佛山市戴迪斯科光电科技有限公司 · 20 年工业安全光电制造服务热线 4000-808-929
4000-808-929
首页 / 行业新闻 / 技术科普

安全光栅响应时间到底有几段:扫描周期、OSSD关断、安全继电器与接触器叠加才是系统总响应

技术科普 · 发布于 2026-05-24 · 最后更新于 2026-05-24 · 戴迪斯科

一句话先答:安全距离公式 S=K×T+C 里的 T 是「系统总响应时间」,等于光栅内部扫描周期+OSSD关断时间+下游安全继电器动作时间+接触器机械释放时间四段之和,绝不能只填光栅样本卡上那个十几毫秒的响应值。漏算下游继电器和接触器,往往让安装距离凭空少算几十毫秒、对应上百毫米,留下手在停机前已入危险区的致命隐患。

安全光栅响应时间到底有几段:扫描周期、OSSD关断、安全继电器与接触器叠加才是系统总响应

一句话先答:ISO 13855(国标 GB/T 19876)安全距离公式 S=K×T+C 里的那个 T,指的是从光束被遮挡、到机器危险动作真正停下来的系统总响应时间。它由四段串联叠加而成——光栅内部扫描周期、OSSD 信号关断时间、下游安全继电器响应时间、末端接触器机械释放时间。很多工程师只把光栅规格表上写的「响应时间 ≤14ms」填进公式,结果把后面三段几十毫秒全漏掉了,安装距离自然算偏小,手在机器停稳前就已经摸进危险区。

为什么这件事要命:T 少算 1ms,距离就少 2mm

公式 S=K×T+C 里,手部垂直接近时 K=2000 mm/s。这意味着 T 每多算或少算 1 毫秒,安装距离 S 就差 2 毫米。如果你把下游 30ms 的继电器和 40ms 的接触器释放全漏掉,等于 T 少算了 70ms,对应 S 少算 140mm——这正好是一只手掌的进深。光栅工作得再灵敏,停机链条后半段的延时一旦不计入安装距离,整套防护就形同虚设。

核心误区:把规格书上的「光栅响应时间」当成公式里的 T。正确做法是 T = 光栅响应时间 t1 + 整机停止时间 t2,而 t2 本身又包含安全继电器与接触器的动作延时,必须整链实测。
图1:从光束被遮挡到机器停止的总响应时间分四段叠加——扫描周期、OSSD关断、安全继电器、接触器机械动作
图1:从光束被遮挡到机器停止的总响应时间分四段叠加——扫描周期、OSSD关断、安全继电器、接触器机械动作

第一段:光栅内部扫描周期

安全光栅不是所有光束同时检测,而是发射端逐束点亮、接收端逐束读取,扫一整圈才算一个完整扫描周期。光束数越多、保护高度越高,扫一圈耗时越长。规格表上标的「响应时间」通常是这个扫描周期的整数倍(一般取 2 个周期,以保证遮挡至少被一次完整扫描捕获)。常见手指级 14mm 光栅响应时间在 10~20ms 量级,肢体级或高保护高度的型号会更长。这一段是四段里唯一写在光栅样本上的,也正因如此最容易被误当成「全部」。

想了解分辨率与保护高度如何影响扫描时间,可参考 术语表 里关于扫描周期与分辨率的条目;选型时光束数、保护高度可直接用本站 保护高度计算器 估算。

第二段:OSSD 关断时间

光栅检测到遮挡后,要通过两路 OSSD(输出信号开关器件)把「停机」信号送出去。OSSD 是双通道的安全半导体输出,正常时持续输出高电平并周期性插入微秒级测试脉冲做自检;一旦遮挡确认,两路 OSSD 必须在规定时间内关断到低电平。这个从「检测确认」到「OSSD 电平真正拉低」的延时,往往已经被算进规格书的响应时间里,但要确认清楚厂家标的响应时间是否已含 OSSD 关断——不同品牌口径不一,含糊处理就会重复计或漏计。

第三段:下游安全继电器响应时间

OSSD 输出只是一个电信号,真正切断动力要靠后级的安全继电器(或安全 PLC)。安全继电器接收 OSSD 信号、做双通道一致性比对与自检后,再驱动其内部强制导向触点动作。这一比对+动作的延时通常在 10~30ms 量级,是公式里第一段「肉眼看不见、规格书又不写」的漏算重灾区。本站 DA31 安全继电器 这类产品的响应时间会写在自己的规格书上,做系统计算时必须把它单独叠加进 T,而不是默认光栅响应里已经包含。

第四段:接触器机械释放时间

链条末端是真正切断电机/离合器动力的接触器。它是机械-电磁器件,线圈断电后衔铁靠弹簧返回、主触点物理分离需要时间,典型释放时间在 10~40ms,比前面任何一段电子延时都长,而且会随触点磨损、弹簧老化而变化。如果机器还带制动器、离合器,制动响应也要计入整机停止时间。这一段几乎从不出现在光栅样本里,却往往是四段中最大的一段。

  • 光栅扫描周期:≈10~20ms(手指级,随光束数/高度增加)
  • OSSD 关断:通常已含在光栅响应时间内,需向厂家确认口径
  • 安全继电器响应:≈10~30ms,必须单独叠加
  • 接触器机械释放:≈10~40ms,随磨损变慢,须定期实测
  • (如有)制动器/离合器响应:计入整机停止时间 t2
图2:信号链路与漏算示意——只填光栅样本值(左)vs 计入下游继电器与接触器的系统总响应(右)对安装距离的影响
图2:信号链路与漏算示意——只填光栅样本值(左)vs 计入下游继电器与接触器的系统总响应(右)对安装距离的影响

正确的算法:t1 + t2,且 t2 整链实测

标准里把系统总响应时间拆成两块:T = t1 + t2。t1 是 ESPE(光栅)的响应时间,取光栅规格书数值(已含扫描周期与 OSSD 关断)。t2 是 机器整机停止时间,从光栅 OSSD 关断那一刻起,到危险动作物理停止为止,包含安全继电器、接触器、制动器/离合器的全部延时。关键点:t2 不能用各元件标称值简单相加估算,应当用停机时间测量仪在现场实测整条链路——因为接触器和制动器会随使用磨损变慢,标称值会越来越不保守。

记法:T = t1(光栅响应,查样本)+ t2(整机停止,现场实测且定期复测)。S = 2000 × T + 8×(d−14)。任何把 t2 漏掉或用陈旧标称值的做法,都会让安装距离偏小、防护失效。

算一个完整例子

假设手掌级 30mm 光栅(C=8×(30−14)=128mm),光栅响应 t1=18ms;下游 DA31 安全继电器响应 20ms、接触器释放 35ms,则 t2≈55ms(若另有制动器再加上其响应)。系统总响应 T=18+55=73ms=0.073s。安装距离 S=2000×0.073+128=274mm。对比一下漏算的算法:若只填 t1=18ms,则 T=0.018s,S=2000×0.018+128=164mm——足足少算了 110mm,约一个手掌的进深,手在机器停稳前已侵入危险区。两个数字的差距,就是「响应时间只算光栅」与「算系统总响应」的生死差别。

实际取值与现行标准请用本站 安全距离计算器 输入实测 T 复核,并务必由具资质的安全工程师按现行有效标准与现场实测停机时间最终确认后再施工。

工程上怎么把这四段管住

第一,选响应快、扫描周期稳定的光栅,从源头压缩 t1——例如机身振动大的冲压场合用响应 ≤10ms 的工程款 DQS 系列,或通用场合用 DQC 系列。第二,下游统一用规格明确、响应时间标注清楚的安全继电器,把这一段从「未知」变成「可计算」。第三,最重要的是建立停机时间实测制度:新设备投用、检修后、以及定期保养时,用停机时间测量仪测整条链路的 t2,磨损导致 t2 变长就要重新核算安装距离、必要时把光栅往外移。响应时间不是装机时算一次就完事的固定值,而是会随设备老化漂移、需要持续监管的安全参数。

不同机型、不同停机机构的 t2 差异很大。把设备型号、停机机构(接触器/制动器/离合器)和现场实测停机时间告诉戴迪斯科工程师,可按现场核算系统总响应与安装距离。

常见问题(FAQ)

填系统总响应时间 T=t1+t2。t1 是光栅规格书上的响应时间(已含扫描周期与 OSSD 关断),t2 是整机停止时间(含安全继电器、接触器、制动器等下游全部延时),且 t2 应现场实测,不能用各元件标称值简单相加。绝不能只填光栅样本上那个十几毫秒的响应值。
通常包含。多数厂家标的响应时间是从遮挡到 OSSD 输出关断的总时间,已含扫描周期与 OSSD 关断时间。但不同品牌口径不一,下单或计算前应向厂家确认该数值是否已含 OSSD 关断,避免重复计或漏计。它一定不包含下游安全继电器和接触器的时间。
因为手部接近速度 K=2000 mm/s,T 每漏算 1ms,安装距离就少算 2mm。继电器约 10~30ms、接触器约 10~40ms,两段漏掉就可能少算上百毫米——约一个手掌进深,结果光栅装得太近,手在机器停稳前就已侵入危险区。
接触器主触点会磨损、弹簧会老化、制动器摩擦片会磨耗,这些都会让整机停止时间 t2 随使用变长。出厂标称值会越来越不保守。应在新设备投用、检修后及定期保养时,用停机时间测量仪实测整条链路,t2 变长就重新核算安装距离。
多数情况下是末端接触器的机械释放时间(约 10~40ms),若机器带制动器/离合器,其响应也可能更长。这些机械-电磁段比光栅扫描和 OSSD 等电子段慢得多,偏偏又最不出现在光栅样本里,所以是漏算的重灾区。
#响应时间#扫描周期#OSSD关断时间#系统总响应时间#停机时间测量#ISO 13855#安全距离#安全继电器
戴迪斯科 · 工业安全防护方案中心
二十年专注工业安全光电与感知设备制造。文中涉及的设备选型、车间方案, 欢迎咨询工程师 —— ☎ 4000-808-929。 更多产品也可访问戴迪斯科兄弟网站 www.fsdadi.com

免责声明:本文对政策、行业趋势、技术路线的解读为行业分析与预判,具体内容请以官方发布的法规文件、国家标准、企业公告为准。 文中提及的第三方品牌(如有)均为各自权利人注册商标,本文仅作行业信息梳理与技术对比,不构成商业关联或对其商誉的评价。

继续阅读
☎ 电话
咨询
在线
留言
回到
顶部