EFS2000-1112現(xiàn)貨供應(yīng) 光電開關(guān)

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光電傳感器是將光信號轉(zhuǎn)換為電信號的一種器件故源。其工作原理基于光電效應(yīng)。光電效應(yīng)是指光照射在某些物質(zhì)上時汞贸，物質(zhì)的電子吸收光子的能量而發(fā)生了相應(yīng)的電效應(yīng)現(xiàn)象绳军。根據(jù)光電效應(yīng)現(xiàn)象的不同將光電效應(yīng)分為三類：外光電效應(yīng)、內(nèi)光電效應(yīng)及光生伏*應(yīng)著蛙。光電器件有光電管删铃、光電倍增管耳贬、光敏電阻踏堡、光敏二極管、光敏三極管咒劲、光電池等今伏。分析了光電器件的性能、特性曲線轴布。

傳感器概述

編輯

光電傳感器一般由處理通路和處理元件2 部分組成癌越。其基本原理是以光電效應(yīng)為基礎(chǔ)，把被測量的變化轉(zhuǎn)換成光信號的變化缓捂，然后借助光電元件進一步將非電信號轉(zhuǎn)換成電信號洲芥。光電效應(yīng)是指用光照射某一物體，可以看作是一連串帶有一定能量為的光子轟擊在這個物體上茄妇，此時光子能量就傳遞給電子昌嘶，并且是一個光子的全部能量一次性地被一個電子所吸收，電子得到光子傳遞的能量后其狀態(tài)就會發(fā)生變化晨丸，從而使受光照射的物體產(chǎn)生相應(yīng)的電效應(yīng)诱榴。通常把光電效應(yīng)分為3 類：（1 ）在光線作用下能使電子逸出物體表面的現(xiàn)象稱為外光電效應(yīng)，如光電管云卤、光電倍增管等备则；（2 ）在光線作用下能使物體的電阻率改變的現(xiàn)象稱為內(nèi)光電效應(yīng)，如光敏電阻城也、光敏晶體管等隐锭；（3 ）在光線作用下，物體產(chǎn)生一定方向電動勢的現(xiàn)象稱為光生伏*應(yīng)，如光電池等钦睡。 [2] 

光電檢測方法具有精度高框舔、反應(yīng)快、非接觸等優(yōu)點赎婚，而且可測參數(shù)多刘绣，傳感器的結(jié)構(gòu)簡單，形式靈活多樣挣输，因此,光電式傳感器在檢測和控制中應(yīng)用非常廣泛纬凤。

光電傳感器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撩嚼。

光電傳感器

光電式傳感器是以光電器件作為轉(zhuǎn)換元件的傳感器停士。它可用于檢測直接引起光量變化的非電物理量，如光強完丽、光照度恋技、輻射測溫、氣體成分分析等漱屁；也可用來檢測能轉(zhuǎn)換成光量變化的其他非電量狈报，如零件直徑、表面粗糙度茧津、應(yīng)變溺剖、位移、振動营鸽、速度鳖进、加速度，以及物體的形狀奴万、工作狀態(tài)的識別等葵斗。光電式傳感器具有非接觸、響應(yīng)快个荔、性能可靠等特點杂虐，因此在工業(yè)自動化裝置和機器人中獲得廣泛應(yīng)用。新的光電器件不斷涌現(xiàn)擦钾，特別是CCD圖像傳感器的誕生料潘，為光電傳感器的進一步應(yīng)用開創(chuàng)了新的一頁。

原理

編輯

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)可分二類悍赢，即模擬式光電傳感器和脈沖(開關(guān))式光電傳感器决瞳。模擬式光電傳感器是將被測量轉(zhuǎn)換

光電傳感器

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)式左权，漫反射式皮胡，遮光式(光束阻檔)三大類痴颊。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屡贺，部份被吸收后蠢棱，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甩栈，再從被測物體表面反射后投射到光電元件上泻仙；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量没，改變的程度與被測物體在光路位置有關(guān)玉转。

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殴蹄，當(dāng)無光照時究抓，它與普通二極管一樣，反向電流很小兄哮，稱為光敏二極管的暗電流肚微；當(dāng)有光照時，載流子被激發(fā)参匀，產(chǎn)生電子-空穴旭眼，稱為光電

光電傳感器

載流子。在外電場的作用下恶稼，光電載流子參與導(dǎo)電教够，形成比暗電流大得多的反向電流，該反向電流稱為光電流沪蜕。光電流的大小與光照強度成正比，于是在負(fù)載電阻上就能得到隨光照強度變化而變化的電信號始树。

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泞首，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绳宰，一般光敏三極管只引出兩個極——發(fā)射極和集電極掖饲，基極不引出，管殼同樣開窗口呀邢，以便光線射入洒沦。為增大光照，基區(qū)面積做得很大价淌，發(fā)射區(qū)較小申眼，入射光主要被基區(qū)吸收。工作時集電結(jié)反偏蝉衣，發(fā)射結(jié)正偏括尸。在無光照時管子流過的電流為暗電流Iceo=（1+β）Icbo（很邢矧健），比一般三極管的穿透電流還斜舴屁柏；當(dāng)有光照時，激發(fā)大量的電子-空穴對有送，使得基極產(chǎn)生的電流Ib增大淌喻，此刻流過管子的電流稱為光電流，發(fā)射極電流Ie=（1+β）Ib雀摘，可見光電三極管要比光電二極管具有更高的靈敏度橱孽。

工作原理

光電傳感器是通過把光強度的變化轉(zhuǎn)換成電信號的變化來實現(xiàn)控制的。

光電傳感器在一般情況下逝声，有三部分構(gòu)成愁豆，它們分為：發(fā)送器、接收器和檢測電路呀胁。

發(fā)送器對準(zhǔn)目標(biāo)發(fā)射光束招狈，發(fā)射的光束一般來源于半導(dǎo)體光源，發(fā)光二極管(LED)殖吧、激光二極管及紅外發(fā)射二極管类棍。光束不間斷地發(fā)射，或者改變脈沖寬度牧返。接收器有光電二極管堡迷、光電三極管、光電池組成弥铸。在接收器的前面骇幽，裝有光學(xué)元件如透鏡和光圈等。在其后面是檢測電路脸候，它能濾出有效信號和應(yīng)用該信號穷娱。

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)纖維运沦。 [3] 

分類和工作方式

⑴槽型光電傳感器

把一個光發(fā)射器和一個接收器面對面地裝在一個槽的兩側(cè)組成槽形光電泵额。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携添。但當(dāng)被檢測物體從槽中通過時嫁盲，光被遮擋，光電開關(guān)便動作烈掠，輸出一個開關(guān)控制信號羞秤，切斷或接通負(fù)載電流，從而完成一次控制動作向叉。槽形開關(guān)的檢測距離因為受整體結(jié)構(gòu)的限制一般只有幾厘米锥腻。

⑵對射型光電傳感器嗦董，若把發(fā)光器和收光器分離開，就可使檢測距離加大瘦黑，一個發(fā)光器和一個收光器組成對射分離式光電開關(guān)京革，簡稱對射式光電開關(guān)。對射式光電開關(guān)的檢測距離可達幾米乃至幾十米趾倾。使用對射式光電開關(guān)時把發(fā)光器和收光器分別裝在檢測物通過路徑的兩側(cè)贪挽，檢測物通過時阻擋光路，收光器就動作輸出一個開關(guān)控制信號绑功。

⑶反光板型光電開關(guān)

把發(fā)光器和收光器裝入同一個裝置內(nèi)泵易，在前方裝一塊反光板，利用反射原理完成光電控制作用窥书，稱為反光板反射式(或反射鏡反射式)光電開關(guān)碴厂。正常情況下，發(fā)光器發(fā)出的光源被反光板反射回來再被收光器收到;一旦被檢測物擋住光路偷被，收光器收不到光時刮盗，光電開關(guān)就動作，輸出一個開關(guān)控制信號逝遣。

⑷擴散反射型光電開關(guān)

擴散反射型光電開關(guān)的檢測頭里也裝有一個發(fā)光器和一個收光器书县，但擴散反射型光電開關(guān)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耽盛。在檢測時叉屠，當(dāng)檢測物通過時擋住了光，并把光部分反射回來忿檩，收光器就收到光信號尉尾，輸出一個開關(guān)信號。

沒有信號輸出的原因

首先要考慮的是接線或配置的問題休溶。對于對射型光電傳感器必須由投光部和受光部組合使用代赁，兩端都需要供電；而回歸反射型必須由傳感器探頭和回歸反射板組合使用兽掰；同時，用戶必須給傳感器提供穩(wěn)定電源徒役，如果是直流供電孽尽，必須確認(rèn)正負(fù)極，如若正負(fù)極連接錯誤則會導(dǎo)致輸出信號沒有忧勿。

上述的原因分析是對光電傳感器本身的考慮杉女，我們還需要考慮的是檢測物體的位置問題，如果檢測物體不在檢測區(qū)域鸳吸，這樣的檢測是徒勞的熏挎。檢測物體必須在傳感器可以檢測的區(qū)域內(nèi)速勇，也就是光電可以感知的范圍內(nèi)。其次障昆，要考慮傳感器光軸有沒有對準(zhǔn)問題欠慢，對射型的投光部和受光部光軸必須對準(zhǔn)，對應(yīng)的回歸反射型的探頭部分和反光板光軸必須對準(zhǔn)盲陨。同樣還要考慮的是檢測物體是否符合標(biāo)準(zhǔn)檢測物體或者小檢測物體的標(biāo)準(zhǔn)笋夸，檢測物體不能小于小檢測物體的標(biāo)準(zhǔn)，從而避免導(dǎo)致對射型岂便、反射型不能很好檢測透明物體椿啦，像反射型對檢測物體的顏色有要求，顏色越深深刁，檢測距離就越近估董。

如果以上情況都可以很明確地做出排除后，我們需要做的事就是檢測環(huán)境的干擾因素贪类。如光照強度不能超出額定范圍胃愉；如果現(xiàn)場環(huán)境有粉塵，就需要我們定期清理光電傳感器探頭表面灶鹦；或者是多個傳感器緊密安裝弱瞄，互相產(chǎn)生干擾；還有一種影響比較大的是電氣干擾把曼，如果周圍有大功率設(shè)備杨帽，產(chǎn)生干擾時必須要有相應(yīng)的抗干擾措施。如果做過上述的逐一排查嗤军，這些因素都可以明確地排除還是沒有信號輸出的話注盈，建議退回廠家檢測判斷。 [3] 

結(jié)構(gòu)分析

光電傳感器通常由三部分構(gòu)成叙赚，它們分別為：發(fā)送器老客、接收器和檢測電路。

發(fā)射器帶一個校準(zhǔn)鏡頭震叮，將光聚焦射向接收器胧砰，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(nèi)有一個小的白熾燈做為光源苇瓣，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尉间。

接收器有光電二極管、光電三極管及光電池組成击罪。光敏二極管是現(xiàn)在常見的傳感器哲嘲。光電傳感器光敏二極管的外型與一般二極管一樣，只是它的管殼上開有一個嵌著玻璃的窗口崭夺，以便于光線射入宁斋，為增加受光面積感栋，PN結(jié)的面積做得較大，光敏二極管工作在反向偏置的工作狀態(tài)下慧男，并與負(fù)載電阻相串聯(lián)姥仍，當(dāng)無光照時，它與普通二極管一樣勉瘩，反向電流很小稱為光敏二極管的暗電流;當(dāng)有光照時喉侨，載流子被激發(fā)，產(chǎn)生電子-空穴杀坟，稱為光電載流子青礁。

此外，光電傳感器的結(jié)構(gòu)元件中還有發(fā)射板和光導(dǎo)纖維源玉。角反射板是結(jié)構(gòu)牢固的發(fā)射裝置谋监，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炼吴。它可以在與光軸0到25的范圍改變發(fā)射角本鸣，使光束幾乎是從一根發(fā)射線，經(jīng)過反射后硅蹦，仍從這根反射線返回荣德。 [3] 

類型

⑴槽型光電傳感器

把一個光發(fā)射器和一個接收器面對面地裝在一個槽的兩側(cè)的是槽形光電。發(fā)光器能發(fā)出紅外光或可見光童芹，在無阻情況下光接收器能收到光涮瞻。但當(dāng)被檢測物體從槽中通過時，光被遮擋假褪，光電開關(guān)便動作署咽。輸出一個開關(guān)控制信號，切斷或接通負(fù)載電流生音，從而完成一次控制動作宁否。槽形開關(guān)的檢測距離因為受整體結(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缀遍，就可使檢測距離加大慕匠。由一個發(fā)光器和一個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)域醇。它的檢測距離可達幾米乃至幾十米总恐。使用時把發(fā)光器和收光器分別裝在檢測物通過路徑的兩側(cè)，檢測物通過時阻擋光路馍晴，收光器就動作輸出一個開關(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裝置內(nèi)神灵，在它的前方裝一塊反光板驱偿，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)蚜玲。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乓托，收光器收不到光時结憾，光電開關(guān)就動作，輸出一個開關(guān)控制信號剿营。

⑷擴散反射型光電開關(guān)

它的檢測頭里也裝有一個發(fā)光器和一個收光器遗赘，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千绍。當(dāng)檢測物通過時擋住了光疾词，并把光部分反射回來，收光器就收到信號灌旧，輸出一個開關(guān)信號绑咱。 [3] 

分類

編輯

標(biāo)準(zhǔn)類型

1）漫反射型：一般型或能量型 (-8)，聚焦式 (-8-H)枢泰，帶背景抑制功能型 (-8-H)

光電傳感器

描融，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)衡蚂，帶透明體檢測功能型 (-54-G)窿克，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)傳感器毛甲，顏色傳感器年叮，熒光傳感器

7）光通訊

8）激光測距：三角反射原理型，相位差原理型丽啡，時間差原理型

9）光柵

10）防爆/隔爆型 [3] 

安全類型

1）安全對射光電

2）安全光柵

3）安全光幕

4）安全控制器

門控類型

1）雷達傳感器：區(qū)域檢測型

雷達傳感器

2）主動式傳感器：單光束型谋右，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：槽形补箍，對射型等 [3] 

特長

①檢測距離長

如果在對射型中保留10m以上的檢測距離等改执，便能實現(xiàn)其他檢測手段（磁性、超聲波等） 無法遠距離檢測橙缔。

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拟国，所以不象接近傳感器等將檢測物體限定在金屬，它可對玻璃元渺、塑料排卷、木材、液體等幾乎所有物體進行檢測勉溉。

③響應(yīng)時間短

光本身為高速径肖，并且傳感器的電路都由電子零件構(gòu)成，所以不包含機械性工作時間，響應(yīng)時間非常短伍愕。

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更践，或通過構(gòu)成特殊的受光光學(xué)系統(tǒng)，來實現(xiàn)高分辨率蓉庆。也可進行微小物體的檢測和高精度的位置檢測藏络。

⑤可實現(xiàn)非接觸的檢測

可以無須機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撤宽。因此臭杰，傳感器能*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谚中。利用這種性質(zhì)渴杆，可對檢測物體的顏色進行檢測。

⑦便于調(diào)整

在投射可視光的類型中藏杖，投光光束是眼睛可見的将塑，便于對檢測物體的位置進行調(diào)整。