光電傳感器一般由處理通路和處理元件2 部分組成。其基本原理是以光電效應(yīng)為基礎(chǔ),把被測(cè)量的變化轉(zhuǎn)換成光信號(hào)的變化,然后借助光電元件進(jìn)一步將非電信號(hào)轉(zhuǎn)換成電信號(hào)。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(gè)物體上,此時(shí)光子能量就傳遞給電子,并且是一個(gè)光子的全部能量一次性地被一個(gè)電子所吸收,電子得到光子傳遞的能量后其狀態(tài)就會(huì)發(fā)生變化,從而使受光照射的物體產(chǎn)生相應(yīng)的電效應(yīng)。
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、光電倍增管等;
(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、光敏晶體管等;
(3 )在光線作用下,物體產(chǎn)生一定方向電動(dòng)勢(shì)的現(xiàn)象稱為光生伏特效應(yīng),如光電池等。
光電檢測(cè)方法具有精度高、反應(yīng)快、非接觸等優(yōu)點(diǎn),而且可測(cè)參數(shù)多,傳感器的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,形式靈活多樣,因此,光電式傳感器在檢測(cè)和控制中應(yīng)用非常廣泛。光電傳感器是各種光電檢測(cè)系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)光電轉(zhuǎn)換的關(guān)鍵元件,它是把光信號(hào)(可見及紫外鐳射光)轉(zhuǎn)變成為電信號(hào)的器件。
光電式傳感器是以光電器件作為轉(zhuǎn)換元件的傳感器。它可用于檢測(cè)直接引起光量變化的非電物理量,如光強(qiáng)、光照度、輻射測(cè)溫、氣體成分分析等;也可用來(lái)檢測(cè)能轉(zhuǎn)換成光量變化的其他非電量,如零件直徑、表面粗糙度、應(yīng)變、位移、振動(dòng)、速度、加速度,以及物體的形狀、工作狀態(tài)的識(shí)別等。光電式傳感器具有非接觸、響應(yīng)快、性能可靠等特點(diǎn),因此在工業(yè)自動(dòng)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(yè)。
光電傳感器是通過(guò)把光強(qiáng)度的變化轉(zhuǎn)換成電信號(hào)的變化來(lái)完成操控的。光電傳感器在通常情況下,有三有些構(gòu)成,它們分為:發(fā)送器、接收器和檢查電路。
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(duì)面地裝在一個(gè)槽的兩邊構(gòu)成槽形光電。發(fā)光 器能宣布紅外光或可見光,在無(wú)阻狀況下光接收器能收到光。但當(dāng)被檢查物體從槽中經(jīng)過(guò)期,光被遮擋,光電開關(guān)便動(dòng)作,輸出一個(gè)開關(guān)操控信號(hào),堵截或接通負(fù)載 電流,從而完結(jié)一次操控動(dòng)作。槽形開關(guān)的檢查間隔因?yàn)槭苋w構(gòu)造的約束通常只要幾公分。
對(duì)射型光電傳感器
若把發(fā)光器和收光器分脫離,就可使檢查間隔加大,一 個(gè)發(fā)光器和一個(gè)收光器構(gòu)成對(duì)射分離式光電開關(guān),簡(jiǎn)稱對(duì)射式光電開關(guān)。對(duì)射式光電開關(guān)的檢查間隔可達(dá)幾米乃至幾十米。運(yùn)用對(duì)射式光電開關(guān)時(shí)把發(fā)光器和收光器 別離裝在檢查物經(jīng)過(guò)途徑的兩邊,檢查物經(jīng)過(guò)期阻擋光路,收光器就動(dòng)作輸出一個(gè)開關(guān)操控信號(hào)。
反光板型光電開關(guān)
把發(fā)光器和收光器裝入同一個(gè)設(shè)備內(nèi),在前方裝一塊反光板,使用反射原理完 成光電操控效果,稱為反光板反射式(或反射鏡反射式)光電開關(guān)。正常狀況下,發(fā)光器宣布的光源被反光板反射回來(lái)再被收光器收到;一旦被檢查物擋住光路,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)操控信號(hào)。
分散反射型光電開關(guān) 分散反射型光電開關(guān)的檢查頭里也裝有一個(gè)發(fā)光器和一個(gè)收光器,但分散反射型光電開關(guān)前方?jīng)]有反光板。正常狀況下發(fā)光器宣布的光收光器是找不到的。在檢查時(shí),當(dāng)檢查物經(jīng)過(guò)期擋住了光,并把光有些反射回來(lái),收光器就收到光信號(hào),輸出一個(gè)開關(guān)信號(hào)。
如果在對(duì)射型中保留10m以上的檢測(cè)距離等,便能實(shí)現(xiàn)其他檢測(cè)手段(磁性、超聲波等) 無(wú)法遠(yuǎn)距離檢測(cè)。
由于以檢測(cè)物體引起的遮光和反射為檢測(cè)原理,所以不象接近傳感器等將檢測(cè)物體限定 在金屬,它可對(duì)玻璃.塑料.木材.液體等幾乎所有物體進(jìn)行檢測(cè)。
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(shí)間,響應(yīng)時(shí)間非常短。
能通過(guò)高級(jí)設(shè)計(jì)技術(shù)使投光光束集中在小光點(diǎn),或通過(guò)構(gòu)成特殊的受光光學(xué)系統(tǒng),來(lái)實(shí)現(xiàn)高分辨率。也可進(jìn)行微小物體的檢測(cè)和高精度的位置檢測(cè)。
可以無(wú)須機(jī)械性地接觸檢測(cè)物體實(shí)現(xiàn)檢測(cè),因此不會(huì)對(duì)檢測(cè)物體和傳感器造成損傷。因此,傳感器能長(zhǎng)期使用。
通過(guò)檢測(cè)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(zhǎng)和檢測(cè)物體的顏色組合 而有所差異。利用這種性質(zhì),可對(duì)檢測(cè)物體的顏色進(jìn)行檢測(cè)。