Αισθητήρας απόστασης με λέιζερ και τεχνολογία χρόνου πτήσης από τη σειρά PMD
Η αρχή λειτουργίας για επακριβή μέτρηση
Ο αισθητήρας χρησιμοποιεί λέιζερ για να μεταδίδει ένα διαμορφωμένο κύμα φωτός, το οποίο ανακλάται επιστρεφόμενα από το αντικείμενο προς μέτρηση. Η θέση φάσης του λαμβανόμενου ανακλώμενου φωτεινού σήματος συγκρίνεται με τη θέση φάσης του εκπεμπόμενου φωτός. Με βάση τη μετατόπιση φάσης, δηλαδή την «απόσταση» μεταξύ των κορυφών των κυμάτων, προσδιορίζεται ο χρόνος πτήσης του φωτός και υπολογίζεται η απόσταση μεταξύ του αισθητήρα και του αντικειμένου.
- Αξιόπιστος φωτοηλεκτρικός εντοπισμός απόστασης με μεγάλη εμβέλεια ανίχνευσης
- Πολύ καλή αντίσταση ανάκλασης και καταστολή φόντου για αξιόπιστη μεταγωγή
- Υψηλή ακρίβεια για την ανίχνευση μικρών μερών
- Μέτρηση ανεξάρτητη από το χρώμα ακόμα και με δύσκολες επιφάνειες
- Εκδόσεις με κατηγορία προστασίας λέιζερ 1 ή 2
Ακρίβεια εντός ενός χιλιοστού
Οι αισθητήρες PMD της ifm έχουν σχεδιασμό «συστήματος σε τσιπ»: Τόσο το στοιχείο αισθητήρα όσο και τα ηλεκτρονικά για την αξιολόγηση του σήματος είναι ενσωματωμένα σε ένα ενιαίο τσιπ πυριτίου που ονομάζεται συσκευή φωτονικής μίξης (Photonic Mixer Device, PMD). Πλεονέκτημα: Αυτός ο καινοτόμος σχεδιασμός από την ifm παρέχει μέτρηση υψηλής ακρίβειας σε ένα συμπαγές, βιομηχανικού τύπου περίβλημα – χαμηλού κόστους σε σχέση με τα συμβατικά συστήματα.
Με το εξαιρετικά μικρό σημείο φωτός λέιζερ, οι αισθητήρες είναι ιδανικοί για την ανίχνευση μικρών εξαρτημάτων, π.χ. σε εφαρμογές προστασίας από σφάλματα.
Η ανίχνευση δύσκολων επιφανειών γίνεται πλέον εύκολα
Ποια ακριβώς είναι η ιδιαιτερότητα της τεχνολογίας PMD: Οι αισθητήρες PMD μετρούν την απόσταση ανεξάρτητα από το χρώμα της επιφάνειας. Ακόμη και οι πηγές φωτός του περιβάλλοντος, οι ανακλαστικές επιφάνειες, οι βρεγμένες επιφάνειες με στρώμα λαδιού ή τα πολύ σκοτεινά αντικείμενα δεν αποτελούν πρόβλημα. Η γωνία πρόσκρουσης του αντικειμένου μπορεί να είναι έως και 20 μοίρες.
Οι αισθητήρες PMD ανιχνεύουν αντικείμενα με κατηγορία προστασίας λέιζερ 1 που δεν είναι επιβλαβής για τα μάτια. Η εξαιρετική αντίσταση ανάκλασης και η καταστολή του φόντου, μαζί με την υψηλή εφεδρεία λειτουργίας, επιτρέπουν την αξιόπιστη λειτουργία. Το σημείο μεταγωγής ρυθμίζεται εύκολα και εντός ενός χιλιοστού με εύχρηστο χειρισμό με 3 κουμπιά ή εναλλακτικά μέσω IO-Link. Επιτρέπει επίσης την εμφάνιση της τρέχουσας τιμής απόστασης.
Τεχνική τριγωνισμού με το PMD Profiler
Ο αισθητήρας λειτουργεί μέσω τριγωνισμού. Για τον σκοπό αυτόν, ο αισθητήρας διαθέτει μία μονάδα προβολής που εμφανίζει μία γραμμή λέιζερ στην επιφάνεια προς μέτρηση. Αυτή η γραμμή αντανακλάται και λαμβάνεται ξανά από ένα στοιχείο λήψης (τσιπ PMD). Ωστόσο, σε σύγκριση με τη μονάδα προβολής, η κάμερα έχει καθαρή γωνιακή μετατόπιση και επομένως μπορεί να ανιχνεύει το προφίλ ύψους.
Το εύρος μέτρησης του αισθητήρα είναι μεταξύ 150 mm και 300 mm μακριά από τον αισθητήρα. Λόγω της προοπτικής του στοιχείου λήψης, το μήκος της γραμμής λέιζερ εξαρτάται από την απόσταση του αισθητήρα από τον στόχο (όσο πιο κοντά στον αισθητήρα, τόσο μικρότερη είναι η γραμμή). Όμως, ακόμα κι αν η απόσταση μεταξύ του αισθητήρα και του αντικειμένου αλλάξει, οι αναλογίες του αντικειμένου παραμένουν οι ίδιες. Αυτό σημαίνει ότι το περίγραμμα μετριέται ανεξάρτητα από την απόσταση. Αυτό καθιστά πανεύκολη την ευθυγράμμιση και την τοποθέτηση του αισθητήρα.
Αισθητήρας 3D O3D με τεχνολογία χρόνου πτήσης PMD
Χρόνος πτήσης (Time-of-Flight, ToF) Με τη μέτρηση του χρόνου πτήσης, οι τιμές της απόστασης μεταξύ των επιμέρους pixel και του αντικειμένου μπορούν να ανιχνεύονται ταυτόχρονα με τις τιμές κλίμακας του γκρι σε επίπεδο pixel. Αυτό διασφαλίζει ότι οι τρισδιάστατες πληροφορίες παράγονται άμεσα και σε πραγματικό χρόνο. Η συνηθέστερη τεχνολογία ToF είναι γνωστή ως PMD (συσκευή φωτονικής μίξης).
Η τεχνολογία χρόνου πτήσης PMD διασφαλίζει την ανίχνευση χώρων και αντικειμένων με μία μόνο λήψη εικόνας 23.232 pixel σε τρεις διαστάσεις και χωρίς θολή κίνηση. Η σκηνή φωτίζεται από ένα διαμορφωμένο, αόρατο υπέρυθρο φως και το ανακλώμενο φως προσπίπτει στον αισθητήρα PMD.