透明体検出に最適なセンサの種類の選定方法

概要： 透明体は光を通すため、検出が困難な場合があります。特定の条件に向いているセンシング技術もあれば、特定の材料に対してより効果を発揮するものもあります。

この記事では、透明体の検出によく使われている3つのタイプのセンサ技術、LEDベースセンサ、レーザーベースセンサ、超音波センサを比較します。透明な物体を検出するための各技術の仕組みと、アプリケーションに適した技術の選び方をご紹介します。

LEDベースの光電センサ

透明体検出用途で最もよく使用されているLEDベース光電センサは回帰反射型センサです。このセンサには投光器と受光器が収納されています。投光器から反射板に光のビームが向けられ、反射板から光のビームが受光器に返されます。センサと反射板の間を通過する物体によって、投光された光の量が感知可能なほどさえぎられるか減衰されます。

LEDベースの光電センサで透明体を検出する仕組み

同軸光学設計の回帰反射型光電センサでは、光が1本の細い軸に沿って投光および受光されます。反射された光による誤検出のリスクが大幅に減少し、透明体検出が的確に行われます。この技術を用いたセンサには明るく小さいスポットがあり、センサの光軸調整を容易に行えるとともに、正確な前縁検出が可能になります。

また、投光された光と受光される光は1本の細いビームで伝播するため、このようなセンサは小さい開口部からの検知が可能で、センサ本体を遮蔽して洗浄環境や衛生環境で使用することができます。偏光フィルタを持つ光電センサでは、特定の偏光の光波が投光および検出され、その他の光波は無視されます。これにより、反射光による誤検出のリスクがさらに低減されます。透明な物体を検出するための偏光同軸光学系の詳細については、こちらをご覧ください。

長所

光電センサは超音波センサに比べて応答速度が速く、検出距離が長く、精度が高いというメリットがあります。LEDベースのセンサは、大きめの対象物や対象物間の大きめの隙間の検出など、一般的な使用に非常に効果的です (レーザーベースのセンサと比べた場合)。

レーザーベースのセンサ

レーザーベースのセンサも透明体の検出に使用できます。レーザーベースのセンサーは、LEDの代わりにレーザーで動作するため、LEDベースのセンサーに比べて、アライメントが容易で、精度が高く、より小さな対象物を検出し、より小さなギャップを検出することができる。Banner EngineeringのQ4Xのようにレーザーベースのセンサの中には、反射板や受光ユニットが不要なものもあります。

レーザーベースのセンサで透明体を検出する仕組み

デュアルモードに対応したレーザーセンサは、距離の測定だけでなく、安定した背景状態から光度の変化を検出することもできます。すなわち、デュアルモードに対応したレーザー距離センサでは、特定の距離内でターゲットの有無が検出され、さらにターゲットから受光器に返された一定の光量も検出されます。

そのためには安定した基準面をティーチし、基準面の距離および明暗度を基準値として記録し使用する必要があります。ビームの検知範囲内に透明体が現れると、感知される距離と背景状態における光度が変化します。

長所

レーザーベースのセンサには、光軸調整に役立つよく見えるレーザースポットと、小さい対象物の検出精度を高める小さいレーザースポットがあります。レーザーベースのセンサは反射板が不要なため、取り付けの柔軟性が高く、在庫コストとメンテナンスコストを抑えることができます。

超音波センサ

超音波センサでは音波を使って対象物を検出します。大部分の超音波センサでは、音波を発信してターゲットまたは背景状態から反射された音波を受信することで、対象物を検出して距離を測定します。

Banner Engineering製の M25U などの透過型超音波センサは、送波器と受波器の間で信号が遮断されると対象物を検出します。このようなセンサは、他の多くの超音波センサより高速で高い精度が特徴です。

超音波センサで透明体を検出する仕組み

超音波センサーは検知に光ではなく音を利用するため、光学センサーが通常直面する多くの条件の影響を受けにくい。

長所

超音波センサはターゲットの色、反射性、透明性に影響されないため、製品の交換が容易でダウンタイムが短縮されます。また、周囲光による影響を受けず、汚れた環境や湿潤環境でも性能を発揮します。

詳細について

透明体検出の詳細については、当社の専門スタッフに問い合わせるか、以下でサインアップして今後の最新情報をチェックしてください。

注目

透明体検出に最適なセンサの種類の選定方法