레이저센서의 종류와 동작방식

LASER 센서는 LASER 기술을 사용하여 작동하는 측정값 레코더입니다. LASER 센서는 물리적 측정값을 아날로그 전기 신호로 변환합니다. LASER 센서는 LASER 광선을 사용하여 물체를 감지합니다. 트랜스듀서로서의 LASER 센서에 대해 이야기하면 LASER 센서는 빛 에너지를 전기 에너지로 변환합니다. LASER 센서는 비접촉식 측정에 사용됩니다.

 

1. LASER란

LASER는 Light Amplification by Simulated Emission of Radiation의 약자입니다. LASER에서 에너지는 매우 높은 강도로 증폭됩니다. LASER 센서는 전자기 스펙트럼의 광학 부분에 가까운 빛의 형태로 에너지를 생성합니다.

 

2. LASER 센서의 작동 원리

LASER 센서에서 거리 측정은 삼각 측량 원리를 기반으로 합니다. 이 원리에 따라 LASER 빔은 물체에 입사됩니다. LASER 센서는 물체를 작은 점으로 치게 됩니다. 빛의 일부가 다시 반사됩니다. 센서의 수신기는 이 지점의 위치를 감지합니다. 입사각은 거리에 따라 변경되며 수신기에서 LASER 포인트의 위치도 변경됩니다.

 

3. LASER 센서의 동작방식

 

레이저 빔은 감지해야 하는 물체에 입사됩니다. LASER는 고도로 집중된 광선이기 때문에 작고 밝은 점으로 나타납니다.

LASER 빔이 감지해야 하는 물체에 입사되면 빛의 일부가 물체에 의해 다시 반사됩니다. 이 반사된 빛은 센서의 수신기(예: 광 다이오드)에 의해 감지됩니다. 센서에는 신호 처리 부분을 수행하는 내부 회로가 있습니다.

 

신호 처리에서 빛이 방출하는 데 걸리는 시간과 빛이 다시 반사하는 데 걸리는 시간이 계산됩니다. LASER 광 방출 속도는 고정되어 있습니다. 따라서 센서에서 물체까지의 거리는 속도와 시간을 사용하여 간단하게 계산할 수 있습니다. 센서는 감지된 거리에 따라 전기 신호를 생성합니다. 이 신호는 디지털 또는 아날로그입니다.

 

 

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4. LASER 센서의 종류

레이저 광을 기반으로 작동하는 다양한 유형의 센서는 다음과 같습니다.

1. LASER 거리 센서
2. 레이저 변위 센서
3. 레이저 프로젝터
4. LASER 광전 센서
5. LASER 엣지 감지 센서
6. 레이저 라이트 커튼
7. 레이저 포지셔닝 센서

 

4-1. 레이저 거리 센서

LASER 거리 센서는 거리를 측정하는 데 사용됩니다. LASER 거리 센서는 더 먼 거리에도 사용할 수 있습니다. LASER 거리 센서는 ToF(Time of Flight) 원리에 따라 작동합니다. LASER가 전송되고 수신된 사이의 시간은 내부 회로에 의해 기록됩니다. LASER의 속도는 이미 알려져 있습니다. 따라서 속도 = 거리/시간의 간단한 공식으로 거리를 알 수 있습니다.

 

 

 

레이저 변위 센서에는 세 가지 유형이 있습니다. 

1) 반사 레이저 센서

반사 레이저 센서는 송신기/수신기라고 합니다. 레이저 광을 방출하는 이미터와 빛을 받는 수신기가 있습니다. 이미터는 광선을 방출합니다. 광선은 대상 물체에서 반사되고 수신기는 반사된 빛을 감지하고 대상을 감지합니다.

 

2) 스루 빔 레이저 센서

Through Beam 레이저 센서 광축에서 신호 빔을 생성합니다. 센서는 방출된 레이저 빔이 대상에 의해 차단되는지 여부를 감지하여 대상 물체를 감지합니다.

 

3) 역반사 레이저 센서

센서는 반사경과 센서 사이에 신호 빔을 생성합니다. 센서는 물체 표면에서 반사된 빛을 받아 물체를 감지할 수 있습니다.

 

 

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4-2. 레이저 변위 센서

변위 센서는 일반적으로 물체를 감지하는 데 사용됩니다. 변위 센서는 거리를 측정하는 것을 목표로 하지 않습니다. 변위 센서에서 센서는 레이저 광을 방출합니다. 지나가는 물체는 물체가 변위 센서를 통과할 때 빔을 반사합니다. 이 반사된 빔은 센서가 수신된 반사를 물체의 감지로 판단하도록 합니다.

 

변위 센서는 두께 측정에도 사용할 수 있습니다. 변위 센서는 프로파일 측정 및 위치 측정에 사용할 수 있습니다.

 

 

 

 

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4-3. 레이저 프로젝터

레이저 프로젝터는 원하는 표면에 레이저 광선을 투사할 수 있는 레이저입니다. 투사된 빛은 응용 프로그램의 여백, 치수 또는 위치를 결정할 수 있습니다. 레이저 프로젝터는 섬유 또는 전자 제품과 같은 산업에서 사용됩니다.

 

LASER 프로젝터는 사무실, 교실, 호텔, 박물관, 쇼룸 및 관광 명소에서 시뮬레이션 애플리케이션에 대한 프레젠테이션에도 사용됩니다.

 

 

 

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4-4. 레이저 광전 센서

LASER 광전 센서는 공정이 고속으로 수행되는 곳에 사용됩니다. 예를 들어, 제품 계산/감지. 고속으로 물체를 감지할 수 있는 능력 때문에 트리거 센서라고도 합니다.

 

 

 

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4-5. LASER 엣지 감지 센서

LASER 엣지 감지 센서는 인라인 감지 및 제품의 한쪽 면을 계수해야 하는 경우에 사용됩니다. LASER 엣지 감지 센서는 생산 라인에 장착됩니다. LASER 엣지 감지 센서는 축적 및 생산 오류를 제한하기 위해 두께를 기준으로 얇은 시트/플레이트를 감지해야 하는 경우에 사용됩니다.

 

 

 

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4-6. 레이저 라이트 커튼

레이저 라이트 커튼 센서는  송신기와 수신기로 구성됩니다. 송신기와 수신기 사이에 방출되는 평행 레이저 빔의 장벽이 있습니다. 장벽을 통과하는 물체가 감지되고 측정됩니다.

 

 

 

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4-7. 레이저 포지셔닝 센서

레이저 포지셔닝 센서는 제품의 포지셔닝에 사용됩니다. 포지셔닝 레이저는 투영을 투과시키고 반사를 수신하지 않습니다.

 

 

 

 

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5. LASER 센서의 장점

1. LASER 센서의 측정은 매우 정확합니다.
2. LASER 센서는 빔의 방향이 높고 빛의 발산각이 작습니다.
3. LASER 센서의 밝기 수준이 높습니다.
4. 레이저 센서의 범위는 최대 수 킬로미터에 달합니다.
5. LASER 센서의 주파수 폭은 일반 조명보다 작습니다.
6. 비접촉식 측정은 LASER 센서에 의해 수행되므로 프로세스를 중단하지 않습니다.
7. 디지털 및 아날로그 출력은 LASER 센서에 사용할 수 있습니다.
8. 레이저 센서는 모든 산업 환경에서 사용할 수 있습니다.
9. 다양한 물질을 검출합니다.
10. 레이저 센서를 쉽게 설치할 수 있습니다.
11. 간섭 및 환경 소음에 강합니다.

 

6. LASER 센서의 단점

1. 레이저 센서는 아날로그 측정 장치보다 비쌉니다.
2. LASER 센서는 매우 정밀한 보정이 유지되어야 하기 때문에 매우 섬세합니다.
3. 일부 프로세스에서는 매우 높은 수준의 정밀도가 필요하지 않습니다. 따라서 LASER 센서는 적합하지 않습니다.
4. 레이저 센서는 시력을 손상시킬 수 있습니다.