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光电开关原理

发布日期:2022-04-26 点击率:66

光电开关的定义:此种产品以光源为介质、应用光电效应,当光源受物体遮蔽或发生反射、辐射和遮光导致受光量变化来检测对象的有无、大小和明暗,而向产生接点和无接点输出信号的开关元件。光电开关包括几种类型,自身不具备光源,利用被测物体发射的光的变化量进行检测的;利用自然光对光电开关的照射,物体遮蔽自然光产生的关变化量;光电开关自身具备光源,发射的光源对被检测物体反射、吸收、和透射光的变化量进行检测。常用的光源为紫外光、可见光、红外光等波段的光源,光源的类型有灯泡、LED、激光管等;输出信号有开关量或模拟量和通讯数据信息等。

  光电开关的叫法,主要是输出为开关量的开关元件。

  光电传感器的叫法,涵盖了输出开关量、模拟量、通讯数据等。

  目前市面光电开关的叫法有分光源、检测形式、用途、结构等命名的。

  如:利用红外光源的叫红外光电开关、红外线光电开关、红外线光电传感器等。

  利用自然光的叫光控开关、光电继电器等。

  利用激光为光源的叫激光光电开关、激光光电传感器等。

  利用检测形式叫热金属检测器,俗称热检等。

  利用用途的叫光电距离传感器安全光幕传感器等。

  利用结构的叫光幕传感器等。

  这里就简要举几个例子,还有很多的叫法.

  一、光电开关原理与分类

  1:按检测形式的分类

  (1)对射式

  对射式是由一个发射器与一个接收器相对配置的,发射器发射出的光指向接收器,发射器与接收器之间组成一个闭合光路,通过对光路的光被遮断或光衰减来进行检测的一种检测形式。这种检测形式作用距离比较长,但需要一个发射器并需要配电;在某些应用场合比如空间狭小,不合适配电的运用上比较麻烦。

  ②发射器与接收器一体化,光传输为直流方式的非调制信号,主要小型缝隙光电开关,如U型、C型的槽型光电开关。

  (2)直接反射式

  这种方式是把发射器与接收器构为一体,发射器发射的光直接照射到被检测物上,根据反射光的变化情况来进行检测的。可以说是近似人的眼睛的一种检测器。与对射式相比作用距离比较短,只需要单线配电即可,属于通用检测器。

  (3)镜面反射式

  ①这种方式是把发射器与接收器构为一体,光电开关对置反角矩阵射镜,发射器的光被反射镜后反馈回接收器,光电开关与角矩阵反射镜(多棱镜)形成闭合光路,通过对光路的光被遮断或光衰减来进行检测的一种检测形式,这种检测形式作用距离比对射式短,比直接反射式较长。只需要单线配电即可,由于采用反射镜光轴的调整比对射式容易;反射镜由多棱镜角矩阵板或微晶玻璃颗粒反射膜等。

  ②具有功能的反射器式光电开关,如果被检测物是平面而且有光泽,则会产生误动作,欲解决此问题,可采用功能,它的主要工作原理是基于角矩阵反射器能使偏振光方向改变90°,采用互相垂直的偏振光膜片放在双镜头前,所以使用角矩阵反射器,光路闭合。如果是平面镜或反光率比较的物体(如:玻璃瓶等)不能改变偏振方向,由它阻挡而产生的反射光不能进入受光器,因此它可以很容易被检测到,从而解决了由它表面反射而它引起的误动作问题。

  (4)辐射光检测形式

  通过对被检测物体辐射出的光进行检测的形式。如用于钢铁行业的对加热的铁辐射出的红外线进行检测的光电开关。

  (5)限定反射式

  这种方式是把发射器与接收器构为一体,发射器与接收器形成一个角度,发射光轴与接收光轴交叉区域灵敏度最佳。

  (6)夹角式

  这种方式是把发射器与接收器构为一体,发射器与接收器形成一个角度,发射光聚焦点与接收光聚焦交叉区域检测物体,用于精细检测,如标记检测等。

  (7)同轴检测式(单镜头)

  这种方式是把发射器与接收器构为一体,发射光通过镀膜的半透明镜片45°折射后通过镜头聚焦发射出去,接收光线通过聚焦镜头入射到接收器,主要用于标志检测。目前主流的颜色传感器、标志传感器大多采用这样方式。

  (8)光导纤维式

  光导纤维简称光纤,目前光纤式光电开关的光纤基本是两种,一种塑料光纤,价位比较低,普通检测使用;另一种玻璃光纤,价位比较高,一些检测精度比较高的场合。

  ①:对射式,把光纤套入发射器,把光纤套入接收器,光纤检测头相对安置。

  ②:直接反射式,发射器与接收器构为一体,把光纤套入发射器与接收器(光纤放大器),光纤头为两根光纤并行,直接检测物体。

  ③:同轴反射,发射器与接收器构为一体,把光纤套入发射器与接收器(光纤放大器)。光纤头为两根光纤并为一根的形式,发射光纤在中间,接受光纤围着其圆周排列。可以直接反射与镜面反射,取决于光纤放大器的光学结构。

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