簡單介紹安全光幕原理及其選型

安全光幕也就是光電安全保護(hù)裝置（也稱安全保護(hù)器、沖床保護(hù)器、紅外線安全保護(hù)裝置等）。在現(xiàn)代化工廠里，人與機(jī)器協(xié)同工作，在一些具有潛在危險(xiǎn)的機(jī)械設(shè)備上，如沖壓機(jī)械、剪切設(shè)備、金屬切削設(shè)備、自動(dòng)化裝配線、自動(dòng)化焊接線、機(jī)械傳送搬運(yùn)設(shè)備、危險(xiǎn)區(qū)域（有毒、高壓、高溫等），容易造成作業(yè)人員的人身傷害。

安全光幕簡介概況

安全光幕是經(jīng)過安全認(rèn)證的光幕產(chǎn)品，由兩部分組成。投光器發(fā)射出調(diào)制的紅外光，由受光器接收，形成了一個(gè)保護(hù)網(wǎng)，當(dāng)是有物體進(jìn)入保護(hù)網(wǎng)，當(dāng)從中有光線被物體擋住，通過內(nèi)部控制線路，受光器電路馬上作出反應(yīng)，即在輸出部分輸出一個(gè)信號(hào)用于機(jī)床如沖床，壓力機(jī)等緊急剎車。 光幕有著非常廣泛的應(yīng)用，比如在需要不斷送取料的沖壓設(shè)備上，如果安裝接觸式安全防護(hù)門，則需要操作人員頻繁地開關(guān)防護(hù)門，這樣不但增加了操作人員的工作量，而且降低了生產(chǎn)效率。在這種情況下，采用光柵和光幕就是最佳的選擇。在操作人員送取料時(shí)，只要有身體的任何一部分遮斷光線，就會(huì)導(dǎo)致機(jī)器進(jìn)入安全狀態(tài)而不會(huì)給操作人員帶來傷害。

光束的密度多少?zèng)Q定了體積多大的身體部分能通過光幕才被檢測(cè)。按照人體工程學(xué)的數(shù)據(jù)，成年人的手指直徑應(yīng)不少于 14mm，手掌厚度不少于 30mm，手腕直徑不少于 40mm，舉例：如果使用的光幕的光軸間距是 40mm，光軸直徑是 20mm，它的分辨率是 40＋20＝60mm，那么手指，手掌，手腕及手臂都有可能通過光幕而不會(huì)被發(fā)現(xiàn)。因此，如果想獲得更高的安全性，便需使用較高分辨率的光幕．

使用光柵和光幕時(shí)，對(duì)安裝有一定的要求，不允許出現(xiàn)人員能夠繞過光柵和光幕而進(jìn)入到危險(xiǎn)區(qū)域的情況，也不允許在光柵和光幕附近有反射光線的表面，使接收器能夠接收到反射過來的光線而無法輸出安全開關(guān)信號(hào)。另外，對(duì)光柵和光幕的使用環(huán)境也有一定的要求，如果環(huán)境中粉塵太大，會(huì)影響到光線的發(fā)射，從而影響光柵和光幕的使用。

安全光幕的工作原理介紹

用安全光幕檢測(cè)物體（比如手）進(jìn)入時(shí)，光幕的一邊等間距安裝有多個(gè)紅外發(fā)射管，另一邊相應(yīng)的有相同數(shù)量同樣排列的紅外接收管，每一個(gè)紅外發(fā)射管都對(duì)應(yīng)有一個(gè)相應(yīng)的紅外接收管，且安裝在同一條直線上。當(dāng)同一條直線上的紅外發(fā)射管、紅外接收管之間沒有障礙物時(shí)，紅外發(fā)射管發(fā)出的調(diào)制信號(hào)（光信號(hào)）能順利到達(dá)紅外接收管。紅外接收管接收到調(diào)制信號(hào)后，相應(yīng)的內(nèi)部電路輸出低電平，而在有障礙物的情況下，紅外發(fā)射管發(fā)出的調(diào)制信號(hào)（光信號(hào)）不能順利到達(dá)紅外接收管，這時(shí)該紅外接收管接收不到調(diào)制信號(hào)，相應(yīng)的內(nèi)部電路輸出為高電平。當(dāng)光幕中沒有物體通過時(shí)，所有紅外發(fā)射管發(fā)出的調(diào)制信號(hào)（光信號(hào)）都能順利到達(dá)另一側(cè)的相應(yīng)紅外接收管，從而使內(nèi)部電路全部輸出低電平。這樣，通過對(duì)內(nèi)部電路狀態(tài)進(jìn)行分析就可以檢測(cè)到物體存在與否的信息。

安全光幕的紅外發(fā)射和接收通路數(shù)目理論上最大可有無數(shù)個(gè)，考慮到實(shí)際光幕的高度和上下通路之間的間距，一般不會(huì)超過 48 個(gè)。

安全光幕分直線掃描方式和交叉掃描方式，在直線掃描模式下，單片機(jī)每次向發(fā)送端和接收端發(fā)送相同的通路選擇信號(hào)，即第一路發(fā)第一路收、第二路發(fā)第二路收、…第十五路發(fā)第十五路收、第十六路發(fā)第十六路收。而在交叉掃描模式下，單片機(jī)每次向發(fā)送端和接收端發(fā)送不同的通路選擇信號(hào)。即第一路發(fā)第二路收、第二路發(fā)第一路收、……第十五路發(fā)第十六路收、第十六路發(fā)第十五路收。相比之下，交叉掃描模式對(duì)物體的高度測(cè)量更為精確，且在檢測(cè)區(qū)域中心 1／3 處的檢測(cè)精度最高。最小檢測(cè)高度可縮至直線掃描模式下的 2／3。但是考慮到實(shí)際需要，現(xiàn)在普遍使用的都是直線掃描方式的安全光幕。

安全光幕類型

光幕分為光同步和線同步，光同步指的是光幕的接收和發(fā)射不需要有任何通信的線連接，發(fā)射按照規(guī)定的規(guī)律發(fā)出紅外光，接收器靠接收到光信號(hào)后，對(duì)比發(fā)射器發(fā)射的信號(hào)，如果一致，表示此時(shí)光幕沒有被遮擋，輸出通光信號(hào)。

安全光幕選型

第一步：根據(jù)您的設(shè)備對(duì)人造成的危險(xiǎn)程度選擇安全光幕的安全等級(jí)（簡言之：重大傷亡，選擇四級(jí) or 除去重大傷亡的選二級(jí)）。

第二步：根據(jù)您的客戶需求是選擇國外品牌還是國內(nèi)品牌（或者是選擇四級(jí)或者二級(jí)，四級(jí)為進(jìn)口光幕價(jià)格高出二級(jí)的國產(chǎn)光幕一大截。）

第三步：確定安全距離的大?。ò踩鈻判纬傻谋Ｗo(hù)墻到危險(xiǎn)源的垂直距離）

第四步：選擇光軸間距。保護(hù)手指，一般選擇 10mm 間距；保護(hù)手掌一般選擇選擇 20mm；保護(hù)腳或者是身體，一般選擇 40mm 間距的。當(dāng)然安全距離很大的時(shí)候，上述原則不適用。以人體到達(dá)危險(xiǎn)源前，設(shè)備能停止為原則。

第五步：根據(jù)您的保護(hù)高度，選擇合適數(shù)量的光軸（大于 4 的偶數(shù)）再選擇信號(hào)輸出（有多種信號(hào)輸出，PNP＊2，NPN＊2，繼電器，等）

第六步：選擇對(duì)射距離（光幕截面尺寸小的，對(duì)射距離一般較近，小于 3 米；光幕截面尺寸大的，對(duì)射距離一般較遠(yuǎn)，大于 3 米。

第七步：選擇放射器與接收器之間的同步方式（光同步：發(fā)射器與接收器之間沒有任何連接，線同步：放射器與接受器之間有根線連接。）

第八步：選擇安全光幕的結(jié)構(gòu)類型，是選擇大一點(diǎn)的，還是選擇薄一點(diǎn)的，是否需要無盲區(qū)安全光幕，

第九步：選擇安裝方式（多種安裝方式，L 型側(cè)面安裝，L 型上下安裝，鋼管支架方式，端蓋自帶安裝孔等）

第十步：根據(jù)您的設(shè)備使用環(huán)境，考慮是否需要安全光幕抗電磁干擾，抗弧光及激光干擾，以及日光干擾，以及防水防塵等。

審核編輯 黃昊宇