詳細(xì)介紹光電傳感器的工作原理是什么？

光電傳感器是各種光電檢測系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)光電轉(zhuǎn)換的關(guān)鍵元件，它是把光信號(hào)(可見及紫外鐳射光)轉(zhuǎn)變成為電信號(hào)的器件。光電傳感器工作原理基于光電效應(yīng)，光電效應(yīng)是指光照射在某些物質(zhì)上時(shí)，物質(zhì)的電子吸收光子的能量而發(fā)生了相應(yīng)的電效應(yīng)現(xiàn)象。光電傳感器一般由光源、光學(xué)通路和光電元件三部分組成。

光電傳感器基本原理是以光電效應(yīng)為基礎(chǔ)，把被測量的變化轉(zhuǎn)換成光信號(hào)的變化，然后借助光電元件進(jìn)一步將非電信號(hào)轉(zhuǎn)換成電信號(hào)。光電傳感器在一般情況下，由發(fā)送器、接收器和檢測電路三部分構(gòu)成。光電傳感器的發(fā)送器對(duì)準(zhǔn)目標(biāo)發(fā)射光束，發(fā)射的光束一般來源于半導(dǎo)體光源，發(fā)光二極管(LED)、激光二極管及紅外發(fā)射二極管。光束不間斷地發(fā)射，或者改變脈沖寬度。接收器有光電二極管、光電三極管、光電池組成。在光電傳感器的接收器的前面，裝有光學(xué)元件如透鏡和光圈等，在后面是檢測電路，它能濾出有效信號(hào)和應(yīng)用該信號(hào)。

由光通量對(duì)光電元件的作用原理不同所制成的光學(xué)測控系統(tǒng)是多種多樣的，按光電元件(光學(xué)測控系統(tǒng))輸出量性質(zhì)可分二類，即模擬式光電傳感器和脈沖(開關(guān))式光電傳感器。模擬式光電傳感器是將被測量轉(zhuǎn)換成連續(xù)變化的光電流，它與被測量間呈單值關(guān)系。模擬式光電傳感器按被測量(檢測目標(biāo)物體)方法可分為透射(吸收)式、漫反射式、遮光式(光束阻檔)三大類。所謂透射式是指被測物體放在光路中，恒光源發(fā)出的光能量穿過被測物，部份被吸收后，透射光投射到光電元件上;所謂漫反射式是指恒光源發(fā)出的光投射到被測物上，再從被測物體表面反射后投射到光電元件上;所謂遮光式是指當(dāng)光源發(fā)出的光通量經(jīng)被測物光遮其中一部份，使投射剄光電元件上的光通量改變，改變的程度與被測物體在光路位置有關(guān)。

陰極材料不同的光電管，具有不同的紅限，因此適用于不同的光譜范圍。此外，即使入射光的頻率大于紅限，并保持其強(qiáng)度不變，但陰極發(fā)射的光電子數(shù)量還會(huì)隨入射光頻率的變化而改變，即同一種光電管對(duì)不同頻率的入射光靈敏度并不相同。光電管的這種光譜特性，要求人們應(yīng)當(dāng)根據(jù)檢測對(duì)象是紫外光、可見光還是紅外光去選擇陰極材料不同的光電管，以便獲得滿意的靈敏度。

光電傳感器的敏感范圍遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過了電感,電容,磁力,超聲波傳感器的敏感范圍.此外,光電傳感器的體積很小,而敏感范圍很寬,加上機(jī)殼有很多樣式,幾乎可以到處使用.最后,隨著技術(shù)的不斷發(fā)展,光電傳感器在價(jià)錢方面可以同用其他技術(shù)制造的傳感器競爭.

這種傳感器中光電元件接受的光通量隨被測量連續(xù)變化,因此,輸出的光電流也是連續(xù)變化的,并與被測量呈確定的函數(shù)關(guān)系,這類傳感器通常有以下四種形式.

1)光源本身是被測物,它發(fā)出的光投射到光電元件上,光電元件的輸出反映了光源的某些物理參數(shù).這種型式的光電傳感器可用于光電比色高溫計(jì)和照度計(jì).

2)恒定光源發(fā)射的光通量穿過被測物,其中一部分被吸收,剩余的部分投射到光電元件上,吸收量取決于被測物的某些參數(shù)，可用于測量透明度,混濁度.

3)恒定光源發(fā)射的光通量投射到被測物上,由被測物表面反射后再投射到光電元件上,反射光的強(qiáng)弱取決于被測物表面的性質(zhì)和狀態(tài),因此可用于測量工件表面粗糙度,紙張的白度等.

4)從恒定光源發(fā)射出的光通量在到達(dá)光電元件的途中受到被測物的遮擋,使投射到光電元件上的光通量減弱,光電元件的輸出反映了被測物的尺寸或位置.

光電檢測方法具有精度高,反應(yīng)快,非接觸等優(yōu)點(diǎn),而且可測參數(shù)多,傳感器的結(jié)構(gòu)簡單,形式靈活多樣,體積小.近年來,隨著光電技術(shù)的發(fā)展,光電傳感器已成為系列產(chǎn)品,其品種及產(chǎn)量日益增加,用戶可根據(jù)需要選用各種規(guī)格產(chǎn)品,在各種輕工自動(dòng)機(jī)上獲得廣泛的應(yīng)用.