在现代工业自动化进程中,光电传感技术作为实现智能化、无人化生产的关键环节,发挥着不可替代的作用。其中,工业光幕(Light Curtain)作为一种非接触式光电检测装置,凭借其高可靠性、响应迅速和安装灵活等优势,被广泛应用于机械防护、尺寸测量、物流分拣、机器人协作等多个领域。然而,尽管外观相似,工业光幕并非“一器通用”,而是根据功能和应用场景,分为测量型光幕与安全型光幕两大类别。二者在设计原理、技术标准、性能参数和应用逻辑上存在本质差异。本文将从多个维度对两者进行全面对比分析,帮助用户科学选型,避免误用风险。
一、功能定位:用途决定本质
1. 测量型光幕(Measurement Light Curtain)
其核心功能是尺寸检测与位置识别。通过高密度红外光束阵列,实时捕捉物体的轮廓信息,计算其高度、宽度、厚度或通过数量,实现非接触式在线测量。
典型应用:物流包裹尺寸扫描、产品外形检测、堆叠高度控制、自动化装配定位等。
关键词:精度、速度、数据输出。
2. 安全型光幕(Safety Light Curtain)
其核心功能是人员安全防护。在危险机械区域(如冲压机、注塑机、机器人工作区)建立“无形安全屏障”,一旦检测到人体或物体侵入,立即触发急停信号,强制设备停机,防止机械伤害事故。
典型应用:压力机防护、自动化产线安全围栏、升降平台保护等。
关键词:安全、可靠、功能冗余。
核心区别:测量型为“信息采集设备”,安全型为“安全保护装置”。
二、技术标准与认证要求
| 项目 | 测量型光幕 | 安全型光幕 |
|---|---|---|
| 设计标准 | 无强制安全标准 | 必须符合IEC 61496、ISO 13849、IEC 62061 |
| 安全等级 | 无 | Type 2 / Type 4;SIL2 / SIL3;PLd / PLe |
| 认证要求 | 一般仅需CE(EMC/LVD) | 必须具备TÜV、UL、CE(机械指令)等安全认证 |
| 自检功能 | 基础状态指示 | 强制实时自诊断,故障自检率高 |
| 输出信号 | 模拟量、数字量、通信接口 | 安全输出(OSSD),双通道冗余 |
重要提示:安全型光幕的输出必须接入安全控制回路(如安全PLC或安全继电器),而测量型光幕可直接接入普通PLC输入模块。
三、性能参数对比分析
| 参数 | 测量型光幕 | 安全型光幕 |
|---|---|---|
| 分辨率(光束间距) | 1mm、2mm、5mm、10mm(高精度) | 14mm、20mm、30mm、40mm(满足安全距离) |
| 响应时间 | ≤5ms(高速采样) | ≤10~20ms(满足安全停机要求) |
| 检测高度 | 可达数米,支持拼接 | 通常0.1~2m,按需求定制 |
| 环境适应性 | IP65/IP67,抗干扰设计 | IP65/IP67,抗粉尘、油污、振动 |
| 安装方式 | 固定支架,可调角度 | 需配合安全门锁、屏蔽功能使用 |
说明:测量型追求“细密光束”以提升精度;安全型则根据安全距离公式(ISO 13855)确定光束间距,过密反而可能影响响应时间。
四、应用场景对比
| 场景 | 推荐类型 | 原因 |
|---|---|---|
| 快递分拣线尺寸测量 | 测量型 | 需高精度获取长宽高数据 |
| 冲压机危险区域防护 | 安全型 | 必须满足功能安全要求 |
| 机器人自动上下料 | 安全型(防护)+ 测量型(引导) | 协同应用,各司其职 |
| 自动化仓储堆垛检测 | 测量型 | 检测货物高度,防超限 |
| 注塑机取件口防护 | 安全型 | 防止操作员误入合模区 |
五、常见误区与选型建议
误区1:安全光幕可以替代测量光幕?
部分用户认为安全光幕也能“测尺寸”,但其分辨率较低(通常≥14mm),无法满足高精度测量需求,仅适用于粗略判断。
误区2:测量光幕可用于安全防护?
绝对禁止! 测量光幕无安全认证、无冗余设计、无自检功能,一旦失效将导致严重安全事故,违反《安全生产法》和机械安全标准。
选型建议:
- 先评估风险等级:高风险设备必须选用PLe/SIL3级安全光幕。
- 明确功能需求:是测数据,还是保安全?
- 计算安全距离:确保安装位置符合ISO 13855标准。
- 系统集成:安全光幕需与安全继电器或安全PLC配合使用。
- 维护与监控:选择支持远程诊断和状态反馈的型号,提升运维效率。
