光电速度传感器 光电传感器测转速的具体应用及原理

光电传感器测转速的具体应用及原理

【导读】我们知道对于光电形式的传感器来说，它是利用一种光电元件来进行检测的。第一步就是转化，即观察被测的变化，通过某种介质转为信号变化的方式。我们在这种方式下利用光电元件对光信号做进一步的转换，使之形成电信号。在组成结构上，光源和通路以及相关的元件几个部分构成光电传感器了。精度方面很高，非接触，再加上反应方面很快等优点就是它的检测特点。另外可测的参数有很多，传感器本身这种结构简单和形式灵活体积小。本文主要介绍一下光电传感器测转速的具体应用及原理，通过本文能够为其提供有力的技术支持。

生活中我们会遇到很多方面需要对某种速度进行精确的测量，尤其是转速。因为针对于旋转机械这种设备来说，监测转速对于旋转机械轴而言是十分必要的，也是相当到位的。因为我们说转速这个指标就是衡量机器运转的正常的主要依据。我们平常用电来源百分之九十是来源于发电机，而这个机器的转数就是相关技术人员控制的指标。同时，机器的稳定与否的监测也是来源于这个指标。

光电传感器

机床设备都会对电机的运行稳定有着很严苛的标准，那么这个时候，对转数的控制也就成为了电机稳定运行的决定性因素。我们对着生活生产中转速指标高的设备，就要通过转速测量和进行精确控制。

对于上面这个问题，我们所采取的对策就是通过直射式，还有的用反射式相关光电传感器来测量转速。其实对于光电传感器的应用是很广泛的，直射与反射都是它的形式。回到原题，对于它的原理也是很简单的，发射管通过光照传达到接收管的时候，通过接收管的导通作用。

光电传感器

我们举个例子来说明一下，比如透射式，当物体遮住发射和接收，使之不能够形成回转的时候，开关就处于断开的状态，反之就打开。因此我们利用遮光叶片装置在转轴上，每次扇叶经过就会产生脉冲信号。叶片数增多那么旋转一周就完全能够获得很多个脉冲信号了。

光电传感器

直射种类的光电转速传感器的组成包括开孔圆盘、缝隙板、光敏元件及光源等四个部分组成。对于开孔圆盘相关的输入和被测轴相连接，光利用开孔圆盘还有缝隙板这两个部件射到这个光敏元件上，然后被接收并且转换成电信号来输出。这种开孔圆盘的表面有非常多的小孔，一旦当圆盘旋转一周后这个光敏元件传导出的电脉冲个数就与圆盘开孔数保持一致的状态。通过测量脉冲的频率我们就可以很好的得到被测转速了。

光电传感器

上面详细的介绍了光电传感器测转速的具体应用及原理，相信大家对此都有了很好的认识。如果有不详细之处可以与我们交流。

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光电传感器概念：

光电传感器是各种光电检测系统中实现光电转换的关键元件，它是把光信号（红外、可见及紫外光辐射）转变成为电信号的器件。它可用于检测直接引起光量变化的非电量，如光强、光照度、辐射测温、气体成分分析等；也可用来检测能转换成光量变化的其他非电量，如零件直径、表面粗糙度、应变、位移、振动、速度、加速度，以及物体的形状、工作状态的识别等。光电传感器一般由三部分组成，分为：发射器，接收器和检测电路。

光电传感器原理：

光电元件是光电传感器中最重要的组成部分，它的核心工作原理是不同类型的光电效应。根据波粒二象性，光是由光速运动的光子所组成， 当物体受到光线照射时，其内部的电子吸收了光子的能量后改变状态，自身的电性质也会发生改变，这样的现象称为光电效应。光电传感器通常包括光源，光路和光电元件。通过将光强度的变化转换成电信号的变化来控制光电传感器。

光电传感器分类：

光电元件有光敏电阻、光电二极管、光电三极管、发光二极管、光电倍增管、 光电池、光电耦合器件等。由光通量对光电元件的作用原理不同所制成的光学测控系统是多种多样的，按光电元件输出量性质，光电传感器可分二类，即模拟式光电传感器和脉冲式光电传感器；模拟式光电传感器按被测量方法又可分为透射式、漫反射式、遮光式三大类。

光电传感器应用原理:

1.光电传感器在高压大电流测试中的应用

近年来，采用光学设备进行高压大电流测量在电力系统中发展很快，许多新型的光电式传感器系统已相继投入现场运行，为高压大电流的监测带来许多便利条件。OCT响应速度快，测量精度高。OCT不同于CT(传统电流互感器) 的基点在于信号功率小，OCT产品在被测电流从高电位转换到低电位的过程中都是用光来调制的，其光学仪器部分只有微瓦级的功率，而CT的次级线圈需要瓦级的功率。

2.光电传感器在转速测量系统中的应用

在机械自动化高速发展的今天，转速是动力机械性能测试中的一个重要的特性参量，其大小和变化关系着机械运转是否正常。动力机械的许多特性参数往往通过转速来确定，例如电机的输出功率，而且动力机械的振动、管道气流脉动与各种工作零件的磨损状态等也与转速密切相关。及时监测转速的变化可以及时排除机器运转中的许多故障，避免造成更大损失。转速测量方法按传感器的安装方式来分类，分为接触式和非接触式两类。非接触式转速测量分盘式磁性测量、轴式磁性测量、遮断式光电测量和反射式光电测量。其中应用最广泛的是光电式测速系统。

3.光电传感器在继电保护中的应用

随着电力工业的发展，电力系统的输送容量和电压等级不断提高，传统的互感器对电网进行测量和监控存在着许多缺点。目前，应用光电传感器的光纤互感器和光纤通讯网构成的光纤发变电站综合自动化系统，已成为电力自动化技术最有前景的发展方向之一。电力互感器是电力系统中重要的电量测量设备，也是实现电力自动化的关键设备。新型有源光电传感器能够克服传统电力互感器的尺寸大、质量大、抗干扰差、信息传输容量小等缺陷，使得电力系统的安全运行和自动化水平均无法达到要求等缺陷，同时能以数字信号输出，取消了大量的二次电缆，为电力系统的安全运行、节约成本、高压设备无油化、优化二次设备提供了坚实的基础。

4.光电传感器在烟尘浊度监测的应用

防止烟尘污染是环保的重要任务之一，为了消除工业烟尘污染，首先要知道烟尘排放量，因此必须对烟尘源进行监测、自动显示和超标报警。烟道里的烟尘浊度是用通过光在烟道里传输过程中的变化大小来检测的，如果烟道浊度增加，光源发出的光被烟尘颗粒的吸收和折射增加，到达光检测器的光减少，因而光检测器输出信号的强弱便可反映烟道浊度的变化。

应用案例1：光电位置偏移检测

光电式位置偏移检测器主要是用于对带型材料的检测，可以利用这一技术对在具体加工过程中的材料进行检测，检测材料的位置、大小、方向是否符合标准；通过对这些方面的检测，能提供具体的错位位置的信号，有助于控制电路。这个技术人们通常用在对印染、胶片等方面的检测。光电式带材跑偏检测器利用的基本原理如下列图所示。当从光源点发出的光通过透镜1时，光线由于聚光的原理会变成光束，然后投向透镜2，之后会聚到光敏电阻上。平行光束到达透镜2之前，一些光线会因为受到被测带材的影响，最终到达光敏电阻的光通量会减少。

应用案例2：光电高度检测

一般而言，在物品的包装过程中，会有对充填高度的具体要求，以此来确保物品的外观达到规定标准，而对于那些不符合充填高度的产品，将会被禁止出厂。下图所示的是关于光电检测这一技术在控制商品填充高度中的应用的基本原理。如果商品的充填高度超过了规定的标准值，光电的接头就会出现没有电信号的现象，然后就会让其他机构对物品进行处理。

应用案例3：光电色质检测

下图所展示的是在包装物料时候所采取的光电色质检测的基本原理。假定所规定标准的包装物品的底色是白色但由于质量没有达到标准等原因，有的商品出现泛黄的现象，在对产品进行光电色质检测的时候，商品泛黄部分就会出现电压差；通过输出的电压量的差值，接通电磁阀，最后通过压缩空气将已经泛黄了的商品排出。

应用案例4：工业生产过程检测

除上述光电传感器的实际应用之外，光电传感器还可用于进行对流水线上的产品进行产量的统计、检测对装的配件是否有配置好、检测其配件的质量是否有达到规定的标准，例如，可以对瓶盖是否压紧进行具体检测、对商标是否存在漏贴的情况进行检测(见图4)，能对送料机构中是否出现断料情况进行具体检测(见下图)等。

感谢道合顺入驻原厂深圳市信威电子有限公司的投稿和分享：

深圳市信威电子有限公司成立于2001年，是一家国家高新技术企业。 自2015年起凭借自身的技术优势，快速向传感器领域发力。信威电子集研发、生产、销售于一体，拥有专业的管理团队、研发团队，强大的生产能力、精益求精的质量管理体系及完善的售后系统。公司先后在深圳、香港、美国、欧洲等地设立办事处，传感器系列产品已在国内外建立了强大的销售网络及完善的服务体系。截至目前，已拥有37项技术专利，4项发明专利。并积累了20+家世界五百强企业客户。精益求精，解决高端制造瓶颈。

光电式液位传感器液位检测基本原理：利用了红外光电技术。当头部无水平面时，二极管将光线反射到接收管中，从而产生高压；当液面处于液位状态时，由于液位的折射，此时只接收到很小的光线，因此就会出现低压信号。光电液位传感器是一种新型接触式点液位测控装置，具有结构简单、定位精度高，没有机械部件，不需调试，灵敏度高及耐腐蚀、耗电少、体积小等诸多优点，还具有耐高温、耐高压、耐强腐蚀，化学性质稳定，对被测介质影响小等特征。液位颜色，温度，压力，外部磁性，容器材料，尺寸，安装等因素对它的工作没有任何的影响。光电液位传感器的内部的所有元器件进行了树脂浇封处理，传感器内部没有任何机械活动部件，因此传感器可靠性高、寿命长、免维护，传感器还可以免调试、免校验，直接安装即可应用。

应用实例2：

光电传感器是采用光电元件作为检测元件，对所有能发射光线的物体均可检测，一般由光源、光学通路和光电元件三部分组成。光电检测方法具有精度高、反应快、非接触等优点，而且可测参数多，传感器的结构简单、形式灵活多样，体积小。

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