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光電傳感器

發布時間:2020-08-17 點擊量:216

一、光電傳感器

 

光電傳感器是采用光電元件作為檢測元件的傳感器。它首先把被測量的變化轉換成光信號的變化,然後借助光電元件進一步將光信號轉換成電信號。光電傳感器一般由光源、光學通路和光電元件三部分而組成。

 

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光電傳感器工作原理

 

光電傳感器是通過把光強度的變化轉換成電信號的變化來實現控製的。
光電傳感器在一般情況下,有三部分構成,它們分為:發送器、接收器和檢測電路。
發送器對準目標發射光束,發射的光束一般來源於半導體光源,發光二極管(LED)、激光二極管及紅外發射二極管。光束不間斷地發射,或者改變脈衝寬度。接收器有光電二極管、光電三極管、光電池組成。在接收器的前麵,裝有光學元件如透鏡和光圈等。在其後麵是檢測電路,它能濾出有效信號和應用該信號。

 

光電傳感器結構分析
 

光電傳感器通常由三部分構成,它們分別為:發送器、接收器和檢測電路。
發射器帶一個校準鏡頭,將光聚焦射向接收器,接收器出電纜將這套裝置接到一個真空管放大器上。在金屬圓筒內有一個小的白熾燈做為光源,這些小而堅固的白熾燈傳感器就是如今光電傳感器的雛形。

 

接收器有光電二極管、光電三極管及光電池組成。光敏二極管是現在見的傳感器。光電傳感器光敏二極管的外型與一般二極管一樣,隻是它的管殼上開有一個嵌著玻璃的窗口,以便於光線射入,為增加受光麵積,PN結的麵積做得較大,光敏二極管工作在反向偏置的工作狀態下,並與負載電阻相串聯,當無光照時,它與普通二極管一樣,反向電流很小稱為光敏二極管的暗電流;當有光照時,載流子被激發,產生電子-空穴,稱為光電載流子。

 

此外,光電傳感器的結構元件中還有發射板和光導纖維。角反射板是結構牢固的發射裝置,它由很小的三角錐體反射材料組成,能夠使光束準確地從反射板中返回。它可以在與光軸0到25的範圍改變發射角,使光束幾乎是從一根發射線,經過反射後,仍從這根反射線返回。

 

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光電傳感器分類

 

 

漫反射型:一般型或能量型 (-8),聚焦式 (-8-H),帶背景抑製功能型 (-8-H),帶背景分析功能型 (-8-HW)

反射板型:一般型 (-6),帶偏振濾波功能型 (-54, -55),帶透明體檢測功能型 (-54-G),帶前景抑製功能型 (-54-V)

對射型

槽型 

光纖傳感器:塑料光纖型,玻璃光纖型

色標傳感器,顏色傳感器,熒光傳感器

光通訊

激光測距:三角反射原理型,相位差原理型,時間差原理型

光柵

防爆/隔爆型

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 光電傳感器應用
 

煙塵濁度監測儀

 

防止工業煙塵汙染是環保的重要任務之一。為了消除工業煙塵汙染,首先要知道煙塵排放量,因此必須對煙塵源進行監測、自動顯示和超標報警。煙道裏的煙塵濁度是用通過光在煙道裏傳輸過程中的變化大小來檢測的。如果煙道濁度增加,光源發出的光被煙塵顆粒的吸收和折射增加,到達光檢測器的光減少,因而光檢測器輸出信號的強弱便可反映煙道濁度的變化。

 

條形碼掃描筆

 

當掃描筆頭在條形碼上移動時,若遇到黑色線條,發光二極管的光線將被黑線吸收,光敏三極管接收不到反射光,呈高阻抗,處於截止狀態。當遇到白色間隔時,發光二極管所發出的光線,被反射到光敏三極管的基極,光敏三極管產生光電流而導通。整個條形碼被掃描過之後,光敏三極管將條形碼變形一個個電脈衝信號,該信號經放大、整形後便形成脈衝列,再經計算機處理,完成對條形碼信息的識別。

 

產品計數器

 

產品在傳送帶上運行時,不斷地遮擋光源到光電傳感器的光路,使光電脈衝電路產生一個個電脈衝信號。產品每遮光一次,光電傳感器電路便產生一個脈衝信號,因此,輸出的脈衝數即代表產品的數目,該脈衝經計數電路計數並由顯示電路顯示出來。

 

光電式煙霧報警器

 

沒有煙霧時,發光二極管發出的光線直線傳播,光電三極管沒有接收信號。沒有輸出,有煙霧時,發光二極管發出的光線被煙霧顆粒折射,使三極管接受到光線,有信號輸出,發出報警。

 

測量轉速

 

在電動機的旋轉軸上塗上黑白兩種顏色,轉動時,反射光與不反射光交替出現,光電傳感器相應地間斷接收光的反射信號,並輸出間斷的電信號,再經放大器及整形電路放大整形輸出方波信號,最後由電子數字顯示器輸出電機的轉速

 

光電池在光電檢測和自動控製方麵的應用

 

光電池作為光電探測使用時,其基本原理與光敏二極管相同,但它們的基本結構和製造工藝不完全相同。由於光電池工作時不需要外加電壓;光電轉換效率高,光譜範圍寬,頻率特性好,噪聲低等,它已廣泛地用於光電讀出、光電耦合、光柵測距、激光準直、電影還音、紫外光監視器和燃氣輪機的熄火保護裝置等。

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