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1 8 6光電傳感器的應(yīng)用舉例 由于光電測(cè)量方法靈活多樣 可測(cè)參數(shù)眾多 又具有非接觸 高精度 高分辨率 高可靠性和響應(yīng)快等優(yōu)點(diǎn) 加之激光光源 光柵 光學(xué)碼盤(pán) CCD器件 光導(dǎo)纖維等的相繼出現(xiàn)和成功應(yīng)用 使得光電傳感器在檢測(cè)和控制領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用 按其接收狀態(tài)可分為模擬式光電傳感器和脈沖光電傳感器 2 光電傳感器在工業(yè)上的應(yīng)用可歸納為吸收式 遮光式 反射式 輻射式四種基本形式 下圖表明了四種形式的工作方式 3 4 例1 直射式光電轉(zhuǎn)速傳感器 它由開(kāi)孔圓盤(pán) 光源 光敏元件及縫隙板等組成 開(kāi)孔圓盤(pán)的輸入軸與被測(cè)軸相連接 光源發(fā)出的光通過(guò)開(kāi)孔圓盤(pán)和縫隙板照射到光敏元件上 光敏元件將其轉(zhuǎn)為電信號(hào)輸出 5 例1 直射式光電轉(zhuǎn)速傳感器 通過(guò)測(cè)量光敏元件輸出的脈沖頻率 得被測(cè)轉(zhuǎn)速n f Nn 轉(zhuǎn)速 f 脈沖頻率 N 圓盤(pán)孔數(shù) 6 測(cè)速也可以采用反射式 只要用白紙畫(huà)上黑道的圓紙貼在旋轉(zhuǎn)體上即可 其測(cè)量電路與透射式相同 7 六 光傳感器的應(yīng)用 鼠標(biāo)器 鼠標(biāo)中的紅外接收管就是光傳感器 鼠標(biāo)移動(dòng)時(shí) 滾球帶動(dòng)x y方向兩個(gè)碼盤(pán)轉(zhuǎn)動(dòng) 紅外管接收到一個(gè)個(gè)紅外線(xiàn)脈沖 計(jì)算機(jī)分別統(tǒng)計(jì)x y兩個(gè)方向上的脈沖信號(hào) 就能確定鼠標(biāo)的位置 傳感器應(yīng)用實(shí)例 8 例2 光電液位檢測(cè)在液體未升到發(fā)光二極管及光電三極管平面時(shí) 紅外發(fā)光二極管發(fā)出的紅外線(xiàn)不會(huì)被光電三極管接收 當(dāng)液位上升到發(fā)光二極管及光電三極管平面時(shí) 出于液體的折射 光電三極管接收到紅外信號(hào)由此獲得液位信號(hào) 9 例3 感煙傳感器 火災(zāi)報(bào)警器的一部分 由紅外發(fā)光二極管及光電三極管組成 但二者不在同一平面上 有一定角度 在無(wú)煙狀態(tài)時(shí) 光電三極管接收不到紅外線(xiàn) 當(dāng)發(fā)生火災(zāi)時(shí) 產(chǎn)生大量煙霧 煙霧粒子進(jìn)入感煙傳感器時(shí) 由于紅外線(xiàn)受煙霧粒于折射作用 光電三極管接收到紅外線(xiàn) 給出煙霧報(bào)警信號(hào) 10 利用煙霧對(duì)光的散射來(lái)工作的火災(zāi)報(bào)警器為例 簡(jiǎn)述其工作原理 光傳感器的應(yīng)用 火災(zāi)報(bào)警器 11 煙霧式火災(zāi)報(bào)警器 煙霧作上升運(yùn)動(dòng)的 到達(dá)天花板下 煙感報(bào)警器通過(guò)煙發(fā)現(xiàn)火災(zāi) 所以煙霧式火災(zāi)報(bào)警器安裝在天花板上 煙霧式火災(zāi)報(bào)警器的核心部件是一個(gè)光傳感器 它可以用來(lái)測(cè)量煙的濃度的 該裝置設(shè)計(jì)的時(shí)候 光束是偏離感應(yīng)器的 當(dāng)煙霧進(jìn)入到感應(yīng)室后 煙霧粒子會(huì)將部分光束散射到感應(yīng)器上 當(dāng)煙霧的濃度逐漸加大時(shí) 就會(huì)有更多的光束被散射到感應(yīng)器上 當(dāng)?shù)竭_(dá)傳感器的光束達(dá)到一定的程度 蜂鳴器就會(huì)發(fā)出報(bào)警信號(hào) 12 例4 光電開(kāi)關(guān)的應(yīng)用下圖為檢測(cè)生產(chǎn)流水線(xiàn)上瓶蓋及商標(biāo)的實(shí)例 除計(jì)數(shù)外 還可進(jìn)行位置檢測(cè) 如裝配體有沒(méi)有到位 質(zhì)量檢查 如瓶蓋是否壓上 標(biāo)簽是否漏貼等 13 光電開(kāi)關(guān)主要用于自動(dòng)包裝機(jī) 自動(dòng)灌裝機(jī) 自動(dòng)封裝機(jī) 自動(dòng)或半自動(dòng)裝配流水線(xiàn)等自動(dòng)化機(jī)械裝置 下圖為為自動(dòng)切斷控制的實(shí)例 可以根據(jù)被測(cè)物的特定標(biāo)記進(jìn)行自動(dòng)控制 如根據(jù)特定的標(biāo)記檢測(cè)后進(jìn)行自動(dòng)切斷 封口等 14 例5 防盜報(bào)警電路將光電斷路器安裝于抽屜的背后 并設(shè)一電源開(kāi)關(guān)于隱蔽的地方 當(dāng)需要防盜時(shí)將開(kāi)關(guān)合上 平時(shí)由于擋板插入槽口 光電三極管僅有暗電流 BG不導(dǎo)通 繼電器J不吸合 當(dāng)小偷撬開(kāi)抽屜時(shí) 一拉開(kāi)抽屜則擋板離開(kāi)槽口 光電三極管的光電流使R2上產(chǎn)生接近電源的電壓 BG導(dǎo)通 繼電器吸合 發(fā)出報(bào)警信號(hào) 15 例6 自動(dòng)照明燈D1為觸發(fā)二極管 觸發(fā)電壓約30v左右 在白天時(shí) 光敏電阻的阻值低 其分壓低于30v A點(diǎn) 觸發(fā)二極管截止 雙向可控硅無(wú)觸發(fā)電流 T1 T2之間呈斷開(kāi)狀態(tài) 天暗后 光敏電阻阻值增加 A點(diǎn)電壓大于30v 觸發(fā)二極管導(dǎo)通 雙向可控硅呈導(dǎo)通狀態(tài) 電燈亮 R1 C1為保護(hù)雙向可控硅的吸收電路 16 正常強(qiáng)度光照在光敏電阻上 因阻值較小 端壓小于0 5V 電路中三極管截止 即流過(guò)三極管T和小白熾燈泡的電流趨于零 燈暗 當(dāng)光照逐漸變暗 光敏電阻阻值變大 三極管逐漸導(dǎo)通 流過(guò)三極管和燈的電流逐漸變大 燈D逐漸變亮 入射光敏電阻的照度為零時(shí) 燈最亮 二極管D的作用是保護(hù)三極管 防止大反向電壓加在三極管的be兩極之間 17 例7 路障燈 航標(biāo)指示燈電路白天光敏電阻阻值低 BGl截止 BG2也截止 雙向可控硅處于斷的狀態(tài) 當(dāng)天黑時(shí) 光敏電阻阻值增加 BGl與BG2相繼導(dǎo)通 雙向可控硅有觸發(fā)電流而處于導(dǎo)通狀態(tài) 燈亮 18 例9 太陽(yáng)能電池電源系統(tǒng) 發(fā)電裝置 單體太陽(yáng)能電池 太陽(yáng)電池組件 陣列 調(diào)節(jié)控制器 充放電自動(dòng)控制阻塞二極管 避免蓄電池對(duì)太陽(yáng)電池放電 19 例10 光電管在電影放映機(jī)上的應(yīng)用 影片聲音重放過(guò)程 錄制 聲音 機(jī)械振動(dòng) 通過(guò)光束寬度變換 記錄在電影膠片上 寬度不同的影像聲跡重放 光 聲跡 光電管聲跡寬度起伏變化 光線(xiàn)強(qiáng)弱變化 光電流變化 20 例11 注油液位控制裝置 21 例13 條形碼掃描筆 22 例15 大米分選機(jī) 大米及雜質(zhì)在光照下 發(fā)出不同光信號(hào) 23 例17 吸收式煙塵濁度檢測(cè)儀 24 例18 工件表面粗糙度及尺寸測(cè)量 25 門(mén)窗防盜控制 自動(dòng)扶梯自動(dòng)啟停 其他應(yīng)用 對(duì)射式光電開(kāi)關(guān) 汽車(chē)通過(guò)檢測(cè) 汽車(chē)噴涂控制 26 鑒別不同高度物體 高度判別 缺件剔除 料位控制 對(duì)射式光電開(kāi)關(guān) 27 圍墻監(jiān)護(hù)警戒 遠(yuǎn)距對(duì)射式光電開(kāi)關(guān) 庫(kù)房衛(wèi)士 安全警戒 28 擴(kuò)散反射式光電開(kāi)關(guān) 料位控制 煙霧報(bào)警 帶材對(duì)中控制 缺料檢測(cè) 29 斜度檢測(cè) 擴(kuò)散反射式光電開(kāi)關(guān) 裂縫檢測(cè) 鏡面反射式光電開(kāi)關(guān) 透明玻璃瓶檢測(cè) 長(zhǎng)度控制 30 限距式光電開(kāi)關(guān) 產(chǎn)品計(jì)數(shù) 液位檢測(cè) 氣流量監(jiān)測(cè) 檢測(cè)有無(wú)蓋 31 限距式光電開(kāi)關(guān) 料徑控制 行程控制 轉(zhuǎn)速監(jiān)測(cè) 超速或滯速判別 32 槽型光電開(kāi)關(guān) 起重機(jī)位置控制 定長(zhǎng)剪切 脈沖發(fā)生器 33 光電開(kāi)關(guān)式標(biāo)志傳感器 透明薄膜上標(biāo)志檢測(cè) 電度表轉(zhuǎn)速檢測(cè) 儀表指針位置檢測(cè) 標(biāo)志檢測(cè) 34 光幕傳感器 自動(dòng)裝配機(jī)的侵入檢測(cè) 機(jī)器人工作區(qū)安全檢測(cè) 車(chē)庫(kù)門(mén)車(chē)輛通過(guò)檢測(cè) 上料機(jī)和卸料機(jī)的侵入檢測(cè) 35 貼片機(jī)的侵入檢測(cè) 光幕傳感器 36