سنسورهای نوری نوعی سنسور مجاورتی می باشند که بر اساس ارسال و دریافت نور مدوله شده کار می کنند. نور مدوله شده  پالس هایی با فرکانسی در محدوده 5 تا 30 کیلو هرتز می باشد. استفاده از نور مدوله شده باعث بالا رفتن رنج تشخیص سنسور و همچنین پایین آمدن اثر نور محیط بر روی سنسور می شود، این نور می تواند در طیف نور مرئی سبز تا نور نامرئی مادون قرمز باشد.

امروزه در ساخت سنسور های نوری بیشتر از نور مادون قرمز با طول موج 880 میلی متر استفاده می شود. علت این امر تداخل کم نور مادون  با نور محیط و بالا رفتن فاصله سویچینگ سنسور می باشد. بر روی سنسور های نوری یک پتانسیومتر به منظور تنظیم حساسیت سنسور نصب می گردد.
سنسورهای نوری مطابق زیر به سه دسته تقسیم می شوند :

– سنسور های نوری یک طرفه (Diffuse)
– سنسور های نوری رفلکتوری (آیینه ای) (Retro-reflection)
– سنسور های نوری دو طرفه (Through Beam)
به طور کلی کاربردهای سنسورهای نوری عبارت اند از :

– کنترل سطح مخازن
– تشخیص پارگی ورق
– کنترل انحراف پارچه
– کنترل تردد
و غیره…

سنسور های نوری یک طرفه (Diffuse) :


سنسور های نوری یک طرفه بر اساس ارسال نور مدوله شده و دریافت بازتابش این نور از سطوح مختلف کار می کنند. در این سنسور بخش فرستنده و گیرنده کنار یکدیگر در داخل یک کیس نصب می گردند.

در سنسور نوری یک طرفه، نور مدوله شده توسط فرستنده به طور مستقیم در فضا پخش می شود، در صورتی که این نور به مانعی برخورد کند به صورت مستقیم و غیر مستقیم منعکس می شود که میزان انعکاس این نور بستگی به رنگ، نوع سطح، حجم و زاویه مانع دارد.

میزان انعکاس در سطوح روشن و صیقلی بیشتر از سطوح  تیره و غیر صیقلی می باشد. نور انعکاس  یافته توسط گیرنده این سنسور دریافت و در صورتی که میزان این نور کافی باشد خروجی تغییر وضعیت می دهد. دقت شود که فاصله سویچینگ این نوع سنسور بستگی به میزان انعکاس نور مدوله شده دارد لذا سطوح روشن و صیقلی از فاصله دور قابل تشخیص می باشند.

فاصله سویچینگ این سنسور بر اساس مقوای سفید با سطح صاف بیان می شود و برای محاسبه فاصله سویچینگ برای سایر اجسام  می توان از ضریب تصحیح استفاده کرد. سنسور نوری یک طرفه کمترین فاصله سویچینگ را در بین انواع سنسور نوری دارد البته این فاصله نسبت به فاصله سویچینگ سنسور های القایی و خازنی  بسیار بیشتر است. فاصله سویچینگ برای سنسور های نوری یک طرفه در حدود 2 متر می باشد.

همان طور که بیان شد رنگ اجسام در تشخیص آن ها بسیار مؤثر می باشند، به طور کلی سنسور های نوری یک طرفه قادر به تشخیص اجسام روشن با سطح باز تابش صیقلی مانند اجسام  زیر می باشند:

– مقوا با رنگ های روشن
– پارچه با رنگ های روشن
– شیشه های روشن
– پلاستیک های روشن

دقت شود که این نوع سنسور قادر به تشخیص پلاستیک های مات سیاه، لاستیک های سیاه و پارچه های تیره نمی باشد و برای تشخیص این اجسام می توان از دو نوع  دیگر سنسور نوری ( رفلکتوری و یا دو طرفه ) استفاده کرد، البته این اجسام را می توان توسط سنسور های خازنی و التراسونیک  هم تشخیص داد.

برای نصب سنسور های یک طرفه می بایست  دقت شود  که زمینه پشت سنسور نور را جذب یا منحرف کند تا در صورتی که مانعی روبروی سنسور وجود نداشت، نور منعکس شده به سنسور  باعث فعال شدن سنسور نشود.

مثال هایی از کاربرد سنسور نوری یک طرفه :

الف)کنترل وضعیت قطعه کار بر روی نوار نقاله : دقت شود که در این کاربرد می بایست پتانسیومتر حساسیت سنسور را طوری تنظیم کرد که فقط قطعات با وضعیت صحیح را تشخیص دهد.
 
ب)کنترل شکل و موقعیت قطعه کار
سنسورهای نوری رفلکتوری ( آینه ای ) ( Retro-Reflection ) :


سنسورهای نوری رفلکتوری بر اساس نور مدوله شده و دریافت انعکاس این نور از رفلکتور عمل می کنند. در این سنسور بخش فرستنده و گیرنده درکنار یکدیگر در داخل یک کیس نصب می شوند و نور مدوله شده در فضا منتشر می شود، در روبروی سنسور یک رفلکتور نصب می گردد  و با برخورد این نور به رفلکتور نور تحت زاویه ای معین به صورت یک خط مستقیم به سمت گیرنده سنسور انعکاس داده می شود، در صورتی که یک مانع در مسیر انعکاس این نور قرار گیرد، دیگر امکان دریافت این نور توسط گیرنده فراهم نیست در نتیجه سنسور وجود مانع را تشخیص داده و خروجی سنسور تغییر وضعیت می دهد.

سنسور نوری رفلکتوری فاصله سویچینگ  بیشتری نسبت به سنسور نوری یک طرفه دارد اما فاصله سویچینگ آن کمتر از سنسور نوری دو طرفه می باشد. به طور معمول فاصله سویچینگ این سنسور حدود 10 متر  می باشد.

مثال هایی از کاربرد سنسور نوری رفلکتوری :

الف)شمارش قطعات عبوری از روی نوار نقاله : در این کاربرد فقط نیاز به نصب رفلکتور در یک طرف نوار نقاله می باشد و نیازی به کابل کشی در سمتی که رفلکتور نصب شده نمی باشد و امکان شمارش اجسام مات و سیاه نیز با استفاده از این نوع سنسور وجود دارد.
ب)کنترل میزان شل شدن  پارچه یا ورق توسط چند سنسور نوری رفلکتوری : دقت شود که استفاده از این نوع سنسور فقط برای کنترل حرکت پارچه یا ورق های تیره امکان پذیر می باشد.
سنسور های نوری دو طرفه (Through Beam) :

سنسورهای نوری دوطرفه بر اساس ارسال نور مدوله شده در قسمت فرستنده و دریافت این نور توسط گیرنده ای که در مقابل  فرستنده نصب می شود، عمل می نمایند. در این نوع سنسور فرستنده و گیرنده مجزا از یکدیگر می باشند و نور مدوله شده توسط فرستنده ارسال می شود و گیرنده ای که در مقابل فرستنده نصب شده است این نور را دریافت می کند و در صورتی که بین فرستنده و گیرنده مانعی قرار گیرد دیگر نور توسط گیرنده دریافت نمی شوند در نتیجه سنسور وجود مانع را تشخیص داده و خروجی سنسور تغییر وضعیت می دهد. سنسور نوری دو طرفه بیشترین فاصله سویچینگ را در بین انواع سنسور های نوری دارد، فاصله سویچینگ این سنسور در برخی موارد به بیش از 100 متر  نیز می رسد.
مثال هایی از کاربرد سنسور نوری دو طرفه :

الف) جلوگیری از سانحه با نصب سنسور نوری دو طرفه , در دو طرف درب برقی پارکینگ

سنسور های نوری همراه با کابل فیبر نوری :
می توان با استفاده از کابل های فیبر نوری نور فرستنده و گیرنده سنسور های نوری را کنترل کرد در واقع می توان نور منتشر شده توسط بخش فرستنده سنسور را با استفاده از کابل فیبر نوری به نقاط دلخواه هدایت کرد. سنسور های نوری همراه با کابل فیبر نوری در بسیاری از محیط ها مورد استفاده قرار می گیرند اما کاربرد اصلی آن ها در محیط هایی که خطر انفجار وجود دارد می باشد، همچنین با استفاده از کابل فیبر نوری این امکان وجود دارد که از سنسور یک طرفه مانند سنسور دو طرفه استفاده کرد.


به طور کلی مزایای استفاده از سنسور با کابل فیبر نوری به شرح زیر می باشد:

– تشخیص قطعات در محیط هایی با دسترسی محدود (دسترسی از طریق یک سوراخ کوچک)
– امکان نصب بدنه سنسور دور از محیط های خطرناک(آب , گرما , تشعشع و احتمال انفجار)
– امکان تشخیص قطعات کوچک با دقت بالا
– تشخیص قطعات متحرک
– امکان استفاده از سنسور یک طرفه شبیه سنسور دو طرفه