Optisten antureiden käyttö teollisuudessa

Abstract

Tämän opinnäytetyön tavoitteena on perehdyttää lukija optisten antureiden toimintaan ja käyttöön, sekä syventää lukijan aiempaa tietoa optisista antureista. Työssä käsitellään optis-ten antureiden fysikaalisia toimintaperiaatteita, antureiden käyttökohteita teollisuudessa sekä yleisimpiä teollisuuden käyttämiä anturimalleja.

Optisen anturin tehtävä on muuttaa mitattava suure sähköiseksi signaaliksi. Optisia antureita käytetään teollisuudessa kappaleiden tunnistamiseen, paikoitukseen sekä mittaamiseen. Anturien toiminta perustuu puolijohteisiin, jotka muuntavat mitattavan suureen sähköiseen muotoon. Elektroniikkapiirit tulkitsevat puolijohteilla mitatun arvon ja muuntavat sen halutuksi signaaliksi.

Työn teoriaosuuteen käytettiin alan kirjallisuutta antureista sekä elektroniikasta. Työtä varten haastateltiin Suomen suurimpia anturivalmistajia mahdollisimman realistisen kuvan saa-miseksi teollisuudessa käytettävistä antureista, niiden toimintaympäristöistä, haasteista sekä tulevaisuuden suuntauksesta.

Optiset anturit tulevat kehittymään älykkäiksi antureiksi sekä liittymään IoT-maailmaan eli Internet of Things-maailmaan. Teollinen internet yhdistää laitteet internettiin ja mahdollistaa lähes reaaliaikaisen datan seurannan sekä kaksisuuntaisen tiedonvaihdon ja etäohjauksen. Tulevaisuudessa uudet sovellukset sekä nimenomaan IoT-ratkaisut yleistyvät antureissa sekä teollisuudessa.

The purpose of this thesis is to familiarize the reader with the operation of optical sensors and to deepen the reader's previous knowledge of optical sensors. The work deals with the physical operating principles of optical sensors, the applications of sensors in industry and the most common sensor models used by industry.

The function of the optical sensor is to convert the measured quantity into a signal. Optical sensors are used in industry to identify, position and measure pieces. The operating princi-ple of the sensors is based on semiconductor components that conduct electricity and react to external energy sources. In the sensors, the electrical energy is generated by the semi-conductors and interpreted by the electronic circuits of the sensor, which transform the cur-rent into a signal.

Literature from sensors and electronics was used in the theoretical part of the thesis. For the work, interviews were conducted with the largest sensor importers in Finland to get the most realistic view of industrial sensors, their operating environments, challenges and future trends.

Optical sensors will develop into smart sensors and connect to the Internet of Things (IoT) world. The industrial internet connects the devices to the internet and enables almost real-time data monitoring and two-way data exchange and remote control. In the future, new ap-plications and specifically IoT solutions will become more common in sensor manufacturing and industry.