光电传感器的介绍：光电传感器介绍

光电传感器是一种小型电子设备，它可以检测出其接收到的光强的变化。早期的用来检测物体有无的光电传感器是一种小的金属圆柱形设备，发射器带一个校准镜头，将光聚焦射向接收器，接收器出电缆将这套装置接到一个真空管放大器上。在金属圆筒内有一个小的白炽灯做为光源。这些小而坚固的白炽灯传感器就是今天光电传感器的雏形。
　　LED（发光二极管）
　　发光二极管最早出现在19世纪60年代，现在我们可以经常在电气和电子设备上看到这些二极管做为指示灯来用。LED就是一种半导体元件，其电气性能与普通二极管相同，不同之处在于当给LED通电流时，它会发光。由于LED是固态的，所以它能延长传感器的使用寿命。因而使用LED的光电传感器能被做得更小，且比白炽灯传感器更可靠。不象白炽灯那样，LED抗震动抗冲击，并且没有灯丝。另外，LED所发出的光能只相当于同尺寸白炽灯所产生光能的一部分。（激光二极管除外，它与普通LED的原理相同，但能产生几倍的光能，并能达到更远的检测距离）。LED能发射人眼看不到的红外光，也能发射可见的绿光、黄光、红光、蓝光、蓝绿光或白光。
　　
　　经调制的LED传感器
　　
　　1970年，人们发现LED还有一个比寿命长更好的优点，就是它能够以非常快的速度来开关，开关速度可达到KHz。将接收器的放大器调制到发射器的调制频率，那么它就只能对以此频率振动的光信号进行放大。
　　我们可以将光波的调制比喻成无线电波的传送和接收。将收音机调到某台，就可以忽略其他的无线电波信号。经过调制的LED发射器就类似于无线电波发射器，其接收器就相当于收音机。
　　人们常常有一个误解：认为由于红外光LED发出的红外光是看不到的，那么红外光的能量肯定会很强。经过调制的光电传感器的能量的大小与LED光波的波长无太大关系。一个LED发出的光能很少，经过调制才将其变得能量很高。一个未经调制的传感器只有通过使用长焦距镜头的机械屏蔽手段，使接收器只能接收到发射器发出的光，才能使其能量变得很高。相比之下，经过调制的接收器能忽略周围的光，只对自己的光或具有相同调制频率的光做出响应。
　　未经调制的传感器用来检测周围的光线或红外光的辐射，如刚出炉的红热瓶子，在这种应用场合如果使用其它的传感器，可能会有误动作。
　　如果一个金属发射出的光比周围的光强很多的话，那么它就可以被周围光源接收器可靠检测到。周围光源接收器也可以用来检测室外光。
　　但是并不是说经调制的传感器就一定不受周围光的干扰，当使用在强光环境下时就会有问题。例如，未经过调制的光电传感器，当把它直接指向阳光时，它能正常动作。我们每个人都知道，用一块有放大作用的玻璃将阳光聚集在一张纸上时，很容易就会把纸点燃。设想将玻璃替换成传感器的镜头，将纸替换成光电三极管，这样我们就很容易理解为什么将调制的接收器指向阳光时它就不能工作了，这是周围光源使其饱和了。
　　调制的LED改进了光电传感器的设计，增大了检测距离，扩展了光束的角度，人们逐渐接受了这种可靠易于对准的光束。到1980年，非调制的光电传感器逐步就退出了历史舞台。
　　红外光LED是效率最高的光束，同时也是在光谱上与光电三极管最匹配的光束。
　　但是有些传感器需要用来区分颜色（如色标检测），这就需要用可见光源。
　　
　　在早期，色标传感器使用白炽灯做光源，使用光电池接收器，直到后来发明了高效的可见光LED。现在，多数的色标传感器都是使用经调制的各种颜色的可见光LED发射器。经调制的传感器往往牺牲了响应速度以获取更长的检测距离，这是因为检测距离是一个非常重要的参数。未经调制的传感器可以用来检测小的物体或动作非常快的物体，这些场合要求的响应速度都非常快。但是，现在高速的调制传感器也可以提供非常快的响应速度，能满足大多数的检测应用。
　　
　　超声波传感器
　　
　　声波传感器所发射和接收的声波，其振动频率都超过了人耳所能听到的范围。它是通过计算声波从发射，经被测物反射回到接收器所需要的时间，来判断物体的位置。对于对射式超声波传感器，如果物体挡住了从发射器到接收器的声波，则传感器就会检测到物体。与光电传感器不同，超声波传感器不受被测物透明度和反光率的影响，因此在许多使用超声波传感器的场合就不适合使用光电传感器来检测。
　　光纤
　　
　　安装空间非常有限或使用环境非常恶劣的情况下，我们可以考虑使用光纤。光纤与传感器配套使用，是无源元件，另外，光纤不受任何电磁信号的干扰，并且能使传感器的电子元件与其他电的干扰相隔离。
　　光纤有一根塑料光芯或玻璃光芯，光芯外面包一层金属外皮。这层金属外皮的密度比光芯要低，因而折射率低。光束照在这两种材料的边界处（入射角在一定范围内，），被全部反射回来。根据光学原理，所有光束都可以由光纤来传输。
　　两条入射光束（入射角在接受角以内）沿光纤长度方向经多次反射后，从另一端射出。另一条入射角超出接受角范围的入射光，损失在金属外皮内。这个接受角比两倍的最大入射角略大，这是因为光纤在从空气射入密度较大的光纤材料中时会有轻微的折射。光在光纤内部的传输不受光纤是否弯曲的影响（弯曲半径要大于最小弯曲半径）。大多数光纤是可弯曲的，很容易安装在狭小的空间。
　　玻璃光纤
　　玻璃光纤由一束非常细（直径约50μm）的玻璃纤维丝组成。典型的光缆由几百根单独的带金属外皮玻璃光纤组成，光缆外部有一层护套保护。光缆的端部有各种尺寸和外形，并且浇注了坚固的透明树脂。检测面经过光学打磨，非常平滑。这道精心的打磨工艺能显著提高光纤束之间的光耦合效率。
　　玻璃光纤内的光纤束可以是紧凑布置的，也可随意布置。紧凑布置的玻璃光纤通常用在医疗设备或管道镜上。每一根光纤从一端到另一端都需要精心布置，这样才能在另一端得到非常清晰的图像。由于这种光纤费用非常昂贵并且多数的光纤应用场合并不需要得到一个非常清晰的图像，所以多数的玻璃光纤其光纤束是随意布置的，这种光纤就非常便宜了，当然其所得到的图像也只是一些光。
　　玻璃光纤外部的保护层通常是柔性的不锈钢护套，也有的是PVC或其他柔性塑料材料。有些特殊的光纤可用于特殊的空间或环境，其检测头做成不同的形状以适用于不同的检测要求。
　　玻璃光纤坚固并且性能可靠，可使用在高温和有化学成分的环境中，它可以传输可见光和红外光。常见的问题就是由于经常弯曲或弯曲半径过小而导致玻璃丝折断，对于这种应用场合，我们推荐使用塑料光纤。
　　
　　塑料光纤
　　塑料光纤由单根的光纤束（典型光束直径为0.25到1.5mm）构成，通常有PVC外皮。它能安装在狭小的空间并且能弯成很小的角度。
　　多数的塑料光纤其检测头都做成探针形或带螺纹的圆柱形，另一端未做加工以方便客户根据使用将其剪短。邦纳公司的塑料光纤都配有一个光纤刀。不像玻璃光纤，塑料光纤具有较高的柔性，带防护外皮的塑料光纤适于安装在往复运动的机械结构上。塑料光纤吸收一定波长的光波，包括红外光，因而塑料光纤只能传输可见光。
　　与玻璃光纤相比，塑料光纤易受高温，化学物质和溶剂的影响。
　　对射式和直反式光纤玻璃光纤和塑料光纤既有“单根的”－对射式，也有“分叉的”－直反式。单根光纤可以将光从发射器传输到检测区域，或从检测区域传输到接收器。分叉式的光纤有两个明显的分支，可分别传输发射光和接收光，使传感器既可以通过一个分支将发射光传输到检测区域，同时又通过另一个分支将反射光传输回接收器。
　　直反式的玻璃光纤，其检测头处的光纤束是随意布置的。直反式的塑料光纤，其光纤束是沿光纤长度方向一根挨一根布置。
　　光纤的特殊应用
　　由于光纤受使用环境影响小并且抗电磁干扰，因而能被用在一些特殊的场合，如：适用于真空环境下的真空传导光纤（VFT）和适用于爆炸环境下的光纤。在这两个应用中，特制的光纤安装在特殊的环境中，经一个法兰引出来接到外面的传感器上，光纤和法兰的尺寸多种多样。本安型传感器，如NAMUR型的传感器，可直接用在特殊或有爆炸性危险的环境中。

光电传感器的介绍：光电传感器工作原理

收藏
查看我的收藏
0
有用+1
已投票
0
光电传感器工作原理
语音
编辑
锁定
讨论
上传视频
上传视频
光电传感器是采用光电元件作为检测元件的传感器。它首先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光信号转换成电信号。光电传感器一般由光源、光学通路和光电元件三部分组成。
[1]
中文名
光电传感器工作原理
外文名
The working principle of photoelectric sensor
类    别
科学技术
属    性
光电类
作    用
将光信号转换成电信号
构    成
光源、光学通路和光电元件
目录
1
工作原理
2
分类和工作方式
光电传感器工作原理工作原理
编辑
语音
光电传感器是通过把光强度的变化转换成电信号的变化来实现控制的
[1]
。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。此外，光电开关的结构元件中还有发射板和光导纤维。三角反射板是结构牢固的发射装置。它由很小的三角锥体反射材料组成，能够使光束准确地从反射板中返回，具有实用意义。它可以在与光轴0到25的范围改变发射角，使光束几乎是从一根发射线，经过反射后，还是从这根反射线返回。
[1]
光电传感器工作原理分类和工作方式
编辑
语音
⑴槽型光电传感器把一个光发射器和一个接收器面对面地装在一个槽的两侧的是槽形光电。发光器能发出红外光或可见光，在无阻情况下光接收器能收到光。但当被检测物体从槽中通过时，光被遮挡，光电开关便动作。输出一个开关控制信号，切断或接通负载电流，从而完成一次控制动作。槽形开关的检测距离因为受整体结构的限制一般只有几厘米。⑵对射型光电传感器若把发光器和收光器分离开，就可使检测距离加大。由一个发光器和一个收光器组成的光电开关就称为对射分离式光电开关，简称对射式光电开关。它的检测距离可达几米乃至几十米。使用时把发光器和收光器分别装在检测物通过路径的两侧，检测物通过时阻挡光路，收光器就动作输出一个开关控制信号。⑶反光板型光电开关把发光器和收光器装入同一个装置内，在它的前方装一块反光板，利用反射原理完成光电控制作用的称为反光板反射式(或反射镜反射式)光电开关。正常情况下，发光器发出的光被反光板反射回来被收光器收到;一旦光路被检测物挡住，收光器收不到光时，光电开关就动作，输出一个开关控制信号。⑷扩散反射型光电开关它的检测头里也装有一个发光器和一个收光器，但前方没有反光板。正常情况下发光器发出的光收光器是找不到的。当检测物通过时挡住了光，并把光部分反射回来，收光器就收到光信号，输出一个开关信号。
词条图册
更多图册
参考资料
1.

光电传感器的工作原理
．半导体器件网[引用日期2013-06-06]

光电传感器的介绍：光电传感器的介绍

光电传感器的介绍4个好处和用途
  传感器的范围很广，种类也很多，但从根本上说，传感器是检测被测物体的特征量，并将该特征量转换成可读信号，显示在仪器上的装置。而传感技术，简单的说就是利用传感器通过检测物理、化学或生物性质量来获取信息，并将其转化为可读信号的技术。有各种各样的传感器可用于几乎任何工业需求。对于要求苛刻的关键任务工业应用，传感器可以帮助改进流程，并提供无与伦比的资产保护。
这些传感器根据流程的需要提供实时监控，包括检测和报告。传感器监测和收集的数据被发送用于控制和分析，特定属性的任何异常都会通过该传感器发出电信号来报告。这样，传感器可以提高流程效率和产品质量，同时确保流程符合最佳实践。
一、提高效率
效率是实体每次努力创造的结果。同样的努力获得更多的结果会增加效率因素。提高生产力的另一种方法是最大限度地减少损失（金钱、时间和精力）。工业物联网通过优化现有流程帮助行业提高效率水平。在智能机器和传感器的帮助下，用户现在可以完全了解机器的工作情况。
通过了解机器如何使用能源，可以在改进核心功能的同时避免不必要的成本。智能机器可以传达有关其工作方式、活动时间以及面临中断的时间范围的完整详细信息。
二、提高安全性
通过传感器和对人和机器的持续监控，可以减少工作场所事故。随着数据流入并向操作员发出故障机器或过热部件的警报，就有可能在关键点之前采取必要的措施来防止对工人和机器造成损坏。
三、预测性维护
维护给行业带来了巨大的麻烦，因为这些时候机器需要进行维修。这意味着他们无法为工作周期做出贡献。每过一分钟，公司都面临亏损。机器的严重问题将使公司争先恐后地获得满足需求的生产率。
预测性维护是在机器出现故障迹象时对其进行维修的过程，而不是等待设备出现故障。换句话说，机器甚至在它们发生故障之前就得到了修复。预测性维护的优势在于机器完全无法使用的可能性很小。
传感器提供有关机器行踪水平的宝贵数据，其规模甚至是传统机器无法实现的。
四、增加正常运行时间
机器全天候运行良好的优势之一是公司可以保持更长的正常运行时间。机器工作时间越长，生产率越高，这是一个简单的逻辑。公司正试图以各种方式增加正常运行时间，而工业物联网通过机器监控和预测性维护为他们提供了一种更直观的方法。最终目标是让工厂或行业保持高效工作，而不会导致机器出现严重故障。
扫一扫加群主WX，拉您进全国传感器买家群
由于WX群二维码7天会失效，加群主WX拉你进群交流

光电传感器的介绍：工业控制中常用的光电感应器介绍

自动化设备中，感应器就等于机器的眼睛，起到很重要的作用，搞过维修的都知道，机器罢工了，先找到相关的感应器查看一番先，再考虑其他问题，这里给大家介绍工业控制中常见的三种感应器。
我们先来看看感应器的指示灯，一般是两个灯，一个绿灯表示稳定指示灯，一个黄橙灯表示动作灯，就是感应器被触发。下面一个灵敏度旋钮，可以用来调整检测距离的，动作转开关是用来调整常开常闭设置。
下面这种是对射型的光电开关，投光器和受光器一对配合使用，正常情况没有物体遮挡投光器射出的光进入受光器，有物体遮挡时受光器没有接收到投光器的光是，感应器动作输出，所以我们安装感应器时，首先就要确保投光器和受光器对准安装，没有物体遮挡时稳定指示灯是要亮绿灯的。
下面是实物图
这种类型的光电最远举例可以达到30M，我还没用过需要感应这么远的设备。挺强大的，就是安装接线有点麻烦，投光受光都要接线供电，只能用来检测12MM以上的物体，低于12MM的无法检测到。
下面看看回归放射型，这款投光和受光是一起的，投光器发出的光通过反光镜反射回受光器
比上面对射型的原理差不多，只是少接一些线，只要安装反光板即可。这款在物流线上用的较多适合检测大体积物体，用于检测75MM以上的物体
实物图
它的最远距离是4M，
下面这款是叫扩散反射型，比起上面两款来说安装时方便，就是检测距离短
检测距离是可调的，最远的是1M
相对来说可以检测较小的物品
其中的一款E3Z-L61，最小检测物体达到0.1M。
下图是NPN接线图
这个是PNP接线图
以上就是光电感应器的介绍，谢谢观看。