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有人说,传感器是现代自动化工业的眼睛和耳朵,各种传感器的出现帮助人们对工业制造流程进行监控,才使得大规模自动化生产成为可能,同时也提高了工业生产的安全性。在之前的两篇博文中,我们也有提到传感器与健康管理以及智能穿戴设备中所带的传感器,可见传感器的应用早已遍布人们生活的各个角落。

传感器可根据所应用技术的不同分类,最常用的几种是:电感式、电容式、光电式、磁感式和超声波式。根据所应用技术不同而划分的传感器会因为特定的需求,如被用来测量测定的物质,而在外形、细节设计上有所差异,而它们的核心技术或者说应用原理是一样的。

今天的这篇博文我们将着重介绍光电式传感器。

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如果你还觉得它很陌生,那我们就先带大家从生活中寻找它的足迹。每天进出电梯时,当人走过电梯门时,正准备关上的电梯门会突然打开,这就是在两门之间的光电传感器感应到了人的通过而使门即时打开,避免危险的发生。我们在另一篇传感器与健康管理的博文中也曾提到,心率传感器使用的也是光电原理,用一个LED发光对准血管,接收反射光的强度检测。因为血管的收缩会引起反射光周期性的强度变化。而血管收缩的频率就是心率

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日常外出购物,商品上的条形码我们都不陌生,在结账时收营员拿着的扫描条形码的机器其实也是采用光电原理,扫描到黑色条和白色间隔时,反射光不一样,光敏三极管会对应产生电脉冲信号,该信号被放大、整形后,再经计算机处理,完成对条形码信息的识别。

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在工业上的应用就更为广泛了,最常见的一个应用是用于产品计数。在工业生产流水线上需要对流水线上已完成的产品的数量进行清点,一般使用的就是光电传感器。

如图所示,当有一个产品通过传感器之间,接收器接收到的光强会发生一次变化,将光强转换为电流脉冲之后,可以通过数脉冲强度的变化来计算出产品数量。

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还有一个常见应用是烟尘浊度监测,如今对于环保生产的要求越来越高,就需要人们了解烟尘的排放量,实现自动显示和超标报警。烟尘浊度大的时候,发射器发射出的光更多的被烟尘颗粒吸收或是折射,接收器的光强便降低,以此能反映出烟尘浊度大小。

光电传感器主要是通过检测光强的变化来工作的,通常它会有一个光源,一个接收器,和光电元件组成。光源并不受太多限制,可以是发射红外光、可见光、激光、紫外镭射光等。反射器发出的光通过不同的方式返回到接收器,对光敏三极管产生的光电流进行整形、放大、输出、分析。

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根据传感模式的不同,常见的几种光电传感器为对射型光电传感器、镜面反射型光电传感器、漫反射型光电传感器。

 

对射型光电传感器:

发射源和接收器分开在两端,从发射源发出的光源是瞄准接收器的,当目标物体穿过的时候,光被阻挡,当接收器接收不到光源时给出输出信号。

这是几种模式中最为实用的一种,它的可探测范围最广、精确度也最高。

 

漫反射型光电传感器:

有时也被叫做接近模式,发射源和接收器被封装在一起,从发射源发出的光纤射中在特定角度反射光的目标时,有一些反射光回到接收器,目标被探测到。但是在这个过程中有大量的能量损失,因为是漫反射,所以相比其他两种模式,它的传感范围最小。

漫反射型中还细分为扩散会聚型、机械背景抑制型、电子背景抑制型等等。

 

镜面反射型光电传感器:

镜面反射型光电传感器的发射源和接收器通常位于同一端,有一个用来使从发射源发射出来的光反射回接收器的反射器。当目标挡住了从传感器到反射器的光线时,目标能够被探测到。

与漫反射型相比,它的传感范围相对较大,而且不会受目标表面颜色的影响。

Sick新推出了一些系列不同精确度、不同类型、不同用途的光电传感器,在RS Components 官网都可查询到详细信息:

http://china.rs-online.com/web/c/?searchTerm=npi-sick-photoelectric-0716_cn&searchType=Offers&dr=N

JieLIU 还没写个人简介...
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