光電傳感器是采用光電元件作為檢測(cè)元件的傳感器。
它先把被測(cè)量的變化轉(zhuǎn)換成光信號(hào)的變化,然后借助光電元件進(jìn)一步將光信號(hào)轉(zhuǎn)換成電信號(hào)。光電傳感器一般由光源、光學(xué)通路和光電元件三部分組成。
分類和工作方式
⑴槽型光電傳感器
把一個(gè)光發(fā)射器和一個(gè)接收器面對(duì)面地裝在一個(gè)槽的兩側(cè)組成槽形光電。發(fā)光器能發(fā)出紅外光或可見光,在無阻情況下光接收器能收到光。
但當(dāng)被檢測(cè)物體從槽中通過時(shí),光被遮擋,光電開關(guān)便動(dòng)作,輸出一個(gè)開關(guān)控制信號(hào),切斷或接通負(fù)載電流,從而完成一次控制動(dòng)作。
槽形開關(guān)的檢測(cè)距離因?yàn)槭苷w結(jié)構(gòu)的限制一般只有幾厘米。
⑵對(duì)射型光電傳感器,若把發(fā)光器和收光器分離開,就可使檢測(cè)距離加大,一個(gè)發(fā)光器和一個(gè)收光器組成對(duì)射分離式光電開關(guān),簡(jiǎn)稱對(duì)射式光電開關(guān)。
對(duì)射式光電開關(guān)的檢測(cè)距離可達(dá)幾米乃至幾十米。
使用對(duì)射式光電開關(guān)時(shí)把發(fā)光器和收光器分別裝在檢測(cè)物通過路徑的兩側(cè),檢測(cè)物通過時(shí)阻擋光路,收光器就動(dòng)作輸出一個(gè)開關(guān)控制信號(hào)。
⑶反光板型光電開關(guān)
把發(fā)光器和收光器裝入同一個(gè)裝置內(nèi),在前方裝一塊反光板,利用反射原理完成光電控制作用,稱為反光板反射式(或反射鏡反射式)光電開關(guān)。
正常情況下,發(fā)光器發(fā)出的光源被反光板反射回來再被收光器收到;一旦被檢測(cè)物擋住光路,收光器收不到光時(shí),光電開關(guān)就動(dòng)作,輸出一個(gè)開關(guān)控制信號(hào)。
⑷擴(kuò)散反射型光電開關(guān)
擴(kuò)散反射型光電開關(guān)的檢測(cè)頭里也裝有一個(gè)發(fā)光器和一個(gè)收光器,但擴(kuò)散反射型光電開關(guān)前方?jīng)]有反光板。
正常情況下發(fā)光器發(fā)出的光收光器是找不到的。在檢測(cè)時(shí),當(dāng)檢測(cè)物通過時(shí)擋住了光,并把光部分反射回來,收光器就收到光信號(hào),輸出一個(gè)開關(guān)信號(hào)。
沒有信號(hào)輸出的原因
先要考慮的是接線或配置的問題。對(duì)于對(duì)射型光電傳感器必須由投光部和受光部組合使用,兩端都需要供電;
而回歸反射型必須由傳感器探頭和回歸反射板組合使用;同時(shí),用戶必須給傳感器提供穩(wěn)定電源,如果是直流供電,必須確認(rèn)正負(fù)極,如若正負(fù)極連接錯(cuò)誤則會(huì)導(dǎo)致輸出信號(hào)沒有。
上述的原因分析是對(duì)光電傳感器本身的考慮,我們還需要考慮的是檢測(cè)物體的位置問題,如果檢測(cè)物體不在檢測(cè)區(qū)域,這樣的檢測(cè)是徒勞的。
檢測(cè)物體必須在傳感器可以檢測(cè)的區(qū)域內(nèi),也就是光電可以感知的范圍內(nèi)。
其次,要考慮傳感器光軸有沒有對(duì)準(zhǔn)問題,對(duì)射型的投光部和受光部光軸必須對(duì)準(zhǔn),對(duì)應(yīng)的回歸反射型的探頭部分和反光板光軸必須對(duì)準(zhǔn)。
同樣還要考慮的是檢測(cè)物體是否符合標(biāo)準(zhǔn)檢測(cè)物體或者較小檢測(cè)物體的標(biāo)準(zhǔn),檢測(cè)物體不能小于較小檢測(cè)物體的標(biāo)準(zhǔn),從而避免導(dǎo)致對(duì)射型、反射型不能很好檢測(cè)透明物體,像反射型對(duì)檢測(cè)物體的顏色有要求,顏色越深,檢測(cè)距離就越近。
如果以上情況都可以很明確地做出排除后,我們需要做的事就是檢測(cè)環(huán)境的干擾因素。
如光照強(qiáng)度不能超出額定范圍;如果現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境有粉塵,就需要我們定期清理光電傳感器探頭表面;或者是多個(gè)傳感器緊密安裝,互相產(chǎn)生干擾;還有一種影響比較大的是電氣干擾,如果周圍有大功率設(shè)備,產(chǎn)生干擾時(shí)必須要有相應(yīng)的抗干擾措施。
如果做過上述的逐一排查,這些因素都可以明確地排除還是沒有信號(hào)輸出的話,建議退回廠家檢測(cè)判斷。
反射式光電傳感器廣泛應(yīng)用于點(diǎn)鈔機(jī)、限位開關(guān)、計(jì)數(shù)器、電機(jī)測(cè)速、打印機(jī)、復(fù)印機(jī)、液位開關(guān)、金融設(shè)備、娛樂設(shè)備(自動(dòng)機(jī))、舞臺(tái)燈光控制、監(jiān)控云臺(tái)控制、運(yùn)動(dòng)方向判別、計(jì)數(shù)、電動(dòng)繞線機(jī)計(jì)數(shù)、電能表轉(zhuǎn)數(shù)計(jì)量
漫反射式光電傳感器注意事項(xiàng)
1、被檢測(cè)的工件或物體表面必須有黑白相間的部位用于吸收和反射紅外光,這樣接收管才能有效的截止和飽和達(dá)到計(jì)數(shù)的目的。所以在選擇工作點(diǎn)、安裝及使用中最關(guān)健的一點(diǎn)是接收管必須工作于截止區(qū)和飽和區(qū)。
2、使用中反射式光電傳感器的前端面與被檢測(cè)的工件或物體表面必須保持平行,這樣反射式光電傳感器的轉(zhuǎn)換效率最高。
3、反射式光電傳感器的前端面與反光板的距離保持在規(guī)定的范圍內(nèi)。
4、反射式光電傳感器必須安裝在沒有強(qiáng)光直接照射處,因強(qiáng)光中的紅外光將影響接收管的正常工作。
5、反射式光電傳感器的紅外發(fā)射管的電流在2~10ma之間時(shí)發(fā)光強(qiáng)度與電流的線性,所以在電流取值一般不超過這個(gè)范圍,若取值太大發(fā)射管的光衰也大長時(shí)間工作影響壽命;若在電池供電的情況下電流取值應(yīng)小,此時(shí)抗干擾性下降,在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)考慮這點(diǎn),盡量避免外界光干擾等不利因素。
6、安裝焊接時(shí),反射式光電傳感器的引腳根部與焊盤的最小距離不得小于5mm,否則焊接時(shí)易損壞管芯?;蛞鸸苄拘阅艿淖兓?。焊接時(shí)間應(yīng)小于4秒。
7、反射式光電傳感器在具體的工作環(huán)境中工作狀態(tài)的參數(shù)選擇方法:根據(jù)實(shí)際的檢測(cè)距離選取反射式光電傳感器的型號(hào)。
漫反射式光電傳感器功能優(yōu)勢(shì)
工作電壓 (VDC) 10.00 ~ 30.00
檢測(cè)距離(光電/超聲波) (mm) 20.00 ~ 350.00
響應(yīng)時(shí)間 (ms) < 1.00
輸出電路 NPN
輸出功能 亮通+暗通
連接方式 接插件
外形 (mm) 14.8*43*31
工作溫度 (℃) -25.00 ~ 65.00
防護(hù)等級(jí) IP67
外殼材料 塑料
光源類型 紅光LED
一般數(shù)據(jù)
類型背景抑制
光源脈沖紅色LED
感應(yīng)距離Tw 20 ... 350 mm
感應(yīng)范圍Tb(最大扭矩)20 ... 350 mm
感應(yīng)范圍Tb(在Tw min。)5 ... 20 mm
校準(zhǔn)/弄臟鏡頭指示燈閃爍指示燈
指示燈LED黃色
感應(yīng)距離調(diào)節(jié)機(jī)械,10轉(zhuǎn)
波長660nm
抑制相互影響是的
電氣數(shù)據(jù)
響應(yīng)時(shí)間/釋放時(shí)間<1 ms
電源電壓范圍+ Vs 10 ... 30 VDC
最大電流消耗 (無負(fù)載)30 mA
電流消耗典型值。 25毫安
電壓降Vd<1,8 VDC
輸出功能亮/暗操作
輸出電路NPN
輸出電流<100 mA
短路保護(hù)是的
反極性保護(hù)是的
機(jī)械數(shù)據(jù)
寬/直徑14,8毫米
高度/長度43毫米
深度31毫米
類型矩形
外殼材料塑料(ASA,MABS)
前(光學(xué))PMMA
連接類型連接器M8 4針
環(huán)境條件
工作溫度-25 ... + 65°C
防護(hù)等級(jí)IP 67
漫反射式光電傳感器特點(diǎn)
安裝使用時(shí)不需要對(duì)齊光路
節(jié)省安裝使用空間
安裝接線簡(jiǎn)便
檢測(cè)區(qū)域大
反饋反射式光電傳感器(也稱鏡面反射式)
反饋反射式光電傳感器是把發(fā)射器和接收器裝入同一個(gè)裝置內(nèi),在其前方裝一塊反光板,利用反射原理完成光電控制作用的光電傳感器。正常情況下,發(fā)射器發(fā)出的光被反光板反射回來被接收器收到;一旦光路被檢測(cè)物擋住,接收器檢測(cè)的光信號(hào)有變化,光電傳感器就動(dòng)作,輸出一個(gè)開關(guān)控制信號(hào)。
反饋反射式光電傳感器特點(diǎn)
安裝使用時(shí)便于光路對(duì)齊
相對(duì)于反射式光電傳感器,節(jié)省安裝使用空間
安裝接線簡(jiǎn)便
不受被檢測(cè)的物體、顏色和材質(zhì)影響
最后,反饋反射式光電傳感器與漫反射式光電傳感器的檢測(cè)距離也有所區(qū)別,反饋反射式光電傳感器檢測(cè)距離更遠(yuǎn)。
漫反射式光電傳感器是發(fā)射器和接收器置于一體,正常情況下接收器收不到發(fā)射器發(fā)出的光型號(hào);當(dāng)檢測(cè)物體通過時(shí)阻礙了光,并把光部分反射回來,接收器收到光信號(hào),輸出一個(gè)開關(guān)控制信號(hào)。
光電傳感器是將光信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)的一種器件。其工作原理基于光電效應(yīng)。光電效應(yīng)是指光照射在某些物質(zhì)上時(shí),物質(zhì)的電子吸收光子的能量而發(fā)生了相應(yīng)的電效應(yīng)現(xiàn)象。
根據(jù)光電效應(yīng)現(xiàn)象的不同將光電效應(yīng)分為三類:外光電效應(yīng)、內(nèi)光電效應(yīng)及光生伏特效應(yīng)。
光電傳感器一般由處理通路和處理元件2 部分組成。其基本原理是以光電效應(yīng)為基礎(chǔ),把被測(cè)量的變化轉(zhuǎn)換成光信號(hào)的變化,然后借助光電元件進(jìn)一步將非電信號(hào)轉(zhuǎn)換成電信號(hào)。
光電效應(yīng)是指用光照射某一物體,可以看作是一連串帶有一定能量為的光子轟擊在這個(gè)物體上,此時(shí)光子能量就傳遞給電子;
并且是一個(gè)光子的全部能量一次性地被一個(gè)電子所吸收,電子得到光子傳遞的能量后其狀態(tài)就會(huì)發(fā)生變化,從而使受光照射的物體產(chǎn)生相應(yīng)的電效應(yīng)。
光電傳感器工作原理
光電傳感器是通過把光強(qiáng)度的變化轉(zhuǎn)換成電信號(hào)的變化來實(shí)現(xiàn)控制的。
光電傳感器在一般情況下,有三部分構(gòu)成,它們分為:發(fā)送器、接收器和檢測(cè)電路。
發(fā)送器對(duì)準(zhǔn)目標(biāo)發(fā)射光束,發(fā)射的光束一般來源于半導(dǎo)體光源,發(fā)光二極管(LED)、激光二極管及紅外發(fā)射二極管。
光束不間斷地發(fā)射,或者改變脈沖寬度。接收器有光電二極管、光電三極管、光電池組成。在接收器的前面,裝有光學(xué)元件如透鏡和光圈等。在其后面是檢測(cè)電路,它能濾出有效信號(hào)和應(yīng)用該信號(hào)。
電傳感器是模擬式光電傳感器是將被測(cè)量轉(zhuǎn)換成連續(xù)變化的光電流,它與被測(cè)量間呈單值關(guān)系.模擬式光電傳感器按被測(cè)量(檢測(cè)目標(biāo)物體)方法可分為透射(吸收)式,漫反射式,遮光式(光束阻檔)三大類。
所謂透射式是指被測(cè)物體放在光路中,恒光源發(fā)出的光能量穿過被測(cè)物,部份被吸收后,透射光投射到光電元件上;
所謂漫反射式是指恒光源發(fā)出的光投射到被測(cè)物上,再從被測(cè)物體表面反射后投射到光電元件上;
所謂遮光式是指當(dāng)光源發(fā)出的光通量經(jīng)被測(cè)物光遮其中一部份,使投射到光電元件上的光通量改變,改變的程度與被測(cè)物體在光路位置有關(guān)。