什么是安全光幕

概括   

安全光幕(光栅)也称光电安全保护装置(也称安全保护器、冲床保护器、红外线安全保护装置)是一种新开发的高品质自动控制产品,运用红外线扫描探测技术。发射装置和接收装置安装于两侧,内部由单片机和微处理器进行数字程序控制,使红外线收发单元在高速扫描状态下,形成红外线光幕警戒屏障,当人和物体进入光幕屏障区内,控制系统迅速转换输出电平信号,使负载动作,当人和物体离开光幕警戒区域,则负载正常自动关闭,从而达到安全保护的目的。

安全光幕又称为安全光栅,要说唯一的区别就是它们的取名是依据不同的参照来的,安全光栅是依据该类产品都是成双成对的 “光栅尺 ”,所以叫安全光栅;安全光幕的依据相对的光栅的工作原理来的,一对光栅是一支发射器和一支接收器,发射器发射信号,接收器接收信号,从而形成一个有着安全保护作用的光幕,因此也叫安全光幕,所以市场上也称安全光栅,也称之为安全光幕。

工作原理

光幕的一边等间距安装有多个红外发射管,另一边相应的有相同数量同样排列的红外接收管,每一个红外发射管都对应有一个相应的红外接收管,且安装在同一条直线上。当同一条直线上的红外发射管、红外接收管之间没有障碍物时,红外发射管发出的调制信号(光信号)能顺利到达红外接收管。红外接收管接收到调制信号后,相应的内部电路输出低电平,而在有障碍物的情况下,红外发射管发出的调制信号(光信号)不能顺利到达红外接收管,这时该红外接收管接收不到调制信号,相应的内部电路输出为高电平。当光幕中没有物体通过时,所有红外发射管发出的调制信号(光信号)都能顺利到达另一侧的相应红外接收管,从而使内部电路全部输出低电平。这样,通过对内部电路状态进行分析就可以检测到物体存在与否的信息。安全光幕的红外发射和接收通路数目理论上最大可有215个,考虑到实际光幕的高度和上下通路之间的间距,一般不会超过48个。

安全光幕分直线扫描方式和交叉扫描方式,在直线扫描模式下,单片机每次向发送端和接收端发送相同的通路选择信号,即第一路发第一路收、第二路发第二路收、…第十五路发第十五路收、第十六路发第十六路收。而在交叉扫描模式下,单片机每次向发送端和接收端发送不同的通路选择信号。即第一路发第二路收、第二路发第一路收、……第十五路发第十六路收、第十六路发第十五路收。相比之下,交叉扫描模式对物体的高度测量更为精确,且在检测区域中心1/3处的检测精度最高。最小检测高度可缩至直线扫描模式下的2/3。但是考虑到实际需要,现在普遍使用的都是直线扫描方式的安全光幕。

类型

光幕分为光同步和线同步,光同步指的是光幕的接收和发射不需要有任何通信的线连接,发射按照规定的规律发出红外光,接收器靠接收到光信号后,对比发射器发射的信号,如果一致,表示此时光幕没有被遮挡,输出通光信号。

选型

第一步:根据您的设备对人造成的危险程度选择安全光幕的安全等级(简言之:重大伤亡,选择四级or除去重大伤亡的选二级)。下图是安全等级的选择标准

                                    

                              

第二步:根据您的客户需求是选择国外品牌还是国内品牌(或者是选择四级或者二级,四级为进口光幕价格高出二级的国产光幕一大截。)

第三步:确定安全距离的大小(安全光栅形成的保护墙到危险源的垂直距离)

第四步:选择光轴间距。保护手指,一般选择10mm间距;保护手掌一般选择选择20mm;保护脚或者是身体,一般选择40mm间距的。当然安全距离很大的时候,上述原则不适用。以人体到达危险源前,设备能停止为原则。

第五步:根据您的保护高度,选择合适数量的光轴(大于4的偶数)再选择信号输出(有多种信号输出,PNP*2,NPN*2,继电器,等)

第六步:选择对射距离(光幕截面尺寸小的,对射距离一般较近,小于3米;光幕截面尺寸大的,对射距离一般较远,大于3米。

第七步:选择放射器与接收器之间的同步方式(光同步:发射器与接收器之间没有任何连接,线同步:放射器与接受器之间有根线连接。)

第八步:选择安全光幕的结构类型,是选择大一点的,还是选择薄一点的,是否需要无盲区安全光幕,

第九步:选择安装方式(多种安装方式,L型侧面安装,L型上下安装,钢管支架方式,端盖自带安装孔等)

第十步:根据您的设备使用环境,考虑是否需要安全光幕抗电磁干扰,抗弧光及激光干扰,以及日光干扰,以及防水防尘等。

对比

对比国外优秀设备例如欧姆龙以及几个国内厂家

类别\厂家

施特安邦

欧姆龙

ESPE意普

深圳西肯

产品型号

STD-PB2220

F3SJ-E0465N25

 

ESN2220

ELG2220

CK4系列

检测高度

420mm

420mm

420mm

420mm

420

截面尺寸

27*29mm

 

35*50mm

35*27mm

30*30mm

检测距离

0-3m

0.2-7m

0-5m

0.1-2m

0.1-8m

光轴数

22

22

22

22

22

光轴间距

20mm

20mm

20mm

20mm

20mm

同步性

线同步逐点扫描

线同步

线同步

线同步

线同步

最大功率

≤3W

≤5W

≤5W

≤5W

3-8W

响应时间

4-18ms

10~27.5ms

<10ms

<10ms

≤10ms

供电电压

DC12-24V

DC24V

DC24V

DC24V

DC24V

输出方式

PNP或NPN

PNP或NPN

PNP或NPN

PNP或NPN

PNP或NPN

输出电流

≤100mA

≤200mA

≤200mA

≤200mA

≤200m

防护等级

IP54

IP65

IP65

IP65

IP65

工作温度

-10~55℃

-10~55℃

-10~55℃

-10~55℃

-10~55℃

以同样的监测高度,光轴数简单对比,实际标称需要留出一部分余量。参数上看起来差不多,但是价格上欧姆龙是国产的3倍以上(国产价格含税运800左右),具体效果还是需要实际测试,之后才能知道是否满足需求。

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