激光传感器
推荐项目
基于距离检测的传感器
LR-X系列是一种非常小的激光传感器，能够基于位置检测目标，不受颜色、表面光洁度或形状的影响。其食品级不锈钢外壳(SUS316L)，高IP等级，以及防护电缆，具有令人印象深刻的耐久性。位置变化小至0.5 mm(0.02“)是可能的，随着自动和实时强度调整，以确保对任何目标的稳定检测。
LR-Z系列能够基于位置或对比度检测物体，使其能够可靠地检测金属目标，暗目标，透明目标，对比度变化等。该系列被置于坚固的金属机身中，并提供简单的一个按钮教导。它的范围可达500毫米（19.69英寸），提供硬连线，M8连接器和M12连接器电缆选项。
LR-T系列根据位置检测物体，并提供扩展范围以允许灵活的安装。它位于坚固耐用的金属外壳中，具有简单的一个按钮教导，不受颜色，表面光洁度或角度的影响。该系列的范围高达500万（16.4'），提供硬连线和M12连接器电缆选项。
接收光基激光传感器
激光位移传感器
IX系列基于图像的激光传感器可以测量区域内任何地方的高度。基于相机的图像识别允许激光检测目标点的高度，即使工件在生产线上没有完全对齐。如果目标倾斜或目标本身不同，激光击中目标的高度将有所不同，但IX系列可以识别相对于参考的高度差异。例如，在部件装配线上，单个IX系列部件不仅可以检查部件是否存在，还可以执行阀座检查和其他基于高度的检查。由于其检测高度差异的能力，IX系列也没有错误的检测和错误的存在眩光的金属零件表面或检测目标点有相同的颜色作为背景，提供稳定的自动在线区分。
IL系列CMOS多功能模拟激光传感器是反射激光位移传感器，可以合理的成本提供最佳的检测能力和稳定性。可以在不调整工件类型或其表面条件的情况下进行稳定的检测，因此可以将IL系列添加到生产线上以帮助进行设置，转换和产品更容易。通过传感器头的宽范围阵容，包括高精度模型和远程（高达3.5米11.5'）型号，因此由于其宽的动态范围和环境阻力，这些激光传感器可应用于各种应用。1μm可重复性允许在高公差检测设置中使用以前的传感器无法稳定提供。
激光传感器使用“激光”在直线上发射光。它的光斑可见，使对准和定位非常容易。由于光束是聚焦的，所以可以安装传感器而不用担心杂散光。激光传感器的主要类型包括反射式、射束式和后反射式。
激光传感器的原理和主要类型
激光传感器主要分为多用途类型和距离设置类型。多用途类型进一步分为反射型、射束型和反反射型。所有这些模型都使用可见激光束，但它们的探测原理不同。本节用插图描述这些模型及其检测原理。
多功能激光传感器
反光激光传感器：
传感器头包含激光发光元件和光接收元件，因此它也称为发射机/接收器。为了检测目标，传感器发射激光束以使其从目标的表面反射，并接收反射光束以检测目标。
A:发射机/接收机(传感器头)，B:发光元件，C:目标，D:反射光，E:光接收元件
Thrubeam激光传感器:
激光器的光轴在包含激光发光元件的发射器和包含光接收元件的接收器之间形成信号光束。传感器通过检测发射机发出的激光信号光束是否被目标中断来检测目标。
A:发射机，B:发光元件，C:信号束，D:目标，E:中断信号束，F:接收器，G:光接收元件
Retro-reflective激光传感器:
信号束形成在发射器/接收器(传感器头)和反射器之间。当信号光束被目标中断时，光接收元件接收被目标表面反射的光并检测目标。
A:发射/接收(传感器头)，B:发光元件，C:目标，D:反射器，E:信号中断，F:光接收元件
距离设定型激光传感器
这种类型的激光传感器包含一个激光发光元件，一个接收镜头，和光接收元件(CMOS)在传感器头部。传感器向目标发射激光束并接收反射光。根据光线接收位置的变化(光线入射角度)，传感器可以检测到到目标距离的变化(目标的高度或位置)。当使用这一原理时，激光束从光源到目标表面的反射点到光接收元件的路径形成一个三角形。因此，它被称为三角原理(方法)。
左:目标很近，右:目标很远
A:激光发光元件，B:目标表面，C:反射光，D:光接收元件(CMOS)
激光传感器的优点
与来自LED或其他光源的光不同，激光传感器的光束可见并以直线行进，因此可以立即找到梁点的位置。由于可以容易地确定安装位置，因此与光电传感器相比，可以大大减少积分或转换所需的时间。
与来自led或其他光源的光不同，激光发光元件发出的激光束沿直线传播。由于光是可见的，所以光斑很容易识别。有了反射式激光传感器，就可以看到光束光斑是否准确地位于所需的位置。使用推力光束激光传感器，安装可以快速而准确地完成，因为它很容易对准光轴和确定探测位置。这带来了减少安装工作和更精确的安装等优点。
用于激光传感器的激光束不仅在直线上行进并且具有高功率，而且也不会在长距离铺展。即使对于长距离检测，传感器也可以保持小光束点，这有助于满足各种安装条件。
激光传感器发出的强大的光不会传播，即使在长距离。这意味着可以在远离传感器头的地方进行检测。例如，即使传感器需要安装在一定距离(机器人细胞、操作人员干扰、高温、化学溅射等)，小束点也可以根据需要进行检测。KEYENCE还提供各种各样的传感器头，可在各种安装条件下使用，包括可提供可变波束光斑大小的类型和专门用于远程探测的类型。
通过使用激光光源发出的光束比led光传播得更直，激光传感器几乎不会产生任何杂散光。即使安装在机器或设备内部狭窄的空间中，它们也有减少错误检测的优势。
使用LED光源的传感器容易受到杂散光的干扰。当这些传感器安装在设备内的窄空间中时，可能会引起由于意外反射引起的错误检测。即使在狭窄的空间中，激光束也不会产生杂散光。它们以直线行进，以允许使用小光束斑点检测。还可以在设备内的空间中安装反射激光传感器，以检测目标或使用Thrubeam激光传感器来检测和监控空白本身。Keyence提供了一个阵容，包括可以根据安装条件选择的紧凑型传感器头。
激光传感器案例研究
检测透明膜剩余卷
用一束激光照射在胶卷的侧面，检测胶卷的剩余量。对于卷片机和自动包装机，这确保了适当的时间喂膜(基材)和防止问题。KEYENCE公司的激光传感器(LR-ZH)具有ucd (Universal Change Detection，通用变化检测)功能，可以检测透明膜的剩余量。如果没有背景，可以结合反射器检测到滚动。
远程检测卷筒纸张力控制
引入基于位置的激光传感器(激光位移传感器)，允许在纸张或卷筒纸的转移过程中进行一致的回路控制。KEYENCE提供一系列超远程激光位移传感器，可以在3500毫米(137.80”)的距离进行精确探测。该量程提供了灵活的安装和确保稳定的检测，同时远离伤害的方式。
利用基于图像的激光传感器检测零件和材料的高度
IX系列基于图像的激光传感器可以随着零件和材料的存在同时检测多个点的高度，而不受目标位置偏差的影响。该传感器可以在108.5 × 81 mm(4.27”× 3.19”)的视场内探测到多达16个点。除了检测汽车零部件上多个螺栓的存在情况外，还可以利用激光对螺栓高度进行区分，同时检测错误的螺栓高度。摄像机可以存储目标的特征。即使当目标被放置在不同的位置，位置被纠正在图像和准确的点可以检测。由于检测是基于参考高度和目标点高度的差值，因此既可以检测到目标倾斜，也可以检测到错误的零件高度。这甚至可以在目标部件具有相同颜色的情况下实现，例如车身框架和减振材料。
关于激光传感器的常见问题
如果环境光，如脉冲照明逆变器光或荧光灯的光，进入激光传感器的接收器，传感器可能会错误地将其识别为它发出的光的反射。为了防止这个问题，在传感器的接收器和环境光源之间安装一个屏蔽，这样传感器就不会接收到环境光。或者，调整接收器的角度，使其不接收环境光。同时，在环境光源和接收器之间提供尽可能多的距离。在某些情况下，使用直流照明光源可能会减少传感器故障的机会。
透明物体的传输率高。由于接收到的光强度差不够，透明物体的存在检测失败的情况并不少见。有时，接收光强度的轻微变化，例如反射器的位置，会对检测产生负面影响。为了解决这个问题，安装传感器时，光轴要朝向透明物体的进入方向，而不是垂直于透明物体的进入方向。这使得阴影区域变大，接收器不太可能收到来自目标的镜面反射。这将导致接收到的光强有足够的差异，以检测目标的存在。在使用反向反射模型时，选择一个光斑大小较大的模型可以减少由于反射器位置引起的反射光量的变化。如果检测需要识别光强的细微差异，使用单独的放大器模型来可视化接收到的光强，将更容易确定现场的最佳设置。使用能够自动校正设定值的放大器也会有所帮助。
镜面目标容易引起光的镜面反射。当目标的倾斜度改变时，沿直线运动的激光束可能不能正常返回到接收机，从而导致接收到的光强度不足。作为对策，当使用反射式或距离设置式激光传感器时，有意探测目标在一个轻微倾斜的位置。或者，如果目标上有镜像表面以外的部分，将传感器对准该部分，以使检测更容易。如果使用反射或距离设置模型检测失败，则使用受表面条件影响较小的射束或后反射激光传感器。选择一种带有“扩散”光束的模型，比如光纤传感器，可以减少镜像目标倾斜时接收到的光强度的变化。
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