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光電開關的特點、應用及工作原理

2019-06-12      274

光電開關的特點、應用及工作原理

簡介
光電開關是光電接近開關的簡稱,它是利用被檢測物對光束的遮擋或反射,由同步回路接通電路,從而檢測物體的有無。物體不限于金屬,所有能反射光線(或者對光線有遮擋作用)的物體均可以被檢測。光電開關將輸入電流在發射器上轉換為光信號射出,接收器再根據接收到的光線的強弱或有無對目標物體進行探測。安防系統中常見的光電開關煙霧報警器,工業中經常用它來計數機械臂的運動次數

特點
光電開關是傳感器的一種,它把發射端和接收端之間光的強弱變化轉化為電流的變化以達到探測的目的。由于光電開關輸出回路和輸入回路是電隔離的(即電絕緣),所以它可以在許多場合得到應用。采用集成電路技術和SMT表面安裝工藝而制造的新一代光電開關器件,具有延時、展寬、外同步、抗相互干擾、可靠性高、工作區域穩定和自診斷等智能化功能。這種新穎的光電開關是一種采用脈沖調制的主動式光電探測系統型電子開關,它所使用的冷光源有紅外光、紅色光、綠色光和藍色光等,可非接觸,無損傷地迅速和控制各種固體、液體、透明體、黑體、柔軟體和煙霧等物質的狀態和動作。具有體積小、功能多、壽命長、精度高、響應速度快、檢測距離遠以及抗光、電、磁干擾能力強的優點。

應用
光電開關已被用作物位檢測、液位控制、產品計數、寬度判別、速度檢測、定長剪切、孔洞識別、信號延時、自動門傳感、色標檢出、沖床和剪切機以及安全防護等諸多領域。此外,利用紅外線的隱蔽性,還可在銀行、倉庫、商店、辦公室以及其它需要的場合作為防盜警戒之用。
常用的紅外線光電開關,是利用物體對近紅外線光束的反射原理,由同步回路感應反射回來的光的強弱而檢測物體的存在與否來實現功能的,光電傳感器首先發出紅外線光束到達或透過物體或鏡面對紅外線光束進行反射,光電傳感器接收反射回來的光束,根據光束的強弱判斷物體的存在。紅外光電開關的種類也非常的多,一般來說有鏡反射式光電開關、漫反射式、槽式、對射式、光纖式等幾個主要種類。光電開關快易優自動化選型有收錄。
在不同的場合使用不同的光電開關,例如在電磁振動供料器上經常使用光纖式光電開關,在間歇式包裝機包裝膜的供送中經常使用漫反射式光電開關,在連續式高速包裝機中經常使用槽式光電開關。

工作原理
如圖所示是反射式光電開關的工作原理框圖。圖中,由振蕩回路產生的調制脈沖經反射電路后,然后用數字積分光電開關或RC積分方式排除干擾,后經延時(或不延時)觸發驅動器輸出光電開關控制信號。
利用光學元件,在傳播媒介中間使光束發生變化;利用光束來反射物體;使光束發射經過長距離后瞬間返回。光電開關是由發射器、接收器和檢測電路三部分組成。發射器對準目標發射光束,發射的光束一般來源于發光二極管(LED)和激光二極管。光束不間斷地發射,或者改變脈沖寬度。受脈沖調制的光束輻射強度在發射中經過多次選擇,朝著目標不間接地運行。接收器有光電二極管或光電三極管組成。在接收器的前面,裝有光學元件如透鏡和光圈等。在其后面的是檢測電路,它能濾出有效信號和應用該信號。
光電耦合器是以光為媒介傳輸電信號的一種電一光一電轉換器件。它由發光源和受光器兩部分組成。把發光源和受光器組裝在同一密閉的殼體內,彼此間用透明絕緣體隔離。發光源的引腳為輸入端,受光器的引腳為輸出端,常見的發光源為發光二極管,受光器為光敏二極管、光敏三極管等等。光電耦合器的種類較多,常見有光電二極管型、光電三極管型、光敏電阻型、光控晶閘管型、光電達林頓型、集成電路型等。工作原理在光電耦合器輸入端加電信號使發光源發光,光的強度取決于激勵電流的大小,此光照射到封裝在一起的受光器上后,因光電效應而產生了光電流,由受光器輸出端引出,這樣就實現了電一光一電的轉換。
由振蕩回路產生的調制脈沖經反射電路后,由發光管GL輻射出光脈沖。當被測物體進入受光器作用范圍時,被反射回來的光脈沖進入光敏三極管DU。光電開關并在接收電路中將光脈沖解調為電脈沖信號,再經放大器放大和同步選通整形,然后用數字積分或RC積分方式排除干擾,后經延時(或不延時)觸發驅動器輸出光電開關控制信號。 光電開關一般都具有良好的回差特性,因而即使被檢測物在小范圍內晃動也不會影響驅動器的輸出狀態,從而可使其保持在穩定工作區。同時,自診斷系統還可以顯示受光狀態和穩定工作區,以隨時監視光電開關的工作。

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