作者: 深圳市神武傳感器有限公司發(fā)表時間:2023-07-08 17:57:41瀏覽量:851【小中大】
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(紅外、可見及紫外光輻射)轉變成為電信號的器件。它可用于檢測直接引起光量變化的非電量,如光強、光照度、輻射測溫、氣體成分分析等;也可用來檢測能轉換成光量變化的其他非電量,如零件直徑、表面粗糙度、應變、位移、振動、速度、加速度,以及物體的形狀、工作狀態(tài)的識別等。光電傳感器一般由光源、光學通路和光電元件三部分組成。
光電傳感器的組成
光電傳感器在一般情況下,有三部分構成,它們分為:發(fā)送器、接收器和檢測電路。
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。在接收器的前面,裝有光學元件如透鏡和光圈等。在其后面是檢測電路,它能濾出有效信號和應用該信號。
光電傳感器工作原理
光電元件是光電傳感器中最重要的組成部分,它的核心工作原理是不同類型的光電效應。根據(jù)波粒二象性,光是由光速運動的光子所組成, 當物體受到光線照射時,其內部的電子吸收了光子的能量后改變狀態(tài),自身的電性質也會發(fā)生改變,這樣的現(xiàn)象稱為光電效應。
根據(jù)電屬性狀態(tài)的不同變化,將光電效應分為以下四種:
1)外光電效應
在光線作用下使電子逸出物體表面的現(xiàn)象稱為外光電效應。基于外光電效應的光電元件有光電管,光電倍增管等。
2)光電導效應
半導體內的電子吸收光子后不能躍出半導體,使物體的電導率發(fā)生變化,或產(chǎn)生光生電動勢的現(xiàn)象稱為內光電效應。內光電效應按其工作原理可分為光電導效應和光生伏特效應?;诠怆妼墓怆娫泄饷綦娮瑁饷艟w管等。
3)光生伏特效應
在光線作用下,物體產(chǎn)生一定方向電動勢的現(xiàn)象稱為光生伏特效應?;诠馍匦墓怆娫泄怆姵睾凸饷舳O管、三極管等。
4)熱釋電現(xiàn)象:
熱電材料受紅外光等照射時,若其表面溫度上升或下降,則該表面產(chǎn)生電荷的現(xiàn)象。
光電傳感器的應用案例
1、應用于激光武器
由于光電傳感器對紅外輻射,或可見光,或對二者都特別靈敏,因而就更加容易成為激光攻擊的目標。此外,電子系統(tǒng)及傳感器本身還極易受到激光產(chǎn)生的熱噪聲和電磁噪聲的干擾而無法正常工作。戰(zhàn)場上的激光武器攻擊光電傳感器的方式主要有以下幾種:用適當能量的激光束將傳感器“致盲”,使其無法探測或繼續(xù)跟蹤已經(jīng)探測到的目標。或者,如果傳感器正在導引武器飛向目標,則致盲將使其失去目標。綜上所述,由于傳感器在戰(zhàn)場上發(fā)揮的作用越來越重要,同時又很容易遭受激光攻擊,它們已成為低能激光武器的首選目標。
2、應用于自動抄表系統(tǒng)
隨著微電子技術、傳感器技術、計算機技術及現(xiàn)代通訊技術的發(fā)展,可以利用光電傳感器來研制自動抄表系統(tǒng)。電能表的鋁盤受電渦流和磁場的作用下產(chǎn)生的轉矩驅動而旋轉。采用光電傳感器則可將鋁盤的轉數(shù)轉換成脈沖數(shù)。如:在旋轉的光亮的鋁盤上局部涂黑,再配以反射式光電發(fā)射接收對管,則當鋁盤旋轉時,在局部涂黑處便產(chǎn)生脈沖,并可將鋁盤的轉數(shù)采樣轉換為相應的脈沖數(shù),并經(jīng)光電耦合隔離電路,送至CPU的T0端口進行計數(shù)處理。采用光電耦合隔離器可有效地防止干擾信號進入微機。再結合其它傳輸方式便可以形成自動抄表系統(tǒng)。
3、應用于監(jiān)控煙塵污染
光電傳感器是一種小型電子設備,它可以檢測出其接收到的光強的變化,通過把光強度的變化轉換成電信號的變化實現(xiàn)控制功能。由于光電式傳感器具有非接觸、響應快、性能可靠等特點,因此在工業(yè)自動化裝置和機器人中獲得廣泛應用,而我們可以利用光電傳感器的特性來檢測煙塵的情況,因而光電傳感器輸出信號的強弱便可反映煙道濁度的變化。杭州肥??萍嫉牟惋嬘蜔熢诰€監(jiān)測設備正是采用該原理
光電傳感器以其強大的功能和廣泛的應用領域,在生活中起著至關重要的作用,我們平時在生活中也可以多加留意就會發(fā)現(xiàn)光電傳感器的身影。