Dexerial 光電偵測器：構成製造安全基石的光屏障背後的技術

人與機器之間的無形屏障：安全光幕的現況與未來

製造業環境中的安全措施正變得日益完善。隨著自動化、機器人和智慧工廠技術的進步，確保人機共存空間的安全已成為所有製造業場所面臨的重要挑戰。

因此，近年來，一種名為安全光幕的安全裝置重新受到關注。它們就像無形的安全屏障——如果有人進入機器的操作範圍，裝置會立即偵測到並停止機器，以確保人員安全。

在本文中，我們將探討安全光幕的基本原理、當前市場趨勢和未來技術發展。

什麼是安全光幕？

安全光幕是利用紅外線等不可見光形成的隱形屏障。它們是一種安全裝置，可以偵測人員或物體的存在，並安全地停止機器運轉。
這些系統由內建光源的發射單元和位於其對面的接收單元組成。當手或身體進入兩個單元之間的空間時，系統會立即偵測到光線中斷，並向機器發送緊急停止訊號。
與物理分隔空間的門和安全圍欄不同，安全光幕的關鍵特性在於其無需物理接觸即可靈活分隔空間。

在工廠各個入口處的應用日益多樣化

安全光幕已廣泛應用於各種場合，包括：

• 在印刷機前－透過偵測工人的手和手指來防止嚴重事故的發生
• 工業機器人工作區域－用於偵測人員進入並停止機器人運行
• 傳送帶閘門－僅允許工件通過，同時偵測人員是否存在
• 組裝工作區域－在確保安全的前提下，實現空間的高效利用

尤其是在已採用高速生產線和自動導引車（AGV）的工廠中，實體圍欄可能會阻礙高效的物料流動。因此，諸如安全光幕之類的隱形屏障正被越來越多地採用，以提高生產效率。

市場規模與成長：隨著機器人技術的普及，安全設備市場也不斷擴大。

根據一份市場調查報告（《安全光幕市場規模、份額及成長[最新]》），全球對安全光幕的需求正在穩步增長。預計該市場規模將從2025年的13億美元成長到2030年的17億美元，複合年增長率（CAGR）為6.3%。

推動這一成長的因素有很多：

• 智慧工廠的興起正在加速自動化進程，創造更多人機協同工作的環境。
• 工業機器人在全球的普及應用，增加了對先進安全措施的需求。
• 中國、印度和其他亞洲市場的製造業投資正在推動安全設備的需求。
• 國際電工委員會（IEC）和國際標準化組織（ISO）等機構制定的更嚴格的安全標準，正在推動各國出台相關法規，並加速符合標準的技術的普及應用。

尤其是在汽車、食品和包裝行業，人與機器人協同工作的領域正在蓬勃發展，這促使人們採用安全光幕作為關鍵的安全解決方案。

不斷演進的結構與功能：簡潔先進的安全設計

安全光幕乍看之下很簡單，但每個裝置內部都蘊含著高度精確的控制技術。

• 多光束控制－同時管理多個紅外線光束
• 透過時序控制防止誤檢－依照設定的順序發射和偵測光，並採用偏移時序以避免誤觸發。
• 環境光補償－校正來自外部光源（例如陽光或工廠照明）的干擾。
• 鏡頭污染偵測－辨識接收器鏡頭上的污垢或污漬，以防止偵測精度下降。
• 遮擋功能－即使某些光束被夾具或傳送帶遮擋，也能繼續運作。
• 靜音功能－支援複雜的決策，允許加工中的工件通過，同時在人員或異物進入該區域時停止操作。

此外，一些製造商還提供配備數位指示器的型號，用於顯示光束對準和接收器狀態等參數。這些功能有助於更輕鬆地進行安裝調整和更有效率地進行故障排除。

六大值得關注的趨勢：中小企業與物聯網的採用

以下三種安全光幕發展趨勢預計未來將廣泛應用：

1. 中小企業採用率不斷提高
   雖然輕型安全簾的普及主要集中在大型製造商，但價格更實惠、結構更緊湊的型號的推出，也推動了其在中小企業中的普及。
   
2. 數位化和智慧集成
   部分產品配備了數位指示器或通訊功能。透過與物聯網、PLC 和 SCADA 等智慧工廠技術連接，智慧安全正逐漸成為一種趨勢。
   
3. 增強環境適應力
   環境耐久性和自我診斷技術的進步將使設備能夠在有蒸氣、加工屑或油的環境中可靠運作。

Dexerials公司用於安全光幕的“光接收元件”

光電二極體（稱為受光元件）是安全光幕的核心，安全光幕有助於創建更安全、更有效率的工廠。 因此，這些光電探測器是實現工廠安全和生產力的關鍵組件。透過精確偵測發射器側的紅外光變化，它們可以視覺化不可見光屏障的狀態，並向控制器提供資料。

Dexerials公司開發並供應多種高靈敏度、快速響應的光電探測器，這些探測器針對安全光幕的應用進行了最佳化。這些產品具有以下特點：

• 波長靈敏度最佳化－針對900奈米左右的近紅外線波長進行高光敏性調諧，常用於安全光幕。
• 低雜訊和高訊號雜訊比－最大限度地減少誤報，並確保在環境光和環境雜訊下穩定運作。
• 快速反應－光線中斷時，高速訊號反應可立即停止機器運轉；支援靜音和消隱等進階功能。
• 緊湊且模組化相容－緊湊的封裝設計可實現更纖薄的裝置，並支援多軸配置。此外，由於生產批次之間的差異小且品質穩定，Dexerial 的光電二極體被選用於需要高可靠性的應用。

安全光幕必須根據應用環境和所需的安全等級來滿足不同的性能和可靠性要求。
根據國際安全標準 IEC 61496，它們被分為 2 型和 4 型等類別。

4 型設備專為需要最高安全性能的環境而設計，在設計和製造方面都要求採用先進的光電感測器技術。
例如，建議將4型安全光幕用於壓力機和工業機器人等高風險設備。而2型光幕則適用於人員進出有限的低風險區域。

由於這些不同的要求，4 型安全光幕需要具有高靈敏度和快速響應的光電探測器。Dexerials 的光電二極體符合這些苛刻的規格，並已廣泛應用於 Type 4 型號。

在安全裝置中，故障是不可接受的。在此背景下，受光元件的品質和穩定性直接影響工作場所的安全。Dexerials 的光電二極體採用尖端的光學半導體技術來滿足這些關鍵需求。

技術是製造安全的基礎

隨著工廠智慧化進程的不斷推進，安全光幕作為一種能夠保障人機安全協同工作的技術，其重要性日益凸顯。而這項技術的核心在於能夠精確探測不可見光的接收元件。

Dexerials 的光電二極體提供準確的偵測和高可靠性，是安全控制的最後一道防線，並已在全球市場上的許多產品中採用。我們相信，隨著高性能、緊湊、低功耗安全光幕的進一步發展，光電探測器的進一步發展將直接影響產品競爭力。

我們將繼續努力進一步發展光電二極體——一種作為製造安全基石的技術。