Czujniki laserowe należą do grupy czujników optycznych, a detekcja w tych urządzeniach opiera się na analizie promieniowania lasera. Wiązka laserowa odznacza się znaczną koherencją (spójnością) i intensywnością, dlatego nie ulega łatwemu rozproszeniu. Z tego powodu świetnie sprawdza się nie tylko w dobrych warunkach środowiskowych oraz na bliskie odległości, ale także przy znacznym zapyleniu czy oddaleniu od wykrywanego obiektu. Jak działa czujnik bazujący na świetle laserowym? Dowiedz się, czytając poniższy tekst!

Jak działają czujniki laserowe?

Najważniejszymi elementami sensora laserowego są:

• nadajnik (emiter), czyli źródło światła laserowego,
• odbiornik (detektor), np. fotodioda czy fototranzystor pozwalające na wykrycie obiektu, albo matryca CCD lub CMOS – bardziej zaawansowane elementy, umożliwiające precyzyjny pomiar odległości.

Działanie czujnika laserowego jest zależne od jego rodzaju. W popularnych detektorach odbiciowych, wiązka lasera emitowana przez nadajnik jest kierowana na obiekt docelowy za pomocą układu optycznego urządzenia. Po odbiciu od powierzchni obiektu, światło laserowe trafia do światłoczułego odbiornika. Nieco inaczej pracują czujniki refleksyjne czy bariery, jednak zawsze detekcja obecności obiektu wynika z przerwania ciągłości wiązki laserowej. Tak działają wszystkie czujniki dostępne w dobrych sklepach z automatyką przemysłową, np. w Gigaom, gdzie znajdziesz je w kategorii dostępnej pod tym linkiem: https://gigaom.pl/czujniki-optyczne-laserowe.

Czujniki Time-of-Flight i triangulacyjne

Zasada działania optycznych czujników laserowych bazuje na dwóch podstawowych metodach: Time-of-Flight oraz triangulacji laserowej. Pierwsza z nich może opierać się na pomiarze przesunięcia fazowego między wiązką emitowaną a odbitą albo na pomiarze czasu, jaki potrzebuje emitowany impuls, by dotrzeć do odbiornika. Z kolei w przypadku triangulacji czujnik oblicza dystans między urządzeniem a mierzonym obiektem na podstawie odległości między nadajnikiem a odbiornikiem oraz na podstawie kąta pomiędzy wiązką lasera a płaszczyzną detektora.

Triangulacja laserowa jest stosowana na krótkich dystansach, natomiast metoda impulsowa zapewnia precyzyjny pomiar nawet na dużych odległościach.

Popularne laserowe czujniki impulsowe Time-of-Flight znajdują się m.in. w ofercie Gigaom. Klienci mogą zaopatrzyć się tu również w detektory należące do drugiej grupy, czyli korzystające z metody pomiarowej, jaką jest triangulacja.

Dlaczego warto postawić na czujnik laserowy?

• precyzyjne wykrywanie nawet bardzo małych obiektów,
• łatwość konfiguracji dzięki widocznej wiązce światła czerwonego,
• wysoka dokładność i rozdzielczość pomiarowa,
• szybki czas reakcji na zmiany.

Optyczne czujniki laserowe pozwalają na synchronizację pracy kilku urządzeń jednocześnie, nie powodując wzajemnych zakłóceń. Dzięki temu umożliwiają precyzyjny pomiar powierzchni błyszczących, metalowych a także chropowatych. Ich efektywne wykorzystanie jest możliwe nawet w ograniczonej przestrzeni, gdzie pracuje wiele sensorów jednocześnie.

Gdzie stosuje się laserowe czujniki optyczne?

Sensory laserowe w najprostszej postaci mogą służyć do detekcji obiektów, np. na liniach produkcyjnych, albo do wykrywania określonych cech obiektów. Z tego powodu świetnie sprawdzają się w kontroli jakości, ale także w procesach obróbki – doskonale radzą sobie z wykryciem prawidłowego ułożenia obiektu.

Drugim ważnym obszarem zastosowań czujników laserowych jest pomiar odległości, a także wysokości czy szerokości obiektu. Czujniki optyczne oparte o wiązkę laserową pozwalają jednak na znacznie szersze zastosowanie, np. na pomiar grubości obiektu albo kąta ugięcia detalu.

Czujniki laserowe znajdują szerokie zastosowanie wielu obszarach, dlatego we wspomnianym już sklepie Gigaom oferowany jest duży wybór zróżnicowanych produktów w tej kategorii. Laserowe czujniki optyczne sprawdzają się w takich procesach jak testowanie, kontrola jakości, monitorowanie parametrów czy prace badawczo-rozwojowe.