی دارد.

بنابراین در اندازه گیری فاصله بدون تماس باید کل محدوده کاری بررسی شود، نه فقط بیشترین فاصله درج‌شده در کاتالوگ.

چرا نحوه نصب سنسور روی نتیجه تأثیر دارد؟

محل نصب می‌تواند عملکرد یک سنسور خوب را کاملاً تغییر دهد.

اگر سنسور نوری با زاویه نامناسب نسبت به هدف نصب شود، نور بازتابی ممکن است به شکل مطلوب بازنگردد. در سنسور اولتراسونیک نیز شکل و زاویه سطح می‌تواند روی بازگشت موج اثر بگذارد.

به همین دلیل قبل از استفاده از UC2000-30GM-IUR2-V15، DT50-P1113 یا O1D100 باید مسیر حرکت جسم و محل نصب سنسور بررسی شود.

بعد از نصب نیز بهتر است سیستم در شرایط واقعی تولید آزمایش شود.

از اندازه‌گیری ارتفاع تا کنترل موقعیت

کاربرد اندازه گیری فاصله بدون تماس فقط محدود به فهمیدن فاصله یک قطعه از سنسور نیست.

با قرار دادن سنسور در بالای محصول می‌توان تغییر ارتفاع اجسام را بررسی کرد. در سیستم‌های جابه‌جایی می‌توان فاصله یک قطعه متحرک را کنترل کرد. در خطوط تولید می‌توان موقعیت محصول را قبل از ورود به مرحله بعد سنجید.

در چنین کاربردهایی UC2000-30GM-IUR2-V15، DT50-P1113 و O1D100 سه راهکار با فناوری‌ها و محدوده‌های متفاوت هستند.

هدف این نیست که یکی از این سه مدل را بهترین معرفی کنیم؛ بلکه باید مدلی انتخاب شود که با نیاز واقعی ماشین هماهنگ باشد.

برای انتخاب بین UC2000-30GM-IUR2-V15، DT50-P1113 و O1D100 چه چیزی مهم است؟

اگر قرار است بین این سه مدل انتخاب شود، ابتدا باید چند سؤال ساده پاسخ داده شود:

جسم در چه فاصله‌ای قرار دارد؟ سطح جسم چه ویژگی‌هایی دارد؟ چه میزان دقت لازم است؟ خروجی آنالوگ نیاز است یا خروجی سوئیچینگ؟ شرایط محیط نصب چگونه است؟

پاسخ همین سؤال‌ها می‌تواند مسیر انتخاب را مشخص کند.

UC2000-30GM-IUR2-V15 برای اندازه‌گیری اولتراسونیک مناسب است. DT50-P1113 برای اندازه‌گیری نوری در فاصله بیشتر کاربرد دارد و O1D100 نیز برای سیستم‌هایی مناسب است که به اندازه‌گیری فاصله و ارتباط بهتر با تجهیزات کنترل نیاز دارند.

خرید سنسور اندازه گیری فاصله از کنترل سنسور

برای اجرای دقیق اندازه گیری فاصله بدون تماس، انتخاب سنسوری که با شرایط واقعی پروژه هماهنگ باشد اهمیت زیادی دارد. فروشگاه کنترل سنسور با تمرکز بر فروش انواع سنسورهای صنعتی، امکان بررسی و تهیه محصولات موردنیاز برای اندازه‌گیری فاصله، تشخیص موقعیت و کنترل فرآیندهای صنعتی را فراهم کرده است.

برای خرید مدل‌هایی مانند UC2000-30GM-IUR2-V15، DT50-P1113 و O1D100 می‌توانید محصولات موردنیاز خود را در کنترل سنسور بررسی کنید.

هنگام انتخاب بهتر است مواردی مانند برد اندازه‌گیری، نوع فناوری، خروجی سنسور، دقت موردنیاز و شرایط نصب را در نظر بگیرید تا محصول انتخاب‌شده با نیاز خط تولید هماهنگ باشد.

جمع‌بندی

اندازه گیری فاصله بدون تماس زمانی اهمیت پیدا می‌کند که بخواهیم بدون برخورد فیزیکی با محصول، فاصله یا موقعیت آن را به‌صورت پیوسته بررسی کنیم.

در این حوزه فناوری‌های مختلفی وجود دارند. UC2000-30GM-IUR2-V15 از امواج اولتراسونیک استفاده می‌کند، DT50-P1113 بر پایه فناوری لیزری کار می‌کند و O1D100 نیز یک راهکار نوری مناسب برای کاربردهای صنعتی است.

انتخاب درست میان UC2000-30GM-IUR2-V15، DT50-P1113 و O1D100 زمانی امکان‌پذیر است که فاصله، جنس هدف، میزان دقت، نوع خروجی و شرایط نصب از قبل مشخص شده باشند.