光電式傳感器在檢測和控制中應(yīng)用非常廣泛。是各種光電檢測系統(tǒng)中實現(xiàn)光電轉(zhuǎn)換的關(guān)鍵元件,它是把光信號(可見及紫外鐳射光)轉(zhuǎn)變成為電信號的器件。
光電傳感器原理
由光通量對光電元件的作用原理不同所制成的光學(xué)測控系統(tǒng)是多種多樣的,按光電元件(光學(xué)測控系統(tǒng))輸出量性質(zhì)可分二類,即模擬式光電傳感器和脈沖(開關(guān))式光電傳感器。模擬式光電傳感器是將被測量轉(zhuǎn)換成連續(xù)變化的光電流,它與被測量間呈單值關(guān)系.模擬式光電傳感器按被測量(檢測目標(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物體放在光路中,恒光源發(fā)出的光能量穿過被測物,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)出的光投射到被測物上,再從被測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,改變的程度與被測物體在光路位置有關(guān)。
光敏二極管是常見的光傳感器。光敏二極管的外型與一般二極管一樣,當(dāng)無光照時,它與普通二極管一樣,反向電流很小,稱為光敏二極管的暗電流;當(dāng)有光照時,載流子被激發(fā),產(chǎn)生電子-空穴,稱為光電載流子。在外電場的作用下,光電載流子參與導(dǎo)電,形成比暗電流大得多的反向電流,該反向電流稱為光電流。光電流的大小與光照強度成正比,于是在負(fù)載電阻上就能得到隨光照強度變化而變化的電信號。
光敏三極管除了具有光敏二極管能將光信號轉(zhuǎn)換成電信號的功能外,還有對電信號放大的功能。光敏三級管的外型與一般三極管相差不大,一般光敏三極管只引出兩個極——發(fā)射極和集電極,基極不引出,管殼同樣開窗口,以便光線射入。為增大光照,基區(qū)面積做得很大,發(fā)射區(qū)較小,入射光主要被基區(qū)吸收。
工作時集電結(jié)反偏,發(fā)射結(jié)正偏。在無光照時管子流過的電流為暗電流Iceo=(1+β)Icbo(很?。?,比一般三極管的穿透電流還?。划?dāng)有光照時,激發(fā)大量的電子-空穴對,使得基極產(chǎn)生的電流Ib增大,此刻流過管子的電流稱為光電流,發(fā)射極電流Ie=(1+β)Ib,可見光電三極管要比光電二極管具有更高的靈敏度。
光電傳感器是采用光電元件作為檢測元件的傳感器。它首先把被測量的變化轉(zhuǎn)換成光信號的變化,然后借助光電元件進(jìn)一步將光信號轉(zhuǎn)換成電信號。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。
光電式傳感器具有非接觸、響應(yīng)快、性能可靠等特點,因此在工業(yè)自動化裝置和機(jī)器人中獲得廣泛應(yīng)用。新的光電器件不斷涌現(xiàn),特別是CCD圖像傳感器的誕生,為光電傳感器的進(jìn)一步應(yīng)用開創(chuàng)了新的一頁。
?。?)電流必須根據(jù)被測電流的額定有效值適當(dāng)選用不同的規(guī)格的產(chǎn)品。被測電流長時間超額,會損壞末極功放管(指磁補償式),一般情況下,2倍的過載電流持續(xù)時間不得超過1分鐘。
?。?)電壓傳感器必須按產(chǎn)品說明在原邊串入一個限流電阻R1,以使原邊得到額定電流,在一般情況下,2倍的過壓持續(xù)時間不得超過1分鐘。
?。?)電流電壓傳感器的較佳精度是在原邊額定值條件下得到的,所以當(dāng)被測電流高于電流傳感器的額定值時,應(yīng)選用相應(yīng)大的傳感器;當(dāng)被測電壓高于電壓傳感器的額定值時,應(yīng)重新調(diào)整限流電阻。當(dāng)被測電流低于額定值1/2以下時,為了得到較佳精度,可以使用多繞圈數(shù)的辦法。
(4)絕緣耐壓為3KV的傳感器可以長期正常工作在1KV及以下交流系統(tǒng)和1.5KV及以下直流系統(tǒng)中,6KV的傳感器可以長期正常工作在2KV及以下交流系統(tǒng)和2.5KV及以下直流系統(tǒng)中,注意不要超壓使用。
(5)在要求得到良好動態(tài)特性的裝置上使用時,可以用單根銅鋁母排并與孔徑吻合,以大代小或多繞圈數(shù),均會影響動態(tài)特性。
?。?)在大電流直流系統(tǒng)中使用時,因某種原因造成工作開路或故障,則鐵心產(chǎn)生較大剩磁,是值得注意的。剩磁影響精度。退磁的方法是不加工作電源,在原邊通一交流并逐漸減小其值。
?。?)傳感器抗外磁場能力為:距離傳感器5~10cm一個超過傳感器原邊電流值2倍的電流,所產(chǎn)生的磁場干擾可以抵抗。三相大電流布線時,相間距離應(yīng)大于5~10cm。
?。?)為了使傳感器工作在較佳測量狀態(tài)。
(9)傳感器的磁飽和點和電路飽和點,使其有很強的過載能力,但過載能力是有時間限制的,試驗過載能力時,2倍以上的過載電流不得超過1分鐘。
?。?0)原邊電流母線溫度不得超過85℃,這是ABS工程塑料的特性決定的,用戶有特殊要求,可選高溫塑料做外殼。
電磁流量計由電磁流量傳感器與電磁流量轉(zhuǎn)換器兩個部分組成,這兩者都需要進(jìn)行現(xiàn)場安裝,特別是傳感器,直接與工藝管道連接,與被測流體接觸,工作條件和環(huán)境都比較惡劣。為了使儀表能正常運行,應(yīng)選擇適宜的安裝環(huán)境。 一、電磁流量傳感器安裝環(huán)境的選擇: 電磁流量傳感器外殼防護(hù)等級一般是IP65。傳感器應(yīng)安裝在干燥通風(fēng)的地方,避免潮濕的場所,還應(yīng)盡量避免陽光直射和雨水直接淋澆?! ?yīng)盡可能避免裝在周圍環(huán)境溫度過高的地方。一體型結(jié)構(gòu)的電磁流量計還受制于電子元器件的使用溫度,其使用環(huán)境溫度要低些?! “惭b傳感器的管道上應(yīng)無較強的漏電流,應(yīng)盡可能地遠(yuǎn)離有強電磁場的設(shè)備,如大電機(jī)、大變壓器等,以免引起電磁場干擾?! “惭b傳感器的管道或地面不應(yīng)有強烈的震動,特別是一體型儀表。 安裝傳感器的地點要考慮工作人員現(xiàn)場維修的空間?! 《?、電磁流量轉(zhuǎn)換器安裝環(huán)境的選擇 轉(zhuǎn)換器作為現(xiàn)場指示用的現(xiàn)場安裝儀表,它的安裝場所一般應(yīng)選擇: 周圍環(huán)境溫度盡量控制在-10~45℃之間;空氣的相對溫度小于等于85%;安裝地點無強烈震動;周圍空氣不含有腐蝕性氣體。并且轉(zhuǎn)換器應(yīng)盡量安裝在室內(nèi),若一定要安裝在室外,則應(yīng)采取防日曬雨淋的措施?! ∫陨霞词请姶帕髁坑嫲惭b對周圍環(huán)境的要求。電磁流量計也分一體型、分體型及插入式三種,在同行產(chǎn)品中性價比比較高,得到各方行業(yè)用戶的好評。同時儀器儀表也要在日常的使用中養(yǎng)成良好的習(xí)慣,才能讓儀表服務(wù)的時間更長久。