2014年05月21日

技术篇|光电传感器是如何工作的?具备哪些优点?

  光电传感器用途广泛,比如我们在阳光下看不清手机和电脑,这时我们可以利用光敏器件来改变手机和电脑的屏幕亮度。再如我们的空调,可以通过检测红外线自动调节至人体的舒适温度,当温度过高或者过低时,空调调节装置,而当人体处在舒服范围内,则可关闭调节装置,以节省能源。随着科学技术的发展,光电传感器会使我们的生活更加方便。

  光电传感器在一般情况下,有三部分构成,它们分为:发送器、接收器和检测电。

  发送器对准目标发射光束,发射的光束一般来源于半导体光源,发光二极管(LED)、激光二极管及红外发射二极管。光束不间断地发射,或者改变脉冲宽度。接收 器有光电二极管、光电三极管、光电池组成。在接收器的前面,装有光学元件如透镜和等。在其后面是检测电,它能滤出有效信号和应用该信号。

  三角反射板是结构牢固的发射装置。它由很小的三角锥体反射材料组成,能够使光束准确地从反射板中返回,具有实用意义。它可以在与光轴0到25的范围改变发射角,使光束几乎是从一根发射线,经过反射后,还是从这根反射线返回。

  检测距离长。在对射型中保留10m以上的检测距离等,便能实现其他检测手段。

  对检测物体的少。 由于以检测物体引起的遮光和反射为检测原 理,所以不象接近传感器等将检测物体限定在金属,它可对玻璃.塑料.木材.液体等几乎所有物体进行检测。

  响应时间短。光本身为高速,并且传感器的电都由电子零件构成,所以不包含机械性工作时间。

  分辨率高。能通过高级设计技术使投光光束集 中在小光点,或通过构成特殊的受光光学系统,来实现高分辨率。也可进行微小物体的检测和高精度的检测。

  可实现非接触的检测。可以无须机械性地接触 检测物体实现检测,因此不会对检测物体和传感器造成损伤。因此,传感器能长期使用。

  可实现颜色判别。通过检测物体形成的光的反 射率和吸收率根据被投光的光线波长和检测物体的颜色组合而有所差异。利用这种性质,可对检测物体的颜色进行检测。

  便于调整。在投射可视光的类型中,投光光束 是眼睛可见的,便于对检测物体的进行调整。

  光电隔离器是由发光二级管和光敏晶体管安装在同一个管壳内构成的。发光二级管辐射能量能有效地耦合到光敏晶体管上。可以有多种形式,比如:发光二级管—光敏晶闸管、发光二极管—光敏电阻、发光二极管—光敏三极管。其中发光二级管—光敏三极管应用最为广泛,常应用于一般信号的隔离;发光二级管—光敏晶闸管常用在大功率的隔离驱动场合;发光二级管—达林顿管或者复合管常用在低功率负载的直接驱动场合。

  学生在光线不均的中学习,很容易损害视力。应用光电池这种光电元件做成的文具盒测光电能显示光线的强弱,指导学生视力。把硅光电池安装在文具盒的表面,直接感受光的强弱,用两只发光二极管作为光照强弱的灯。当光照小于100 lx时,光电池产生的电压比较小,两只发光二级管都不亮;当光照在100~200 lx时,其中一个发光二级管点亮,表示光照适中;当光照大于200 lx时,光电池产生的电压比较高,两只发光二级管都点亮,表示光照太强了。

  当扫描笔笔头在条形码上移动时,若遇到黑色线条,发光二极管的光线将被吸收,光敏三极管接收不到反射光,呈现高,处于截止状态。当遇到白色间隔时,发光二极管所发出的光线,被反射到光敏三极管的基极,光敏三极管产生光电流而导通。 整个条形码被扫描之后,光敏三极管将条形码变成一个个电脉冲信号,该信号经放大、整形后便形成脉冲列,再经计算机处理,就完成了对条形码信息的识别。

  光电式纬线探测器是应用于喷气织机上,判断纬线是否断线的一种探测器。当纬线在喷气作用下前进时,红外发射管发出红外光,经纬线反射,被光电池接收,如果光电池接收不到反射信号,则说明纬线已断。因此,利用光电池的输出信号,通过后续电放大、脉冲整形等,控制机器是正常运转还是关机报警。

  由于纬线很细,又是摆动着前进,形成光的漫反射,削弱了反射光的强度,还伴有背景杂散光,因此要求探纬器具备高的灵敏度和分辨力。为此,红外发光管采用占空比很小的强电流脉冲供电,这样既发光管使用寿命,又能在瞬间射出强光,以提高检测灵敏度。

  通过以上的阅读,相信大家都对光电传感器有了一定的了解,如有错误请,谢谢。希望能帮助到大家。