光電開(kāi)關(guān)是傳感器大家族中的成員,它把發(fā)射端和接收端之間光的強(qiáng)弱變化轉(zhuǎn)化為電流的變化以達(dá)到探測(cè)的目的。由于光電開(kāi)關(guān)輸出回路和輸入回路是電隔離的(即電緣絕),所以它可以在許多場(chǎng)合得到應(yīng)用。
1、光電開(kāi)關(guān)工作原理
光電開(kāi)關(guān)(光電傳感器)是光電接近開(kāi)關(guān)的簡(jiǎn)稱,它是利用被檢測(cè)物對(duì)光束的遮擋或反射,由同步回路選通電路,從而檢測(cè)物體有無(wú)的。物體不限于金屬,所有能反射光線的物體均可被檢測(cè)。光電開(kāi)關(guān)將輸入電流在發(fā)射器上轉(zhuǎn)換為光信號(hào)射出,接收器再根據(jù)接收到的光線的強(qiáng)弱或有無(wú)對(duì)目標(biāo)物體進(jìn)行探測(cè)。多數(shù)光電開(kāi)關(guān)選用的是波長(zhǎng)接近可見(jiàn)光的紅外線光波型。
2、光電開(kāi)關(guān)的分類(lèi)及術(shù)語(yǔ)解釋
(1)、光電開(kāi)關(guān)分類(lèi)
1.漫反射式光電開(kāi)關(guān):它是一種集發(fā)射器和接收器于一體的傳感器,當(dāng)有被檢測(cè)物體經(jīng)過(guò)時(shí),物體將光電開(kāi)關(guān)發(fā)射器發(fā)射的足夠量的光線反射到接收器,于是光電開(kāi)關(guān)就產(chǎn)生了開(kāi)關(guān)信號(hào)。當(dāng)被檢測(cè)物體的表面光亮或其反光率極高時(shí),漫反射式的光電開(kāi)關(guān)是首選的檢測(cè)模式。
2.鏡反射式光電開(kāi)關(guān):它亦集發(fā)射器與接收器于一體,光電開(kāi)關(guān)發(fā)射器發(fā)出的光線經(jīng)過(guò)反射鏡反射回接收器,當(dāng)被檢測(cè)物體經(jīng)過(guò)且完全阻斷光線時(shí),光電開(kāi)關(guān)就產(chǎn)生了檢測(cè)開(kāi)關(guān)信號(hào)。
3.對(duì)射式光電開(kāi)關(guān):它包含了在結(jié)構(gòu)上相互分離且光軸相對(duì)放置的發(fā)射器和接收器,發(fā)射器發(fā)出的光線直接進(jìn)入接收器,當(dāng)被檢測(cè)物體經(jīng)過(guò)發(fā)射器和接收器之間且阻斷光線時(shí),光電開(kāi)關(guān)就產(chǎn)生了開(kāi)關(guān)信號(hào)。當(dāng)檢測(cè)物體為不透明時(shí),對(duì)射式光電開(kāi)關(guān)是可靠的檢測(cè)裝置。
4.槽式光電開(kāi)關(guān):它通常采用標(biāo)準(zhǔn)的U字型結(jié)構(gòu),其發(fā)射器和接收器分別位于U型槽的兩邊,并形成一光軸,當(dāng)被檢測(cè)物體經(jīng)過(guò)U型槽且阻斷光軸時(shí),光電開(kāi)關(guān)就產(chǎn)生了開(kāi)關(guān)量信號(hào)。槽式光電開(kāi)關(guān)比較適合檢測(cè)高速運(yùn)動(dòng)的物體,并且它能分辨透明與半透明物體,使用安全可靠。
5.光纖式光電開(kāi)關(guān):它采用塑料或玻璃光纖傳感器來(lái)引導(dǎo)光線,可以對(duì)距離遠(yuǎn)的被檢測(cè)物體進(jìn)行檢測(cè)。通常光纖傳感器分為對(duì)射式和漫反射式。
(2)光電開(kāi)關(guān)術(shù)語(yǔ)解釋
1.檢測(cè)距離:是指檢測(cè)體按一定方式移動(dòng),當(dāng)開(kāi)關(guān)動(dòng)作時(shí)測(cè)得的基準(zhǔn)位置(光電開(kāi)關(guān)的感應(yīng)表面)到檢測(cè)面的空間距離。額定動(dòng)作距離指接近開(kāi)關(guān)動(dòng)作距離的標(biāo)稱值。
2.回差距離:動(dòng)作距離與復(fù)位距離之間的絕對(duì)值。
3.響應(yīng)頻率:在規(guī)定的1s的時(shí)間間隔內(nèi),允許光電開(kāi)關(guān)動(dòng)作循環(huán)的次數(shù)。
4.輸出狀態(tài):分常開(kāi)和常閉。當(dāng)無(wú)檢測(cè)物體時(shí),常開(kāi)型的光電開(kāi)關(guān)所接通的負(fù)載由于光電開(kāi)關(guān)內(nèi)部的輸出晶體管的截止而不工作,當(dāng)檢測(cè)到物體時(shí),晶體管導(dǎo)通,負(fù)載得電工作。
5.檢測(cè)方式:根據(jù)光電開(kāi)關(guān)在檢測(cè)物體時(shí)發(fā)射器所發(fā)出的光線被折回到接收器的途徑的不同,可分為漫反射式、鏡反射式、對(duì)射式等。
6.輸出形式:分NPN二線、NPN三線、NPN四線、PNP二線、PNP三線、PNP四線、AC二線、AC五線(自帶繼電器),及直流NPN/PNP/常開(kāi)/常閉多功能等幾種常用的輸出形式。
7.表面反射率:漫反射式光電開(kāi)關(guān)發(fā)出的光線需要經(jīng)檢測(cè)物表面才能反射回漫反射開(kāi)關(guān)的接受器,所以檢測(cè)距離和被檢測(cè)物體的表面反射率將決定接受器接收到光線的強(qiáng)度。粗糙的表面反射回的光線強(qiáng)度必將小于光滑表面反射回的強(qiáng)度,而且,被檢測(cè)物體的表面垂直于光電開(kāi)關(guān)的發(fā)射光線。
8.環(huán)境特性:光電開(kāi)關(guān)應(yīng)用的環(huán)境亦會(huì)影響其長(zhǎng)期工作可靠性。當(dāng)光電開(kāi)關(guān)工作于大檢測(cè)距離狀態(tài)時(shí),由于光學(xué)透鏡會(huì)被環(huán)境中的污物粘住,甚至?xí)灰恍⿵?qiáng)酸性物質(zhì)腐蝕,以至其使用參數(shù)和可靠性降低。較簡(jiǎn)便的解決方法就是根據(jù)光電開(kāi)關(guān)的大檢測(cè)距離(Sn)降額使用來(lái)確定佳工作距離。
(3)光電開(kāi)關(guān)使用注意事項(xiàng)
1.紅外線傳感器屬漫反射型的產(chǎn)品,所采用的標(biāo)準(zhǔn)檢測(cè)體為平面的白色畫(huà)紙。
2.紅外線光電開(kāi)關(guān)在環(huán)境照度高的情況下都能穩(wěn)定工作,但原則上應(yīng)回避將傳感器光軸正對(duì)太陽(yáng)光等強(qiáng)光源。
3.對(duì)射式光電開(kāi)關(guān)小可檢測(cè)寬度為該種光電開(kāi)關(guān)透鏡寬度的80%。
4.當(dāng)使用感性負(fù)載(如燈、電動(dòng)機(jī)等)時(shí),其瞬態(tài)沖擊電流較大,可能劣化或損壞交流二線的光電開(kāi)關(guān),在這種情況下,請(qǐng)將負(fù)載經(jīng)過(guò)交流繼電器來(lái)轉(zhuǎn)換使用。
5.紅外線光電開(kāi)關(guān)的透鏡可用擦鏡紙擦拭,禁用稀釋溶劑等化學(xué)品,以免永久損壞塑料鏡。
6.針對(duì)用戶的現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際要求,在一些較為惡劣的條件下,如灰塵較多的場(chǎng)合,所生產(chǎn)的光電開(kāi)關(guān)在靈敏度的選擇上增加50%,以適應(yīng)在長(zhǎng)期使用中延長(zhǎng)光電開(kāi)關(guān)維護(hù)周期的要求。
7.產(chǎn)品均為SMD工藝生產(chǎn)制造,并經(jīng)嚴(yán)格的測(cè)試合格后才出廠,在一般情況下使用均不會(huì)出現(xiàn)損壞。為了避免意外性發(fā)生,請(qǐng)用戶在接通電源前檢查接線是否正確,核定電壓是否為額定值。
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