包装技术日新月异,技术趋势正显著推动生产效率的提升。在食品饮料、制药和化妆品行业,现代全自动包装与灌装系统依赖于智能传感器技术、透明的数据传输以及与上层控制系统的集成,以确保生产流程顺畅无阻。能够灵活适应不断变化的生产需求的模块化系统概念,正变得日益重要。
创新技术与智能传感器的应用,实现了全自动化和实时连续监控。在本文中,我们将探讨光电传感器如何确保包装技术中的流程可靠性,并成功应对诸如透明薄膜、玻璃和PET瓶检测等高难度挑战。

光电传感器是现代包装和灌装系统的关键组件,因其能实现准确的非接触式物体检测。得益于多种工作原理,例如带偏振滤波片的反射板式传感器、带背景或前景抑制功能的漫反射式传感器以及距离传感器,可满足广泛的应用需求。它们在检测、有无判断和质量控制方面的高精度与可靠性,使其用途非常广泛。
光电传感器对灰尘、湿气或环境光等干扰不敏感,确保在苛刻的生产环境中也能可靠工作。其紧凑的设计和高抗干扰性,为现代包装与灌装系统的平稳运行提供了保障。

检测透明玻璃、PET瓶或透明薄膜可能颇具挑战:去偏振、反射和不良聚焦效应可能不同程度地出现,它们或相互抵消,或彼此增强。瓶子的表面曲率会导致聚焦效应,可能增强接收到的信号。所有这些效应都可能导致误触发,这在高速运行中必须避免。其中主要的去偏振效应,可以通过使用配备圆偏振滤波片的反射板来加以利用,从而提高检测可靠性。

反射板式传感器用于透明玻璃及透明材质检测
倍加福R10x和R20x系列反射板式传感器是实现此类任务的理想选择,可确保对玻璃、PET瓶和透明薄膜的无差错检测。通过使用带偏振滤波片的反射板,它们能可靠检测高亮、反光及透明物体。它们保障了生产流程无故障运行,有助于减少停机时间,提高设备可用性。

反射板式传感器由外壳内的发射接收单元和一个配套的反射板组成。光学传感器发射的光束被反射板反射回发射/接收单元。如果物体中断光束,则会触发开关动作。然而,高亮、反射性或透明物体可能因去偏振或不良反射而导致误触发。为此,需使用带偏振滤波片的反射板。该偏振滤波片会额外衰减发射器发出的光。因此,只有从角锥反射板反射回来的光束才能到达反射板式传感器的发射/接收单元,因为反射板改变了光的偏振方向,使其能够无阻碍地通过接收器前的偏振滤波片。其他反射和镜面反射(例如来自玻璃瓶或薄膜的)则不会影响传感器的开关精度。
用于透明玻璃检测的反射板式传感器能识别非常微小的对比度差异,并在受到污染时自动调整发射器光强和接收器增益,这使得开关灵敏度得以提高,而玻璃本身仅产生轻微的光吸收。
倍加福紧凑型OBG5000-R10x系列反射板式传感器专为检测透明物体(如透明玻璃、PET和透明薄膜)而设计,其特别之处在于它们使用圆偏振LED光束工作,而标准的反射板式传感器发射的是线偏振光束。圆偏振光的主要优势在于,当与带圆偏振滤波片的反射板(例如REF-H32G-2或REF-ORR50G-2)配合使用时,更多的反射光能够到达接收单元。通过更高的工作余量,进一步提升了检测可靠性,从而可靠避免误触发。
当使用不带偏振滤波片的标准反射板时,透明薄膜、玻璃或PET瓶对发射器发出并经由反射板返回的光束仅产生5-10%的衰减,并伴有轻微的偏振旋转。而使用带偏振滤波片的反射板,根据去偏振效应的程度,信号最高可减弱90%。利用去偏振效应可以提高检测可靠性,并使发射/接收单元对外部影响的敏感度显著降低。
发射圆偏振光束的反射板式传感器,与带圆偏振滤波片的反射板配合使用,可进一步提高检测可靠性,因为到达接收器的光量显著增加。这使得在应用中获得更高的工作余量,从而提升运行可靠性。带圆偏振滤波片的反射板在光学系统中不会造成损失,其检测范围与标准反射板及带线性偏振滤波片的反射板相同。此外,也无需考虑特定的安装方向,而这是使用带线性偏振滤波片的反射板时必须注意的。
光电传感器配备IO-Link接口,可实现与上层控制系统的持续通信并提供详细的流程数据。IO-Link支持灵活调整参数、处理诊断数据、基于数据进行生产优化以及设备预测性维护。特别是在快速、全自动的生产流程中,带IO-Link的光电传感器便于持续监控并实时提供相关数据,显著减少生产浪费,更高效地利用原材料和包装材料等资源。
倍加福ICE2和ICE3系列多协议IO-Link主站确保通信一致,并轻松将IO-Link设备集成到上层系统中。它们提供持续的状态监控、光学传感器的污染控制,以及在更换设备、变更生产批次或扩展系统时的简便参数设置。

文章来源:倍加福
图片来源:倍加福
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责任编辑:朱晓裔
审 核 人:李峥
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