Бесконтактное измерение длины и пройденного пути — ИСД-5

Измерители скорости и длины лазерные ИСД-5

Измерители скорости и длины лазерные ИСД-5 (далее по тексту — измерители) предназначены для бесконтактного измерения скорости движущихся материалов, а также их длины. При установке измерителя на транспортное средство (ТС), проводится измерение скорости движения и пройденного пути ТС.

Скачать

Информация по Госреестру

Производитель / Заявитель

ООО «Сенсорика-М», г.Москва

ОПИСАНИЕ ТИПА СРЕДСТВА ИЗМЕРЕНИЙ Измерители скорости и длины лазерные ИСД-5 Назначение средства измерений

Измерители скорости и длины лазерные ИСД-5 (далее по тексту — измерители) предназначены для бесконтактного измерения скорости движущихся материалов, а также их длины. При установке измерителя на транспортное средство (ТС), проводится измерение скорости движения и пройденного пути ТС.

Описание

Принцип действия измерителя основан на использовании эффекта Допплера. Отсутствие контакта с объектом контроля обеспечивается за счет использования двухлучевой лазерной интерферометрической системы. Оптико-электронная часть датчика генерирует лазерный луч, который разделяется на два луча, пересекающиеся в пространстве и формирующие область измерения. Когда объект контроля проходит через область измерения, лазерный свет отражается от его поверхности, снова попадает на измеритель и преобразуется в электрические сигналы. Скорость объекта контроля пропорциональна частоте электрических сигналов. Получаемая информация обрабатывается процессором, который обновляет сигналы, поступающие на выходы измерителя.

Конструктивно измеритель состоит из оптического блока и процессорного блока обработки сигналов, соединяемых между собой с помощью кабелей.

Управление измерителем осуществляется при помощи встроенного в процессорный блок микрокомпьютера. Результаты измерений отображаются на дисплее измерителя или передаются на базовый компьютер по сети Ethernet.

Внешний вид измерителя скорости и длины лазерного ИСД-5 показан на рисунке 1.

Программное обеспечение

Идентификационные данные программного обеспечения:

Наименование программного обеспечения

Идентификационное наименование программного обеспечения

Номер версии (идентификационный номер) программного обеспечения

Цифровой идентификатор программного обеспечения (контрольная сумма исполняемого кода)

Алгоритм вычисления цифрового идентификатора программного обеспечения

8 800 777-48-96

Преобразователи бумаги, пленки, фольгированной продукции находят применение там, где необходим жесткий контроль длины и скорости продукции в процессе производства. Применение включает в себя непрерывное измерение длины, контроль дифференциальной скорости, контроль резки, позиционирование продукции, контроль нанесения печати и покраски, а также другие нужды. Большинство производителей зависят от точности их электропривода или механических контактных преобразователей.

Но, механические преобразователи могут терять контакт на различных поверхностях продукта из-за проскальзывания или вибрации, и требуют частой калибровки из-за механического износа. Погрешность контактного преобразователя (около 2%) может конвертироваться в значительные денежные убытки из-за возврата продукции, отходов, технического обслуживания и времени простоя системы. Для решения этой проблемы, производители устанавливают бесконтактный датчик LaserSpeed компании Beta LaserMike на своих производственных линиях непосредственно для измерения длины и скорости продукции.

В датчике LaserSpeed используются передовые лазерные технологии для точного измерения длины и скорости продукции в процессе производства без контакта с материалом. Лазерный датчик проецирует уникальный узор на поверхности продукции. Во время ее движения лазерный луч отражается обратно в блок LaserSpeed. Эта информация преобразуется в скорость продукции и импульсы, производимые для определения длины изделия. Измерения длины и скорости проводятся с точностью ±0,05% и погрешностью ±0.02%. Датчики LaserSpeed применяется для широкого спектра производственных и упаковочных процессов, вот некоторые из них — обеспечение точного измерения длины продукта и скорости резки/перемотки, регулирование покраски/ламинирования, контроль критически важных операций резки и мониторинг натяжения полотна. В результате более высокой точности измерений и более жесткого контроля процессов, датчики LaserSpeed предоставляют целый ряд преимуществ, повышающих прибыль и эффективность производства.

В датчиках LaserSpeed компании Beta LaserMike доступны диапазоны измерения скорости от 0 м/мин до 20000 м/мин, расстояния до объекта контроля до 2500 мм, и глубина зоны измерения до 200 мм. Специальные модели LaserSpeed при измерении учитывают движение продукции в обратную сторону, а также нулевую скорость (остановку).

Оптические и лазерные датчики скорости и длины

В статье приводится краткий обзор принципов измерения скорости и пройденного пути (длины) бесконтактными лазерными и оптическими датчиками и демонстрируются технические параметры этих приборов на примере продукции российского предприятия ООО “Сенсорика-М”.

Как обеспечить точность

Рассмотрим сначала лазерный датчик как наиболее простой. Итак, есть движущийся объект, осветитель этого объекта (иначе ничего не увидим) и регистрирующая отражённый сигнал оптическая система. Это может быть просто линза и фотодетектор (ФД). Объект неоднороден по яркости и шероховатости, поэтому при движении ФД будет регистрировать сигнал, частота которого пропорциональна скорости. Характерное значение этой частоты определяется линейным размером области регистрации ФД и временем пересечения этой области элементом объекта. В принципе, задача решена, но очень неточно. Это так называемый низкочастотный сигнал. Для увеличения точности измерений необходимо сузить спектр частот, генерируемый движущимся объектом. И для этого есть радикальное средство – пространственный фильтр. Это термин из области оптических растровых датчиков. В случае лазерных датчиков – это просто создание интерференционной картины, т. е. периодической модуляции освещённости объекта в пределах лазерного пучка (это область детектирования). Это возможно благодаря свойству когерентности лазерного излучения – все фотоны в пучке сфазированы. Достаточно разделить исходный пучок на два пучка и свести их под углом друг к другу. Это и есть в данном случае пространственный фильтр.
Теперь любой перепад профиля или яркости объекта, пересекающий эту периодическую структуру, даст отражённый сигнал, интенсивность которого промодулирована с частотой “период освещённости” – “скорость его пересечения”. При этом чем больше число созданных периодов – тем ´уже спектр сигнала – единичный перепад профиля или яркости объекта будет генерировать не один импульс, а множество (цуг) импульсов, число которых определяется количеством периодов интерференционной картины. На практике, например, при диаметре пучка на объекте 5 мм и периоде интерференции 0,05 мм получаем 100 штрихов интенсивности, соответственно, цугов сигнала, т. е. спектр сузился примерно в 100 раз по сравнению с вышеописанным низкочастотным сигналом (который теперь малоинформативный, более того, мешает и так и называется – паразитный). Отметим, что достаточно 20–30 штрихов для достижецния точности измерений лучше 0,1%. В случае оптических датчиков – объект освещается однородным источником (просто лампочка или светодиод), а периодическая структура (растр) находится внутри датчика. При этом он получается гораздо более защищенным (как в спорте – санки и бобслей), но возникает множество проблем, основная из которых – зависимость частотного отклика (коэффициент пропорциональности между частотой регистрируемого сигнала и скоростью объекта в Гц/(м/с)) от расстояния до объекта. Забегая вперед, отметим, что сейчас эта проблема решена кардинально.
Подробный обзор по лазерным и оптическим датчикам скорости (способы создания пространственных фильтров, методы обработки сигналов…) можно найти в монографии [1]. На двух сотнях страниц описана вся теория. Только не сказано, как же на этой основе сделать работающий в реальных суровых условиях (температурный диапазон, различные поверхности и изменения расстояний до них в процессе измерений) датчик.

На основе передовых технологий

Производителей реальных бесконтактных датчиков в мире не так много – порядка десятка фирм выпускают лазерные датчики, еще меньше – оптические. В данной статье рассмотрим подробнее датчики обоих типов, производимые российской фирмой ООО “Сенсорика-М”. Поскольку она недавно вышла на этот рынок, при создании датчиков использовались самые последние достижения как в области “железа”, так и в математических алгоритмах обработки сигнала плюс оригинальные технические решения, созданные совместно со специалистами Института общей физики РАН. Например, оригинальный оптический моноблок для лазерного датчика, основанный на принципе деления пучка по волновому фронту, обеспечивает стабильную интерференционную картину, нечувствительную к изменениям температуры, с нулевой разностью хода пучков, что обеспечивает максимальный контраст штрихов в большом диапазоне расстояний до объекта. При этом отсутствуют какие-либо юстировки оптического блока. Оптическая схема приёмной растровой системы оптического датчика полностью устраняет зависимость измеренной скорости от расстояния до объекта при сохранении высокой светосилы оптики. На данное техническое решение получены патенты России и Германии [2].
В приёмной аналоговой электронике и в части аппаратной обработки сигнала также используются самые современные микросхемы и микроконтроллеры с сигнальными процессорами, что позволяет измерять скорость с высокой частотой и реализовывать различные выходные сигналы – аналоговые, частотные, цифровые. Выпускается широкая линейка датчиков обоих типов с номинальными расстояниями до объекта от 15 до 130 см и диапазоном измеряемых скоростей от 0,01 до 100 м/с для самых различных применений в промышленности и на транспорте (подробнее можно посмотреть на сайте компании). В 2014 г. лазерный датчик внесен в Госреестр СИ (средств измерений), оптический датчик будет внесен в Госреестр в 2018 г.
Отметим, что оба типа датчиков измеряют пройденный путь (длину, которая обычно и требуется на практике) по измеренной скорости (интеграл скорости по времени). При этом техническая точность измерений (возможности датчика в смысле повторяемости измерений) уже достигла своего практического предела и превышает обычные потребности практики. Например, в технических данных приводится точность измерений длины

Бесконтактное измерение длины и пройденного пути — ИСД-5

По инициативе Главы Якутии Айсена Николаева заключено соглашение о сотрудничестве с индустриальным партнером АО «Атомредметзолото» по развитию Научно-образовательного центра «Север: территория устойчивого развития» Документ подписан Главой Якутии Айсеном Николаевым и генеральным директором АО «Атомредметзолото» Владимиром Верховцевым. Представители компании войдут в Наблюдательный совет НОЦ. Со.

Президент России Владимир Путин подписал указ об утверждении стратегии развития Арктической зоны РФ и обеспечения национальной безопасности на период до 2035 года. Стратегия разработана в целях реализации Основ государственной политики Российской Федерации в Арктике на период до 2035 года, утвержденных указом главы государства 5 марта 2020 года. Стратегия определяет основные направления, задачи.

Министерство по развитию Дальнего Востока и Арктики совместно с подведомственным ему Агентством по развитию человеческого капитала на Дальнем Востоке и в Арктике подготовили проект программы государственной поддержки традиционной хозяйственной деятельности коренных малочисленных народов, проживающих на арктических территориях.​ В российской Арктике проживают 19 коренных малочисленных народов, р.

По результатам VII Национального чемпионата сквозных рабочих профессий высокотехнологичных отраслей промышленности WorldSkills Hi-Tech 2020 Фонд развития промышленности (ФРП) вручит по 1 млн руб. конкурсанту, который наберет наибольшее количество баллов за выполнение конкурсных заданий среди всех компетенций категории «Инженерные и производственные технологии» и его наставнику. «Фонд развития п.

На торжественной церемонии присутствовали Председатель Правительства РФ Михаил Мишустин, заместитель Председателя Правительства РФ – полномочный представитель Президента в ДФО Юрий Трутнев, Министр РФ по развитию Дальнего Востока и Арктики Александр Козлов и другие официальные лица. Головной универсальный атомный ледокол проекта 22220 «Арктика» начнет работать на Северном морском пути уже.

Пять лет назад вступил в силу закон о Свободном порте Владивосток, за это время количество инвесторов, работающих в рамках преференциального режима, достигло 2063. Предприниматели реализовали 211 проектов, вложили в экономику Дальнего Востока 156 млрд рублей и создали более 17 тысяч рабочих мест. Наибольшее количество инвесторов зарегистрировано в Приморском крае – 1819, следом расположил.

Военно-Топографическая служба

Меню навигации

• Форум
• Участники
• Поиск
• Регистрация
• Войти

Пользовательские ссылки

• Активные темы

Информация о пользователе

Приборы для измерения длин линий

Сообщений 1 страница 5 из 5

Поделиться12013-05-03 17:59:55

• Автор: Yevhen
• Администратор
• 

Базисный прибор с подвесными проволоками
Точным прибором для измерения линий на местности является базисный прибор с подвесными проволоками, предложенный в конце XIX в. шведским геодезистом Э. Едериным. Его распространению во многом способствовало предложение метролога Ш. Э. Гильома о применении проволок из инвара, благодаря чему в этом приборе было ослаблено влияние колебаний температуры на результаты измерения. Русские геодезисты справедливо оценили достоинства этого прибора и установили свойственные ему источники погрешностей. Базисный прибор Э. Едерина в усовершенствованном виде был тщательно испытан в Шпицбергенской экспедиции (1898 г.) А. С. Васильевым. Д. Д. Гедеонову и А. С. Васильеву при-надлежит разработка методики измерения базисов этим прибором.

Так как рабочей мерой является хорда, соединяющая определенные точки на шкалах проволоки, большое значение имеет воспроизведение этой хорды строго единообразно как при компарировании, так и при измерениях. Инварную проволоку подвешивают на карабинах, к которым прикрепляют тонкую стальную проволоку (диаметром 0,4 мм). Концы этой проволоки пропускают через блоки, находящиеся на блочных станках, и к ним прикрепляют гири. Точками, фиксирующими концы пролета, служат кресты на головках целиков, расположенных на штативах. Наиболее удачна конструкция целиков со штативами; они просты и имеют удобное устройство для установки в створе линии. Конструктивная особенность блочного станка состоит в том, что он не должен создавать препятствий для скольжения вспомогательных тонких проволок и должен позволять ориентировать проволоки в небольших пределах. Блоки имеют диаметр около 100 мм и не должны препятствовать перемещению подвешенной системы при одностороннем изменении груза на 0,05 Н (5 Г). Вес гирь, подвешиваемых к проволоке, должен быть одинаковым (допускаются отклонения не более 0,05 Н, или 5 Г. Сохранение постоянства натяжения требует применения шарикоподшипников высокой точности.

бесконтактный высокоточный датчик для измерения длины и скорости непрерывно движущихся различных материалов VLM320

• Описание
• Документация
• Купить в 1 клик

VLM 320 бесконтактный высокоточный датчик для измерения длины и скорости непрерывно движущихся различных материалов: металлический лист, труба, профиль, кабель, бумага, текстиль, пластик, резина, керамика, древесина. VLM 320 позволяет решить самые разные задачи, например, измерение, мерная нарезка, позиционирование, регулирование, контроль качества итд.

Компания ASTECH предлагает VLM 320 в качестве чрезвычайно надежного, хорошо зарекомендовавшего себя датчика, точно приспособленного к требованиям промышленной практики. Независимо от материала, VLM 320 измеряет бесконтактным способом длину и скорость, и благодаря его интерфейсам он может быть оптимальным способом интегрирован в процесс автоматизации и обеспечения качества. При измерении отсутствует контакт, проскальзывание и износ поверхностей, обеспечивается высокая точность, надёжность и экономичность применения, прибор несложен при вводе в эксплуатацию.

#Бесконтактный высокоточный измеритель VLM 320 предназначен для измерения с точностью до 0,05% длины и скорости различных непрерывно движущихся материалов, таких, как лист, труба, профиль, плёнка, керамика, бумага, древесина, резина, нить, фольга, текстиль, кабель. Прибор позволяет автоматизировать многие процессы, например, управление мерной нарезкой, контроль раскроенных листов и даже определение толщины листа при прокате.

#VLM 320 применяется при намотке катушек и рулонов, на экструдерах, при вальцовке, рихтовке, вытяжке и других технологиях обработки материалов. Принцип измерения нечувствителен к изменяющимся свойствам матовой, глянцевой, маслянистой, зернистой поверхности, к различным неровностям и загрязнениям. Посторонний внешний свет компенсируется программно-техническими методами. Для металлургии VLM 320 выпускается также в специальном исполнении для работы с раскалёнными до высокой температуры светящимися трубами, профилями, листом, проволокой из различных металлов, включая сталь, медь, латунь, алюминий.

Принцип работы VLM320
В основе датчика VLM 320 лежит пространственно распределенный частотный фильтр (англ.: spatial filter), который позволяет выполнять бесконтактное измерение длины и скорости движущихся материалов. Такой принцип обеспечивает фильтрацию выделенных решетчатых структур (т. н. импульсная сеточная модуляция). Оптически различимые структуры поверхности материала распознаются, программно структурируются, как решётка и передаются на CCD-датчик. Оптические датчики, которые используют этот принцип, работают без соприкосновения с поверхностью объекта и обеспечивают таким образом полностью бесконтактное измерение.

Через объектив измеряемый объект отображается на строку датчика CCD, который действует как дифференциальная оптическая решетка. Это специализированная аналоговая микросхема, состоящая из светочувствительных фотодиодов, использующая технологию приборов с зарядовой связью. Строка CCD работает только как оптическая решетка и не используется для съёмки изображения. Интегрированный в датчик источник белого света служит для освещения измеряемого объекта. Влияние внешнего света эффективно подавляется в процессе отображения объекта, этот вопрос был решен технологически.

Вследствие импульсной сеточной модуляции при движении объекта возникает импульсный сигнал, частота которого пропорциональна скорости объекта. Из измеренной частоты сигнала рассчитывается скорость и длина объекта. Благодаря многоконтурному регулированию сигнала и сложным алгоритмам происходит практически автоматическое приспособление датчика к различным структурам, освещенности и поверхности материалов.

Гарантия производителя на все модели серии VLM 320 составляет 36 месяцев со дня отгрузки!

#VLM 320 работает автономно; датчик, освещение, обработка сигнала и электропитание интегрированы в приборе. Благодаря цифровой концепции системы в распоряжении пользователя имеются разнообразные функции, гарантирующие гибкость применения. Благодаря имеющимся в приборе интерфейсам VLM 320 легко сочетается с производственными процессами, органами управления и системами сбора результатов измерения, характеризуется простотой обслуживания и калибровки. Для использования в экстремальных условиях может быть поставлен специальный защитный корпус.

#Программное обеспечение VLMTerm предоставляется бесплатно, оно позволяет выполнять конфигурирование измерителя, менять настройки и параметры через интерфейс RS232. Все установки могут быть защищены паролем. Техника работы с программой детально описана в инструкции по эксплуатации. Опционально предлагается определение направления движения, часы реального времени, различные счетчики, монтажные принадлежности, защитный корпус, вентиляторный обдув, благодаря которому прибор может проводить измерения в условиях сильной задымленности, что характерно для металлургического производства.

#Выходные сигналы VLM 320 идентичны сигналам инкрементального энкодера, они вырабатываются быстродействующим процессором пропорционально скорости. Измеритель может интегрироваться в имеющуюся систему автоматизации или обработки данных. Все входы и выходы являются оптоизолированными, то есть они гальванически развязаны с остальной электроникой. Для программирования и конфигурирования предназначен интерфейс RS 232, который является стандартом и имеется в каждом приборе. Базовое исполнение VLM 320 располагает картой AB3 с 4 выходами: один логический «Лампа ОК», два программируемых импульсных выхода (фазы A и B), а четвертый программируемый выход служит сигналом рабочего статуса.

#VLM 320 имеет три входа управления: Standby, направление и триггер. Дальнейшие последовательные и шинные интерфейсы, аналоговые выходы, различные импульсные выходы с высоким расширением опционально доступны в виде плат расширения.

VLM 320 A универсальный измеритель с автоподстройкой к изменяющимся свойствам поверхности различных материалов.
VLM 320 D специальный измеритель для металлов, имеет широкую гамму допускаемых дистанций.
VLM 320 L специальный измеритель для малых скоростей.
VLM 320 V специальный измеритель с фильтром FB2V для особо малых скоростей.

Основные общие технические данные VLM 320:

Диапазон измеряемых скоростей от 0,06 до 3000 м/мин, то есть от 0,001 до 50 м/с
Дистанция (расстояние до объекта) 170, 185 или 240 мм (разные модели)
Погрешность измерения по DIN 1319 0,1%
Детектор CCD (ПЗС) с дифференциальной модулирующей решеткой
Источник света LED белого цвета
Энергообеспечение 230 V AC или 24 V DC
Потребляемая мощность до 20 W
Температурный режим 0. +50°C
Класс защиты IP 65
Размеры корпуса, мм 360 х 160 х 90
Точность при стандартной дистанции 0,05%
Точность при расширенной дистанции 0,2%
Повторяемость результатов 0,025%
Сохраняемая длина 400 км может долговременно сохраняться в памяти прибора
Вес прибора 5,8 кг
Стандартный выход OUT0 = логический выход, сообщение об ошибке
Стандартный выход OUT1 и OUT2 = 2 импульсных выхода 0,2 Гц. 25 кГц с разрешением 5 нс, со смещением фазы, эмулятор инкрементального энкодера
Стандартный выход OUT3 = логический выход, сигнал статуса (рабочего состояния) прибора
Стандартный вход IN0 = логический вход Standby (0 или 24 В)
Стандартный вход IN1 = логический вход направления движения материала (0 или 24 В)
Стандартный вход IN2 = логический триггерный вход для организации режима СТАРТ — СТОП (0 или 24 В)
Опциональный выход Аналоговый выход 4. 20 мА, разрешение 16 бит
Опциональный выход Интерфейсы RS485, RS422 или RS232
Опциональный выход Интерфейсы Ethernet (UDP/IP и TCP/IP) или Profibus DP
Опциональный выход Импульсный сдвоенный выход 0,2 Гц. 50 кГц с разрешением 5 нс, со смещением фазы
Опциональный выход Импульсный сдвоенный выход 0,2 Гц. 2 МГц с разрешением 5 нс, со смещением фазы
Опциональные принадлежности Световые барьеры, распознавание направления движения, различные счётчики и цифровые индикаторы

Hikvision ISD-SMG-серия Металлодетектор со встроенным тепловизором

Металлодетектор со встроенной тепловизионной камерой ISD-SMG318LT-F может использоваться для бесконтактного измерения температуры, обнаружения запрещенных металлических предметов, сбора статистики (число людей, прошедших через рамку, и людей с повышенной температурой, количество тревожных срабатываний системы).

2020: Описание

По информации на октябрь 2020 года Hikvision ISD-SMG318LT-F — это модульная арка, которую легко можно установить и настроить, поэтому решение подходит для организации временных и мобильных контрольно-измерительных пунктов на объектах или выездных мероприятиях.

Термографическая камера, установленная на арке металлодетектора, фиксирует температуру человека по целевой точке на лице. Оптимальное расстояние для измерения температуры – от 0.3 до 3 метров. В камере задействовано два объектива: оптический и тепловизионный. Изображение с них можно просматривать либо по очереди, либо в формате наложения двух кадров, либо в формате «оверлея» (картинка-в-картинке). При подключении регистратора серии DeepinMind можно также настроить функцию распознавания лиц и работы с базами данных.

• Бесконтактное измерение температуры: измерение температуры человека по целевой точке на лице, точное соотнесение измеренного значения с целью.
• Точность измерения температуры: ± 0.5 ℃, дальность: от 0.3 до 3 м, высота цели: от 1.45 до 1.85 м
• Фильтр температур: регулируемая установка температуры. Превышение порога запустит звуковой сигнал тревоги и стробоскоп
• Отображение статистики: отображение числа людей, прошедших через металлодетектор, числа срабатываний тревоги металлодетектора, температуры тела человека в реальном времени, числа людей с температурой выше нормы
• Металлодетектор: обнаружение металлических предметов, в том числе особо мелких
• Тревога нескольких областей: указывает положение металлического предмета на теле человека (макс. 18 областей)
• Модульное устройство: простота перемещения и установки

Бесконтактные лазерные и оптические датчики скорости и пути – пример российской разработки

Бесконтактные лазерные и оптические датчики скорости и пути – пример российской разработки

В статье приводится краткий обзор принципов измерения скорости и пройденного пути (длины) бесконтактными лазерными и оптическими датчиками и демонстрируются технические параметры этих приборов на примере продукции российского предприятия -М».

Бесконтактный принцип измерения скорости достаточно прост. «Простейший» прибор – глаз. Каждый, глянув в окно вагона или автомобиля, может оценить скорость движения по пробегающему мимо пейзажу. «Обработка» сигнала при этом происходит в мозгу – оценка расстояния до какого-либо объекта, его угловая скорость, плюс жизненный опыт. То же, с гораздо более высокой точностью, можно измерить на приборном уровне.

Рассмотрим сначала лазерный датчик, как наиболее простой. Итак, есть движущийся объект, осветитель этого объекта (иначе ничего не увидим) и регистрирующая отраженный сигнал оптическая система. Это может быть просто линза и фотодетектор (ФД). Объект неоднороден по яркости и шероховатости, поэтому при движении, ФД будет регистрировать сигнал, частота которого пропорциональна скорости. Характерное значение этой частоты определяется линейным размером области регистрации ФД и временем пересечения этой области элементом объекта. В принципе, задача решена, но очень неточно. Это так называемый низкочастотный сигнал. Для увеличения точности измерений необходимо сузить спектр частот, генерируемый движущимся объектом. И для этого есть радикальное средство – пространственный фильтр. Это термин из области оптических растровых датчиков. В случае лазерных датчиков – это просто создание интерференционной картины, т. е. периодической модуляции освещенности объекта в пределах лазерного пучка (это область детектирования). Это возможно благодаря свойству когерентности лазерного излучения – все фотоны в пучке сфазированы. Достаточно разделить исходный пучок на два пучка, и свести их под углом к другу. Это и есть в данном случае пространственный фильтр. Теперь любой перепад профиля или яркости объекта, пересекающий эту периодическую структуру, даст отраженный сигнал, интенсивность которого промодулирована с частотой «период освещенности» – «скорость его пересечения». При этом, чем больше число созданных периодов – тем уже спектр сигнала – единичный перепад профиля или яркости объекта будет генерировать не один импульс, а множество (цуг) импульсов, число которых определяется количеством периодов интерференционной картины. На практике – например, при диаметре пучка на объекте 5 мм и периоде интерференции 0,05 мм – получаем 100 штрихов интенсивности, соответственно, цугов сигнала, т. е. спектр сузился примерно в 100 раз по сравнению с вышеописанным низкочастотным сигналом (который теперь малоинформативный, более того, мешает и так и называется – паразитный). Отметим, что достаточно 20 – 30 штрихов для достижения точности измерений лучше 0,1%. В случае оптических датчиков – объект освещается однородным источником (просто лампочка или светодиод) – а периодическая структура (растр) находится внутри датчика. При этом он получается гораздо более защищенным (это как в спорте – санки и бобслей) – но возникает множество проблем, основная из которых – зависимость частотного отклика ( коэффи­циент пропорциональности между частотой регистрируемого сигнала и скоростью объекта в Гц/(м/с)) от расстояния до объекта. Забегая вперед, отметим, что сейчас эта проблема решена кардинально.

Подробный обзор по лазерным и оптическим датчикам скорости (способы создания пространственных фильтров, методы обработки сигналов…) можно найти в монографии [1]. На двух сотнях страниц описана вся теория. Только не сказано, как же на этой основе сделать работающий в реальных суровых условиях (температурный диапазон, различные поверхности и изменения расстояний до них в процессе измерений) датчик.

Производителей реальных бесконтактных датчиков в мире не так много – порядка десятка фирм выпускают лазерные датчики, еще меньше – оптические. В данной статье рассмотрим подробнее датчики обоих типов, производимые российской фирмой -М». Поскольку она недавно вышла на этот рынок, при создании датчиков использовались самые последние достижения, как в области «железа», так и в математических алгоритмах обработки сигнала плюс оригинальные технические решения, созданные совместно со специалистами Института общей физики РАН. Например, оригинальный оптический моноблок для лазерного датчика, основанный на принципе деления пучка по волновому фронту обеспечивает стабильную интерференционную картину, нечувствительную к изменениям температуры, с нулевой разностью хода пучков, что обеспечивает максимальный контраст штрихов в большом диапазоне расстояний до объекта. При этом отсутствуют какие-либо юстировки оптического блока. Оптическая схема приемной растровой системы оптического датчика полностью устраняет зависимость измеренной скорости от расстояния до объекта при сохранении высокой светосилы оптики. На данное техническое решение получены патенты России и Германии [2].

В приемной аналоговой электронике и в части аппаратной обработки сигнала также используются самые современные микросхемы и микроконтроллеры с сигнальными процессорами, что позволяет измерять скорость с высокой частотой и реализовывать различные выходные сигналы – аналоговые, частотные, цифровые. Выпускается широкая линейка датчиков обоих типов, с номинальными расстояниями до объекта от 15 до 130 см и диапазоном измеряемых скоростей от 0,01 до 100 м/с для самых различных применений в промышленности и на транспорте (подробнее можно посмотреть на сайте компании). В 2014 г. лазерный датчик внесен в Госреестр СИ (средств измерений), оптический датчик будет внесен в Госреестр в 2015г.

Отметим, что оба типа датчиков измеряют пройденный путь (длину, которая обычно и требуется на практике) по измеренной скорости (интеграл скорости по времени). При этом техническая точность измерений (возможности датчика в смысле повторяемости измерений) уже достигла своего практического предела и превышает обычные потребности практики. Например, в технических данных приводится точность измерений длины

Бесконтактное измерение длины и пройденного пути — ИСД-5

• Аксессуары
• Блоки питания для ПЛК и датчиков
• Датчики и преобразователи давления промышленные
• Датчики линейных перемещений и расстояний
• Датчики оптические для специальных задач
• Датчики положения
• Датчики, реле потока воздуха и промышленных газов
• Датчики, реле потока жидкости
• Датчики температуры промышленные
• Датчики ускорения — акселерометры
• Датчики угла наклона — инклинометры
• Датчики угловых перемещений, энкодеры, потенциометры
• Датчики щелевые
• Индикаторы, преобразователи и регуляторы
• Мониторинг и диагностика
• Расходомеры жидкости
• Расходомеры сжатого воздуха и промышленных газов
• Сигнализаторы уровня жидкости и сыпучих веществ
• Сканеры штрих-кодов промышленные
• RFID компоненты
• Уровнемеры
• Сигнальное оборудование
• Безопасность на производстве
• Промышленные интерфейсы
• Системы освещения на производстве
• Бесконтактные системы передачи данных

• Аксессуары
• Блоки питания для ПЛК и датчиков
• Датчики и преобразователи давления промышленные
• Датчики линейных перемещений и расстояний

• Датчики — преобразователи линейных перемещений
• Датчики расстояния индуктивные
• Датчики расстояния лазерные
• Датчики расстояния ультразвуковые
• Линейные энкодеры
• Потенциометрические датчики линейных перемещений
• Тросиковые датчики линейных перемещений

• Все
• Balluff
• Banner Engineering
• Datalogic
• IFM Electronic
• Leuze electronic
• Pepperl+Fuchs

Каталог промышленных оптических датчиков расстояния — лазерных дальномеров Balluff, Banner, IFM Electronic, Leuze Electronic, Pepperl+Fuchs с аналоговыми выходами 4-20 мА, 0-10 В или цифровыми интерфейсами на различные диапазоны измерения. Бесконтактное измерение расстояние — постоянно возникающая задача в современном производстве, решить ее помогут лазерные датчики расстояния, представленые в данном разделе каталога.

Диапазон измерения: 0,05. 8 м. Источник излучения: лазер (класс 1), красный. Световое пятно: 7х7 мм. Разрешение: 3 мм. Точность: 30 мм. Время измерения: 3,5. 50 мс. Выходной сигнал: 4. 20 мA/0. 10 В + 2xPNP/NPN NO/NC. Интерфейс: IO-Link. Температурный диапазон эксплуатации: -40. +50 °C. Питание: 18. 30 V DC. Подключение: кабель 0,2 м с разъемом M12 5 pin.

Диапазон измерения: 0,2. 10 м (подавление заднего фона до 19 м) . Источник излучения: лазер (класс 2), красный. Световое пятно: 15х15 мм. Точность на максимальном расстоянии: ± 47,0 мм. Частота измерений: 1-50 Гц. Выходной сигнал: 4. 20 мA/0. 10 В + PNP NO/NC. Интерфейс: IO-Link. Температурный диапазон эксплуатации: -10. +60 °C. Питание: 18. 30 V DC. Подключение: разъем М12 5 pin.

Диапазон измерения: 1. 75 m (подавление заднего фона до 150 м) с отражателем E21159. Источник излучения: лазер (класс 2), красный. Световое пятно : 150х150 мм. Точность на максимальном расстоянии: ± 63,0 мм. Частота измерений: 1-33 Гц. Выходной сигнал: 4. 20 мA/0. 10 В + PNP NO/NC. Температурный диапазон эксплуатации: -10. +60 °C. Питание: 18. 30 V DC. Подключение: разъем М12 4 pin.

Диапазон измерения: 0,2. 10 м (подавление заднего фона до 100 м). Источник излучения: лазер (класс 2), красный. Световое пятно : 15х15 мм. Точность на максимальном расстоянии: ± 65,0 мм. Частота измерений: 1-33 Гц. Выходной сигнал: 4. 20 мA/0. 10 В + PNP NO/NC. Интерфейс: IO-Link. Температурный диапазон эксплуатации: -10. +60 °C. Питание: 18. 30 V DC. Подключение: разъем М12 5 pin.

Диапазон измерения: 0,3. 6 м (подавление заднего фона до 100 м). Источник излучения: лазер (класс 1), красный. Световое пятно : 8х8 мм. Точность на максимальном расстоянии: ± 165,0 мм. Частота измерений: 1-33 Гц. Выходной сигнал: 4. 20 мA/0. 10 В + PNP NO/NC. Температурный диапазон эксплуатации: -10. +60 °C. Питание: 18. 30 V DC. Подключение: разъем М12 4 pin.

Диапазон измерения: 0,2. 10 м (подавление заднего фона до 100 м). Источник излучения: лазер (класс 2), красный. Световое пятно : 15х15 мм. Точность на максимальном расстоянии: ± 65,0 мм. Частота переключений: 5 Гц. Выходной сигнал: PNP NO/NC. Температурный диапазон эксплуатации: -10. +60 °C. Питание: 18. 30 V DC. Подключение: разъем М12 4 pin.