什么是光電開關及其分類
出處:javie 發(fā)布于:2011-09-13 14:08:47
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光電開關是以光源為介質、應用光電效應,當光源受物體遮蔽或發(fā)生反射、輻射和遮光導致受光量變化來檢測對象的有無、大小和明暗,而向產生接點和無接點輸出信號的開關元件。光電開關自身不具備光源,利用被測物體發(fā)射的光的變化量進行檢測的;利用自然光對光電開關的照射,物體遮蔽自然光產生的關變化量;光電開關自身具備光源,發(fā)射的光源對被檢測物體反射、吸收、和透射光的變化量進行檢測。常用的光源為紫外光、可見光、紅外光等波段的光源,光源的類型有燈泡、LED、激光管等;輸出信號有開關量或模擬量和通訊數(shù)據(jù)信息等。
1 按檢測方法的分類
(1)光量法
目前大多數(shù)光電開關用來檢測物體有無的均為光量方式,既光源受物體遮蔽或發(fā)生反射、輻射和遮光導致受光量變化來檢測對象的有無。
(2)三角測距法
光量方式容易受到物體表面的光潔度、粗糙度、顏色所影響,因此在一些要求比較高的場合就需要采用距離法檢測。
(3)激光測量法
由激光器對被測目標發(fā)射一個光信號, 然后接受目標反射回來的光信號,通過測量光信號往返經過的時間, 計算出目標的距離。
2 按光源種類的分類
光源目前采用的大多是發(fā)光二極管(LED),根據(jù)不同使用目的的區(qū)別使用。
(1)白熾燈式(可見光)
用于需要白光的標志檢測器,由于壽命與抗震性能,現(xiàn)在使用比較少。
(2)發(fā)光二極管(LED)式(可見光、近紅外光)
具有調制容易、壽命長、小型、功耗小、抗震等優(yōu)點是光電開關理想的光源,可用于各種用途。
(3)熒光式(可見光)
主要用于需要長度的光電系統(tǒng)(圖像傳感器等)
(4)紫外光式(不可見光)
通過照射紫外線用于檢測發(fā)生可見光的物體(熒光整理疵點、食品中的異物等)。
(5)氣體激光式(可見光)
光束比較強,用于探傷系統(tǒng)、條形碼系統(tǒng)、及強光衰減大的場合,如蒸汽、煙霧、火焰等場合。
(6)半導體激光式(紅光、近紅外光)
具有較強的透射率和容易調制的特性,用于如蒸汽、煙霧、火焰等場合鋼鐵行業(yè)與安防。
3 按光源調制種類的分類
(1)直流光式
使發(fā)射器的光線為不變的直流光,包括白熾燈和用直流驅動的發(fā)光二極管。這種方式有線路簡單、響應速度快的特點,但是抗光干擾比較弱,目前僅在較短的距離檢測中使用。
(2)調制式
①、脈沖調制式
使發(fā)射器發(fā)的出光線為具有一定頻率的脈沖波,一般稱為調制光,采用這種方式除了可以獲得峰值很高的光脈沖功率外,還可以對接收器輸出采用具有頻率選擇的交流放大器進行放大,從而減少周圍光線和電氣噪聲的影響,這是目前國內外使用廣的一種方式。
②機械旋轉調制式
對光源用棱鏡或轉盤孔旋轉后,提取脈沖信號,如用于區(qū)域檢測和熱金屬輻射的掃描檢測等。
③、掃描式
將多個發(fā)射器與接收器組合,通過同步信號逐一掃描,防止相互干擾。如用于光幕傳感器。
4 按供電種類的分類
(1)直流式
采用直流電壓供電的形式,一般大多采用12-24V(10-30V)的直流電壓的供電。
(2)交流式
采用交流電壓供電,電壓范圍為90-240V交流電,滿足110VAC與220VAC場合的供電
(3)直流交流混合式
直流電壓與交流電壓都可以直接接入同一個供電回路的形式,直流電壓范圍12-240V,交流電壓范圍24-240V,此形式適應性比較靈活,不需要考慮配電的問題。
5 按輸出種類的分類
(1)三極管NPN輸出
?。?)三極管PNP輸出
?。?)三極管NPN與PNP混合輸出
?。?)固態(tài)隔離無觸點輸出
(5)繼電器觸點輸出
?。?)可控硅輸出
(7)模擬電壓
?。?)模擬電流
?。?)數(shù)據(jù)信號
6 按結構種類的分類
(1)內藏放大器式
即把發(fā)光、感光元件和放大電路、信號處理電路、開關驅動電路裝配在一個殼體里,接通直流電源就可以獲取ON-OFF開關輸出,不需要專用放大器,抗噪音能力強,壽命長,電纜線可延長等優(yōu)點,是主流的一種光電開關。
(2)放大器分離式
這是種早期采用比較多的方式,發(fā)光、感光元件裝在探頭內,用屏蔽線與專用放大器(光電開關主體)連接。主要是探頭可以安裝在比較狹小的空間對比較小的物體進行檢測,但是有抗噪聲能力的問題。隨著技術的發(fā)展,內藏放大器式的光電開關的體積越來越小;這種形式采用相對較少,尤其是光纖傳感器的發(fā)展。
(3)光纖式
這種光電開關是放大器分離式與內藏放大器式結合的產品,通過光纖才傳輸光信號,光電開關主體上套上光纖線,另一頭光纖探頭可以對被檢測物體進行檢測,其優(yōu)點光纖探頭比較小,可以檢測比較微小的物體,光纖線傳輸?shù)闹皇枪庑盘?,所以不用考慮放大器分離式那樣需要考慮抗噪聲能力的問題。
(4)自控式
這種光電開關是具有一定功能性的。把發(fā)光、感光元件和放大電路、信號處理電路、開關驅動電路、電源、繼電器等都裝配在一起,接上交流或直流電源就可以工作。同時還具有其他一些功能如動作信號的延時、光電開關的信號靈敏度調節(jié)等。
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