光電傳感器的介紹：光電傳感器介紹
光電傳感器是一種小型電子設(shè)備，它可以檢測出其接收到的光強(qiáng)的變化。早期的用來檢測物體有無的光電傳感器是一種小的金屬圓柱形設(shè)備，發(fā)射器帶一個(gè)校準(zhǔn)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(gè)真空管放大器上。在金屬圓筒內(nèi)有一個(gè)小的白熾燈做為光源。這些小而堅(jiān)固的白熾燈傳感器就是今天光電傳感器的雛形。
LED（發(fā)光二極管）
發(fā)光二極管最早出現(xiàn)在19世紀(jì)60年代，現(xiàn)在我們可以經(jīng)常在電氣和電子設(shè)備上看到這些二極管做為指示燈來用。LED就是一種半導(dǎo)體元件，其電氣性能與普通二極管相同，不同之處在于當(dāng)給LED通電流時(shí)，它會發(fā)光。由于LED是固態(tài)的，所以它能延長傳感器的使用壽命。因而使用LED的光電傳感器能被做得更小，且比白熾燈傳感器更可靠。不象白熾燈那樣，LED抗震動(dòng)抗沖擊，并且沒有燈絲。另外，LED所發(fā)出的光能只相當(dāng)于同尺寸白熾燈所產(chǎn)生光能的一部分。（激光二極管除外，它與普通LED的原理相同，但能產(chǎn)生幾倍的光能，并能達(dá)到更遠(yuǎn)的檢測距離）。LED能發(fā)射人眼看不到的紅外光，也能發(fā)射可見的綠光、黃光、紅光、藍(lán)光、藍(lán)綠光或白光。
經(jīng)調(diào)制的LED傳感器
1970年，人們發(fā)現(xiàn)LED還有一個(gè)比壽命長更好的優(yōu)點(diǎn)，就是它能夠以非常快的速度來開關(guān)，開關(guān)速度可達(dá)到KHz。將接收器的放大器調(diào)制到發(fā)射器的調(diào)制頻率，那么它就只能對以此頻率振動(dòng)的光信號進(jìn)行放大。
我們可以將光波的調(diào)制比喻成無線電波的傳送和接收。將收音機(jī)調(diào)到某臺，就可以忽略其他的無線電波信號。經(jīng)過調(diào)制的LED發(fā)射器就類似于無線電波發(fā)射器，其接收器就相當(dāng)于收音機(jī)。
人們常常有一個(gè)誤解：認(rèn)為由于紅外光LED發(fā)出的紅外光是看不到的，那么紅外光的能量肯定會很強(qiáng)。經(jīng)過調(diào)制的光電傳感器的能量的大小與LED光波的波長無太大關(guān)系。一個(gè)LED發(fā)出的光能很少，經(jīng)過調(diào)制才將其變得能量很高。一個(gè)未經(jīng)調(diào)制的傳感器只有通過使用長焦距鏡頭的機(jī)械屏蔽手段，使接收器只能接收到發(fā)射器發(fā)出的光，才能使其能量變得很高。相比之下，經(jīng)過調(diào)制的接收器能忽略周圍的光，只對自己的光或具有相同調(diào)制頻率的光做出響應(yīng)。
未經(jīng)調(diào)制的傳感器用來檢測周圍的光線或紅外光的輻射，如剛出爐的紅熱瓶子，在這種應(yīng)用場合如果使用其它的傳感器，可能會有誤動(dòng)作。
如果一個(gè)金屬發(fā)射出的光比周圍的光強(qiáng)很多的話，那么它就可以被周圍光源接收器可靠檢測到。周圍光源接收器也可以用來檢測室外光。
但是并不是說經(jīng)調(diào)制的傳感器就一定不受周圍光的干擾，當(dāng)使用在強(qiáng)光環(huán)境下時(shí)就會有問題。例如，未經(jīng)過調(diào)制的光電傳感器，當(dāng)把它直接指向陽光時(shí)，它能正常動(dòng)作。我們每個(gè)人都知道，用一塊有放大作用的玻璃將陽光聚集在一張紙上時(shí)，很容易就會把紙點(diǎn)燃。設(shè)想將玻璃替換成傳感器的鏡頭，將紙?zhí)鎿Q成光電三極管，這樣我們就很容易理解為什么將調(diào)制的接收器指向陽光時(shí)它就不能工作了，這是周圍光源使其飽和了。
調(diào)制的LED改進(jìn)了光電傳感器的設(shè)計(jì)，增大了檢測距離，擴(kuò)展了光束的角度，人們逐漸接受了這種可靠易于對準(zhǔn)的光束。到1980年，非調(diào)制的光電傳感器逐步就退出了歷史舞臺。
紅外光LED是效率最高的光束，同時(shí)也是在光譜上與光電三極管最匹配的光束。
但是有些傳感器需要用來區(qū)分顏色（如色標(biāo)檢測），這就需要用可見光源。
在早期，色標(biāo)傳感器使用白熾燈做光源，使用光電池接收器，直到后來發(fā)明了高效的可見光LED。現(xiàn)在，多數(shù)的色標(biāo)傳感器都是使用經(jīng)調(diào)制的各種顏色的可見光LED發(fā)射器。經(jīng)調(diào)制的傳感器往往犧牲了響應(yīng)速度以獲取更長的檢測距離，這是因?yàn)闄z測距離是一個(gè)非常重要的參數(shù)。未經(jīng)調(diào)制的傳感器可以用來檢測小的物體或動(dòng)作非常快的物體，這些場合要求的響應(yīng)速度都非常快。但是，現(xiàn)在高速的調(diào)制傳感器也可以提供非常快的響應(yīng)速度，能滿足大多數(shù)的檢測應(yīng)用。
超聲波傳感器
聲波傳感器所發(fā)射和接收的聲波，其振動(dòng)頻率都超過了人耳所能聽到的范圍。它是通過計(jì)算聲波從發(fā)射，經(jīng)被測物反射回到接收器所需要的時(shí)間，來判斷物體的位置。對于對射式超聲波傳感器，如果物體擋住了從發(fā)射器到接收器的聲波，則傳感器就會檢測到物體。與光電傳感器不同，超聲波傳感器不受被測物透明度和反光率的影響，因此在許多使用超聲波傳感器的場合就不適合使用光電傳感器來檢測。
光纖
安裝空間非常有限或使用環(huán)境非常惡劣的情況下，我們可以考慮使用光纖。光纖與傳感器配套使用，是無源元件，另外，光纖不受任何電磁信號的干擾，并且能使傳感器的電子元件與其他電的干擾相隔離。
光纖有一根塑料光芯或玻璃光芯，光芯外面包一層金屬外皮。這層金屬外皮的密度比光芯要低，因而折射率低。光束照在這兩種材料的邊界處（入射角在一定范圍內(nèi)，），被全部反射回來。根據(jù)光學(xué)原理，所有光束都可以由光纖來傳輸。
兩條入射光束（入射角在接受角以內(nèi)）沿光纖長度方向經(jīng)多次反射后，從另一端射出。另一條入射角超出接受角范圍的入射光，損失在金屬外皮內(nèi)。這個(gè)接受角比兩倍的最大入射角略大，這是因?yàn)楣饫w在從空氣射入密度較大的光纖材料中時(shí)會有輕微的折射。光在光纖內(nèi)部的傳輸不受光纖是否彎曲的影響（彎曲半徑要大于最小彎曲半徑）。大多數(shù)光纖是可彎曲的，很容易安裝在狹小的空間。
玻璃光纖
玻璃光纖由一束非常細(xì)（直徑約50μm）的玻璃纖維絲組成。典型的光纜由幾百根單獨(dú)的帶金屬外皮玻璃光纖組成，光纜外部有一層護(hù)套保護(hù)。光纜的端部有各種尺寸和外形，并且澆注了堅(jiān)固的透明樹脂。檢測面經(jīng)過光學(xué)打磨，非常平滑。這道精心的打磨工藝能顯著提高光纖束之間的光耦合效率。
玻璃光纖內(nèi)的光纖束可以是緊湊布置的，也可隨意布置。緊湊布置的玻璃光纖通常用在醫(yī)療設(shè)備或管道鏡上。每一根光纖從一端到另一端都需要精心布置，這樣才能在另一端得到非常清晰的圖像。由于這種光纖費(fèi)用非常昂貴并且多數(shù)的光纖應(yīng)用場合并不需要得到一個(gè)非常清晰的圖像，所以多數(shù)的玻璃光纖其光纖束是隨意布置的，這種光纖就非常便宜了，當(dāng)然其所得到的圖像也只是一些光。
玻璃光纖外部的保護(hù)層通常是柔性的不銹鋼護(hù)套，也有的是PVC或其他柔性塑料材料。有些特殊的光纖可用于特殊的空間或環(huán)境，其檢測頭做成不同的形狀以適用于不同的檢測要求。
玻璃光纖堅(jiān)固并且性能可靠，可使用在高溫和有化學(xué)成分的環(huán)境中，它可以傳輸可見光和紅外光。常見的問題就是由于經(jīng)常彎曲或彎曲半徑過小而導(dǎo)致玻璃絲折斷，對于這種應(yīng)用場合，我們推薦使用塑料光纖。
塑料光纖
塑料光纖由單根的光纖束（典型光束直徑為0.25到1.5mm）構(gòu)成，通常有PVC外皮。它能安裝在狹小的空間并且能彎成很小的角度。
多數(shù)的塑料光纖其檢測頭都做成探針形或帶螺紋的圓柱形，另一端未做加工以方便客戶根據(jù)使用將其剪短。邦納公司的塑料光纖都配有一個(gè)光纖刀。不像玻璃光纖，塑料光纖具有較高的柔性，帶防護(hù)外皮的塑料光纖適于安裝在往復(fù)運(yùn)動(dòng)的機(jī)械結(jié)構(gòu)上。塑料光纖吸收一定波長的光波，包括紅外光，因而塑料光纖只能傳輸可見光。
與玻璃光纖相比，塑料光纖易受高溫，化學(xué)物質(zhì)和溶劑的影響。
對射式和直反式光纖玻璃光纖和塑料光纖既有“單根的”－對射式，也有“分叉的”－直反式。單根光纖可以將光從發(fā)射器傳輸?shù)綑z測區(qū)域，或從檢測區(qū)域傳輸?shù)浇邮掌鳌７植媸降墓饫w有兩個(gè)明顯的分支，可分別傳輸發(fā)射光和接收光，使傳感器既可以通過一個(gè)分支將發(fā)射光傳輸?shù)綑z測區(qū)域，同時(shí)又通過另一個(gè)分支將反射光傳輸回接收器。
直反式的玻璃光纖，其檢測頭處的光纖束是隨意布置的。直反式的塑料光纖，其光纖束是沿光纖長度方向一根挨一根布置。
光纖的特殊應(yīng)用
由于光纖受使用環(huán)境影響小并且抗電磁干擾，因而能被用在一些特殊的場合，如：適用于真空環(huán)境下的真空傳導(dǎo)光纖（VFT）和適用于爆炸環(huán)境下的光纖。在這兩個(gè)應(yīng)用中，特制的光纖安裝在特殊的環(huán)境中，經(jīng)一個(gè)法蘭引出來接到外面的傳感器上，光纖和法蘭的尺寸多種多樣。本安型傳感器，如NAMUR型的傳感器，可直接用在特殊或有爆炸性危險(xiǎn)的環(huán)境中。
光電傳感器的介紹：光電傳感器工作原理
收藏
查看我的收藏
0
有用+1
已投票
0
光電傳感器工作原理
語音
編輯
鎖定
討論
上傳視頻
上傳視頻
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(zhuǎn)換成光信號的變化，然后借助光電元件進(jìn)一步將光信號轉(zhuǎn)換成電信號。光電傳感器一般由光源、光學(xué)通路和光電元件三部分組成。
[1]
中文名
光電傳感器工作原理
外文名
The working principle of photoelectric sensor
類 別
科學(xué)技術(shù)
屬 性
光電類
作 用
將光信號轉(zhuǎn)換成電信號
構(gòu) 成
光源、光學(xué)通路和光電元件
目錄
1
工作原理
2
分類和工作方式
光電傳感器工作原理工作原理
編輯
語音
光電傳感器是通過把光強(qiáng)度的變化轉(zhuǎn)換成電信號的變化來實(shí)現(xiàn)控制的
[1]
。光電傳感器在一般情況下，有三部分構(gòu)成，它們分為：發(fā)送器、接收器和檢測電路。發(fā)送器對準(zhǔn)目標(biāo)發(fā)射光束，發(fā)射的光束一般來源于半導(dǎo)體光源，發(fā)光二極管(LED)、激光二極管及紅外發(fā)射二極管。光束不間斷地發(fā)射，或者改變脈沖寬度。接收器有光電二極管、光電三極管、光電池組成。在接收器的前面，裝有光學(xué)元件如透鏡和光圈等。在其后面是檢測電路，它能濾出有效信號和應(yīng)用該信號。此外，光電開關(guān)的結(jié)構(gòu)元件中還有發(fā)射板和光導(dǎo)纖維。三角反射板是結(jié)構(gòu)牢固的發(fā)射裝置。它由很小的三角錐體反射材料組成，能夠使光束準(zhǔn)確地從反射板中返回，具有實(shí)用意義。它可以在與光軸0到25的范圍改變發(fā)射角，使光束幾乎是從一根發(fā)射線，經(jīng)過反射后，還是從這根反射線返回。
[1]
光電傳感器工作原理分類和工作方式
編輯
語音
⑴槽型光電傳感器把一個(gè)光發(fā)射器和一個(gè)接收器面對面地裝在一個(gè)槽的兩側(cè)的是槽形光電。發(fā)光器能發(fā)出紅外光或可見光，在無阻情況下光接收器能收到光。但當(dāng)被檢測物體從槽中通過時(shí)，光被遮擋，光電開關(guān)便動(dòng)作。輸出一個(gè)開關(guān)控制信號，切斷或接通負(fù)載電流，從而完成一次控制動(dòng)作。槽形開關(guān)的檢測距離因?yàn)槭苷w結(jié)構(gòu)的限制一般只有幾厘米。⑵對射型光電傳感器若把發(fā)光器和收光器分離開，就可使檢測距離加大。由一個(gè)發(fā)光器和一個(gè)收光器組成的光電開關(guān)就稱為對射分離式光電開關(guān)，簡稱對射式光電開關(guān)。它的檢測距離可達(dá)幾米乃至幾十米。使用時(shí)把發(fā)光器和收光器分別裝在檢測物通過路徑的兩側(cè)，檢測物通過時(shí)阻擋光路，收光器就動(dòng)作輸出一個(gè)開關(guān)控制信號。⑶反光板型光電開關(guān)把發(fā)光器和收光器裝入同一個(gè)裝置內(nèi)，在它的前方裝一塊反光板，利用反射原理完成光電控制作用的稱為反光板反射式(或反射鏡反射式)光電開關(guān)。正常情況下，發(fā)光器發(fā)出的光被反光板反射回來被收光器收到;一旦光路被檢測物擋住，收光器收不到光時(shí)，光電開關(guān)就動(dòng)作，輸出一個(gè)開關(guān)控制信號。⑷擴(kuò)散反射型光電開關(guān)它的檢測頭里也裝有一個(gè)發(fā)光器和一個(gè)收光器，但前方?jīng)]有反光板。正常情況下發(fā)光器發(fā)出的光收光器是找不到的。當(dāng)檢測物通過時(shí)擋住了光，并把光部分反射回來，收光器就收到光信號，輸出一個(gè)開關(guān)信號。
詞條圖冊
更多圖冊
參考資料
1.
光電傳感器的工作原理
．半導(dǎo)體器件網(wǎng)[引用日期2013-06-06]
光電傳感器的介紹：光電傳感器的介紹
光電傳感器的介紹4個(gè)好處和用途
傳感器的范圍很廣，種類也很多，但從根本上說，傳感器是檢測被測物體的特征量，并將該特征量轉(zhuǎn)換成可讀信號，顯示在儀器上的裝置。而傳感技術(shù)，簡單的說就是利用傳感器通過檢測物理、化學(xué)或生物性質(zhì)量來獲取信息，并將其轉(zhuǎn)化為可讀信號的技術(shù)。有各種各樣的傳感器可用于幾乎任何工業(yè)需求。對于要求苛刻的關(guān)鍵任務(wù)工業(yè)應(yīng)用，傳感器可以幫助改進(jìn)流程，并提供無與倫比的資產(chǎn)保護(hù)。
這些傳感器根據(jù)流程的需要提供實(shí)時(shí)監(jiān)控，包括檢測和報(bào)告。傳感器監(jiān)測和收集的數(shù)據(jù)被發(fā)送用于控制和分析，特定屬性的任何異常都會通過該傳感器發(fā)出電信號來報(bào)告。這樣，傳感器可以提高流程效率和產(chǎn)品質(zhì)量，同時(shí)確保流程符合最佳實(shí)踐。
一、提高效率
效率是實(shí)體每次努力創(chuàng)造的結(jié)果。同樣的努力獲得更多的結(jié)果會增加效率因素。提高生產(chǎn)力的另一種方法是最大限度地減少損失（金錢、時(shí)間和精力）。工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)通過優(yōu)化現(xiàn)有流程幫助行業(yè)提高效率水平。在智能機(jī)器和傳感器的幫助下，用戶現(xiàn)在可以完全了解機(jī)器的工作情況。
通過了解機(jī)器如何使用能源，可以在改進(jìn)核心功能的同時(shí)避免不必要的成本。智能機(jī)器可以傳達(dá)有關(guān)其工作方式、活動(dòng)時(shí)間以及面臨中斷的時(shí)間范圍的完整詳細(xì)信息。
二、提高安全性
通過傳感器和對人和機(jī)器的持續(xù)監(jiān)控，可以減少工作場所事故。隨著數(shù)據(jù)流入并向操作員發(fā)出故障機(jī)器或過熱部件的警報(bào)，就有可能在關(guān)鍵點(diǎn)之前采取必要的措施來防止對工人和機(jī)器造成損壞。
三、預(yù)測性維護(hù)
維護(hù)給行業(yè)帶來了巨大的麻煩，因?yàn)檫@些時(shí)候機(jī)器需要進(jìn)行維修。這意味著他們無法為工作周期做出貢獻(xiàn)。每過一分鐘，公司都面臨虧損。機(jī)器的嚴(yán)重問題將使公司爭先恐后地獲得滿足需求的生產(chǎn)率。
預(yù)測性維護(hù)是在機(jī)器出現(xiàn)故障跡象時(shí)對其進(jìn)行維修的過程，而不是等待設(shè)備出現(xiàn)故障。換句話說，機(jī)器甚至在它們發(fā)生故障之前就得到了修復(fù)。預(yù)測性維護(hù)的優(yōu)勢在于機(jī)器完全無法使用的可能性很小。
傳感器提供有關(guān)機(jī)器行蹤水平的寶貴數(shù)據(jù)，其規(guī)模甚至是傳統(tǒng)機(jī)器無法實(shí)現(xiàn)的。
四、增加正常運(yùn)行時(shí)間
機(jī)器全天候運(yùn)行良好的優(yōu)勢之一是公司可以保持更長的正常運(yùn)行時(shí)間。機(jī)器工作時(shí)間越長，生產(chǎn)率越高，這是一個(gè)簡單的邏輯。公司正試圖以各種方式增加正常運(yùn)行時(shí)間，而工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)通過機(jī)器監(jiān)控和預(yù)測性維護(hù)為他們提供了一種更直觀的方法。最終目標(biāo)是讓工廠或行業(yè)保持高效工作，而不會導(dǎo)致機(jī)器出現(xiàn)嚴(yán)重故障。
掃一掃加群主WX，拉您進(jìn)全國傳感器買家群
由于WX群二維碼7天會失效，加群主WX拉你進(jìn)群交流
光電傳感器的介紹：工業(yè)控制中常用的光電感應(yīng)器介紹
自動(dòng)化設(shè)備中，感應(yīng)器就等于機(jī)器的眼睛，起到很重要的作用，搞過維修的都知道，機(jī)器罷工了，先找到相關(guān)的感應(yīng)器查看一番先，再考慮其他問題，這里給大家介紹工業(yè)控制中常見的三種感應(yīng)器。
我們先來看看感應(yīng)器的指示燈，一般是兩個(gè)燈，一個(gè)綠燈表示穩(wěn)定指示燈，一個(gè)黃橙燈表示動(dòng)作燈，就是感應(yīng)器被觸發(fā)。下面一個(gè)靈敏度旋鈕，可以用來調(diào)整檢測距離的，動(dòng)作轉(zhuǎn)開關(guān)是用來調(diào)整常開常閉設(shè)置。
下面這種是對射型的光電開關(guān)，投光器和受光器一對配合使用，正常情況沒有物體遮擋投光器射出的光進(jìn)入受光器，有物體遮擋時(shí)受光器沒有接收到投光器的光是，感應(yīng)器動(dòng)作輸出，所以我們安裝感應(yīng)器時(shí)，首先就要確保投光器和受光器對準(zhǔn)安裝，沒有物體遮擋時(shí)穩(wěn)定指示燈是要亮綠燈的。
下面是實(shí)物圖
這種類型的光電最遠(yuǎn)舉例可以達(dá)到30M，我還沒用過需要感應(yīng)這么遠(yuǎn)的設(shè)備。挺強(qiáng)大的，就是安裝接線有點(diǎn)麻煩，投光受光都要接線供電，只能用來檢測12MM以上的物體，低于12MM的無法檢測到。
下面看看回歸放射型，這款投光和受光是一起的，投光器發(fā)出的光通過反光鏡反射回受光器
比上面對射型的原理差不多，只是少接一些線，只要安裝反光板即可。這款在物流線上用的較多適合檢測大體積物體，用于檢測75MM以上的物體
實(shí)物圖
它的最遠(yuǎn)距離是4M，
下面這款是叫擴(kuò)散反射型，比起上面兩款來說安裝時(shí)方便，就是檢測距離短
檢測距離是可調(diào)的，最遠(yuǎn)的是1M
相對來說可以檢測較小的物品
其中的一款E3Z-L61，最小檢測物體達(dá)到0.1M。
下圖是NPN接線圖
這個(gè)是PNP接線圖
以上就是光電感應(yīng)器的介紹，謝謝觀看。
