Czujniki światłowodowe Contrinex – precyzja detekcji w aplikacjach o ograniczonej przestrzeni

Miniaturyzacja w przemyśle to nie tylko trend, to wymóg współczesnej inżynierii. Maszyny stają się bardziej kompaktowe, a detale, którymi operują – coraz mniejsze. W sytuacjach, gdzie standardowe fotokomórki są zbyt duże lub zbyt wolne, jedynym skutecznym rozwiązaniem stają się czujniki światłowodowe Contrinex. To technologia, która pozwala na przeniesienie „oczu” maszyny w najbardziej niedostępne zakamarki, oddzielając elektronikę pomiarową od miejsca detekcji.

Dla inżynierów utrzymania ruchu i konstruktorów maszyn, systemy światłowodowe oznaczają koniec problemów z montażem w ciasnych gniazdach czy na ruchomych chwytakach robotów. Jako systemy pomiarowe o najwyższej precyzji, są fundamentem wydajności w branży elektronicznej, farmaceutycznej i automotive.

Dlaczego warto stosować czujniki światłowodowe ?

Tradycyjne czujniki fotoelektryczne, mimo swojego zaawansowania, mają fizyczne ograniczenia. Muszą pomieścić w obudowie nadajnik, odbiornik, układ optyczny i elektronikę sterującą. Światłowodowe czujniki zbliżeniowe łamią ten schemat, oferując unikalne korzyści konstrukcyjne.

Detekcja bardzo małych elementów

Precyzja to drugie imię marki Contrinex. Dzięki zastosowaniu wysokiej jakości włókien optycznych, możliwe jest skupienie wiązki światła do średnicy ułamków milimetra. Pozwala to na niezawodne wykrywanie obiektów, które dla standardowych czujników byłyby „niewidzialne” – np. nóżek układów scalonych, cienkich drutów, igieł medycznych czy mikroskopijnych otworów w detalach. Czujniki precyzyjne Contrinex radzą sobie z obiektami o średnicy nawet 0,05 mm, co czyni je bezkonkurencyjnymi w precyzyjnej automatyce.

Praca w miejscach, gdzie inne czujniki się nie mieszczą

To kluczowy argument („Selling Point”) tej technologii. Głowica czujnika światłowodowego jest elementem pasywnym – to po prostu zakończenie włókna, często zakończone gwintowaną tuleją (nawet M3 lub M4) lub gładką rurką. Dzięki temu sensor można zamontować bezpośrednio w chwytaku robota, wewnątrz skomplikowanego narzędzia czy w szczelinach maszyny pakującej, gdzie przestrzeń montażowa liczona jest w milimetrach. Elastyczność przewodu światłowodowego pozwala na jego dowolne ułożenie, omijając elementy konstrukcyjne maszyny.

Odporność na warunki środowiskowe dzięki oddzieleniu głowicy i elektroniki

Wiele awarii czujników wynika z ich przegrzania, zalania lub wibracji. W systemie światłowodowym, wrażliwa elektronika (wzmacniacz) znajduje się bezpiecznie w szafie sterowniczej lub na szynie DIN, z dala od strefy procesowej. W strefie zagrożenia – np. w wysokiej temperaturze, w obecności agresywnej chemii czy silnego pola elektromagnetycznego – znajduje się tylko pasywne włókno. Odpowiednio dobrane czujniki światłowodowe Contrinex mogą pracować w temperaturach przekraczających kilkaset stopni Celsjusza, będąc całkowicie niewrażliwymi na zakłócenia elektryczne.

Jak działają czujniki światłowodowe Contrinex ?

Zrozumienie zasady działania tych urządzeń ułatwia ich poprawny dobór i aplikację. System składa się zawsze z dwóch elementów: wzmacniacza (jednostki centralnej) oraz włókna światłowodowego.

Nadajnik–odbiornik i transmisja sygnału światłem

Wzmacniacz generuje światło (zazwyczaj czerwone LED, rzadziej podczerwone lub zielone), które jest wprowadzane do włókna światłowodowego. Włókno, działając na zasadzie całkowitego wewnętrznego odbicia, transportuje to światło do głowicy.

W przypadku wykrycia obiektu, światło odbija się od niego (system odbiciowy) lub zostaje przesłonięte (system bariery) i wraca drugim włóknem (lub tym samym w specjalnych konstrukcjach) do wzmacniacza.
Tam sygnał optyczny jest zamieniany na elektryczny, analizowany i – po przekroczeniu ustalonego progu – następuje przełączenie wyjścia.

Różnice między czujnikami światłowodowymi a fotoelektrycznymi

Główna różnica leży w budowie. Czujnik fotoelektryczny to urządzenie „wszystko w jednym”. Czujnik światłowodowy to system modułowy. Taka budowa daje czujnikom do aplikacji o małej przestrzeni przewagę nie tylko wymiarową, ale i eksploatacyjną. W razie uszkodzenia mechanicznego (np. uderzenia przez detal), wymieniamy tylko tanie włókno, a drogi wzmacniacz pozostaje nienaruszony.

Typowe zastosowania w przemyśle

Gdzie stosuje się czujniki światłowodowe ? Wszędzie tam, gdzie standardowa optyka zawodzi z powodu braku miejsca lub wymagań co do precyzji.

Detekcja mikrodetali w montażu elektroniki

Przemysł elektroniczny (PCB) to naturalne środowisko dla tych rozwiązań. Czujniki światłowodowe Contrinex kontrolują obecność kondensatorów SMD, sprawdzają poprawność orientacji chipów przed lutowaniem oraz weryfikują obecność pasty lutowniczej. Dzięki małej plamce świetlnej, czujnik nie „widzi” ścieżek na płytce obok badanego elementu, co eliminuje fałszywe sygnały.

Kontrola obecności elementów w maszynach pakujących

W farmacji i branży FMCG liczy się szybkość. Blistrownice i kartoniarki pracują z ogromnymi wydajnościami. Światłowody służą tu do zliczania tabletek wpadających do blistra, kontroli obecności etykiety na fiolce czy sprawdzania poziomu napełnienia transparentnych płynów (przy wykorzystaniu zjawiska załamania światła). Krótki czas reakcji wzmacniaczy Contrinex pozwala nadążyć za najszybszymi maszynami na rynku

Precyzyjne pozycjonowanie w robotyce i automatach montażowych

Roboty montażowe potrzebują informacji zwrotnej: „czy chwyciłem detal ?”, „czy detal jest w dobrej pozycji ?”. Włókna światłowodowe są idealne do prowadzenia wzdłuż ramienia robota (zwłaszcza wersje o zwiększonej elastyczności „High Flex”). Stosuje się je do bazowania stołów obrotowych oraz jako wyzwalacze (triggery) dla systemów wizyjnych, zapewniając idealną synchronizację.

Serie światłowodowe Contrinex – rozwiązania dla wymagających aplikacji

Czujniki światłowodowe Contrinex to szeroka rodzina produktów, którą można podzielić ze względu na materiał wykonania oraz funkcjonalność wzmacniaczy.

Włókna plastikowe vs. szklane – co wybrać ?

To najczęstszy dylemat przy doborze.

Włókna plastikowe (PMMA): Są standardem w 90% aplikacji. Są elastyczne, można je przycinać na wymiar gilotyną (dostarczaną w zestawie), co ułatwia montaż. Są tańsze i świetnie sprawdzają się w temperaturach do ok. 70°C.
Włókna szklane: Dedykowane do zadań specjalnych. Nie można ich przycinać, ale oferują wyższą transmitancję światła (większy zasięg) oraz odporność chemiczną i termiczną. Są sztywniejsze, ale niezbędne w trudnych warunkach środowiskowych.

Wysoka odporność na temperaturę i uszkodzenia mechaniczne

Contrinex oferuje specjalistyczne włókna w pancerzach ze stali nierdzewnej, które chronią przed zgnieceniem czy przegryzieniem przez gryzonie. Dostępne są również wersje wysokotemperaturowe, zdolne do pracy w pobliżu pieców, wtryskarek czy w procesach suszenia, gdzie temperatura otoczenia głowicy wyklucza użycie zwykłej elektroniki.

Wzmacniacze światłowodowe – funkcje i konfiguracja

Serce systemu to wzmacniacz. Contrinex oferuje modele od prostych (ustawianych potencjometrem) po zaawansowane cyfrowe z wyświetlaczami LCD/OLED. Kluczowe funkcje to:

Teach-in: Automatyczne uczenie się progu zadziałania (na obiekcie i na tle).
Dostrajanie częstotliwości: Zapobieganie wzajemnemu zakłócaniu się czujników zamontowanych blisko siebie.
Regulacja czasu reakcji: Możliwość wyboru między ultra-szybką detekcją a maksymalnym zasięgiem.

Jak dobrać światłowód i wzmacniacz do aplikacji ?

Sukces wdrożenia zależy od poprawnego dopasowania parametrów do fizyki procesu.

Długość włókna, minimalny promień gięcia, rodzaj końcówki

Przy wyborze należy zwrócić uwagę na promień gięcia. Standardowe włókna mogą pęknąć przy zbyt ostrym zagięciu, co trwale uszkodzi czujnik. Do aplikacji ruchomych (np. prowadniki kablowe) należy wybierać włókna typu „High Flex”, które wytrzymują miliony cykli zginania. Istotny jest też kształt głowicy – prosta, kątowa 90 stopni, czy może elastyczna igła, którą można dowolnie formować ?

Wybór trybu detekcji (refleksyjny, nadajnik-odbiornik)

Podobnie jak w standardowych fotokomórkach:

Układ barierowy (Thru-beam): Dwa oddzielne włókna. Największy zasięg i pewność działania w zapyleniu. Wymaga dostępu z dwóch stron.
Układ odbiciowy (Diffuse): Jedno włókno dwużyłowe (współosiowe lub równoległe). Łatwy montaż z jednej strony, idealny do detekcji małych obiektów na kontrastowym tle.

FAQ – Najczęściej zadawane pytania

Jakie włókna wybrać — plastikowe czy szklane ?

Włókna plastikowe są tańsze, bardziej elastyczne i można je docinać na długość, co czyni je idealnymi do większości standardowych aplikacji. Włókna szklane wybieraj do pracy w wysokich temperaturach (powyżej 70-100°C), w agresywnym środowisku chemicznym lub gdy potrzebujesz bardzo dużego zasięgu.

Czy czujnik światłowodowy wykryje obiekt o 1 mm ?

Tak, a nawet mniejszy. Dobrej klasy światłowody Contrinex w połączeniu z cyfrowym wzmacniaczem bez problemu wykrywają obiekty o średnicy 0,5 mm, a specjalistyczne wersje radzą sobie z elementami rzędu 0,05 mm.

Czy światłowody można stosować na ruchomych częściach maszyn ?

Tak, ale należy wybrać włókna o zwiększonej elastyczności (wersje High Flex), zaprojektowane do pracy w prowadnikach kablowych. Standardowe włókna przy ciągłym zginaniu mogą ulec uszkodzeniu (zmatowieniu rdzenia), co doprowadzi do spadku zasięgu.

Podsumowanie

Czujniki światłowodowe Contrinex to synonim szwajcarskiej precyzji w formacie mikro. Pozwalają realizować detekcję tam, gdzie brakuje miejsca, a wymagania jakościowe są najwyższe. Odporność na zakłócenia, szybkość działania i ogromna różnorodność głowic sprawiają, że są one niezastąpionym narzędziem w nowoczesnym przemyśle.

Szukasz czujnika do precyzyjnej detekcji ? Skontaktuj się z Contec – dobierzemy najlepszy model światłowodowy Contrinex do Twojej aplikacji.