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光线传感器是什么 什么是光电传感器

发布时间:2024-10-07 02:10:48

什么是光电传感器

什么是光电传感器

所谓光电传感器,就是通过感应自身投射光的受光量(遮光量),实现非接触式的检测物体的有·无的传感器。

如下图所示,左边的投光器投射出光线,右边的受光器接收到足够的光量(受光量)时判定为ON(○),否则判定为OFF(×)。

光电传感器的特征

·非接触式检测·可长距离检测 ·可检测微小物体

·高速响应速度·大部分物体都可以检测

×容易受到油污&粉尘的影响

检测类型的分类

光电传感器有各种各样的检测类型。

在此,我们仅介绍几种主要的检测类型。

对射型

投光器和受光器分离。主要以【投射的光线是否被遮断?】为检测依据,因此不受检测物体的形状、颜色、倾斜等影响。

对射型传感器

镜面反射型(回归反射型)

配置1个传感器和1个反光镜。同对射型一样,主要以【传感器投射向反光镜的光线是否被遮断?】为检测依据。因为只有1个传感器,所以布线比对射型简便(但还是需要两个安装固定位置)。

镜面反射型传感器

同对射型一样,检测物遮断了投光器和受光器之间的光轴时输出ON(○)/OFF(×)。不易受到周围的反射光、油污、粉尘等的影响,实现稳定检测。

应用示例

物体进入检查设备确认

确认检查物品是否已进入检测设备内。传感器检测到物品之后,检测设备自动启动检查项目。

漫反射型(扩散反射型)

仅配置1个传感器(内置投光器和受光器)。

投光器投射的光线经过检测物反射回受光器,从而检出物体的有无。

因为只有1个传感器,所以安装固定及布线都比较简便,但容易受检测物体的形状、颜色、倾斜等影响。敬请注意。

漫反射型传感器

与镜面反射型相反,受光器接收到检测物体反射回的光线时输出ON(○)/OFF(×)。安装固定较简便,但反射光会受到检测物体的颜色、距离、倾斜的变化而变化,因此使用时请确认反射光量的稳定性。

应用示例

金属部品的加工确认

确认金属部品加工孔的有无。

若投射光进入孔中,则无法返回接收器,因此可检测加工孔的有无。

只需要安装固定1个传感器,相关便捷。

BGS型(距离设定型)

传感器采用PSD/C-MOS感光元器件,以【距离】而不是【受光量】作为检测依据。因此,有效避免普通漫反射型传感器容易受检测物体颜色的影响。不过,BGS型的检测距离比普通漫反射型较短。

BGS=Background Suppresion,背景抑制性。

BGS型的检测原理(三角形测量)?

三角形测量,是指通过三角形的原理,测量物体至传感器之间的距离。

如右图所示,已知A/B两点之间的距离,如果角度A/B也知道的话,则A/B两点至所需测量位置(红点●)的距离就可以求得了。

检测方法

将【投光素子】、【受光素子】、【被测物】之间的位置构成一个三角形关系,从而求得被测物的距离。如右图所示。当被测物的距离发生变化(绿色↑)时,受光素子上的受光位置也跟着变化(蓝色←)。即测量受光素子的受光位置至被测物之间的距离。

应用示例

部品的有无检测

检测托盘内部品的有无。通过检测高度差来确认部品的有无,即使部品的颜色发生变化也可稳定检测,无需重新调整传感器。

透明体检测型

属于镜面反射型中的一种。不过,由于光线容易穿透透明体,因此普通的镜面反射型传感器无法检测透明体。而专用于检测透明体的传感器,应差距离(→P20)较小,受光量发生细微的变化也能检测出来。

一般来讲,应差距离较小时容易导致输出的不稳定(ON/OFF反复切换)、容易受环境干扰导致误动作。为了避免该问题,透明体检测型传感器在镜头光学系统和电路设计上做了一些改良。

为什么使用镜面反射型?

使用镜面反射型检测时,光线会往/返经过检测物2回,因此受光量的衰减程度较明显;使用对射型检测时,光线只经过检测物1回,受光量衰减程度比镜面反射型小。假如光线经过检测物1回时受光量的衰减率为3%的话,镜面反射型的受光量衰减6%,而对射型仅衰减3%。

应用示例

PET瓶检测

检测透明瓶的有无,普通光电床干起及接近开光都不能检测透明玻璃及透明瓶,透明体较薄时,接触式传感器也难检测,此时低价格的透明体检测传感器优势比较显著。

限定反射型·广角漫反射型

限定反射型

属于漫反射型的一种。光学系统特别设计,使得传感器只能在指定范围内检测物体。常用于检测指定区域内的工作的有无。与BGS型传感器相比,精度较低,但结构较简单价格便宜。另外,光纤传感器中,由于无法满足BGS型的光学结构,因此常采用限定反射型的方式。

应用示例

检测晶片是否有缺口

检测晶片是否存在缺口,即使狭小空间中存在背景物体,限定反射型传感器也可稳定检测。

广角漫反射型

普通传感器的投光孔径较小(光斑较小),而广角漫反射型传感器扩大了投光孔径。由于孔径角较大,适用于检测透明体、表面存在沟槽/缝隙等小光斑传感器检测不稳定的情况。不过,因为广角漫反射型传感器投射的光线不聚光,所以测试距离表较短。

应用示例

透明薄膜检测

监视透明卷膜物料是否用完。广角漫反射型传感器光斑较大,无需使用反光镜,即使薄膜褶皱或抖动也可稳定检测。

颜色判定型(颜色传感器/色标传感器)

采用RGB三色光源,通过计算R·G·B各种颜色的反射光量来识别出被测颜色。有两种检测模式:颜色模式、色标模式;可根据具体应用选择相应的检测模式。

1.颜色模式

R·G·B三色光源同时投光识别被测颜色。物体表面存在各种各样的颜色时亦能高精度检测出指定的颜色。

连接器的颜色检测:

2.色标模式

分别对被测色标和背景进行示教(2点示教)时,传感器从R·G·B三色光中选择出最佳的光源作为投射光。常用于检测单一颜色背景上的某种色标的有无(包装薄膜色标等)。

胶管的色标检测:

(对射型·镜面反射型·漫反射型·BGS型)特性对比:

类型

对射型

镜面反射型

漫反射型

BGS型

检测距离

更近

设置简便·安装空间

相对麻烦

相对简单

简单

简单

配线工程

相对麻烦

简单

简单

简单

颜色影响

完全不受影响

完全不受影响

受影响

受影响小

表面状态

完全不受影响

完全不受影响

受影响

受影响小

背景影响

完全不受影响

完全不受影响

受影响

受影响小

光照传感器是什么

光照传感器是一种新型传感器,通常可用来检测光照强度,主要被用到农业林业温室大棚培育等领域中。在现代社会中,光照传感器技术的发展越来越加成熟、稳定化,使得光照传感器的应用场景也逐渐增多起来。那么光照传感器原理是什么呢?聚英电子为大家详细介绍一下!

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  工作原理

  光照度传感器采用热电效应原理,最主要是采用了对弱光性有较高反应的探测部件,这一些感应元件其实就像相机的感光矩阵一样,里面有绕线电镀式多接点热电堆,其表面涂有高吸收率的黑色涂层,热接点在感应面上,而冷结点则处在机体内,冷热接点产生温差电势。

  在线性范围内,输出的信号与太阳辐射度正相关。通过滤光片的可见光照射到进口光敏二极管,光敏二极管根据可见光照度大小转化成电信号,随后电信号会进入传感器的处理器系统,进而输出需要得到的二进制信号。

  光照强度传感器由发送器、接收器和检测电路组成,发送器对准目标发射光束,光束不间断地发射或改变脉冲宽度;三角反射板是结构牢固的发射装置,能够使光束准确地从反射板中返回;接收器由光电二极管、光电三极管、光电池组成;在接收器的前面,装有光学元件如透镜和光圈等,在其后面是检测电路,滤出有效信号和发送该信号。

  发光强度:光源在单位立体角内发出的光通量,单位是坎德拉,即每球面度1流明。

  光照度:被照明面单位面积上得到的光通量,单位是勒克斯,即每平方米1流明。

  光出射度:光源单位面积上发出的光通量,单位与光照度相同。

  光亮度:单位面积上沿法线方向的发光强度,或称单位面积在其法线方向上单位立体角内发出的光通量,单位是尼特,即每平方米每球面度1流明。

由于发光强度、光亮度与方向有关,容易推导出:各个方向上光亮度相同的光源其发光强度是方向的余弦函数,在法线方向上发光强度最大,称为余弦辐射体,也叫朗伯光源。各个方向上发光强度都相等的光源其光亮度就是不等的。

参数说明

  光照范围

  1、自然光照的范围

  夏季在阳光直接照射下,光照强度可达6万~10万lx,没有太阳的室外0.1万~1万lx,夏天明朗的室内100~550lx,夜间满月下为0.2lx。

  2、人工光照的范围

  白炽灯每瓦大约可发出12.56lx的光,但数值随电灯泡大小而异,小灯泡能发出较多的流明,大电灯泡较少,荧光灯的发光效率是白炽灯的3~4倍。寿命是白炽灯的9倍,但价格较高但是一个不加灯罩的白炽灯泡所发出的光线中,约有30%的流明被墙壁、顶棚、设备等吸收;电灯泡的质量差与阴暗又要降低许多流明,因此大约只有50%的流明可利用。一般在有灯罩、灯高度为2.0~2.4m时,每0.37m2面积上需lW电灯泡或1m2,面积上需2.7W电灯泡可提供10.76lx。电灯泡安装的高度及有无灯罩对光照强度影响很大。

  测量对象

  自然光照,日光照射就是自然光照。

  人工光照,灯光照明就是人工光照。

  关于光照传感器原理的介绍就到这里了,看到这里,相信您对于光照传感器也能够有一个更加全面深刻的认识!对于林业、农业、温室大棚、建筑等领域而言,光照传感器发挥的作用越来越大,相关的技术发展越来越完善成熟,相信在不远的将来,其应用场景也将会逐渐增多!聚英电子丨光照传感器原理是什么?-聚英电子官网

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