光電傳感器是各種光電檢測系統(tǒng)中實現(xiàn)光電轉換的關鍵元件，它是把光信號(可見及紫外鐳射光)轉變成為電信號的器件。光電傳感器工作原理基于光電效應，光電效應是指光照射在某些物質上時，物質的電子吸收光子的能量而發(fā)生了相應的電效應現(xiàn)象。光電傳感器一般由光源、光學通路和光電元件三部分組成。
光電傳感器基本原理是以光電效應為基礎，把被測量的變化轉換成光信號的變化，然后借助光電元件進一步將非電信號轉換成電信號。光電傳感器在一般情況下，由發(fā)送器、接收器和檢測電路三部分構成。光電傳感器的發(fā)送器對準目標發(fā)射光束，發(fā)射的光束一般來源于半導體光源，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。在光電傳感器的接收器的前面，裝有光學元件如透鏡和光圈等，在后面是檢測電路，它能濾出有效信號和應用該信號。
由光通量對光電元件的作用原理不同所制成的光學測控系統(tǒng)是多種多樣的，按光電元件(光學測控系統(tǒng))輸出量性質可分二類，即模擬式光電傳感器和脈沖(開關)式光電傳感器。模擬式光電傳感器是將被測量轉換成連續(xù)變化的光電流，它與被測量間呈單值關系。模擬式光電傳感器按被測量(檢測目標物體)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;所謂遮光式是指當光源發(fā)出的光通量經被測物光遮其中一部份，使投射剄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。
陰極材料不同的光電管，具有不同的紅限，因此適用于不同的光譜范圍。此外，即使入射光的頻率大于紅限，并保持其強度不變，但陰極發(fā)射的光電子數(shù)量還會隨入射光頻率的變化而改變，即同一種光電管對不同頻率的入射光靈敏度并不相同。光電管的這種光譜特性，要求人們應當根據(jù)檢測對象是紫外光、可見光還是紅外光去選擇陰極材料不同的光電管，以便獲得滿意的靈敏度。
光電傳感器的敏感范圍遠遠超過了電感,電容,磁力,超聲波傳感器的敏感范圍.此外,光電傳感器的體積很小,而敏感范圍很寬,加上機殼有很多樣式,幾乎可以到處使用.最后,隨著技術的不斷發(fā)展,光電傳感器在價錢方面可以同用其他技術制造的傳感器競爭.
這種傳感器中光電元件接受的光通量隨被測量連續(xù)變化,因此,輸出的光電流也是連續(xù)變化的,并與被測量呈確定的函數(shù)關系,這類傳感器通常有以下四種形式.
1)光源本身是被測物,它發(fā)出的光投射到光電元件上,光電元件的輸出反映了光源的某些物理參數(shù).這種型式的光電傳感器可用于光電比色高溫計和照度計.
2)恒定光源發(fā)射的光通量穿過被測物,其中一部分被吸收,剩余的部分投射到光電元件上,吸收量取決于被測物的某些參數(shù)，可用于測量透明度,混濁度.
3)恒定光源發(fā)射的光通量投射到被測物上,由被測物表面反射后再投射到光電元件上,反射光的強弱取決于被測物表面的性質和狀態(tài),因此可用于測量工件表面粗糙度,紙張的白度等.
4)從恒定光源發(fā)射出的光通量在到達光電元件的途中受到被測物的遮擋,使投射到光電元件上的光通量減弱,光電元件的輸出反映了被測物的尺寸或位置.
光電檢測方法具有精度高,反應快,非接觸等優(yōu)點,而且可測參數(shù)多,傳感器的結構簡單,形式靈活多樣,體積小.近年來,隨著光電技術的發(fā)展,光電傳感器已成為系列產品,其品種及產量日益增加,用戶可根據(jù)需要選用各種規(guī)格產品,在各種輕工自動機上獲得廣泛的應用.
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