透明体検出に最適なセンサの種類の選定方法

ボトルの洗浄

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。  それぞれの技術でどのようにして透明体が検出されるのかについて理解を深め、用途に合った適切な技術を選択してください。  

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。 

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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。それにより、反射光による誤検出のリスクが低下します。 透明体の検出に用いられる偏光同軸光学系について、こちらでさらに詳しく説明します。

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ではLEDの代わりにレーザーを使用することで、 LEDベースのセンサより 光軸調整が容易で精度が向上し、より小さい対象物やより小さい隙間を検出する ことができます。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。  

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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

超音波センサでは光ではなく音波を使って検出するため、通常光学センサでネックとなるような条件の影響を受けにくいという性質があります。

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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。

この記事で取り上げられた製品

Q4Xシリーズ 高耐性多目的光電センサ
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