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光電傳感器的特點及技術進展

作者:admin 發(fā)布時間:2015/11/16 11:44:57 瀏覽次數(shù):2568

光電傳感器是基于光電效應的傳感器，通常由光源、光路、光電元件構成。所謂光電效應，是指當光照射到某種物質時，該物質的導電特性發(fā)生變化的一種物理現(xiàn)象。

根據(jù)光電效應原理，光電傳感器可分為：

●外光電效應：光電管、光電倍增管等。
●內(nèi)光電

按光電傳感器信號形式可分為：

●模擬式光電傳感器：位移式光電傳感器；
●數(shù)字式光電傳感器：轉速傳感器、光柵式傳感器等。

通常，光電傳感器還包括光纖傳感器、固體圖像傳感器。
光電傳感器的應用可歸納為四種基本形式：直射式（輻射式）、吸收式、遮光式、反射式。
光電傳感器的特點

可實現(xiàn)非接觸測量光電測量時不與被測對象直接接觸，不會對被測物體和傳感器造成損傷，理論上能長期使用。

對被測物體限制少由于光電傳感器檢測物體時，以檢測物體引起的遮光、反射、直射為檢測原理，所以可對金屬、玻璃、塑料、木材、液體等幾乎所有物體進行檢測。

響應時間短光本身具有高速的特性，且傳感器電路都有電子器件構成，所以不包含機械性工作時間，響應時間極短。

分辨率高能通過設計技術使投光光束集中在小光點，或通過構成特殊的受光光學系統(tǒng)，來實現(xiàn)高分辨率。也可進行微小物體的檢測和高精度的位置檢測。

可實現(xiàn)顏色判別利用被測物體形成的光的反射率和吸收率，根據(jù)被投光的光線波長和被測物體的顏色組合的差異性，可對被測物體的顏色進行檢測。

便于調(diào)整在投射可視光的類型中，投光光束是眼睛可見的，便于對被測物體的位置進行調(diào)整。

光電傳感器存在的問題是：價格較高，對測量環(huán)境的要求也較高。

光電傳感器的技術進展

●產(chǎn)品性能向智能化和多功能方向發(fā)展

光電傳感器在性能上具有自檢測、在線操作的功能，在應用中還能實現(xiàn)自動補償、自動校正、數(shù)據(jù)存儲、判決決策等功能，對外界環(huán)境變化有自適應功能。光電傳感器產(chǎn)品的智能化，不僅體現(xiàn)在產(chǎn)品的功能上，還體現(xiàn)在用戶的操作使用上，客戶只要通過相應的產(chǎn)品手冊，就可方便地使用產(chǎn)品，通過調(diào)試輔助軟件，將需要的參數(shù)輸入系統(tǒng)，就可完成相應的設置，非常方便?！耙绘I設置”就是這種趨勢的典型體現(xiàn)，如施克傳感器公司的光電開關，靈敏度調(diào)節(jié)、背景遮蔽的自學習，都可通過一鍵來設置、存儲和操作，很快就可以自動完成，這樣的功能不僅提高了工作效率，在客戶對光電傳感器解決方案的接受和適應上也很有意義。

●產(chǎn)品結構向小型化和微型化方向發(fā)展

傳統(tǒng)的光電傳感器往往體積較大，功能不完善，其性能指標精確性、可靠性、靈敏度等很難滿足現(xiàn)場復雜環(huán)境的需求，隨著新材料的應用，傳感器操作系統(tǒng)友好界面的提出，要求傳感器配有標準的輸出模式，節(jié)省材料，降低成本，光電傳感器外型結構向小型化、微型化發(fā)展是必然趨勢。

光電傳感器為了向小型化、微型化方向發(fā)展，傳感器內(nèi)部芯體的集成化趨勢也很明顯，使傳感器占有空間減小，使得產(chǎn)品的整體設計靈活，有利于整體性能提高。

●產(chǎn)品應用向適用性、耐用性方向發(fā)展

光電傳感器應用場合千差萬別，應用環(huán)境嚴苛不一，有時需耐高（低）溫、耐高濕熱，有沖擊、振動、腐蝕等情況；有時為普通環(huán)境；有時要求產(chǎn)品有高的性能指標，高可靠性、高精度、快速反應；但有時要求產(chǎn)品廉價，并不追求高指標；有時要求維護、安裝方便、體積小巧；有時要求堅固耐用等。光電傳感器的制造廠商應根據(jù)現(xiàn)場應用環(huán)境，推出適用性強、耐用性好的產(chǎn)品，采用差別化設計和個性化制造，關鍵是要有好的性/價比，而不是一味地追求高指標。采用新材料、新設計、新測量技術，是光電傳感器制造廠商滿足現(xiàn)場適用性、耐用性的根本出路。

光電傳感器的應用

光電傳感器在應用時要注意兩方面的問題，一是光電元件的選用，二是工作環(huán)境的要求。

光電元件品種很多，而且性能差異很大，各類元件都有一些獨特的性質，所以選用合適的光電元件不僅可以得到滿意的性能，也能得到最合適的性/價比
選擇光電傳感器時的另一項決定因素是工作環(huán)境。一些行業(yè)（如食品與汽車行業(yè)等）的工作環(huán)境可能會很臟或很危險，或二者兼有。在處理食品時，濕度可能較高，并且現(xiàn)場環(huán)境中有很多液體。處理引擎或其他零件的汽車制造廠車間，也可能會有沙子、潤滑劑和冷卻劑等。在這種情況下，必須考慮光電傳感器的環(huán)境適應性，如果傳感器不能適應污垢環(huán)境，就不能被使用。這種考慮還會影響所需的檢測范圍，因為可能需要將光電傳感器放置在離惡劣環(huán)境更遠的位置上（而不是放在所需的位置）。如果指示燈被弄臟或信號減弱，那么能夠主動警示和通知是很有幫助的。

類似的環(huán)境問題也會影響傳感器的尺寸，尺寸的變化可以從比一個手指還小到比張開的手掌還大。小尺寸傳感器比大尺寸傳感器要貴，因為將所有部件都裝入一個小空間內(nèi)的成本更高。小尺寸傳感器收集光線的面積更小，一次檢測范圍更小，光學性能更低。這些缺點必須克服，以便小尺寸傳感器能更好地與可用物理空間相匹配。

此外，光電傳感器主要應用于冶金、汽車、電力、航空航天、化工、公共設施、軍工、制藥、交通、建材、石化、造紙、市政等行業(yè)。此外，光電傳感器的創(chuàng)新應用主要有：工廠自動化、溫度測量與控制、火焰探測與報警、光控大門（位置）、智能電網(wǎng)等

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本文來源：東莞市中昊自動化科技有限公司

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