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光电传感器,光电放大器的特点及应用

2020-10-30
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摘要 光电传感技术在工业自动化控制和感应类机器中有着广泛的应用,涉及视觉检测、精密测量、定位传感,它基于光电器件,对于光照强度、光照度、气体成分等进行检测。它可以检测能转化为其余的非电量,如表面粗糙度、零件直径、位移等。特别是在生物制药行业,在无菌操作环境下,其非接触性、响应快、性能可靠的特点,广泛应用在液位探测,液相检测,目检仪,贴签机,液体分装,实验精密仪器,识别色彩等特殊工艺环境下。工业装备智能化的发展促使传感器类的实践应用不断进步。

光电传感技术在工业自动化控制和感应类机器中有着广泛的应用,涉及视觉检测、精密测量、定位传感,它基于光电器件,对于光照强度、光照度、气体成分等进行检测。它可以检测能转化为其余的非电量,如表面粗糙度、零件直径、位移等。特别是在生物制药行业,在无菌操作环境下,其非接触性、响应快、性能可靠的特点,广泛应用在液位探测,液相检测,目检仪,贴签机,液体分装,实验精密仪器,识别色彩等特殊工艺环境下。工业装备智能化的发展促使传感器类的实践应用不断进步。

光电传感器是将光信号转换为电信号的一种器件。其工作原理基于光电效应。光电效应是指光照射在某些物质上时,物质的电子吸收光子的能量而发生了相应的电效应现象。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。分析了光电器件的性能、特性曲线。

光电传感器一般由处理通路和处理元件两部分组成。其基本原理是以光电效应为基础,把被测量的变化转换成光信号的变化,然后借助光电元件进一步将非电信号转换成电信号。光电效应是指用光照射某一物体,可以看作是一连串带有一定能量为的光子轰击在这个物体上,此时光子能量就传递给电子,并且是一个光子的全部能量一次性地被一个电子所吸收,电子得到光子传递的能量后其状态就会发生变化,从而使受光照射的物体产生相应的电效应。通常把光电效应分为3 类:

(1 )在光线作用下能使电子逸出物体表面的现象称为外光电效应,如光电管、光电倍增管等;

(2 )在光线作用下能使物体的电阻率改变的现象称为内光电效应,如光敏电阻、光敏晶体管等;

(3 )在光线作用下,物体产生一定方向电动势的现象称为光生伏特效应,如光电池等。


光电传感器的特点

(1)拥有较高的精确度。从实际的分析来看,光电传感器的应用能够通过技术的来精准的分析数据,可以满足其精确度的提升。在使用采光处理机制之后,就可以实现其分辨率的大幅度提升。基于长远的分析,能够提高检测结果精准性的要求,也可以服务于后续工作的有序开展。

(2)检测物体条件较少。首先,针对被检测物体,其实际的限制度较小,不同检测物体,其基本的组成性质有所差异,最终使得光电传感器的使用也必定会存在差异。物体的不同,还需要利用发射器的光线通路来实现遮挡处理,这样就可以快速的予以反应,实现控制开关信号的传输。另外,基于特定环境的对应分析,传感器的不同,其独有的优势也存在差异,从而精准检测被检测物体,拥有较为宽泛的适用范围。

(3)使用寿命较长。光电传感器之下的检测物体和原本的检测程序,其最大的差异在于光电技术的使用以及对应的措施加以运行,这样就可以防范被检测物体同检测装置之间出现机械接触,从而延长使用寿命,也能够通过操作性的提升,扩大实际应用范围。

(4)受检测距离限制小。在实际的检测之中,超声波检测、磁性检测等对于检测距离都存在局限性,一旦不可避免的拉长,就会带来限制,不过光电传感器则能够确保检测结果的准确度。

光电传感器在自动控制领域的应用

(1)自动印刷。在开展自动印刷中,基于反射式光电传感器来做好开关的设置,就可以实现断纸处理。在印刷过程中,处于正常工作状态下的纸带,其反射式传感器可以实现反射回来的光线检测。通过信号,就可以对于其是否正常工作进行分析。如果无法接收反射信号,就代表纸带有问题,这个时候,就需要采取合理有效的措施,实现印刷装置的离压处理,让其停止工作。基于光电传感器,对于单张纸进行检测,通过透射的方式,在实施检测中,智障的厚薄度也会对光的通透性带来影响。针对纸张利用光电传感器的时候,确保电路处于通路状态,然后通过相应的处理,就会降低运转的实际速度,最终实现胶印处理[3]。

(2)光电色质。在实施光电色质检测中,最初应用于粮食的分选或加工。如在粮食分选中,需要基于颜色来处理,这就需要考虑到光电传感器的使用。考虑到被测物本身的光学特性差异,就需要参照差异性来做好对应的分析处理,然后基于不同颜色的粮食来实现对应的分类,如机器中的大米色选机、杂粮色选机等。在包装产品之前,也需要完善其检测,一旦有颜色差异的存在,就需要直接接通电源,从而实现存在颜色差异物品的分离处理。

阿童木CL2系列颜色传感器可同时检测4种颜色,能够适应非常迅速的检测任务转换,并缩短了停工时间。另外,该传感器开关频率高达6 kHz (200μs),保证了更高的生产效率;光点极其精确,能够严格控制工艺过程,并确保检测性能一致。由于配备了显示器,阿童木颜色系列传感器的设置更加简便,并且用户也可方便查看显示器上的测定值。


(3)光电转速传感器。在实施检测中,需要做好转速调制盘的安装处理,直接在盘上打上小孔,在转速盘中,白炽灯的光就会有恒定光在另一面存在。一旦满足检测要求,就会让其达到光敏二极管,最终形成光电转换器。如果光与发光二极管之间存在遮挡,就会导致其处于低电平输出的状态,就好比一个脉冲。如果有一个电动机添加在光电传感器的尾部,会做好多孔电动盘的设置,这样就可以直接形成诸多脉冲,在计算这一部分数据之后,就可以获取转速。对于光电转速传感器而言,其结构见图 2 所示。

(4)精密测量。选择光电鼠标作为带有运动速度检测传感器,其准确性较高、价格低廉,并且使用个非常的方便,在配合上 LabVIEW 虚拟仪器以及数字式 PID 的变成控制的检测现实,这样就可以改装精度要求偏低、速度要求不高的设备,最终确保其速度的稳定性,能够满足精密测量的要求[4]。

光电传感器精度高、结构形式简单,在各个行业之中得到广泛的应用。随着科学技术的不断发展,光电传感器得到稳步的发展,并且在自动控制之中,其应用范围也必定会越来越广泛。


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阿童木(广州)智能科技有限公司是家专注于行业专用控制器及传感器的研发、生产制造与销售的高新技术企业。公司依托于工业自动化领域十年以上资深的产品研发团队及其所积累的产品研发和行业应用工艺的技术基础;以赋能智能制造行业为使命。 公司所有产品具备完全自主知识产权;已注册二十余项软著、 发明和实用新型专利。

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