We współczesnej automatyce przemysłowej funkcjonują różne rozwiązania mające na celu wykrywanie obiektów. Jednym z nich jest bariera optyczna. Jej popularność wynika ze stosunkowo prostej konstrukcji i dużej uniwersalności. Dzięki temu ryzyko przestojów czy poważnych awarii może zostać znacząco zminimalizowane, a bezpieczeństwo pracowników podwyższone.

Fotoprzekaźniki

Bariery świetlne zbudowane są z fotoprzekaźników, będących zespołem emitera oraz detektora wiązki promieniowania, zwanego także czujnikiem optycznym. Fotoprzekaźniki można podzielić na podstawie kryterium wywołującego stan wzbudzenia (pojawienie się tzw. jedynki logiczne na wyjściu elektrycznym). Istnieje typ Light ON – wystąpienie jedynki logicznej wiąże się z padaniem wiązki światła z emiterów na czujniki optyczne oraz Dark ON z jedynką występującą, gdy światło przestaje padać na czujnik. Jednym z czynników, na podstawie których wyróżnia się podstawowe rodzaje barier optycznych, jest widmo wiązki światła stosowanej w układzie. Stosowanie konkretnego widma wiąże się ze szczegółową budową oraz przeznaczeniem danej bariery optycznej. Podstawowe widma światła w barierach optycznych to laser, widmo podczerwieni, widmo czerwieni, widmo niebieskie, widmo ultrafioletowe oraz światło białe.

Laser
Laser stosowany jest głównie do precyzyjnego lokalizowania i pozycjonowania małych obiektów na krótkich dystansach. Wiązka lasera ma bardzo duży zasięg spowodowany silnym skupieniem i polaryzacją wiązki światła. Lasery wchodzące w skład fotoprzekaźników dzieli się na klasy. Najczęściej wykorzystuje się lasery klasy 1 (uznawane za najbezpieczniejsze). Fotoprzekaźniki laserowe mogą być wykorzystywane do wykrywania obiektów znajdujących się pod dużym nachyleniem, powierzchni płaskich oraz drobnych otworów.

Widmo podczerwieni
Jest ono niewidoczne dla ludzkiego oka, ale możliwe jest jego namierzenie za pomocą aparatu w telefonie komórkowym lub specjalnej karty. Ma większy zasięg niż widmo światła czerwonego, jest też bardziej odporne na zakłócenia i refleksy świetlne, choć w przypadku ich występowania często stosuje się wsparcie za pomocą systemów elektronicznych. Czujniki optyczne na podczerwień bywają jednak niezbyt precyzyjne w przypadku konieczności wykrycia małego obiektu z dużej odległości.

Widmo czerwieni
Widmo czerwieni stosowane jest zazwyczaj w prostych układach. Bariera optyczna oparta na świetle czerwonym zazwyczaj charakteryzuje się niską ceną, ale zasięg jej pomiaru jest stosunkowo mały. Dodatkowo elementy wykorzystujące czerwień, są podatne na zakłócenia wywołane przez refleksy świetlne lub zapylenie.

Widmo niebieskie
W zakresie fal światła widzialnego niebieskie światło posiada najlepsze właściwości odbijające z uwagi na jego największą energię. Dzięki temu wykorzystuje się je do wykrywania elementów półprzepuszczalnych, jak również ciemnych i połyskliwych, przy których np. bariera optyczna ze światłem czerwonym nie działałaby prawidłowo. Fotoprzekaźniki ze światłem niebieskim są stosunkowo rzadko spotykane, a ich stosowanie wiąże się zazwyczaj ze specyfiką obiektów, które mają być wykrywane.

Widmo ultrafioletowe
Czujniki optyczne wykorzystujące światło UV zwane są także czujnikami luminescencji. Stosowane są do wykrywania elementów niewidocznych gołym okiem – materiały, z których zostały wykonane, odbijają promienie ultrafioletowe, emitując światło widzialne. Widmo UV wykorzystuje się w automatyce przemysłowej stosunkowo rzadko.

Światło białe
Szeroko stosowane w czasach, gdy nie była dostępna technologia LED. Obecnie światło białe spotyka się w starych modelach fotoprzekaźników oraz czasami w czujnikach kontrastu.

Szeroki wybór emiterów i czujników umożliwia tworzenie bardzo wszechstronnych aplikacji. Dzięki różnym właściwościom poszczególnych widm światła można precyzyjnie dobrać parametry w zależności od potrzeb i zauważalnie poprawić poziom bezpieczeństwa całego układu. Warto pamiętać, że najczęściej stosowane do standardowych zadań jest światło podczerwone i czerwone, natomiast w przypadku nietypowych elementów (np. przejrzystych lub wyjątkowo małych) warto rozważyć zastosowanie bariery optycznej działającej na światło w zakresie barwy niebieskiej lub ultrafioletowej.