Sensor

0

 

เซ็นเซอร์ไฟเบอร์ออฟติก อยู่คู่กับโรงงานอุตสาหกรรมอิเล็กทรอนิกส์มาแต่ช้านาน !!

สวัสดีครับ พี่น้องชาวนิตยสารเพื่อนวิศวกร ถ้ากล่าวถึงโรงงานอุตสาหกรรมอิเล็กทรอนิกส์หรือเซมิคอนดักเตอร์ จะมีอุปกรณ์เซ็นเซอร์อยู่ 1 ชนิดที่อยู่คู่กับเครื่องจักรในกระบวนการผลิตในอุตสาหกรรมนี้มาแต่ช้านาน นั่นคือ !! …. ไฟเบอร์ออฟติกเซ็นเซอร์

รูปที่ 1 : ไฟเบอร์ออฟติกเซ็นเซอร์ที่ใช้ในอุตสาหกรรมอิเล็กทรอนิกส์อย่างแพร่หลาย

ถ้าถามว่าไฟเบอร์ออฟติกเซ็นเซอร์ใช้งานอย่างไร ? ผมเชื่อว่าหลายๆ คนใช้เป็นและมีใช้ในโรงงานอย่างมากมาย แต่ถ้าถามว่าไฟเบอร์ออฟติกเซ็นเซอร์สามารถใช้งานในสภาวะอะไรได้บ้าง ประกอบด้วยอะไรบ้าง ? ผมก็เชื่อว่าอีกหลายๆ คนก็อาจไม่แน่ใจในคำตอบเท่าไรนัก เรามาดูกันเลยดีกว่าครับว่าไฟเบอร์ออฟติกเซ็นเซอร์คืออะไร ประกอบด้วยอะไรกันบ้าง และสามารถใช้งานในสภาวะอย่างไรจึงจะได้ประโยชน์สูงสุด ^_^

ไฟเบอร์ออฟติกเซ็นเซอร์ คือ อุปกรณ์ตรวจจับหรือตรวจวัดชิ้นงานรูปแบบหนึ่ง โดยใช้หลักการทางด้านแสงในการตรวจจับ โดยมีอุปกรณ์หลักๆ สำคัญๆ 2 ส่วนด้วยกันคือ….

1. เซ็นเซอร์ (Sensors) : เป็นส่วนที่ประกอบไปด้วยอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ทั้งหมด, แอมปลิไฟเออร์ (Amplifier) – เป็นอุปกรณ์สำหรับการขยายสัญญาณ และส่วนที่ใช้ยึดติดกับสายไฟเบอร์ บางโมเดลสามารถกันน้ำได้ มีซีล และ IP67 จะสามารถติดตั้งโดยตรงกับเครื่องจักรได้ทันที บางโมเดลจะติดตั้งบนราง DIN เพื่อรวบรวมและติดบริเวณชุดควบคุมของเครื่องจักรนั้นๆ

2. สายไฟเบอร์ (Fibers) : เป็นส่วนที่ไม่มีส่วนประกอบของอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์เลย ใช้สำหรับส่งผ่านและรับแสงจาก LED ของเซ็นเซอร์ไปยังชิ้นงาน สายไฟเบอร์ปกติจะมี 2 รูปแบบคือ

 

 

  • สายไฟเบอร์แก้ว (Glass fiber) มีข้อดีคือการรับ-ส่งแสงจะมีคุณภาพสูง ส่งได้ระยะไกลและทนต่อสภาพแวดล้อมใช้งานได้ดี แต่ก็มีข้อเสียในเรื่องการดัด ตัดแต่ง สายไฟเบอร์นั้นทำได้ยากและราคาจะสูงกว่าสายไฟเบอร์พลาสติก
  • สายไฟเบอร์พลาสติก (Plastic fiber) มีข้อดีคือราคาไม่แพง การดัด ตัดแต่ง สายไฟเบอร์สามารถทำได้โดยง่าย สะดวกแก่การติดตั้ง แต่ก็มีข้อเสียในเรื่องไม่ทนต่อสภาพแวดล้อมที่มีอุณหภูมิสูงหรือมีการสัมผัสสารเคมี

แต่ขอบอกไว้ก่อนเลยนะครับว่าปกติแล้วการติดตั้งตัวเซ็นเซอร์จะติดตั้งบริเวณด้านนอกหรือบริเวณชุดควบคุม จะมีเพียงส่วนของสายไฟเบอร์และส่วนหัวเท่านั้นที่ติดตั้งในบริเวณพื้นที่ตรวจจับชิ้นงานครับ ว่าแต่หลายคนคงสงสัยแล้วว่าไฟเบอร์ออฟติกเซ็นเซอร์กับเซ็นเซอร์ทางแสงทั่วไปเช่น โฟโต้อิเล็กทริคเซ็นเซอร์ นั้นลักษณะการใช้งานต่างกันอย่างไร สภาวะแบบไหนที่เหมาะสมกับการใช้ไฟเบอร์ออฟติกเซ็นเซอร์เรามาดูกันครับ ^_^”

  1. พื้นที่สำหรับติดตั้งอุปกรณ์เล็กมาก หรือไม่สามารถนำโฟโต้อิเล็กทริคเซ็นเซอร์เข้าไปยึดติดได้ ไฟเบอร์ออฟติกเซ็นเซอร์จะแก้ปัญหานี้ได้อย่างง่ายดาย เพียงใช้แค่ส่วนหัวของสายไฟเบอร์เพื่อติดตั้งและตรวจจับชิ้นงาน
  2. บริเวณที่มีอุณหภูมิสูง คงไม่เหมาะสมถ้าเราจะนำอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ไปติดตั้งใช้งานในที่ที่มีอุณหภูมิสูง แต่ส่วนของสายไฟเบอร์นั้นไม่มีอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์และสามารถทนต่ออุณหภูมิสูงได้ถึง 480 องศาเซลเซียส
  3. บริเวณหรือพื้นที่ที่สั่นสะเทือน เนื่องจากตัวสายไฟเบอร์นั้นมีน้ำหนักที่เบามาก ฉะนั้นแรงสั่นสะเทือนจึงไม่ส่งผลกระทบต่อการตรวจจับชิ้นงานของไฟเบอร์ออฟติกเซ็นเซอร์

  1. พื้นที่ที่มีสารกัดกร่อนหรือมีความชื้นสูงนั้นจะไม่สามารถใช้งานเซ็นเซอร์ซึ่งเป็นอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ได้โดยตรง  แต่การใช้เพียงแค่สายไฟเบอร์ในรูปแบบกันสารเคมีจะเหมาะสมและสามารถทนต่อสภาพแวดล้อมดังกล่าวได้ดีกว่า
  2. พื้นที่ที่เสี่ยงต่อการระเบิด (Explosive area) เนื่องจากสายไฟเบอร์เป็นเพียงอุปกรณ์ที่ใช้นำแสงเท่านั้น ไม่มีกระแสไฟฟ้าไหลในสายไฟเบอร์ รับรองปลอดภัยครับ ^^@
  3. สภาพแวดล้อมที่มีสัญญาณรบกวน เนื่องจากส่วนของสายไฟเบอร์เป็นอุปกรณ์ทางด้านวัสดุนำแสง ซึ่งไม่มีส่วนของอิเล็กทรอนิกส์ที่ไวต่อสัญญาณรบกวน ฉะนั้นในสภาพแวดล้อมที่มีสัญญาณรบกวนจึงไม่ส่งผลกระทบต่อไฟเบอร์ออฟติกเซ็นเซอร์
  4. รูปแบบส่วนหัวของสายไฟเบอร์ออปติกมีหลากหลายรูปแบบ สามารถเลือกใช้งานได้หลากหลาย (ส่วนนี้ไม่ขอลงรายละเอียดละกันครับ เพราะมันเยอะมากกกก…..)

 

 

                ตัวอย่างการใช้งานไฟเบอร์ออฟติกเซ็นเซอร์ในกลุ่มอุตสาหกรรมอื่นๆ (เผื่อเป็นไอเดียต่อยอดการใช้งานครับ)

เป็นอย่างไรกันบ้างครับ พี่น้องชาวเพื่อนวิศวกรหวังว่าข้อมูลนี้คงช่วยให้ทุกคนสามารถใช้งานไฟเบอร์ออฟติกเซ็นเซอร์กันได้อย่างเต็มประสิทธิภาพและเหมาะสมกับลักษณะงานนะครับ ยังไงแล้วหากเพื่อนๆ มีการประยุกต์ใช้งานไฟเบอร์ออฟติกเซ็นเซอร์ดีๆ ก็อย่างลืมส่งมาแบ่งปันกันในคอลัมน์ About-Semi นะครับ สำหรับเล่มนี้คงต้องจากลากันไปก่อน สวัสดีครับ บ๊าบ…บาย !!

 

แบ่งปัน
บทความก่อนหน้านี้AUTOMATIC TRANSFER SWITCHES AND CONTROLLER
บทความถัดไปBanner Engineering