1、光電傳感器是什么?
光電傳感器是以光電器件為轉(zhuǎn)換器件的傳感器。可用于檢測光強、光照度、輻射測溫、氣體成分分析等直接引起光量變化的非電物理量;它還可以用來檢測其他可以轉(zhuǎn)化為光量變化的非電量,如零件的直徑、表面粗糙度、應(yīng)變性、位移、振動、速度、加速度、物體形狀和運行狀態(tài)的識別等。光電傳感器具有非接觸、響應(yīng)快、性能可靠等特點,因此廣泛應(yīng)用于工業(yè)自動化設(shè)備和機器人中。
2、組成光電傳感器
一般情況下,光電傳感器由三部分組成,分為:發(fā)送器、接收器和檢查電路。
發(fā)射器對準(zhǔn)目標(biāo)發(fā)射光束,發(fā)射光束一般來自半導(dǎo)體光源,發(fā)光二極管(LED)、激光二極管和紅外線發(fā)射二極管。光束不間斷發(fā)射或改變脈沖寬度。接收器由光電二極管、光電三極管和光電池組成。在接收器前面,有鏡頭和光圈等光電設(shè)備。后面是檢測電路,可以過濾出有效信號并應(yīng)用信號。
3、分類光電傳感器
(1)射型光電傳感器
它由發(fā)射器和接收器組成,它們在結(jié)構(gòu)上是相互分離的。當(dāng)光束中斷時,開關(guān)信號會發(fā)生變化。典型的方法是,位于同一軸線上的光電開關(guān)可以相互分離50米。
特點:區(qū)分不透明反光物體;有效距離大;因為光束只跨越感應(yīng)距離一次;不易受到影響;可以在野外或有灰塵的環(huán)境中可靠合適地使用;設(shè)備消耗高;兩個模塊必須鋪設(shè)電纜。
(2)漫反射光電傳感器
當(dāng)傳感器發(fā)射光束時,目標(biāo)是漫反射,發(fā)射器和接收器形成單個標(biāo)準(zhǔn)部件。當(dāng)光電傳感器有足夠的組合光返回接收器時,傳感器的狀態(tài)會發(fā)生變化,作用距離的典型值會持續(xù)到3米。
特點:有效作用距離由目標(biāo)的反射能力決定;由目標(biāo)表面特征和顏色決定;安裝費用較小;當(dāng)傳感器由單個部件組成時;一般可以達到粗定位;利用背景抑制功能調(diào)整測量距離;對目標(biāo)上的灰塵敏感,對目標(biāo)的反射性敏感。
(3)鏡面反射光電傳感器
由發(fā)射器和接收器組成的情況是一種標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備,從發(fā)射器發(fā)出的光束在對面反射鏡中反射,即返回接收器。當(dāng)光束中斷時,開關(guān)信號會發(fā)生變化。光線的通過時間是信號的兩倍,有效距離從0.1米到20米不等。
特點:區(qū)分不透明物體;借助反射鏡組件;產(chǎn)生高有效距離范圍;不易受到影響;它可以在野外或有灰塵的環(huán)境中可靠合適地使用。
(4)槽式光電傳感器
槽式光電傳感器一般是典型的U型結(jié)構(gòu),其發(fā)射器和接收器分別位于U型槽的兩側(cè),形成光電傳感器的光軸。當(dāng)被檢測物體通過U型槽并阻擋光軸時,光電傳感器產(chǎn)生檢測到的開關(guān)信號。
槽式光電傳感器更安全可靠,適用于檢測高速變化,識別透明和半透明物體。
4、應(yīng)用光電傳感器
光電傳感器采用光電元件作為敏感元件,種類繁多,應(yīng)用廣泛。根據(jù)光電傳感器的輸出特性,可分為兩類:
(1)將測量轉(zhuǎn)化為持續(xù)變化的光電流制成的光電檢測儀器??捎糜跍y量光的強度、物體的溫度、透光能力、位移和表面狀態(tài)等物理量。例如,測量光強的照度計、光電高溫計、光電比色計和濁度計、防火的光電報警器、直徑、長度、橢圓度、表面粗糙度等自動檢測設(shè)備和儀器。用于檢測被加工零件,其敏感元件均為光電元件。半導(dǎo)體光電元件不僅廣泛應(yīng)用于民用工業(yè)領(lǐng)域,而且在軍事領(lǐng)域也發(fā)揮著重要作用。例如,使用硫化鉛光敏電阻可以作為夜間電阻
(2)將測量轉(zhuǎn)化為持續(xù)變化的光電流。各種光電自動裝置由光電元件在受光或無光照射時“具有”或“無”電信號導(dǎo)出的特性制成。光電元件用作開關(guān)光電轉(zhuǎn)換元件。例如,計算機的光電輸入器、開關(guān)溫度調(diào)節(jié)裝置和速度測量數(shù)顯光電測速器。
5、研究和發(fā)展光電傳感器
隨著光電傳感及相關(guān)技術(shù)的快速發(fā)展,各種控制系統(tǒng)和系統(tǒng)的要求越來越高,各個領(lǐng)域的自動化水平也越來越高,光電傳感器的重要性也在不斷提高。當(dāng)前,光電傳感器探索的主要方向是:
(1)多功能。也就是說,一種光電傳感器不僅可以針對一種物理量,而且可以同時測量多種物理量;
(2)開發(fā)新型傳感材料、傳感技術(shù)等;
(3)低成本傳感器(連接、安裝等)的研究、開發(fā)和應(yīng)用。)在極端環(huán)境下(高溫、高壓等);
(4)光電傳感器與其他微技術(shù)相結(jié)合的微光技術(shù)的發(fā)展。