在工业自动化现场,光电检测装置种类繁多,其中测量光幕与安全光栅(即安全光幕)因外观极为相似——均由发射器和接收器组成,通过排列整齐的红外光束形成“光栅”区域——常被操作人员误认为是同一类设备,甚至出现混用、错用的情况。然而,二者在功能定位、技术标准、输出方式和法律责任上存在本质区别。正确区分它们,不仅是提升生产效率的基础,更是保障人身安全的关键。本文将从多个维度系统解析如何准确辨别测量光幕与安全光栅。
一、看功能用途:测数据 vs 保安全
这是最根本的区分依据。
- 测量光幕的核心任务是尺寸检测与位置识别。它用于非接触式测量物体的高度、宽度、厚度、轮廓或通过数量,广泛应用于物流分拣、产品检测、机器人引导等场景。例如,在快递中心自动测量包裹体积,或在装配线上判断工件是否到位。
- 安全光栅的核心使命是人员安全防护。它作为功能安全设备,安装在冲压机、注塑机、机器人工作区等危险机械周围,一旦有人体或物体进入光束区域,立即触发急停信号,强制设备停机,防止挤压、剪切等机械伤害事故。
✅ 简单判断:如果设备需要“知道物体有多大”,选测量光幕;如果需要“保护人不被机器伤到”,必须用安全光栅。
二、查认证标识:有无安全等级是关键
这是最直接、最权威的区分方法。
- 测量光幕通常只有常规的CE(EMC/LVD)、RoHS等电磁兼容和环保认证,不具备功能安全认证。其铭牌上不会标注SIL、PL、Type等安全等级。
- 安全光栅必须通过国际功能安全标准认证,其外壳或说明书上会明确标注:
- 安全等级:如SIL 2 / SIL 3(IEC 61508)、PL d / PL e(ISO 13849)
- 设备类型:Type 2 或 Type 4(IEC 61496)
- 认证标志:TÜV、UL、CSA、CE(附带机械指令2006/42/EC)
🔍 实操建议:查看设备铭牌或产品手册,若无SIL、PL、Type等字样,绝不能用于安全防护。
三、比技术参数:分辨率与输出方式不同
参数 | 测量光幕 | 安全光栅 |
---|---|---|
分辨率(光束间距) | 高(1mm、2mm、5mm) | 中等(14mm、20mm、30mm、40mm) |
响应时间 | 极快(≤5ms),适应高速测量 | 快(≤10~20ms),满足安全停机要求 |
输出信号 | 模拟量(4-20mA)、数字量(PNP/NPN)、RS485、Ethernet | 安全输出(OSSD),双通道冗余晶体管 |
控制回路 | 接入普通PLC输入模块 | 必须接入安全继电器或安全PLC |
📌 说明:测量光幕追求高精度,因此光束更密集;安全光栅的光束间距需根据安全距离公式(ISO 13855)计算确定,并非越密越好。
四、观系统连接:是否接入安全回路
观察设备的电气接线方式,也能快速判断其类型。
- 测量光幕:输出线通常接入PLC的普通数字输入点或通信模块,信号用于数据处理或逻辑判断,不会直接控制主电源断开。
- 安全光栅:输出为两路独立的OSSD(Output Signal Switching Device)信号,必须接入安全继电器、安全模块或安全PLC,其触点直接控制接触器或伺服驱动器的使能端,实现紧急停机。
⚠️ 警告:若发现所谓“安全光栅”仅接入普通PLC输入点,该系统存在重大安全隐患,不符合安全标准。
五、验附加功能:自检与屏蔽机制
- 测量光幕:具备基本的状态指示(如电源、遮挡灯),但无强制自诊断功能。
- 安全光栅:具备实时自检功能,通电后自动检测光束对准、电路完整性、内部元件状态,故障时输出错误信号并锁定设备,防止误动作。
此外,安全光栅常支持屏蔽(Muting)、消隐(Blanking) 等高级功能,允许特定物体(如机械臂)在授权时段通过而不触发停机,而测量光幕一般不具备此类安全逻辑。
六、常见误区警示
- “安全光栅也能测尺寸,可以当测量光幕用”
❌ 错误!安全光栅分辨率低(通常≥14mm),无法满足高精度测量需求,仅可作粗略判断。 - “测量光幕看起来一样,也能防人身伤害”
❌ 严重错误!测量光幕无安全认证、无冗余设计、无自检机制,一旦失效将导致致命事故,违反《安全生产法》和机械安全标准。