光传感器 什么是光电传感器？光电传感器为什么需要灌封材料？
什么是光电传感器？光电传感器为什么需要灌封材料？
在现代自动化和工业控制系统中，光电传感器作为一种关键组件，广泛应用于各种检测与控制领域。无论是在自动门的开关检测，还是在生产线上的物体识别，光电传感器都发挥着不可替代的作用。然而，由于其应用环境复杂多样，光电传感器需要依赖灌封材料来提升其耐用性和可靠性。
什么是光电传感器（Photoelectric Sensors）？
光电传感器通过各种光学特性检测物体、表面条件变化和其他物品。光电传感器主要由用于发射光的发射器和用于接收光的接收器组成。当发射的光被传感物体遮挡或反射时，到达接收器的光量会发生变化。接收器检测到此变化并将其转换为电输出。大多数光电传感器的光源是红外线或可见光（通常是红色，或用于识别颜色的绿色/蓝色）。
对射式传感器
反射式传感器
漫反射传感器
光电传感器为什么需要灌封材料？
光电传感器在实际应用中常常面临各种严苛的环境条件，包括高温、潮湿、灰尘和机械振动等。为了保护光电传感器内部精密的电子元件，延长其使用寿命，灌封材料显得尤为重要。灌封材料的主要作用包括：
防水防尘： 保护传感器免受水分和灰尘的侵入，确保其在恶劣环境下正常工作。防振动： 提供机械强度，减少外界震动对传感器的影响。耐高温： 在高温环境下保持稳定性能，确保传感器的准确性和可靠性。防腐蚀： 抵御化学物质对传感器的腐蚀，延长其使用寿命。产品推荐
软质聚氨酯灌封胶PUR 6020 potting for inside shell with low hardness
▶ 优良的低温特性,优异的耐候性
▶ 优异的阻燃性，94 V-0
▶ 优异的电绝缘性、稳定性
▶ 良好的防水、防潮性，吸水率极低
▶ 对大多数金属、塑料有较好的粘接力
环氧灌封胶 EP 6110 potting for inside shell
▶ 韧性好，硬度高
▶ 优异的粘结性、抗开裂性
▶ 优异的电绝缘性、稳性定
▶ 良好的防水、防潮性，吸水率极低
▶ 良好的耐温性，短时间耐温150度
高介电常数灌封胶 PUR 8018 potting for inside shell with high dielectric constant
▶ 低粘度，可操作性强
▶ 优良的低温特性、优异的耐候性
▶ 优异的电绝缘性、稳性定
▶ 良好的防水、防潮性，吸水率极低
文章来源：www.shbeginor.com/article/1162.html 转载请注明
科学家研发仿生自适应光传感器，推动仿生视觉领域进一步发展
近日，东北师范大学徐海阳教授团队研发出一款仿生自适应光传感器。在自供电模式之下，它能感知并处理从紫外到近红外宽波段的入射光，并能很好地模拟人眼的视觉适应行为。
这项成果既丰富了当前神经形态器件的种类，也促进了视网膜仿生器件的发展，有望成为仿生视觉系统中感知端的重要集成组件，从而推动仿生视觉领域的进一步发展。
据了解，该传感器基于二维 γ-InSe 半导体材料，采用 “非中心对称”和“非对称接触”的设计思路，背后机制结合了光-热释电效应、以及光-热电效应，即基于以“光-热-电”作用为基础的工作机制。
通过此，它可以对光强和波长进行分辨，从而产生自适应的光响应。
目前，在自驱动模式之下，其已具备模拟部分人眼适应功能的能力。
也就是说，本传感器可以在不同光照情境之下，进行按需生产与应用，比如用于智能监控、自动驾驶、机器人视觉等。
（来源：Light: Science & Applications）
传感器已经有很多，为何要研发这种传感器？
传感器，并不是新鲜事物。那么研发本传感器的背后原因是什么？
据论文共同通讯作者李远征副教授介绍，当与周围环境互动时，人类的视觉感知能力可以从周围环境中收集到 80% 以上的信息。
图 | 李远征（来源：李远征）
视觉感知系统，是人类以及其他脊椎动物最重要的感知系统。作为视觉感知系统的重要组成部分，人眼可以感知颜色、亮度等视觉信息。
此外，人眼可以通过自动调整瞳孔大小，来适应不同的光线强度。比如，人类之所以能在亮光和暗光中都能看清晰图像，正是依赖于这种视觉自适应的能力。
当前，各种模仿生物系统的传感器陆续涌现。其中，仿生视觉传感器已经成为人工智能领域的研究热点之一。在人类的视觉系统之中，一个重要的功能便是视觉适应。
视觉适应，是一种面对刺激时的自主反应。它可以让感知系统调整自身行为，从而适应不同的光线环境。
对于人造类仿生视觉传感器来说，它们往往可以在各种照明条件之下，针对不同刺激响应作出自主调整，从而捕获相关的图像，进而完成视觉检查和视觉识别等任务。
目前，不少仿生视觉传感器都能以动态方式去适应外部光刺激，也就是说它们具备模拟人类视觉适应功能的潜力。
然而，现有的模拟人类视觉适应功能，往往受困于复杂的硬件和软件系统，导致操作效率并不够高。
同时，已有传感器的主要工作机制，仍然局限于对载流子捕获或离子迁移的调控，无法满足视觉自适应器件的应用需求，也无法顺应人工视觉系统的发展趋势。
所以，亟待探索关于传感器的新机制，从而更好地服务于具有简单器件构型的仿生视觉传感器。
也就是说，未来的传感器不仅要拥有传统光传感器的高灵敏响应性能，还要能在特殊环境之下针对所感知的图像进行预处理，从而在确保具有强大预处理功能的同时，也具备大型集成电路所无法达到的超低功耗特点。正是基于这些考虑，课题组研发了本传感器。
自适应能力从何而来？
那么，这款传感器具体如何实现自适应的？
据李远征副教授介绍，课题组利用非中心对称 γ-InSe 的热释电性质，在光照之时发生光热释电效应，从而引起响应电流尖峰的出现。
然后，通过电极材料之间非对称接触的面积，在光热效应的帮助之下，可以在热平衡建立之前，进一步获得光响应电流的自发弛豫。
大家知道对于持续的亮光环境，人眼具备视觉适应的能力。而这款光传感器也具备模仿上述能力的潜力。
非中心对称的 γ-InSe 材料，便是实现这种能力的“法宝”。该材料具有非中心对称的晶体结构、以及优异的光电性质，因此可以获得不错的热释电瞬时响应尖峰。
研究中，他们对机械剥离的 γ-InSe 样品进行一系列的表征，借此确定样品是非中心对称的 γ 相。并通过测量材料对于 1064nm 激发光所产生的二次谐波信号，再次验证了 γ-InSe 材料具有非中心对称的结构特征。
同时，γ-InSe 表面与两端接触电极的非对称接触，会产生中心光斑面向两端的温度差。而温度差会产生不可抵消的温差热电势，从而驱动净电子的输运，进而形成热电电流。
随着热平衡的建立，热电电流会逐渐减小，从而实现电流自发的弛豫。基于上述机制，本次传感器可以在零偏压下完成工作，并且可以分辨光强依赖和宽波段波长，这说明它具备和人眼一样的明适应行为特征。
为了验证二维 γ-InSe 基自适应传感器的工作机制，该团队采用控制变量法进行对比实验，借此排除材料上下界面可能存在的载流子捕获，对于器件适应行为的影响，从而证明传感器的适应行为来源于它本身，而非来自于外界。
然后，针对传感器在持续光照之下的动态响应过程，课题组提出由光-热释电效应、光-热电效应、以及光伏效应主导的光-热-电转换机制。
并通过变温、变偏压、变激光辐照面积等手段，在多个波长之下针对上述猜想进行实验验证，最终证实这一猜想完全成立。
（来源：Light: Science & Applications）
黑暗过后，仍能恢复 99.6% 的敏感度
如前所述，这种基于二维 γ-InSe 基的自适应仿生光传感器，可以像人眼一样，适应不同的光照强度和波长。为更深入地了解这种特性，该团队开展了一系列的实验。
首先，他们模拟了一种“闪烁灯牌”的情境。结果发现：当光照强度增大时，本次传感器能够逐渐适应，并且在 10 次闪烁之内，就能分辨出灯牌上的内容“NENU”。这就像人眼在适应明亮的环境后，能够看清楚事物一样。
接着，他们又模拟了人眼在两次相同的光刺激之间，经历黑暗间隔之后恢复视觉敏感度的功能。其发现：从间隔 1 秒到间隔 60 秒的变化中，本次传感器能够逐渐恢复敏感度，最终可以恢复 99.6% 的敏感度。 这就像人眼在黑暗中适应一段时间后，再看到光时会逐渐恢复视力一样。
此外，他们还发现传感器在适应过程之中并不是独立工作的。就像人类的眼皮和瞳孔可以调节进入眼睛的光通量一样，它也可以通过调节光通量来辅助完成适应过程。
当有效控制进入传感器的光通量，从而让光热效应的温度发生缓慢的改变，这时就可以加速适应过程，并减少在适应过程中出现的“炫目”效果。
另外，课题组还发现对于宽波段的光强依赖，这款传感器也具有自适应的响应特性。也就是说，它不仅能适应不同的光照强度，还能适应不同的光波长。
接着，他们在红、绿、蓝光波段测试了器件的图像感知效果。结果显示：当针对器件的响应电流值，把各波段的灰度值区间加以定义，传感器就能在 2 秒之内完成感知适应，从而得到清晰的图像信息。而这就像人眼能够适应各种颜色的光线一样。
通过这些实验，他们发现二维 γ-InSe 基自适应光传感器具有非常强大的功能。概括来说，这款传感器不仅可以分辨光强和波长，从而产生自适应性的光响应，还能模拟人眼的多项视觉适应功能。
在各种光照条件和波长之下，它都能模拟人眼的能力。因此，该团队认为该传感器具备成为人工视觉系统重要组件的潜力。
（来源：Light: Science & Applications）
最终，相关论文以《基于多层 γ-InSe 薄片的具有仿生视觉自适应功能的自供电宽带光传感器》（Self-powered and broadband opto-sensor with bionic visual adaptation function based on multilayer γ-InSe flakes）为题发在 Light: Science & Applications（IF 19.4）。东北师范大学李远征副教授和徐海阳教授担任共同通讯作者[1]。
图 | 相关论文（来源：Light: Science & Applications）
未来，他们计划研发更加智能、更加高集成的仿生视觉传感器，从而让其具备人眼所不具备的功能，比如偏振响应、紫外/红外光响应等。目前，他们正在开展相关研究，后续会陆续发表新的论文。
参考资料：
[1] Liu, W., Yang, X., Wang, Z. et al. Self-powered and broadband opto-sensor with bionic visual adaptation function based on multilayer γ-InSe flakes. Light Sci Appl 12, 180 (2023). https://doi.org/10.1038/s41377-023-01223-1
相关问答
请问什么是距离 传感器 ?光线感应器和距离 传感器 有什么用?_齐...正好把资料共享给你看看吧!之前我也不懂该怎么操作,是值得大家去学习的哦,下面我这边就来介绍一下距离传感器是什么“距离感应器又叫位移传感器...
请问距离 传感器 光线 传感器 有什么作用?对买手机参考价值大...请问距离传感器光线传感器有什么作用?对买手机参考价值大吗?举报手机1人讨论529次围观关注问题写回答讨论回答(1)you1344你好!首先现在所有的智能手...
光线感应器有什么用光线感器六大指标[回答]1、光线感应器的六大指标光谱回应/IR抑制:环境光感测器应该仅对400nm至700nm光谱的范围有感应。最大勒克斯数:大多数应用为1万勒克斯。2、光线感应...
手机上的光线 传感器 和距离 传感器 分别是指什么?_住范儿家装官网把手机的屏幕亮度调到自动识别就是光线感应在起作用,光线强的时候亮度强,弱的时候亮度弱。当你打电话把手机放到耳边时,屏幕马上就灭是距离感应,还...
光源 传感器 有哪些?光电传感器的光源主要有两种类型。发光二极管:LED属于低成本光源,指向性和发光功率都相对较弱,不适合微小物体的检测。激光:半导体激光二极管。高功率光源...
手机光感器坏了在手机使用上会有什么影响-ZOL问答光感就是光线传感器,是用来根据手机所处环境的光线不同,适当调节手机屏幕亮度的,如果坏了,那么在黑暗的环境中屏幕的灯光就不会自动调节,会很刺眼,但也不影响正...
漫反射光电 传感器 优缺点?漫反射光电传感器是一种常见的传感器类型,它具有以下优点和缺点:优点:1.非接触检测:漫反射光电传感器不需要与被检测物体直接接触,因此不会对物体造成损...
光传感器 探头怎么测好坏?用一个发光二极管搭到信号输出端和搭铁。氧传感器正常工作时,在每一个浓稀循环,信号电压达到发光二极管0.6—0.7v的门坎电压时,发光二极管便会闪亮一次;如果...
传感器 和红外线的区别?传感器和红外线没有区别,因为红外线传感器属于光电传感器的一种,光电传感器中的光是指红外线,可见光和紫外线,三者都属于电磁波,区别在于它们的波长;红外线...
距离感应器与光线感应器区别?手机上的光线传感器是指可以根据手机所处环境的光线来调节手机屏幕的亮度和键盘灯的装置。手机上的距离传感器一般都在手机听筒的两侧或者是在手机听筒凹槽中...