光线传感器是什么 什么是光电传感器
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
远
中
近
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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