Dexerial 光电探测器：构成制造安全基石的光屏障背后的技术

人与机器之间的无形屏障：安全光幕的现状与未来

制造业环境中的安全措施正变得日益完善。随着自动化、机器人和智能工厂技术的进步，确保人机共存空间的安全已成为所有制造业场所面临的一项重要挑战。

因此，近年来，一种名为安全光幕的安全装置重新受到关注。它们就像无形的安全屏障——如果有人进入机器的操作范围，该装置会立即检测到并停止机器，以确保人员安全。

在本文中，我们将探讨安全光幕的基本原理、当前市场趋势和未来技术发展。

什么是安全光幕？

安全光幕是利用红外线等不可见光形成的隐形屏障。它们是一种安全装置，可以检测人员或物体的存在，并安全地停止机器运转。
这些系统由内置光源的发射单元和位于其对面的接收单元组成。当手或身体进入两个单元之间的空间时，系统会立即检测到光线中断，并向机器发送紧急停止信号。
与物理分隔空间的门和安全围栏不同，安全光幕的关键特性在于其无需物理接触即可灵活分隔空间。

在工厂各个入口处的应用日益多样化

安全光幕已广泛应用于各种场合，包括：

• 在印刷机前——通过检测工人的手和手指来防止严重事故的发生
• 工业机器人工作区域——用于检测人员进入并停止机器人运行
• 传送带闸门——仅允许工件通过，同时检测人员是否存在
• 装配工作区——在确保安全的前提下，实现空间的高效利用

尤其是在已采用高速生产线和自动导引车（AGV）的工厂中，实体围栏可能会阻碍高效的物料流动。因此，诸如安全光幕之类的隐形屏障正被越来越多地采用，以提高生产效率。

市场规模及增长：随着机器人技术的普及，安全设备市场也在不断扩大。

根据一份市场调研报告（《安全光幕市场规模、份额及增长[最新]》），全球对安全光幕的需求正在稳步增长。预计该市场规模将从2025年的13亿美元增长到2030年的17亿美元，复合年增长率（CAGR）为6.3%。

推动这一增长的因素有很多：

• 智能工厂的兴起正在加速自动化进程，创造更多人机协同工作的环境。
• 工业机器人在全球范围内的普及应用，增加了对先进安全措施的需求。
• 中国、印度和其他亚洲市场的制造业投资正在推动对安全设备的需求。
• 国际电工委员会（IEC）和国际标准化组织（ISO）等机构制定的更严格的安全标准，正在推动各国出台相关法规，并加速符合标准的技术的普及应用。

尤其是在汽车、食品和包装行业，人与机器人协同工作的领域正在蓬勃发展，这促使人们采用安全光幕作为一项关键的安全解决方案。

不断演进的结构和功能：简洁而先进的安全设计

安全光幕乍看之下很简单，但每个装置内部都蕴含着高度精确的控制技术。

• 多光束控制——同时管理多个红外光束
• 通过时序控制防止误检——按照设定的顺序发射和检测光，并采用偏移时序以避免误触发。
• 环境光补偿——校正来自外部光源（例如阳光或工厂照明）的干扰。
• 镜头污染检测——识别接收器镜头上的污垢或污渍，以防止检测精度下降。
• 遮挡功能——即使某些光束被夹具或传送带遮挡，也能继续运行。
• 静音功能——支持复杂的决策，允许加工中的工件通过，同时在人员或异物进入该区域时停止操作。

此外，一些制造商还提供配备数字指示器的型号，用于显示光束对准和接收器状态等参数。这些功能有助于更轻松地进行安装调整和更高效地进行故障排除。

六大值得关注的趋势：中小企业和物联网的采用

以下三种安全光幕发展趋势预计未来将得到广泛应用：

1. 中小企业采用率不断提高
   虽然轻型安全帘的普及主要集中在大型制造商，但价格更实惠、结构更紧凑的型号的推出，也推动了其在中小企业中的普及。
   
2. 数字化和智能集成
   部分产品配备了数字指示器或通信功能。通过与物联网、PLC 和 SCADA 等智能工厂技术连接，智能安全正逐渐成为一种趋势。
   
3. 增强环境适应能力
   环境耐久性和自诊断技术的进步将使设备能够在有蒸汽、加工屑或油的环境中可靠运行。

Dexerials公司用于安全光幕的“光接收元件”

光电二极管（称为受光元件）是安全光幕的核心，安全光幕有助于创建更安全、更高效的工厂。 因此，这些光电探测器是实现工厂安全和生产力的关键组成部分。通过从发射器侧精确检测红外光的变化，它们可以可视化不可见光栅的状态并向控制器提供数据。

Dexerials公司开发并供应多种高灵敏度、快速响应的光电探测器，这些探测器针对安全光幕的应用进行了优化。这些产品具有以下特点：

• 波长灵敏度优化——针对900纳米左右的近红外波长进行高光敏性调谐，常用于安全光幕。
• 低噪声和高信噪比——最大限度地减少误报，并确保在环境光和环境噪声下稳定运行。
• 快速响应——光线中断时，高速信号响应可立即停止机器运转；支持静音和消隐等高级功能。
• 紧凑且模块化兼容——紧凑的封装设计可实现更纤薄的器件，并支持多轴配置。此外，由于生产批次之间的差异小且质量稳定，Dexerial 的光电二极管被选用于需要高可靠性的应用。

安全光幕必须根据应用环境和所需的安全等级满足不同的性能和可靠性要求。
根据国际安全标准 IEC 61496，它们被分为 2 型和 4 型等类别。

4 型设备专为需要最高安全性能的环境而设计，在设计和制造方面都要求采用先进的光电传感器技术。
例如，建议将4型安全光幕用于压力机和工业机器人等高风险设备。而2型光幕则适用于人员进出有限的低风险区域。

由于这些不同的要求，4 型安全光幕需要具有高灵敏度和快速响应的光电探测器。Dexerials 的光电二极管满足这些苛刻的规格，并已广泛应用于 Type 4 型号中。

在安全装置中，故障是不可接受的。在此背景下，受光元件的质量和稳定性直接影响工作场所的安全。Dexerials 的光电二极管采用尖端的光学半导体技术来满足这些关键需求。

技术是制造安全的基础

随着工厂智能化进程的不断推进，安全光幕作为一种能够保障人机安全协同工作的技术，其重要性日益凸显。而这项技术的核心在于能够精确探测不可见光的接收元件。

Dexerials 的光电二极管作为安全控制的最后一道防线，提供准确的检测和高可靠性，并已在全球市场上的许多产品中采用。我们认为，随着高性能、紧凑、低功耗安全光幕的进一步发展，光电探测器的进一步发展将直接影响产品竞争力。

我们将继续努力进一步发展光电二极管，这是制造安全的基石技术。