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什么是光电传感器?

更好地理解光电传感器有助于在工业机器、输送机和其他应用中应用这些多功能、非接触式存在感测设备万博官网手机登陆

作者:Andrew Waugh,AutomationDirect传感器和安全产品产品经理

什么是光电传感器?

A.光电传感器通常被称为光电眼,它利用光来探测物体的存在或物体与传感器的距离,这是工业应用中的一个常见要求。这个概念很简单,包括一个光源、一个发射器和一个接收器,它们结合起来检测光激活或暗激活设备的光强度变化(图1)。万博官网手机登陆

什么是光电传感器?

图1:这些自动直接光电传感器在广泛的工业应用中检测物体的存在或距离,通常在一个单元中包含所有需要的光学和电子学。万博官网手机登陆

光源可以是各种频率的,但通常是可见的红色或红外线,并且从发射器(也称为发送器)投射。接收器收集光并测量其强度,用于距离传感应用。这些发射器和接收器元件可以在同一个外壳中,也可以在不同的外壳中。万博官网手机登陆

漫反射、回复反射和穿透光束

光电发射器和接收器在同一外壳中的两种配置是漫反射和回复反射。漫反射传感使用集成发射器和接收器的传感头。发射的光从物体上反弹回到接收器。这种配置的优点是只需安装一个传感器。

另一种配置是回复反射,通常称为反射。这需要安装一个可以偏振的反射器,将光反射回接收器(图2)。这是一种流行的配置,因为它可以可靠地将发射的光从固定元件而不是物体上反射回来。

什么是光电传感器?

图2:这个偏振光,反光,12毫米圆形,金属光电眼从AutomationDirect检测存在时,物体中断光反弹一个固定的反射器。

发射器和接收器位于不同外壳中的配置称为穿透光束安装。穿透光束光电眼允许最长的工作距离,因为接收器元件直接“看到”发射的光。这种配置的一个好处是,物体的颜色、形状或对光的呈现角度没有实际意义。但是,必须安装和连接单独的发送器和接收器。

一般来说,光电眼比其他感测设备技术(如电感式、磁性、电容式和超声波)具有更长的感测范围。光电眼也可在许多住房大小,与出色的传感范围大小比。

灯光和动作

光的发送和接收方式可能会有所不同。在大多数情况下,发送器只需使用LED传输特定波长的光,接收器则使用光电晶体管感应光,然后为输出通电。为了避免环境光的干扰,一些传感器会对光进行脉冲处理,或者对接收器进行过滤,使其只感测特定的波长。

当使用反射器时,加上一个偏光滤光片使光线旋转90度。此相位筛选仅允许预配置的相位角被反射到接收器,有助于消除对类似于反射器的对象的错误检测。

调整或编程光电传感器本质上改变了激发传感元件所需的光阈值。被检测对象的类型可以显著改变正常操作的阈值。例如,漫反射传感器用于检测1米外的暗物体。一个强大的光发射源是必要的,因为当光从物体上反弹时,大部分光被黑暗的表面吸收,返回的光很少。检测暗物体的阈值与检测相同距离的白色物体的阈值有很大的不同。

检测距离对阈值的影响也很大。当探测距离只有1cm的物体时,无论是暗的还是亮的,由于移动距离较短,与1m的探测距离相比,反射回接收器的光要多得多。

为了消除暗物体和亮物体之间的这种颜色效应,一些传感器在光线反弹时监测角度(图3)。这仅适用于漫反射应用程序,可用于确定对象与传感器的距离。使用了一组接收元件,而不是像传统的距离传感器那样观察反射光的强度。根据哪个元素可以看到光,传感器可以“三角测量”到物体的距离。万博官网手机登陆

什么是光电传感器?

图3:扩散光电传感器使用集成发射器和接收器的传感头,发射的光从目标物体反射回传感器。

另一种用于距离传感的技术是测量光从发送器到接收器的飞行时间,由于光源可以被严格控制,因此通常与激光元件一起使用。

与光电眼一样,还提供颜色传感器和对比度传感器。颜色传感器检测彩色物体,通常用于质量控制和打印精度应用。该传感器通常使用白光源来评估ROYGBV颜色空间中的对象颜色。对比度传感器通过使用白色或RGB光源感测反射光来确定对比度,例如在打印标记上,以检测标记和背景之间反射光波长的差异。万博官网手机登陆

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作者简介

Andrew Waugh是AutomationDirect传感器和安全产品的产品经理。他在包装、装配、材料处理和过程控制应用中使用的机器传感器和安全装置方面拥有超过16年的经验。在2010年加入AutomationDirect之前,他作为产品专家在ifm efector工作了9年。安得烈拥有宾夕法尼亚州立大学的学士学位。万博官网手机登陆

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