安全光幕的工作原理详解
一、基本结构与光幕形成
发射器与接收器组合
安全光幕由发射器(含多组光源)和接收器(含光电探测器)构成,两者形成平行或交叉排列的光束阵列。发射器通常采用红外LED或激光光源,接收器则实时监测光束状态。
通过编码技术(如脉冲调制),确保每束光的独立性,减少环境光干扰。
光幕覆盖与保护区域
发射器发出的光束在垂直或水平方向形成密集的“光屏障”,覆盖危险区域(如机械操作区)。光幕高度和密度可根据防护需求调整,最小检测精度可达毫米级。
二、光束遮挡检测机制
实时监测与信号变化
当物体(如人体部位、工具)进入光幕区域时,部分或全部光束被遮挡,接收器对应光敏元件无法检测到光信号。
系统通过逐光束扫描或交叉扫描技术,精准定位遮挡位置并记录遮挡时长。
多光束冗余设计
现代安全光幕采用多光束冗余布局,即使单条光束被干扰或损坏,仍能通过相邻光束检测入侵行为,提升系统可靠性。
三、安全响应与保护控制
快速触发安全机制
接收器检测到光束遮挡后,在20ms内将信号传递至控制系统(如PLC),触发停机、报警或紧急制动。
响应速度与光信号传输速率直接相关,毫秒级延迟可避免人员伤害。
分级防护与安全等级
安全光幕分为安全2级(单通道)和安全4级(双通道冗余),后者通过双重信号验证进一步降低误动作风险。
四、技术优势与适应性
非接触式防护
与机械防护装置相比,无需物理接触即可实现动态监测,适用于高速、高危设备。
环境适应性
通过IP65防护等级设计,抵御粉尘、水雾等干扰;金属外壳和免接地设计增强抗电磁干扰能力。
安全光幕通过光电传感技术构建无形屏障,结合多光束冗余和快速响应机制,实现对危险区域的实时防护。其原理核心在于光束遮挡检测与信号联动控制,适用于工业、物流、交通等场景的安全保障。