光电传感器的应用举例

18.6光电传感器的应用举例由于光电测量方法灵活多样，可测参数众多，又具有非接触、高精度、高分辨率、高可靠性和响应快等优点，加之激光光源、光栅、光学码盘、CCD器件、光导纤维等的相继出现和成功应用，使得光电传感器在检测和控制领域得到了广泛的应用。按其接收状态可分为模拟式光电传感器和脉冲光电传感器。2光电传感器在工业上的应用可归纳为吸收式、遮光式、反射式、辐射式四种基本形式。下图表明了四种形式的工作方式。34例1：直射式光电转速传感器它由开孔圆盘、光源、光敏元件及缝隙板等组成。开孔圆盘的输入轴与被测轴相连接，光源发出的光通过开孔圆盘和缝隙板照射到光敏元件上，光敏元件将其转为电信号输出。通过测量光敏元件输出的脉冲频率，得被测转速n=f/Nn—转速；f—脉冲频率；N—圆盘孔数。56测速也可以采用反射式：只要用白纸画上黑道的圆纸贴在旋转体上即可。其测量电路与透射式相同调制盘)(a)(b)(c7例2：光电液位检测在液体未升到发光二极管及光电三极管平面时，红外发光二极管发出的红外线不会被光电三极管接收；当液位上升到发光二极管及光电三极管平面时，出于液体的折射，光电三极管接收到红外信号由此获得液位信号。8例3：感烟传感器(火灾报警器的一部分)由红外发光二极管及光电三极管组成，但二者不在同一平面上(有一定角度)。在无烟状态时，光电三极管接收不到红外线；当发生火灾时，产生大量烟雾，烟雾粒子进入感烟传感器时，由于红外线受烟雾粒于折射作用，光电三极管接收到红外线，给出烟雾报警信号。9例4：光电开关的应用下图为检测生产流水线上瓶盖及商标的实例。除记数外，还可进行位置检测(如装配体有没有到位)、质量检查(如瓶盖是否压上，标签是否漏贴等)。10下图为为自动切断控制的实例。可以根据被测物的特定标记进行自动控制(如根据特定的标记检测后进行自动切断、封口等)。光电开关主要用于自动包装机、自动灌装机、自动封装机、自动或半自动装配流水线等自动化机械装置。11例5：防盗报警电路将光电断路器安装于抽屉的背后，并设一电源开关于隐蔽的地方，当需要防盗时将开关合上。平时由于挡板插入槽口，光电三极管仅有暗电流，BG不导通，继电器J不吸合。当小偷撬开抽屉时，一拉开抽屉则挡板离开槽口，光电三极管的光电流使R2上产生接近电源的电压，BG导通，继电器吸合，发出报警信号。12这种装置同样可以安装在门窗上起防盗报警作用。13例6：自动照明灯D1为触发二极管，触发电压约30v左右。在白天时，光敏电阻的阻值低，其分压低于30v(A点)，触发二极管截止，双向可控硅无触发电流，T1、T2之间呈断开状态；天暗后，光敏电阻阻值增加，A点电压大于30v，触发二极管导通，双向可控硅呈导通状态，电灯亮。R1、C1为保护双向可控硅的吸收电路。14正常强度光照在光敏电阻上，因阻值较小，端压小于0.5V，电路中三极管截止，即流过三极管T和小白炽灯泡的电流趋于零，灯暗，当光照逐渐变暗，光敏电阻阻值变大，三极管逐渐导通，流过三极管和灯的电流逐渐变大，灯D逐渐变亮。入射光敏电阻的照度为零时，灯最亮。二极管D的作用是保护三极管，防止大反向电压加在三极管的be两极。15例7：路障灯、航标指示灯电路白天光敏电阻阻值低，BGl截止，BG2也截止，双向可控硅处于断的状态，当天黑时，光敏电阻阻值增加，BGl与BG2相继导通，双向可控硅有触发电流而处于导通状态，灯亮。16例8：路灯自动控制器220VCJD-10路灯8VC1200uC2200uR1470kR2200kR310kR457kR54.3kR625kR710kR8280kJC3100uBG1BG2BG3BG42CR天黑：BG1导通，J动作，路灯亮；天亮：光电池电动势，BG1截止J释放，路灯灭。17例9：太阳能电池电源系统调节控制器太阳电池方阵直流负载逆变器交流负载阻塞二极管蓄电池组发电装置：单体太阳能电池——太阳电池组件——阵列调节控制器：充放电自动控制阻塞二极管：避免蓄电池对太阳电池放电18例10：光电管在电影放映机上的应用光电管光源影片声迹器大放影片声音重放过程录制：声音-机械振动-通过光束宽度变换-记录在电影胶片上-宽度不同的影像声迹重放：光-声迹-光电管声迹宽度起伏变化-光线强弱变化-光电流变化19例11：注油液位控制装置光电传感器电磁阀油箱透明玻璃管透明玻璃管灯泡光敏二极管紧固螺钉DF传感器光电V241R2R1VT1RP1VD2VD2VTDF1C1KK112CPk200k50063DG22CU123DGu10020例12：测量心率光检测器发射光反射光手指光发射器示显处理变换信号光传感器V5LED270k68CB脉搏跳动-生物组织血液量变化-传输光的性能变化变化速率-心率手指光反射强度变化的测量21例13：条形码扫描笔扫描笔光敏三极管发光二极管条形码卡片条形码扫描方向光电扫描笔脉冲列OUTU22例14：红外线警戒报警器电源光源滤光片红外线凸透镜红外接收器报警系统声光报警VD12CURP110kVT13AX31R251kR1R310kVT2VD22CP10K2KS9VK1+V有人遮挡：报警23例15：大米分选机电路控制驱动器器大放气源废弃箱光源探头光传感器杂质滑槽背景板光箱气动电磁阀振动机大米及杂质在光照下，发出不同光信号24例16：可逆计数器运动方向物件1E2E出入场人数统计25逻辑关系传感器工作状态A1B1A2B2A3B31、无物体0000002、遮挡E11010003、遮挡E1、E21111114、遮挡E20101005、物体离去000000各点波形1A2A1B2B26例17：吸收式烟尘浊度检测仪白炽平行光源光检测放大显示报警器刻度校正烟筒27透镜光电元件阵列光源透镜物镜挡光板工件OOhL例18：工件表面粗糙度及尺寸测量光源光电元件工件28门窗防盗控制自动扶梯自动启停其他应用——对射式光电开关汽车通过检测汽车喷涂控制29鉴别不同高度物体高度判别缺件剔除料位控制对射式光电开关30围墙监护警戒远距对射式光电开关库房卫士安全警戒31扩散反射式光电开关料位控制烟雾报警带材对中控制缺料检测32斜度检测扩散反射式光电开关裂缝检测镜面反射式光电开关透明玻璃瓶检测长度控制33限距式光电开关产品计数液位检测气流量监测检测有无盖34限距式光电开关料径控制行程控制转速监测超速或滞速判别35槽型光电开关起重机位置控制定长剪切脉冲发生器36光电开关式标志传感器透明薄膜上标志检测电度表转速检测仪表指针位置检测标志检测37光幕传感器自动装配机的侵入检测机器人工作区安全检测车库门车辆通过检测上料机和卸料机的侵入检测38贴片机的侵入检测光幕传感器39固态图象传感器的应用：用CCD线阵型摄象机作流水线零件尺寸在线检测。图3.117CCD线阵摄象机作二维零件尺寸在线检测40采用摄像机利用三角法测量物体位置。图3.118三角法原理测量物体位移及轮廓41用三角法测量工件轮廓。图3.119三角法三维轮廓尺寸测量42采用面阵式CCD摄象机利用投影法测量物体三维表面形貌。图3.120投影法测量物体三维形貌43用莫尔条纹法来测量物体的三维形貌。图3.121莫尔条纹法测量物体的三维形貌44图3.122莫尔条纹结构例45P1781、9、10、11