安全光幕集成电路
2022-11-14
?自 1984 年成立以来，iC-Haus 在工业应用领域拥有强大的影响力。
??没有风险的机器是不存在的，因此工业环境有许多安全规范，以保护工厂的工作人员。此类规范要求机器具有保护措施，其中一种常见的保护设备是安全光幕。
??安全光幕是光电保护设备，iC-Haus 有一系列专门为它们制造的集成电路。
??光幕由发射端和接收端组成。发射器发射平行光束，通常使用红外 LED，接收器为每个光束配备光电探测器。
??当物体进入保护区时，它会中断一个或多个光束。探测器检测到光束被中断，并触发警报。如有必要，警报会立即关闭整台机器，以避免人身伤害。
??光幕很受欢迎，因为它们有效、可靠、不引人注目，并且易于定制（长度、距离、分辨率等）。
??与任何工业防护设备一样，机器防护设备的设计必须遵循严格的规范。国际标准 “EN ISO 13849-1” 和 “IEC 61496” 就是影响光幕的此类规范的典型例子。
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??根据系统的要求，光幕需要不同的设计参数，例如：
??分辨率：它表示可检测物体的最小直径，必须根据机器的安全要求进行设计。它影响光束之间的间隙。例如，一些光幕只需要检测全身，在这种情况下，100 mm 或更高的分辨率是可以接受的。其他机器具有“手部保护”，因此通常具有 < 40 mm 的分辨率才能检测到人手。有些机器必须确保“手指保护”，因此需要 14 mm或更小的分辨率。
??距离：发射器和接收器之间的距离定义了受保护的整个区域。该参数主要通过发射 LED 的功率、接收器的灵敏度和系统中使用的光学透镜进行调整。
??长度：保护区的长度主要是连续光束的数量。多个模块可以串联，但必须考虑到它们之间的间隙，以保证安全一致性。
??大多数光幕将所有输出通道（每个通道感应一个光束）连接到单个总线，否则每个光束的平行线是不可扩展的。
??但是在设计光幕时，最重要的一点是它的可靠性。有效的保护必须鲁棒且快速，但也不能误触发，因为在许多情况下，这意味着整台机器停机，可能会使工厂生产线停止。
??存在不同的技术来提高安全性，如：双向模块、光束调制、检查光束一致性（确保每次只能激活正确数量的光束）、避免错误的光反射或其他光源的干扰等。
??iC-Haus 为安全光幕提供不同的集成解决方案。
??在发射端，我们将 LED 驱动器和控制逻辑集成到一个芯片中。我们的亮点是 iC-NX / iC-NXL，它将 8 个通道集成到单个芯片中。
??在接收端，电路设计更加困难。检测信号非常微弱，因此对电磁干扰也非常敏感。由于连接距离太大，不可能集成太多通道，否则更敏感。这将大大降低检测的可靠性。我们提供双通道接收芯片 iC-ME / iC-MK，可以直接连接 2 个外部光电二极管。逻辑也是集成的，输出可以连接到单个总线。
??iC-LK 是接收端一种更为集成的解决方案。它将光电二极管、处理电路和所有逻辑集成到一个紧凑的 4x4mm2 芯片中。
??使用我们的集成电路不会自动使光幕“安全”。安全性来自于整个系统的设计理念，取决于应用的要求和适用的规范。但是我们的产品可以使光幕更容易设计得更紧凑（更容易达到“精细”的安全要求，比如手指保护），并且由于我们的解决方案高度集成，元器件的总数大大减少。由于每个元器件及其焊接对产品的失效机制都发挥作用，因此减少元器件的数量是提高系统可靠性的一种简单方法。