سنسور جابجایی (سنسور فاصله): راهنمای کامل انتخاب، کاربرد و خرید حرفه‌ای برای صنعت
فاصله‌سنج لیزری یا سنسور جابه‌جایی لیزری، یکی از دقیق‌ترین ابزارهای اندازه‌گیری در صنعت است که با استفاده از پرتو لیزر، فاصله و موقعیت اجسام را بدون تماس فیزیکی اندازه‌گیری می‌کند. این فناوری با دقتی در حد میکرون، در صنایع مختلف مانند خودروسازی، رباتیک، پزشکی و کنترل کیفیت کاربرد دارد. سنسورهای لیزری با روش‌های مثلث‌بندی نوری و زمان پرواز، داده‌های بلادرنگ ارائه می‌دهند و برای محیط‌های صنعتی سخت نیز مناسب‌اند. در مجموعه «کنترل با ما»، می‌توانید انواع سنسورهای فاصله‌سنج لیزری برندهای معتبر مانند SICK، IFM، Panasonic و Sensopart را همراه با مشاوره فنی و پیش‌فاکتور تخصصی تهیه کنید.
در دنیایی که دقت و سرعت در اندازه‌گیری‌ها، تفاوت میان موفقیت و شکست در تولید را رقم می‌زند، فاصله‌سنج لیزری (Laser Displacement Sensor – لِیزِر دیسپلیسمنت سِنسر) یا همان سنسور جابه‌جایی لیزری به یکی از حیاتی‌ترین ابزارهای مهندسی تبدیل شده است.
این دستگاه، با ترکیب علم نورشناسی و الکترونیک، قادر است بدون تماس فیزیکی و با دقتی در حد میکرون، فاصله و جابه‌جایی اجسام را اندازه‌گیری کند.
مفهوم و اساس عملکرد سنسور جابه‌جایی لیزری
در ساده‌ترین تعریف، سنسور جابه‌جایی لیزری ابزاری است که فاصله بین خود و یک جسم را با استفاده از پرتو لیزر اندازه‌گیری می‌کند.
این فناوری از روش مثلث‌بندی نوری (Optical Triangulation) یا زمان پرواز (Time of Flight) برای محاسبه فاصله استفاده می‌کند.
مراحل عملکرد این سنسور شامل پنج گام اصلی است:
-
انتشار پرتو لیزر:
دیود لیزری، پرتوی باریک و متمرکزی از نور را به سمت هدف می‌تاباند.
-
بازتاب از سطح جسم:
پرتو لیزر به سطح جسم برخورد کرده و به سمت سنسور بازتاب می‌یابد.
-
دریافت بازتاب:
لنز گیرنده، نور بازتابی را جمع‌آوری کرده و به بخش پردازش می‌فرستد.
-
تحلیل در حسگر CCD یا PSD:
نور دریافت‌شده روی یک آشکارساز نوری (CCD یا PSD) متمرکز می‌شود تا موقعیت دقیق نقطه بازتاب تعیین شود.
-
محاسبه فاصله:
با تحلیل زاویه تابش و موقعیت بازتاب، فاصله به‌صورت دقیق محاسبه و به شکل سیگنال آنالوگ یا دیجیتال خروجی داده می‌شود.
این فرآیند در کمتر از چند میلی‌ثانیه انجام می‌شود و دقتی در حد چند میکرون (µm) به‌همراه دارد. چنین دقتی در دنیای مهندسی یعنی توانایی سنجش تغییرات بسیار کوچک، حتی در حرکت یک قطعه صنعتی در خط تولید.
ساختار داخلی و اجزای کلیدی فاصله سنج لیزری
یک سنسور جابه‌جایی لیزری از چند بخش کلیدی تشکیل شده است:
| بخش | وظیفه |
|---|---|
| منبع لیزر (Laser Diode) | تولید پرتو نوری با طول موج مشخص |
| لنز تابشی و گیرنده | هدایت و تمرکز پرتو لیزر به سمت هدف و جمع‌آوری نور بازتاب‌شده |
| حسگر نوری (CCD یا PSD) | تشخیص موقعیت دقیق بازتاب نور |
| مدار پردازش سیگنال | محاسبه فاصله بر اساس مثلث‌بندی یا زمان پرواز |
| خروجی سیگنال (آنالوگ/دیجیتال) | انتقال داده اندازه‌گیری به سیستم کنترل یا PLC |
این ساختار باعث می‌شود که سنسور، در محیط‌های صنعتی با لرزش، حرارت یا گردوغبار نیز بتواند به‌دقت اندازه‌گیری کند.
انواع سنسورهای جابه‌جایی لیزری
هر کاربرد صنعتی، نوع خاصی از حسگر را می‌طلبد. سه نوع اصلی از فاصله‌سنج‌های لیزری عبارت‌اند از:
۱. سنسور جابه‌جایی نقطه‌ای (Point-type)
این نوع برای اندازه‌گیری فاصله در یک نقطه خاص استفاده می‌شود و در دستگاه‌های دقیق مانند ربات‌های صنعتی یا CNC کاربرد دارد.
ویژگی مهم آن دقت بالا و سرعت پاسخ‌دهی زیاد است.
۲. پروفیلر خطی (Laser Line Profiler)
به‌جای یک نقطه، یک خط لیزری را بر سطح جسم می‌تاباند و داده‌های ارتفاع را در طول خط جمع‌آوری می‌کند.
نتیجه، یک پروفیل دو‌بعدی یا سه‌بعدی از سطح جسم است.
این مدل در صنایع بازرسی کیفیت، تشخیص ترک، اندازه‌گیری ضخامت ورق و تحلیل سطح استفاده می‌شود.
۳. سنسور جابه‌جایی اسکن ناحیه‌ای (Area Scan Sensor)
پیشرفته‌ترین نوع حسگر است که با چرخش پرتو لیزری، ناحیه‌ای از فضا را اسکن سه‌بعدی می‌کند.
در واقع مانند یک اسکنر لیزری سه‌بعدی (3D Laser Scanner) عمل کرده و در صنایع هوافضا، رباتیک و کنترل کیفیت دقیق مورد استفاده قرار می‌گیرد.
کاربردهای صنعتی فاصله سنج لیزری
هیچ صنعتی را نمی‌توان یافت که دقت در اندازه‌گیری در آن اهمیت نداشته باشد. از همین‌رو سنسورهای جابه‌جایی لیزری در طیف وسیعی از حوزه‌ها کاربرد دارند:
