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一種新的測轉速的方法(續2)(對于光電開關測轉速的全新了解)

        之前有個現場成功的用光電接近開關測量轉速,在轉軸上面刷黑色背景,然後刷一道白色的漆做齒(槽),當時測下來很成功,也就沒多關注(安裝環境是在地下一層,平時光線昏暗,沒有其他什麼光源)。

        這次又有一個現場采用這種方案,但是測下來轉速值亂跳(安裝環境在一樓,太陽甚至能直接照射到傳感器上面)。現場調試時也是在軸上刷一圈的黑漆,然後刷一條白色的漆;探頭和軸的距離大約4.5cm。用示波器觀察探頭輸出的波形,發現脈沖也不規律。于是稍微研究了一下這個傳感器。

一、光電開關的工作原理

        漫反射型光電開關,探頭頭部有兩個LED燈一樣的東西。這兩個“燈”一個是發射器,一個是接收器。工作時,光電開關的發射器發出紅外光。當紅外光遇到檢測物體時,光在物體表面産生漫反射,反射的光線會被接收器接收到。當接收器接收到足夠量的光線時,光電開關就會産生開關信号。當被檢測物體表面光亮或其反光率極高時,漫反射式的光電開關是首選的檢測模式。檢測物體不限于金屬,對所有反射光線的物體均可檢測。

        漫反射原理:物體表面凹凸不平,相當于無數角度不同的小平面鏡。當入射光是平行光,入射方向相同,但因為各小平面鏡角度不一,是以反射光線角度不一,在各個方向上都可見反射光線。

        檢測距離和被檢測物體的表面反射率決定了接收器接收光線強度的大小,粗糙的表面反射回的光線必将小于光滑表面反射回的強度,而且,被檢測物體的表面必須垂直于光電開關的反射光線。

二、光電開關的特點

        1、檢測距離長

        2、幾乎不受檢測物體制約,對玻璃、塑膠、木制品、液體都能檢測

        3、響應速度快,

        4、鏡頭容易受到塵土的影響。鏡頭遭受污染後,光會被散射或被遮蔽,是以在活水蒸汽、塵土等較多的環境下不太适合

        5、受強光影響較大

        幾乎不受一般照明光的影響,但是像太陽光這樣的強光直接照射檢測物體時,會造成誤動作或者損壞。

三、試驗過程

        鑒于在現場使用時遇到了問題,在公司對這個傳感器做了一些試驗,過程如下:

        需要補充一點的是,紅外光(電磁波的一種)在真空中傳輸不會衰減,但是空氣中有H2O,CO2,塵埃等,光線會散射導緻衰減。

        1、用白紙列印黑色的一個圓圈,然後留出一道白色的縫,這時測出的轉速正常,檢測距離4.5cm。這個距離大概在4-6厘米都沒問題。

        2、用白紙列印灰色,然後留一道白色的縫隙,這時雖然也能正常測到轉速,但是檢測的距離要到6點多厘米,近了測不到。

為什麼底色是灰色和黑色會有這麼大的差距?因為灰色的反射率大于黑色,在同樣的4.5cm的距離上面,黑色因為紅外光被吸收,反射的很少,所有探頭檢測不到。換成灰色的話,就會有部分紅外光被反射,然後達到探頭檢測的量級。将探頭的距離調遠之後,灰色反射到探頭的光線就變少了,到6厘米之外,灰色反射的光線的能量達不到探頭檢測的量級。

        3、在白紙上面噴黑漆,然後用白漆噴一個點,這時測出來的轉速還是亂跳。将測試環境換到一個漆黑的房間試驗,轉速值還是亂跳。用示波器觀察傳感器的輸出波形,發現同樣是黑漆區域,有的地方沒有脈沖,有的地方會輸出一個脈沖。

這種情況我估計是噴的漆在紙的表面形成了鏡面一樣的效果。因為我在日光燈下觀察這個噴了黑漆的紙,感覺很反光。

        4、既然黑色漆面會反光,嘗試将黑色區域縮小,将白色區域增大。這樣我在紙上噴白漆,然後用黑漆噴一個點。

        轉速台設定轉速1000,這時剛好能穩定的測到轉速1000,量探頭和紙的距離是8cm。将距離調到9cm,這時轉速值在2000-3000的亂跳。将距離調到7cm,這時轉速值小于1000亂跳。

         5、黑色區域在此基礎上稍微增大點。将黑點變成一個3cm寬的條紋,距離7.5cm時,轉速值正常1000,不亂跳。繼續調距離到4.5cm都正常。但是4.5cm感覺是一個臨界區域,建議調到5cm-5.5cm最佳。

        6、在上面的基礎上,将轉速開到1200。發現此時轉速值也就不對了。我測了50-1000轉都正常。

        試驗發現黑色條紋的大小(粗細)與安裝的距離有關系,黑色條紋小的時候,安裝的距離就遠。但是黑色條紋在3cm的時候已經夠了。再大也沒有意義。建議就3cm寬,再寬的話又會出現黑色背景時的情況。

四、現場操作

        準備材料:黑色噴漆、白色噴漆、雙面膠、白紙、剪刀、美工刀、砂皮紙、濕紙巾(或濕布)、螺絲刀、扳手等。

1、噴漆的時候要先把探頭拿下來,不然油漆噴在探頭上面會損壞探頭。

一種新的測轉速的方法(續2)(對于光電開關測轉速的全新了解)

       2、噴漆前需先将軸打磨一下,将軸上的一些髒東西擦除。如果軸上面有之前噴的漆,可以用美工刀刮掉;用砂皮紙直接打磨有漆的地方效果不好。

        3、最好用濕紙巾或濕布将打磨的地方在擦一下,将打磨時的粉塵去除

一種新的測轉速的方法(續2)(對于光電開關測轉速的全新了解)

4、用白紙将不要噴漆的地方遮住

一種新的測轉速的方法(續2)(對于光電開關測轉速的全新了解)

黑色的漆留個3厘米寬

一種新的測轉速的方法(續2)(對于光電開關測轉速的全新了解)

5、這是最後噴完的效果,探頭與軸的距離調道5到5.5厘米:

一種新的測轉速的方法(續2)(對于光電開關測轉速的全新了解)

大概就是這樣。

記錄于2022.2.8,上班第一天。

開工大吉!今年少摸點魚,完成年度flag。

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