光电传感器是采用光电元件作为检测元件的传感器。
它先把被测量的变化转换成光信号的变化,然后借助光电元件进一步将光信号转换成电信号。光电传感器一般由光源、光学通路和光电元件三部分组成。
分类和工作方式
⑴槽型光电传感器
把一个光发射器和一个接收器面对面地装在一个槽的两侧组成槽形光电。发光器能发出红外光或可见光,在无阻情况下光接收器能收到光。
但当被检测物体从槽中通过时,光被遮挡,光电开关便动作,输出一个开关控制信号,切断或接通负载电流,从而完成一次控制动作。
槽形开关的检测距离因为受整体结构的限制一般只有几厘米。
⑵对射型光电传感器,若把发光器和收光器分离开,就可使检测距离加大,一个发光器和一个收光器组成对射分离式光电开关,简称对射式光电开关。
对射式光电开关的检测距离可达几米乃至几十米。
使用对射式光电开关时把发光器和收光器分别装在检测物通过路径的两侧,检测物通过时阻挡光路,收光器就动作输出一个开关控制信号。
⑶反光板型光电开关
把发光器和收光器装入同一个装置内,在前方装一块反光板,利用反射原理完成光电控制作用,称为反光板反射式(或反射镜反射式)光电开关。
正常情况下,发光器发出的光源被反光板反射回来再被收光器收到;一旦被检测物挡住光路,收光器收不到光时,光电开关就动作,输出一个开关控制信号。
⑷扩散反射型光电开关
扩散反射型光电开关的检测头里也装有一个发光器和一个收光器,但扩散反射型光电开关前方没有反光板。
正常情况下发光器发出的光收光器是找不到的。在检测时,当检测物通过时挡住了光,并把光部分反射回来,收光器就收到光信号,输出一个开关信号。
没有信号输出的原因
先要考虑的是接线或配置的问题。对于对射型光电传感器必须由投光部和受光部组合使用,两端都需要供电;
而回归反射型必须由传感器探头和回归反射板组合使用;同时,用户必须给传感器提供稳定电源,如果是直流供电,必须确认正负极,如若正负极连接错误则会导致输出信号没有。
上述的原因分析是对光电传感器本身的考虑,我们还需要考虑的是检测物体的位置问题,如果检测物体不在检测区域,这样的检测是徒劳的。
检测物体必须在传感器可以检测的区域内,也就是光电可以感知的范围内。
其次,要考虑传感器光轴有没有对准问题,对射型的投光部和受光部光轴必须对准,对应的回归反射型的探头部分和反光板光轴必须对准。
同样还要考虑的是检测物体是否符合标准检测物体或者较小检测物体的标准,检测物体不能小于较小检测物体的标准,从而避免导致对射型、反射型不能很好检测透明物体,像反射型对检测物体的颜色有要求,颜色越深,检测距离就越近。
如果以上情况都可以很明确地做出排除后,我们需要做的事就是检测环境的干扰因素。
如光照强度不能超出额定范围;如果现场环境有粉尘,就需要我们定期清理光电传感器探头表面;或者是多个传感器紧密安装,互相产生干扰;还有一种影响比较大的是电气干扰,如果周围有大功率设备,产生干扰时必须要有相应的抗干扰措施。
如果做过上述的逐一排查,这些因素都可以明确地排除还是没有信号输出的话,建议退回厂家检测判断。
反射式光电传感器广泛应用于点钞机、限位开关、计数器、电机测速、打印机、复印机、液位开关、金融设备、娱乐设备(自动机)、舞台灯光控制、监控云台控制、运动方向判别、计数、电动绕线机计数、电能表转数计量
漫反射式光电传感器注意事项
1、被检测的工件或物体表面必须有黑白相间的部位用于吸收和反射红外光,这样接收管才能有效的截止和饱和达到计数的目的。所以在选择工作点、安装及使用中最关健的一点是接收管必须工作于截止区和饱和区。
2、使用中反射式光电传感器的前端面与被检测的工件或物体表面必须保持平行,这样反射式光电传感器的转换效率最高。
3、反射式光电传感器的前端面与反光板的距离保持在规定的范围内。
4、反射式光电传感器必须安装在没有强光直接照射处,因强光中的红外光将影响接收管的正常工作。
5、反射式光电传感器的红外发射管的电流在2~10ma之间时发光强度与电流的线性,所以在电流取值一般不超过这个范围,若取值太大发射管的光衰也大长时间工作影响寿命;若在电池供电的情况下电流取值应小,此时抗干扰性下降,在结构设计时应考虑这点,尽量避免外界光干扰等不利因素。
6、安装焊接时,反射式光电传感器的引脚根部与焊盘的最小距离不得小于5mm,否则焊接时易损坏管芯。或引起管芯性能的变化。焊接时间应小于4秒。
7、反射式光电传感器在具体的工作环境中工作状态的参数选择方法:根据实际的检测距离选取反射式光电传感器的型号。
漫反射式光电传感器功能优势
工作电压 (VDC) 10.00 ~ 30.00
检测距离(光电/超声波) (mm) 20.00 ~ 350.00
响应时间 (ms) < 1.00
输出电路 NPN
输出功能 亮通+暗通
连接方式 接插件
外形 (mm) 14.8*43*31
工作温度 (℃) -25.00 ~ 65.00
防护等级 IP67
外壳材料 塑料
光源类型 红光LED
一般数据
类型背景抑制
光源脉冲红色LED
感应距离Tw 20 ... 350 mm
感应范围Tb(最大扭矩)20 ... 350 mm
感应范围Tb(在Tw min。)5 ... 20 mm
校准/弄脏镜头指示灯闪烁指示灯
指示灯LED黄色
感应距离调节机械,10转
波长660nm
抑制相互影响是的
电气数据
响应时间/释放时间<1 ms
电源电压范围+ Vs 10 ... 30 VDC
最大电流消耗 (无负载)30 mA
电流消耗典型值。 25毫安
电压降Vd<1,8 VDC
输出功能亮/暗操作
输出电路NPN
输出电流<100 mA
短路保护是的
反极性保护是的
机械数据
宽/直径14,8毫米
高度/长度43毫米
深度31毫米
类型矩形
外壳材料塑料(ASA,MABS)
前(光学)PMMA
连接类型连接器M8 4针
环境条件
工作温度-25 ... + 65°C
防护等级IP 67
漫反射式光电传感器特点
安装使用时不需要对齐光路
节省安装使用空间
安装接线简便
检测区域大
反馈反射式光电传感器(也称镜面反射式)
反馈反射式光电传感器是把发射器和接收器装入同一个装置内,在其前方装一块反光板,利用反射原理完成光电控制作用的光电传感器。正常情况下,发射器发出的光被反光板反射回来被接收器收到;一旦光路被检测物挡住,接收器检测的光信号有变化,光电传感器就动作,输出一个开关控制信号。
反馈反射式光电传感器特点
安装使用时便于光路对齐
相对于反射式光电传感器,节省安装使用空间
安装接线简便
不受被检测的物体、颜色和材质影响
最后,反馈反射式光电传感器与漫反射式光电传感器的检测距离也有所区别,反馈反射式光电传感器检测距离更远。
漫反射式光电传感器是发射器和接收器置于一体,正常情况下接收器收不到发射器发出的光型号;当检测物体通过时阻碍了光,并把光部分反射回来,接收器收到光信号,输出一个开关控制信号。
光电传感器是将光信号转换为电信号的一种器件。其工作原理基于光电效应。光电效应是指光照射在某些物质上时,物质的电子吸收光子的能量而发生了相应的电效应现象。
根据光电效应现象的不同将光电效应分为三类:外光电效应、内光电效应及光生伏特效应。
光电传感器一般由处理通路和处理元件2 部分组成。其基本原理是以光电效应为基础,把被测量的变化转换成光信号的变化,然后借助光电元件进一步将非电信号转换成电信号。
光电效应是指用光照射某一物体,可以看作是一连串带有一定能量为的光子轰击在这个物体上,此时光子能量就传递给电子;
并且是一个光子的全部能量一次性地被一个电子所吸收,电子得到光子传递的能量后其状态就会发生变化,从而使受光照射的物体产生相应的电效应。
光电传感器工作原理
光电传感器是通过把光强度的变化转换成电信号的变化来实现控制的。
光电传感器在一般情况下,有三部分构成,它们分为:发送器、接收器和检测电路。
发送器对准目标发射光束,发射的光束一般来源于半导体光源,发光二极管(LED)、激光二极管及红外发射二极管。
光束不间断地发射,或者改变脉冲宽度。接收器有光电二极管、光电三极管、光电池组成。在接收器的前面,装有光学元件如透镜和光圈等。在其后面是检测电路,它能滤出有效信号和应用该信号。
电传感器是模拟式光电传感器是将被测量转换成连续变化的光电流,它与被测量间呈单值关系.模拟式光电传感器按被测量(检测目标物体)方法可分为透射(吸收)式,漫反射式,遮光式(光束阻档)三大类。
所谓透射式是指被测物体放在光路中,恒光源发出的光能量穿过被测物,部份被吸收后,透射光投射到光电元件上;
所谓漫反射式是指恒光源发出的光投射到被测物上,再从被测物体表面反射后投射到光电元件上;
所谓遮光式是指当光源发出的光通量经被测物光遮其中一部份,使投射到光电元件上的光通量改变,改变的程度与被测物体在光路位置有关。