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。
光電傳感器的分類
1)漫反射型:
一般型或能量型 (-8),聚焦式 (-8-H),帶背景抑制功能型 (-8-H) 光電傳感器,帶背景分析功能型 (-8-HW)
2)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),帶前景抑制功能型 (-54-V)
3)對射型
4)槽型
5)光纖傳感器:塑料光纖型,玻璃光纖型
6)色標(biāo)傳感器,顏色傳感器,熒光傳感器
7)光通訊
8)激光測距:三角反射原理型,相位差原理型,時間差原理型
9)光柵
10)防爆/隔爆型
2. 安全光電傳感
1)安全對射光電
2)安全光柵
3)安全光幕
4)安全控制器
3. 門控光電傳感器
1)雷達(dá)傳感器:區(qū)域檢測型
2)主動式傳感器:單光束型,多光束型,區(qū)域檢測型
3)被動式傳感器:區(qū)域檢測型
4)電梯光幕
5)通用光電:槽形,對射型等
①檢測距離長
如果在對射型中保留10m以上的檢測距離等,便能實現(xiàn)其他檢測手段(磁性、超聲波等) 無法離檢測。
②對檢測物體的限制少
由于以檢測物體引起的遮光和反射為檢測原理,所以不象接近傳感器等將檢測物體限定 在金屬,它可對玻璃.塑料.木材.液體等幾乎所有物體進(jìn)行檢測。
③響應(yīng)時間短
光本身為高速,并且傳感器的電路都由電子零件構(gòu)成,所以不包含機(jī)械性工作時間,響應(yīng)時間非常短。
④分辨率高
能通過高級設(shè)計技術(shù)使投光光束集中在小光點,或通過構(gòu)成特殊的受光光學(xué)系統(tǒng),來實現(xiàn)高分辨率。也可進(jìn)行微小物體的檢測和高精度的位置檢測。
⑤可實現(xiàn)非接觸的檢測
可以無須機(jī)械性地接觸檢測物體實現(xiàn)檢測,因此不會對檢測物體和傳感器造成損傷。因此,傳感器能長期使用。
⑥可實現(xiàn)顏色判別
通過檢測物體形成的光的反射率和吸收率根據(jù)被投光的光線波長和檢測物體的顏色組合 而有所差異。利用這種性質(zhì),可對檢測物體的顏色進(jìn)行檢測。
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。 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。
光電效應(yīng)原理
光電元件是光電傳感器中重要的組成部分,它的核心工作原理是不同類型的光電效應(yīng)。根據(jù)波粒二象性,光是由光速運動的光子所組成, 當(dāng)物體受到光線照射時,其內(nèi)部的電子吸收了光子的能量后改變狀態(tài),自身的電性質(zhì)也會發(fā)生改變,這樣的現(xiàn)象稱為光電效應(yīng)。
反射式光電傳感器廣泛應(yīng)用于點鈔機(jī)、限位開關(guān)、計數(shù)器、電機(jī)測速、打印機(jī)、復(fù)印機(jī)、液位開關(guān)、金融設(shè)備、娛樂設(shè)備(自動機(jī))、舞臺燈光控制、監(jiān)控云臺控制、運動方向判別、計數(shù)、電動繞線機(jī)計數(shù)、電能表轉(zhuǎn)數(shù)計量
漫反射式光電傳感器注意事項
1、被檢測的工件或物體表面必須有黑白相間的部位用于吸收和反射紅外光,這樣接收管才能有效的截止和飽和達(dá)到計數(shù)的目的。所以在選擇工作點、安裝及使用中最關(guān)健的一點是接收管必須工作于截止區(qū)和飽和區(qū)。
2、使用中反射式光電傳感器的前端面與被檢測的工件或物體表面必須保持平行,這樣反射式光電傳感器的轉(zhuǎn)換效率最高。
3、反射式光電傳感器的前端面與反光板的距離保持在規(guī)定的范圍內(nèi)。
4、反射式光電傳感器必須安裝在沒有強(qiáng)光直接照射處,因強(qiáng)光中的紅外光將影響接收管的正常工作。
5、反射式光電傳感器的紅外發(fā)射管的電流在2~10ma之間時發(fā)光強(qiáng)度與電流的線性,所以在電流取值一般不超過這個范圍,若取值太大發(fā)射管的光衰也大長時間工作影響壽命;若在電池供電的情況下電流取值應(yīng)小,此時抗干擾性下降,在結(jié)構(gòu)設(shè)計時應(yīng)考慮這點,盡量避免外界光干擾等不利因素。
6、安裝焊接時,反射式光電傳感器的引腳根部與焊盤的最小距離不得小于5mm,否則焊接時易損壞管芯?;蛞鸸苄拘阅艿淖兓?。焊接時間應(yīng)小于4秒。
7、反射式光電傳感器在具體的工作環(huán)境中工作狀態(tài)的參數(shù)選擇方法:根據(jù)實際的檢測距離選取反射式光電傳感器的型號。
漫反射式光電傳感器功能優(yōu)勢
工作電壓 (VDC) 10.00 ~ 30.00
檢測距離(光電/超聲波) (mm) 20.00 ~ 350.00
響應(yīng)時間 (ms) < 1.00
輸出電路 NPN
輸出功能 亮通+暗通
連接方式 接插件
外形 (mm) 14.8*43*31
工作溫度 (℃) -25.00 ~ 65.00
防護(hù)等級 IP67
外殼材料 塑料
光源類型 紅光LED
一般數(shù)據(jù)
類型背景抑制
光源脈沖紅色LED
感應(yīng)距離Tw 20 ... 350 mm
感應(yīng)范圍Tb(最大扭矩)20 ... 350 mm
感應(yīng)范圍Tb(在Tw min。)5 ... 20 mm
校準(zhǔn)/弄臟鏡頭指示燈閃爍指示燈
指示燈LED黃色
感應(yīng)距離調(diào)節(jié)機(jī)械,10轉(zhuǎn)
波長660nm
抑制相互影響是的
電氣數(shù)據(jù)
響應(yīng)時間/釋放時間<1 ms
電源電壓范圍+ Vs 10 ... 30 VDC
最大電流消耗 (無負(fù)載)30 mA
電流消耗典型值。 25毫安
電壓降Vd<1,8 VDC
輸出功能亮/暗操作
輸出電路NPN
輸出電流<100 mA
短路保護(hù)是的
反極性保護(hù)是的
機(jī)械數(shù)據(jù)
寬/直徑14,8毫米
高度/長度43毫米
深度31毫米
類型矩形
外殼材料塑料(ASA,MABS)
前(光學(xué))PMMA
連接類型連接器M8 4針
環(huán)境條件
工作溫度-25 ... + 65°C
防護(hù)等級IP 67
漫反射式光電傳感器特點
安裝使用時不需要對齊光路
節(jié)省安裝使用空間
安裝接線簡便
檢測區(qū)域大
反饋反射式光電傳感器(也稱鏡面反射式)
反饋反射式光電傳感器是把發(fā)射器和接收器裝入同一個裝置內(nèi),在其前方裝一塊反光板,利用反射原理完成光電控制作用的光電傳感器。正常情況下,發(fā)射器發(fā)出的光被反光板反射回來被接收器收到;一旦光路被檢測物擋住,接收器檢測的光信號有變化,光電傳感器就動作,輸出一個開關(guān)控制信號。
反饋反射式光電傳感器特點
安裝使用時便于光路對齊
相對于反射式光電傳感器,節(jié)省安裝使用空間
安裝接線簡便
不受被檢測的物體、顏色和材質(zhì)影響
最后,反饋反射式光電傳感器與漫反射式光電傳感器的檢測距離也有所區(qū)別,反饋反射式光電傳感器檢測距離更遠(yuǎn)。
漫反射式光電傳感器是發(fā)射器和接收器置于一體,正常情況下接收器收不到發(fā)射器發(fā)出的光型號;當(dāng)檢測物體通過時阻礙了光,并把光部分反射回來,接收器收到光信號,輸出一個開關(guān)控制信號。
光電式傳感器在檢測和控制中應(yīng)用非常廣泛。是各種光電檢測系統(tǒng)中實現(xiàn)光電轉(zhuǎn)換的關(guān)鍵元件,它是把光信號(可見及紫外鐳射光)轉(zhuǎn)變成為電信號的器件。
光電傳感器原理
由光通量對光電元件的作用原理不同所制成的光學(xué)測控系統(tǒng)是多種多樣的,按光電元件(光學(xué)測控系統(tǒng))輸出量性質(zhì)可分二類,即模擬式光電傳感器和脈沖(開關(guān))式光電傳感器。模擬式光電傳感器是將被測量轉(zhuǎn)換成連續(xù)變化的光電流,它與被測量間呈單值關(guān)系.模擬式光電傳感器按被測量(檢測目標(biāo)物體)方法可分為透射(吸收)式,漫反射式,遮光式(光束阻檔)三大類。
所謂透射式是指被測物體放在光路中,恒光源發(fā)出的光能量穿過被測物,部份被吸收后,透射光投射到光電元件上;所謂漫反射式是指恒光源發(fā)出的光投射到被測物上,再從被測物體表面反射后投射到光電元件上;所謂遮光式是指當(dāng)光源發(fā)出的光通量經(jīng)被測物光遮其中一部份,使投射到光電元件上的光通量改變,改變的程度與被測物體在光路位置有關(guān)。
光敏二極管是常見的光傳感器。光敏二極管的外型與一般二極管一樣,當(dāng)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(dāng)有光照時,載流子被激發(fā),產(chǎn)生電子-空穴,稱為光電載流子。在外電場的作用下,光電載流子參與導(dǎo)電,形成比暗電流大得多的反向電流,該反向電流稱為光電流。光電流的大小與光照強(qiáng)度成正比,于是在負(fù)載電阻上就能得到隨光照強(qiáng)度變化而變化的電信號。
光敏三極管除了具有光敏二極管能將光信號轉(zhuǎn)換成電信號的功能外,還有對電信號放大的功能。光敏三級管的外型與一般三極管相差不大,一般光敏三極管只引出兩個極——發(fā)射極和集電極,基極不引出,管殼同樣開窗口,以便光線射入。為增大光照,基區(qū)面積做得很大,發(fā)射區(qū)較小,入射光主要被基區(qū)吸收。
工作時集電結(jié)反偏,發(fā)射結(jié)正偏。在無光照時管子流過的電流為暗電流Iceo=(1+β)Icbo(很?。纫话闳龢O管的穿透電流還??;當(dāng)有光照時,激發(fā)大量的電子-空穴對,使得基極產(chǎn)生的電流Ib增大,此刻流過管子的電流稱為光電流,發(fā)射極電流Ie=(1+β)Ib,可見光電三極管要比光電二極管具有更高的靈敏度。
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。
光電式傳感器具有非接觸、響應(yīng)快、性能可靠等特點,因此在工業(yè)自動化裝置和機(jī)器人中獲得廣泛應(yīng)用。新的光電器件不斷涌現(xiàn),特別是CCD圖像傳感器的誕生,為光電傳感器的進(jìn)一步應(yīng)用開創(chuàng)了新的一頁。
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