在科學(xué)技術(shù)高速發(fā)展的現(xiàn)代社會(huì)中,人們?cè)谌粘I?、生產(chǎn)過程中,十分依靠光電子器件。作為傳感器的其中一種,光電傳感器具有頻譜寬、不受電磁干擾的影響、非接觸測(cè)量、精度高、分辨力高、可靠性高、反應(yīng)快、防爆性能佳等優(yōu)點(diǎn)。特別是20世紀(jì)60年代以來,隨著激光、光纖、CCD等技術(shù)的發(fā)展,光電式傳感器也得到了飛速發(fā)展,廣泛應(yīng)用于生物、化學(xué)、物理和工程技術(shù)等領(lǐng)域。簡(jiǎn)單地介紹一下光電傳感器。
光電傳感器概述
光電式傳感器(Photoelectric Sensor)是以光電器件作為轉(zhuǎn)換元件的傳感器的總稱。它先將被測(cè)非電量轉(zhuǎn)換成光量(光的強(qiáng)度、頻率或波長(zhǎng)、相位、偏振態(tài))的變化,然后通過光電器件將相應(yīng)的光量轉(zhuǎn)換成電量。光電傳感器可以用來測(cè)量直接引起光量變化的其他非電量,如光強(qiáng)、光照度、輻射測(cè)溫、氣體成分分析等;也可用來測(cè)量能轉(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、工作狀況的識(shí)別等。
光電式傳感器是通過被測(cè)量或與被測(cè)量直接關(guān)聯(lián)的敏感元件來調(diào)制光信號(hào),使光信號(hào)的某些參數(shù)發(fā)生變化,如光強(qiáng)、頻率或波長(zhǎng)、相位、偏振態(tài),其中間變量是光信號(hào),即光電傳感器以光學(xué)量為轉(zhuǎn)換基礎(chǔ),以光信號(hào)為轉(zhuǎn)換和傳輸載體;然后通過光電器件將光量信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)殡娏炕螂娏枯敵?,其轉(zhuǎn)換元件即是光電元件。因此,采用光電器件作為轉(zhuǎn)換元件的傳感器就統(tǒng)稱為光電式傳感器。
光電傳感器的檢測(cè)方式
光電式傳感器中普遍采用光調(diào)制技術(shù)。所謂“調(diào)制”,是將研究對(duì)象的信號(hào)(信息)通過載體傳輸出去。因此,光調(diào)試過程就是將一攜帶信息的信號(hào)疊加在載波光波上,完成這一過程的器件叫作調(diào)制器。調(diào)試器能使載波光波的參數(shù)隨外加信號(hào)變化而變化。光的解調(diào)過程通常是將載波光攜帶的信號(hào)轉(zhuǎn)換成光強(qiáng)度變化,然后由光電器件進(jìn)行檢測(cè)。光調(diào)制技術(shù)包括光強(qiáng)度調(diào)制、光頻率或波長(zhǎng)調(diào)制、光相位調(diào)制和光偏振態(tài)調(diào)制。其中,光強(qiáng)度調(diào)制是常用的調(diào)制技術(shù)。
光電傳感器組成
光電式傳感器的一般組成結(jié)構(gòu)如下圖3所示,主要包括光源、光通路、光電器件和測(cè)量電路四個(gè)部分。光電式傳感器既可以測(cè)量光信號(hào),也可以測(cè)量其他非光信號(hào),只要這些信號(hào)終能引起到達(dá)光電器件的光量的變化。根據(jù)被測(cè)量引起光量變化的方式和途徑不同,可以分為兩種形式:一種是被測(cè)量直接引起光源的變化,從而實(shí)現(xiàn)對(duì)被測(cè)量的測(cè)量;另一種是被測(cè)量對(duì)光通路產(chǎn)生作用,從而影響到達(dá)光電器件的光量的變化。
光電傳感器的組成
被測(cè)量X1可以直接作用于光源,使光源輻射光的參數(shù)發(fā)生變化,如輻射測(cè)溫方法。被測(cè)物體的溫度不同,其全輻射光的強(qiáng)度、光譜輻射強(qiáng)度、光譜輻射強(qiáng)度之比都不同,這些測(cè)溫方法分別稱為全輻射法、亮度法和比色法測(cè)溫。被測(cè)量X2也可通過作用于光通路,使光源輻射光到達(dá)光電器件的光量參數(shù)發(fā)生變化,大部分的光電傳感器都屬于這種類型,光電轉(zhuǎn)速計(jì)。光源發(fā)出的光通過空氣媒介進(jìn)行傳輸,在光傳播的通路上安裝有調(diào)制盤,上面有等間距的測(cè)量孔。當(dāng)被測(cè)轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí),測(cè)量孔間斷地對(duì)準(zhǔn)光源,光源發(fā)射的光間斷地透過測(cè)量孔照射到光電器件上,光電器件輸出的電信號(hào)就發(fā)生周期性的變化。
光電傳感器分類
那么具體有哪些分類?下面一起來看看:
按外殼型狀分——圓柱型和方型
如今光電傳感器的外殼是根據(jù)客戶的安裝環(huán)境而選擇圓型或方型,沒有具體規(guī)定。
圓柱型電傳感器
按光源分——見紅光、不可見紅外光、激光
光電傳感器的光源是根據(jù)客戶的要求和檢測(cè)物體、檢測(cè)環(huán)境而選擇,可見光紅光和不可見紅光會(huì)隨著距離的遠(yuǎn)近而改變光斑的大小,但是激光卻不會(huì),激光不會(huì)因?yàn)榫嚯x而改變光斑的大小,激光適合檢測(cè)小物體或微型物體的有無,計(jì)數(shù),定位等應(yīng)用。
紅外光電傳感器
按檢測(cè)方式分——對(duì)射式、鏡反射式、漫反射式對(duì)射式光電傳感器是光電傳感器里檢測(cè)距離較遠(yuǎn)的,距離可達(dá)幾米甚至十幾米。安裝必須要一個(gè)發(fā)光器和接收器對(duì)著安裝。反射式光電傳感器的檢測(cè)距離比對(duì)射傳感器的檢測(cè)距離稍微短一些,但是安裝卻比對(duì)射光傳感器方便很多,可以在窄小的空間安裝,只要配合安裝反光鏡即可,特點(diǎn)就是專業(yè)檢測(cè)透明物體的有無。漫反射光電傳感器的檢測(cè)距離就不如上面兩個(gè)了,但是漫反射光電傳感器的安裝方式、安裝位置都比前兩個(gè)更方便。對(duì)射式光電傳感器.
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