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知识中心光电传感器的具体应用 光电传感器的主要应用在哪些领域？
2020-05-15 03:39:24
来源：朵拉利品网
1, 光电传感器的主要应用在哪些领域？
二、激光距离传感器的发展激光在检测领域中的应用十分广泛，技术含量十分丰富，对社会生产和生活的影响也十分明显。激光测距是激光最早的应用之一。这是由于激光具有方向性强、亮度高、单色性好等许多优点。1965年前苏联利用激光测地球和月球之间距离（384401km）误差只有250m。1969年美国人登月后置反射镜于月面，也用激光测量地月之距，误差只有15cm。利用激光传输时间来测量距离的基本原理是通过测量激光往返目标所需时间来确定目标距离。即： 。激光测距虽然原理简单、结构简单，但以前主要用于军事和科学研究方面，在工业自动化方面却很少见。因为激光测距传感器售价太高，一般在几千美元。实际上，所有工业用户都在寻找一种能在较远距离实现精密距离检测的传感器。因为许多情况下近距离安装传感器会受物理位置及生产环境的限制，如今的激光测距传感器将为这类场合的工程师排忧解难。三、激光距离传感器工作原理激光传感器工作时，先由激光二极管对准目标发射激光脉冲。经目标反射后激光向各方向散射。部分散射光返回到传感器接收器，被光学系统接收后成像到雪崩光电二极管上。雪崩光电二极管是一种内部具有放大功能的光学传感器，因此它能检测极其微弱的光信号。记录并处理从光脉冲发出到返回被接收所经历的时间，即可测定目标距离。激光传感器必须极其精确地测定传输时间，因为光速太快。例如，光速约为3X10^8m/s，要想使分辨率达到1mm，则测距传感器的电子电路必须能分辨出以下极短的时间：要分辨出3ps的时间，这是对电子技术提出的过高要求，实现起来造价太高。
2, 光电传感器是什么？
光电传感器一般至少有9种以上传感模式，使用两个光源，有三种封5013；尺寸，5种以上的检测范围，并可以使用各种安装方式、输出与工作电压的组合购买。这产生了令人困扰的种类繁多的候选传感器可能性，使人难以选择。光电传感器主要参数■ 尺寸■ 传感模式■ 传感范围■ 安装方式■ 输出■ 工作模式■ 工作电压■ 光源■ 连接方式■ 封装材料■ 特殊功能包括：· 可处理高速和/或高温· 逻辑控制· 可计算机编程· 网络兼容性这种过剩的选择可以采用以下两种方式来缩小范围：首先需要考虑检测对象；其次是传感器的工作环境。装箱我们要问的第一个问题是：你究竟想让传感器检测什么？“我们是在检测瓶子，还是检测纸箱？”传感器厂商—Banner工程公司传感器应用工程师Greg Knutson表示。光学性质与物理距离将决定采用何种传感模式与哪种光源最合适。例如，在检测单色纸箱的情况下，也许可以采用廉价的、从纸箱上反射光束的散射传感器。但当纸箱为彩色从而使反射率不同时，就不能采用以上解决方案。在这种情况下，最好的解决方案也许是采用相反或反射模式传感器。在此方案中，系统是通过屏蔽光束来工作。当纸箱到位时，光束被遮挡，从而使纸箱检测。如果没有透明的箱子，此技术应该能获得可靠的结果。目前已有好几种传感器能检测不同高度的纸箱。距离在选择光源，例如LED或激光时起重要作用。LED虽比较便宜，但由于它是一种散射度较高的光源，因此适合短距离使用。激光可聚焦在一个点上，因此能获得传播距离更远的光束。当需要检测细微特征时，良好的聚焦也很重要。如果需要从几英尺外对准细微特征，则必须使用激光。激光传感器要比LED要贵很多倍，不过这种差别已经被激光二极管价格的下降缩小了。虽然目前使用的激光仍然较贵，但比起过去的花销已经降低了很多。环境挑战选择传感器时的另一项决定因素是工作环境。一些行业（如食品与汽车行业等）的工作环境可能会很脏或很危险，或二者都有。在处理食品时，湿度可能会较高以及有很多液体。处理引擎或其他零件的汽车制造厂车间，也可能会有沙子、润滑剂和冷却剂等。在这种情况下，必须考虑传感器的环境适应性，如果传感器不能适应污垢环境就不能被使用。这种考虑还会影响所需的检测范围，因为可能需要将传感器放在恶劣环境外一个更远的位置上（而不是放在所需的位置）。如果指示灯被弄脏或信号减弱，那么能够主动告警和通知是很有帮助的。类似的环境问题也会影响传感器的尺寸，尺寸的变化可以从比一个手指还小到比张开的手掌还大。小尺寸传感器比大尺寸传感器要贵，因为将所有部件都装入一个小空间内的成本更高。小尺寸传感器收集光线的面积更小，一次检测范围更小，光学性能更低。这些缺点必须克服，以便小尺寸传感器能更好地可用物理空间相匹配。再如，在半导体洁净室设备中所使用的传感器虽然工作环境不恶劣，但必须在狭窄的空间内工作。其检测距离通常为数英寸，因此传感器一般都较小。这些传感器还常常使用光纤来将光线导入（或导出）检测区。安装与价格另一项考虑的因素是安装系统。传感器通常需要用盒子或其他方法来进行机械保护。这种机械与光学保护的成本可能要比传感器本身的成本还高，因此是购买时需考虑的一项重要因素。如果厂商拥有灵活的安装系统，以及针对传感器的保护性安装安排，则产品更容易实现，寿命也更长。激光与专用光电传感器的价格约为150~500美元。像低级封装、标准光学性能以及有限的（或完全没有）外部调整等，都是每种传感器低端产品所具有的特征。而高端产品则拥有高级封装（如不锈钢或铝等），高光学性能以及可调增益、定时或其它选项。低端产品适合普通应用，而高端产品则可以在高速、高温或易爆等特殊环境下使用。最后请记住，一种传感技术不可能满足应用的所有需求，如果需要改动，那么可能需要一种完全不同的传感器技术。传感器厂商—Pepperl+Fuchs公司产品经理Ed Myers表示，如果厂商在同一封装与安装尺寸内提供了多种传感器技术，则转向一种新的方法并不难。如果真是这样，那么随着需求的改变，很容易从一种传感器技术转向另一种传感器技术。
3, 光电传感器的应用
光电式传感器是以光电器件作为转换元件的传感器。它可用于检测直接引起光量变化的非电物理量，如光强、光照度、辐射测温、气体成分分析等；也可用来检测能转换成光量变化的其他非电量，如零件直径、表面粗糙度、应变、位移、振动、速度、加速度，以及物体的形状、工作状态的识别等。根据光电效应现象的不同将光电效应分为三类：外光电效应、内光电效应及光生伏特效应。光电器件有光电管、光电倍增管、光敏电阻、光敏二极管、光敏三极管、光电池等。光电传感器在一般情况下，有三部分构成，它们分为：发送器、接收器和检测电路。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光圈等。在其后面是检测电路，它能滤出有效信号和应用该信号。光电传感器的应用1、烟尘浊度监测仪为了消除工业烟尘污染要知道烟尘排放量，必须对烟尘源进行监测、自动显示和超标报警。烟道里的烟尘浊度是用通过光在烟道里传输过程中的变化大小来检测的。如果烟道浊度增加，光源发出的光被烟尘颗粒的吸收和折射增加，到达光检测器的光减少，因而光检测器输出信号的强弱便可反映烟道浊度的变化。2、条形码扫描笔当扫描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黑线吸收，光敏三极管接收不到反射光，呈高阻抗，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。整个条形码被扫描过之后，光敏三极管将条形码变形一个个电脉冲信号，该信号经放大、整形后便形成脉冲列，再经计算机处理，完成对条形码信息的识别。3、产品计数器产品在传送带上运行时，不断地遮挡光源到光电传感器的光路，使光电脉冲电路产生一个个电脉冲信号。产品每遮光一次，光电传感器电路便产生一个脉冲信号，因此，输出的脉冲数即代表产品的数目，该脉冲经计数电路计数并由显示电路显示出来。4、光电式烟雾报警器没有烟雾时，发光二极管发出的光线直线传播，光电三极管没有接收信号。没有输出，有烟雾时，发光二极管发出的光线被烟雾颗粒折射，使三极管接受到光线，有信号输出，发出报警。5、测量转速在电动机的旋转轴上涂上黑白两种颜色，转动时，反射光与不反射光交替出现，光电传感器相应地间断接收光的反射信号，并输出间断的电信号，再经放大器及整形电路放大整形输出方波信号，最后由电子数字显示器输出电机的转速。参考资料来源：搜狗百科—光电传感器
名词解释
光电
光电（photoelectricity）是指由光的作用产生的电。 光照射到某些物质上，引起物质的电性质发生变化，这类光致电变的现象被人们统称为光电效应。
二极管
二极管（英语：Diode）是用半导体材料(硅、硒、锗等)制成的一种电子器件，是世界上第一种半导体器件，具有单向导电性能、整流功能。 二极管的种类繁多，主要应用于电子电路和工业产品。经过多年来科学家们不懈努力，半导体二极管发光的应用已逐步得到推广，发光二极管的应用范围也渐渐扩大，它是一种符合绿色照明要求的光源，是普通发光器件所无法比拟的。
三极管
半导体三极管(Bipolar JunctionTransistor)，也称双极型晶体管、晶体三极管，是一种控制电流的半导体器件其作用是把微弱信号放大成幅度值较大的电信号， 也用作无触点开关。 晶体三极管，是半导体基本元器件之一，也是电子电路的核心元件。三极管是在一块半导体基片上制作两个相距很近的PN结，两个PN结把整块半导体分成三部分，中间部分是基区，两侧部分是发射区和集电区，排列方式有PNP和NPN两种。 晶体三极管具有电流放大作用，其实质是三极管能以基极电流微小的变化量来控制集电极电流较大的变化量。这是三极管最基本的和最重要的特性。
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