광전 센서의 혁신

광전 센서는 수십 년 동안 현대 생활의 일부로 자리 잡았으며, 여전히 가장 자주 사용되는 센서 유형 중 하나입니다. 이 기술의 과학적 배경은 1905년 알버트 아인슈타인의 '광전 효과' 이론으로 거슬러 올라갑니다. 그는 빛 에너지가 금속 표면과 충돌할 때 전자를 방출하는 집중된 묶음(광자)으로 공간을 이동한다고 제안했습니다. 따라서 빛 에너지는 전기 에너지로 변환되어 전류를 생성하는 데 사용될 수 있습니다. 그의 획기적인 이론은 1914년과 1916년 R. A. 밀리칸의 실험을 통해 입증되었고, 1940년대 후반에는 엔지니어들이 빛 감지 회로에 사용할 광전도 전지를 개발했습니다.

광전 센서는 직접 광선을 받거나 받지 않는 방식으로 작동합니다. 빔이 중단되지 않으면 광전지는 광자를 수신하지만, 중단되면 수신하지 못합니다. 센서는 이러한 변화가 발생할 때마다 이를 감지합니다. 이러한 이분법적인 '켜짐 또는 꺼짐' 동작은 단순할 수 있지만, 이 탐지 방법을 실제로 적용할 수 있는 분야는 거의 무한합니다.

광전 센서를 공장에 장착하면 센서가 물리적 물체(예: 제작 및 포장 중인 제품)의 존재 유무를 감지하고 특정 기능을 수행하는 기계에 일정한 간격으로 전기 신호를 보내기 때문에 자동화를 실현할 수 있습니다. 광전 센서는 여전히 매우 인기가 있으며, 최근 몇 년 동안 수많은 혁신을 통해 다양한 애플리케이션에 매우 안정적이고 컴팩트하며 강력하고 비용 효율적인 센서가 되었습니다.

배너의 최근 광전 센서의 발전에는 감지 범위를 개선하고 기능을 확장하며 비용을 절감하는 제조 공정 개선이 포함됩니다. 예를 들어, 현재 많은 센서가 유리 렌즈가 아닌 사출 성형 플라스틱 렌즈를 사용합니다. 이는 비용 경쟁력을 향상시키면서도 동일한 수준의 광학적 정확도를 제공합니다. 플라스틱 렌즈는 유리 렌즈보다 무게가 가볍고 경우에 따라 감지 범위를 늘릴 수 있다는 점에서 추가적인 이점이 있습니다.

센서에 새로운 기능을 추가하려면 더 많은 물리적 구성 요소를 갖춘 내부 회로 기판의 새로운 레이어를 추가해야 했습니다. 하지만 디자인 철학이 진화하여 이제 많은 기능을 디지털 방식으로 개선할 수 있습니다. 엔지니어들은 시간이 지남에 따라 업데이트 가능한 ASIC 칩을 통해 광전 센서를 개선하여 더 나은 성능, 더 빠른 속도, 더 나은 주변광 내성 및 기타 업그레이드를 가능하게 했습니다.

전자 공학 및 설계의 개선으로 Banner Q2X 시리즈 와 같은 소형 장치에서도 더 강하고 밝은 빛( 초과 이득 으로 측정됨)을 가진 센서를 만들 수 있게 되었습니다. 일부 센서 수신기는 반사된 광선의 각도를 기록하며, 이를 배경 억제에 사용하여 둘 다 같은 색이더라도 뒤쪽 표면과 대비되는 대상의 위치를 삼각 측량할 수 있습니다.

자동화된 생산을 위한 또 다른 큰 혁신은 사용자가 센서에서 추가적인 가치를 얻을 수 있는 개방형 통신 프로토콜인 IO-Link입니다. IO-link로 센서에 연결하면 레거시 센서보다 더 많은 데이터를 캡처할 수 있습니다. 즉, 센서는 데이터 분석에 기여하여 공장 전체의 성능을 개선하고 생산성을 높이며 예측 유지보수를 위한 기반을 제공하고 예기치 않은 다운타임을 방지할 수 있는 인사이트를 제공할 수 있습니다. 이는 Banner의 Snap Signal 제품 라인의 핵심 철학입니다.  예를 들어, IO-Link 센서는 DXMR90-4K IO-link Master/Controller의 IO-link 포트에 직접 연결할 수 있습니다. 그런 다음 해당 신호 데이터를 클라우드 기반 온라인 대시보드로 전송하여 실시간 상태 모니터링()을 수행할 수 있습니다. 데이터는 PLC, HMI 또는 SCADA 시스템으로 전송할 수도 있습니다.