為什么包裝生產線需要光電式傳感器？

包裝與灌裝的核心要求是速度快、精度高、同步性強。傳統的機械接觸式傳感器容易磨損，且速度受限。光電式傳感器通過非接觸的方式，以極高的頻率和分辨率進行計數和定位，是實現高速、精準同步的關鍵。

一、核心應用場景：計數與灌裝同步

在高速包裝與灌裝線上，光電式傳感器主要負責兩大任務：

1. 非接觸式計數與測速

• 監測對象： 傳感器通常安裝在傳送帶側面或上方，對準瓶子或罐體。

• 工作原理： 當瓶子經過傳感器時，會中斷或反射光束。每一次中斷或反射被計數為一個脈沖，即一個產品。

• 速度換算： 通過測量單位時間內（例如 $t$ 秒內）通過的脈沖數 $N$ 以及已知的產品間距 $L$，系統可以實時計算出傳送帶的線速度 $V$，即：

  
  

  $$V = \frac{N \times L}{t}$$

• 益處： 這種精確的實時速度信息是實現所有后續同步操作的前提。

2. 精準灌裝與貼標同步

• 灌裝控制： 傳感器通過精確的位置信號告知控制系統（PLC），瓶口何時到達灌裝閥正下方。系統根據瓶子速度和位置信號，精確控制灌裝時間和噴射量，確保每一瓶的灌裝量準確無誤，避免溢出或不足。

• 貼標同步： 在貼標環節，傳感器同樣檢測瓶子的精確位置。只有當瓶子到達指定位置后，貼標機的步進或伺服電機才能被觸發，以匹配瓶子的速度和位置，確保標簽粘貼在指定位置且不歪斜。

二、關鍵應用：編碼器在傳動軸上的應用

除了直接對產品計數外，光電式傳感器（作為光電編碼器）還會安裝在傳送帶的驅動軸或從動輪上。

1. 傳送帶的速度基準

• 編碼器測量驅動軸的角速度，并提供高分辨率的脈沖信號。

• 這個信號作為整個生產線的主時鐘或速度基準。所有從屬動作（如灌裝頭移動、貼標動作、分揀機構）都以此基準進行速度匹配和同步，確保整個系統作為一個協調的整體運行。

2. 相對位移測量

通過對編碼器脈沖進行累積計數，可以精確計算傳送帶的相對位移。這對于需要精確移動到特定位置（如托盤碼垛、產品分揀）的自動化任務至關重要。

三、光電傳感器的優勢總結

光電式傳感器之所以在包裝灌裝行業應用廣泛，主要在于其技術特點：

• 非接觸性： 不與產品或運動部件直接接觸，無磨損，不污染產品（尤其適用于食品、醫藥行業）。

• 高分辨率與高頻響應： 能夠應對高速運行的生產線，提供極其密集的脈沖信號，實現微米級的定位精度。

• 抗干擾性： 相比容易受電磁干擾影響的磁性傳感器，光電傳感器不易受電機或電源線產生的電磁噪聲影響。

光電式轉速傳感器是現代高速、高精度包裝生產線實現高效率、低浪費的關鍵技術之一。