Vizualni senzorji, senzorji barve in kontrasta: način delovanja in glavne uporabe
26.09.2023
Vse, kar velja vedeti o vizualnih senzorjih.
Barve so nekaj povsem naravnega in večina nas jih lahko brez težav opredeli. Toda s tehničnega vidika so barve pravzaprav elektromagnetni valovi različne dolžine. Lahko jih brez težav interpretiramo, kadar se npr. sprehajamo po mestu in ustrezno odzivamo na zeleno, rumeno ali rdečo barvo semaforjev. Tudi stroje smo morali naučiti, da lahko barve prepoznavajo podobno kot mi. Za ta namen uporabljamo različne vizualne sisteme in senzorje, ki zaznajo barvo in kontrast. Z njimi lahko stroji berejo npr. podatke, kodirane v črtnih kodah.
- Tehnika zaznavanja barv
- Senzorji kontrasta
- Uporaba vizualnih senzorjev
- Izbira ustreznih vizualnih senzorjev
Kako deluje senzor barve? Metode zaznavanja barv
Prepoznavanje barv s strani specializiranih senzorjev ni tako preprost postopek, kot bi se lahko zdelo. Kot že vemo, so barve v resnici elektromagnetni valovi različnih dolžin iz območja vidne svetlobe. Gre za valove, dolge od 400 nanometrov za vijolično barvo in 700 nanometrov za rdečo. Izven tega območja so druge vrste elektromagnetnih valov, ki jih ne opazimo s prostim očesom; to so med drugim rentgensko sevanje, infrardeča svetloba in mikrovalovi.
Delovanje vsakega senzorja barve temelji prav na zaznavanju dolžine elektromagnetnega vala. Senzor meče snop bele svetlobe na predmet. Svetloba se od njega odbija in se vrne v senzor, ki jo analizira. Preproste naprave, ki jih imenujemo kolorimetri, najpogosteje uporabljajo tri RGB filtre (rdečega, zelenega in modrega), ki dovolijo prehod svetlobe samo določene dolžine. Nato svetloba doseže svetlobno občutljivo komponento, ki jo izmeri oziroma spremeni v izmerljivo veličino (običajno napetost). Elektronika v senzorju vrednost napetosti brez težav pretvori v signal, razumljiv človeku ali drugemu stroju. Alternativa senzorjem z RGB filtri so tako imenovani spektrofotometri. To so veliko bolj zapletene naprave. V njihovem primeru se svetloba, ki jo odbije površina predmeta, razprši na snope posameznih barv, ki jih nato zaznajo ustrezni svetlobno občutljivi elementi. Na ta način lahko natančno opredelimo barvo predmeta.
Odbojni senzor svetlobe
Kako deluje senzor kontrasta?
Senzor kontrasta z dometom 12,5 mm
Senzorji kontrasta glede načina delovanja in zasnove nekoliko spominjajo na zgoraj opisane vizualne senzorje barve. Tudi ti senzorji vržejo snop svetlobe, ki se odbije od površine predmeta in se vrne v modul, ki analizira njegovo jakost oziroma ugotavlja, ali se je svetloba sploh vrnila v senzor. Na tej podlagi določi kontrast. Temnejša ko bo površina predmeta, se bo manj svetlobe vrnilo v senzor in bo manj fotonov doseglo svetlobno občutljivi element, ki jih spremeni v napetost. Na podlagi te električne veličine lahko že brez težav določimo kontrast. Upoštevati velja, da senzorji kontrasta temeljijo ne samo na beli svetlobi. Lahko oddajajo tudi snope drugih barv, kar olajša analizo kontrasta barvnih predmetov.
Področja uporabe vizualnih senzorjev
Vizualni senzorji barve in kontrasta se široko uporabljajo v modernih industrijskih obratih. Pri tem izstopajo zlasti avtomobilska, farmacevtska, živilska, kemična in seveda tiskarska industrija. Vizualni senzorji so nepogrešljiv element večine strojnih sistemov, kjer opravljajo vlogo detektorjev za določanje kakovosti proizvodov. Poleg tega se uporabljajo tudi v sortirnih strojih. Pravzaprav je vse to odvisno od specifike proizvodnega postopka, saj vizualni senzorji lahko v nekaterih primerih tudi nadomestijo druge vrste detektorje.
Kateri vizualni senzor izbrati?
Pri izbiri vizualnih senzorjev velja upoštevati zlasti občutljivost modula, največjo razdaljo detekcije in električne parametre. Zelo veliko je odvisno tudi od konkretne uporabe. V večini primerov določanje natančne barve ni potrebno. Pri proizvodnji se pogosto zahteva samo opredelitev barve po načelu OK/NOK (OK/not OK - pravilna/napačna). Za tovrstne uporabe so odlični preprosti in poceni vizualni senzorji. Pri zahtevnejših proizvodnih postopkih je treba poseči po preciznejših senzorjih s širšimi možnostmi zaznavanja barv in kontrasta. Vse je odvisno od specifike proizvodne linije.
Besedilo sestavila Transfer Multisort Elektronik Sp. z o.o.