หลักการทำงานของไฟเบอร์ออปติคเซนเซอร์
ไฟเบอร์ออบติกเซนเซอร์ (Fiber Optic Sensor) เป็นอุปกรณ์อิเล็คทรอนิกส์ที่ใช้สำหรับตรวจจับการมี หรือ ไม่มีของวัตถุที่ต้องการจะตรวจจับ โดยอาศัยหลักการวัดปริมาณของความเข้มของแสงที่กระทบกับวัตถุและสะท้อนกลับมายังเซนเซอร์ คล้ายกับการทำงานของโฟโต้อิเล็กทริกเซนเซอร์ (photolelectric sensor) แต่สามารถตรวจจับชิ้นงานได้เล็กกว่า ตรวจจับการเปลี่ยนแปลงวัตถุได้ละเอียดกว่า โดยส่วนประกอบหลักๆ ของเซ็นเซอร์ชนิดนี้ มีอยู่ 2 ส่วน คือ
1.ไฟเบอร์แอมพลิฟายเออร์ (Fiber Amplifier)
มีหน้าที่เป็นในการกำเนิดแสงและรับแสง รวมถึงมีหน้าที่ในการสั่งงานเอาท์พุต ซึ่งแสงที่ Amplifier นี้สร้างขึ้นจะเป็นแบบ visible light เท่านั้น และเป็นอุปกรณ์ที่ใช้ยึดติดกับสายไฟเบอร์ ในการทำงานของแอมพลิไฟเออร์นี้จะทำงานร่วมกับสายไฟเบอร์ออฟติก เพราะฉะนั้นคุณภาพของอุปกรณ์ที่ใช้งานร่วมกันมีความสำคัญอย่างมาก
โดยหลักการทำงานของแอมพลิไฟเออร์นี้จะมีหลักการเดียวกับการสร้างแสงเลเซอร์เนื่องจากแอมพลิไฟเออร์นั้นมีหน้าที่ในการกำเนิดแสงและรับแสงจึงมีหลักการเดียวกับการสร้างแสงเลเซอร์ ซึ่งมีหลักการโดยใช้การกระตุ้นพลังงานจากภายนอกเข้าไปในสสาร แล้วทำให้การเคลื่อนที่ของอิเล็กตรอนในอะตอมเกิดการเปลี่ยนแปลง แต่โดยปกติอิเล็กตรอนไม่สามารถดำรงอยู่ในสภาวะอื่นได้นอกจากสภาวะเดิม จึงทำให้อิเล็กตรอนที่ได้พลังงานกระตุ้นนั้นคายพลังงานส่วนเกินออกมาในรูปของพลังงานแสง ซึ่งความยาวคลื่นของแสงนี้จะขึ้นอยู่กับชนิดและคุณสมบัติของสสาร
2.หัวไฟเบอร์ออบติก (Fiber Optic) สายไฟเบอร์มีความสำคัญในการนำพาแสงจากส่วนของแอมป์พลิฟลายเออร์ไปยังวัตถุที่ต้องการตรวจจับ ซึ่งหัวไฟเบอร์ออบติกจะมีหลายรูปแบบให้เลิอกใช้งานให้เหมาะแก่การใช้งานและติดตั้ง สายไฟเบอร์ออฟติกจะมีด้วยกัน 2 รูปแบบ คือ
- สายไฟเบอร์แก้ว (Glass Fiber) มีข้อดีคือการรับ-ส่งแสงจะมีคุณภาพสูง ส่งได้ระยะไกลและทนต่อสภาพแวดล้อมใช้งานได้ดี แต่ก็มีข้อเสียในเรื่องการดัด ตัดแต่ง สายไฟเบอร์นั้นทำได้ยากและราคาจะสูงกว่าสายไฟเบอร์พลาสติก
- สายไฟเบอร์พลาสติก (Plastic Fiber) มีข้อดีคือราคาไม่แพง การดัด ตัดแต่ง สายไฟเบอร์สามารถทำได้โดยง่าย สะดวกแก่การติดตั้ง แต่ก็มีข้อเสียในเรื่องไม่ทนต่อสภาพแวดล้อมที่มีอุณหภูมิสูงหรือมีการสัมผัสสารเคมี
ไฟเบอร์ออฟติกเซ็นเซอร์ถือว่าเป็นที่นิยมใช้กันมากในอุตสาหกรรมต่างๆ เนื่องจากสามารถทนต่อสภาพแวดล้อมเลวร้ายต่างๆ ได้ดี ไม่ว่าจะเป็น ความชื้น, อุณหภูมิ, ฝุ่น มีขนาดที่เล็กสามารถประหยัดพื้นที่ในการติดตั้งได้ดีและง่ายต่อการติดตั้ง สามารถติดตั้งโดยตรงกับเครื่องจักรได้เลยหรือในบางรุ่นสามารถติดตั้งบนราง DIN ได้เพื่อความสะดวกในการติดตั้งเซ้นเซอร์หลายๆ ตัวพร้อมกัน
หลักการทำงานของไฟเบอร์เซนเซอร์
ทำงานโดยวงจรภายในแอมพลิไฟเออร์กำเนิดแสงและยิงแสงออกมาผ่านไปยังสายไฟเบอร์ที่หัวส่ง(Transmitter) ไปกระทบกับวัตถุ และสะท้อนกลับมายังหัวรับ(Receiver) แล้วส่งกลับไปยังแอมพลิไฟเออร์ ทำการประมวลผลจากค่าความเข้มแสงสะท้อนกลับมาเป็นตัวเลข
เมื่อแอมป์พลิฟลายเออร์ประมวลผลแสงที่สะท้อนกลับมาเป็นตัวเลข เราสามารถตั้งค่า Threshold เพื่อให้แอมป์พลิฟลายเออร์ตัดสินใจในการส่งสัญญาณเอาท์พุทออกมาในกรณีที่ตัวเลขแสงที่สะท้อนกลับมาเกินกว่าหรือต่ำกว่าค่า Threshold ที่ตั้งขึ้น
ข้อดีของการใช้ไฟเบอร์ออปติกเซนเซอร์ (Fiber OpticSensors)
1.ขนาดของหัวไฟเบอร์ออปติกที่มีขนาดเล็ก ทำให้เหมาะกับการใช้งานกับพื้นที่จำกัดหรือตรวจจับชิ้นงานที่มีขนาดเล็ก
2.สามารถใช้ในสภาพแวดล้อมที่มีความเสี่ยงได้ เนื่องจากสายไฟเบอร์ออฟติกนั้นเป็นแค่ตัวนำสัญญาณแสงโดยที่ไม่มีวงจรไฟฟ้าอยู่ภายใน (แต่ตัวแอมพลิไฟเออร์ต้องลากออกไปข้างนอก)
3.มีหลายแบบให้เลือกใช้ตามการใช้งาน เช่น รุ่นทนความร้อน สูงสุด 300 องศา หรือ รุ่นทนสารเคมี
4.สามารถจับวัตถุหรือจุดที่มีความแตกต่างกันน้อยได้ดีกว่าเซ็นเซอร์ประเภทโฟโต้อิเล็คทริคเซ็นเซอร์
อีเมล : siamhitech_world@hotmail.com
TOP เลื่อนขึ้นบนสุด
