安全光柵在陽(yáng)光下的響應(yīng)速度

在工業(yè)生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)，安全光柵就像一道無(wú)形的 “電子防護(hù)網(wǎng)”，時(shí)刻守護(hù)著操作人員和設(shè)備的安全。不過(guò)，在戶(hù)外露天作業(yè)、玻璃深加工車(chē)間、太陽(yáng)能電池板制造線(xiàn)這些強(qiáng)光直射的環(huán)境里，很多同行都遇到過(guò)同樣的困擾 —— 安全光柵的反應(yīng)好像變慢了，時(shí)不時(shí)還會(huì)出現(xiàn)誤報(bào)警。這背后到底是怎么回事？又該怎么解決？結(jié)合我在自動(dòng)化設(shè)備安全改造項(xiàng)目中的經(jīng)驗(yàn)，和大家聊聊其中的門(mén)道。

一、搞懂響應(yīng)速度的關(guān)鍵

安全光柵的響應(yīng)速度，簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)就是從檢測(cè)到有物體擋住光線(xiàn)，到給設(shè)備發(fā)出停機(jī)信號(hào)的時(shí)間差，通常用毫秒來(lái)計(jì)算。舉個(gè)例子，在汽車(chē)零部件沖壓車(chē)間，機(jī)械臂一秒鐘能移動(dòng)好幾米，如果光柵響應(yīng)慢個(gè)幾十毫秒，很可能就錯(cuò)過(guò)最佳防護(hù)時(shí)機(jī)。而陽(yáng)光作為包含各種波長(zhǎng)的混合光源，直射、反射的光線(xiàn)打到光柵上，就像往電路里亂塞信號(hào)，特別容易干擾正常工作。

不同工作場(chǎng)景對(duì)光柵響應(yīng)速度的要求差別很大，我整理了一個(gè)表格方便大家對(duì)比：

二、陽(yáng)光搗亂的三大 “招數(shù)”

1. 光譜 “打架” 鬧誤會(huì)

市面上大多數(shù)安全光柵用的是 940nm 波長(zhǎng)的紅外發(fā)射管，而陽(yáng)光里不僅有可見(jiàn)光，還有大量 780nm 以上的紅外光。我在調(diào)試某汽車(chē)總裝車(chē)間的戶(hù)外輸送線(xiàn)時(shí)就發(fā)現(xiàn)，一到中午太陽(yáng)最烈的時(shí)候，光柵接收端就像 “喝多了酒”，明明沒(méi)人靠近，卻頻繁觸發(fā)停機(jī)信號(hào)。后來(lái)才知道，是強(qiáng)光讓光敏三極管 “罷工”，導(dǎo)致信號(hào)處理出了問(wèn)題。

2. 高溫 “烤” 壞穩(wěn)定性

記得去年夏天在某光伏電站的逆變器裝配車(chē)間，我們安裝的光柵到了下午兩三點(diǎn)就開(kāi)始 “鬧脾氣”，響應(yīng)時(shí)間忽長(zhǎng)忽短。拆開(kāi)外殼一測(cè)，里面溫度居然超過(guò) 50℃。原來(lái)高溫會(huì)改變電子元件的性能，就像手機(jī)在太陽(yáng)下用久了會(huì)卡頓一樣，光柵內(nèi)部的信號(hào)放大電路也會(huì)因?yàn)闇囟壬?“掉鏈子”。

3. 灰塵 “蒙眼” 拖后腿

在陶瓷燒制車(chē)間這類(lèi)粉塵大的地方，光柵鏡頭特別容易沾上灰塵。有一次巡檢發(fā)現(xiàn)，一臺(tái)用了半年的光柵在陽(yáng)光照射下，響應(yīng)延遲比新裝時(shí)慢了近一半。仔細(xì)一看，鏡頭表面的灰塵在強(qiáng)光下形成了光斑，就像給光柵戴上了 “模糊眼鏡”，嚴(yán)重影響信號(hào)傳輸。

三、破解強(qiáng)光干擾的實(shí)用招

1. 給光柵 “戴墨鏡”

加裝特制的濾光片就像給光柵配上了 “太陽(yáng)鏡”。我們?cè)谀巢Ａ粔庸S試過(guò)，用了帶通濾光片后，即使陽(yáng)光直射，光柵接收到的雜散光減少了一大半。不過(guò)要注意，不同品牌濾光片的過(guò)濾效果差異很大，最好選經(jīng)過(guò)專(zhuān)業(yè)機(jī)構(gòu)認(rèn)證的產(chǎn)品。

2. 讓光柵學(xué)會(huì) “智能調(diào)節(jié)”

現(xiàn)在新出的光柵很多都帶自動(dòng)增益控制功能，有點(diǎn)像手機(jī)拍照的自動(dòng)調(diào)光。有個(gè)鋰電生產(chǎn)項(xiàng)目，我們用了這種光柵后，從清晨到正午，不管光照怎么變，響應(yīng)速度始終保持穩(wěn)定。這種自適應(yīng)能力，對(duì)戶(hù)外設(shè)備來(lái)說(shuō)特別實(shí)用。

3. 從 “硬件” 上升級(jí)

外殼材料和鏡頭設(shè)計(jì)也很關(guān)鍵。我們給某港口起重機(jī)裝的光柵，外殼用了抗紫外線(xiàn)的聚碳酸酯，鏡頭角度經(jīng)過(guò)特殊優(yōu)化，既能減少陽(yáng)光直射干擾，又能防止雨水倒灌，用了兩年多都沒(méi)出過(guò)問(wèn)題。

四、選型和安裝的避坑指南

選光柵時(shí)，別只看參數(shù)，最好找廠家要在強(qiáng)光環(huán)境下的實(shí)測(cè)報(bào)告。我就吃過(guò)虧，有次圖便宜選了款產(chǎn)品，結(jié)果到現(xiàn)場(chǎng)根本扛不住正午的陽(yáng)光。另外，安裝角度一定要避開(kāi)反光面，像玻璃、金屬墻面這些地方，稍微不注意就會(huì)讓光柵 “看花眼”。定期清潔也不能偷懶，一塊干凈的鏡頭，能讓光柵性能穩(wěn)定不少。

總結(jié)

這些年參與了不少自動(dòng)化產(chǎn)線(xiàn)的安全改造項(xiàng)目，深刻體會(huì)到安全光柵在強(qiáng)光環(huán)境下的性能，直接關(guān)系到生產(chǎn)效率和工人安全。安協(xié)科技（www.overz.cn）一直和我們這些一線(xiàn)工程師保持溝通，根據(jù)實(shí)際需求改進(jìn)產(chǎn)品。不管是戶(hù)外礦山機(jī)械，還是高反光的電子制造車(chē)間，只要選對(duì)產(chǎn)品、做好安裝維護(hù)，就能讓安全光柵在陽(yáng)光下也能 “眼疾手快”，穩(wěn)穩(wěn)守護(hù)工業(yè)生產(chǎn)安全。