光電開關(guān)綜述經(jīng)典實(shí)用免費(fèi)

1、光電開關(guān)應(yīng)用綜述摘要：光電開關(guān)（光電傳感器）是光電接近開關(guān)的簡稱，它是利用被檢測物對光束的遮擋或反射，由同步回路選通電路，從而檢測物體有無的。物體不限于金屬，所有能反射光線的物體均可被檢測。光電開關(guān)將輸入電流在發(fā)射器上轉(zhuǎn)換為光信號射出，接收器再根據(jù)接收到的光線的強(qiáng)弱或有無對目標(biāo)物體進(jìn)行探測。安防系統(tǒng)中常見的光電開關(guān)煙霧報(bào)警器，工業(yè)中經(jīng)常用它來記數(shù)機(jī)械臂的運(yùn)動次數(shù)。關(guān)鍵詞：光電技術(shù)、傳感器、光電開關(guān)。I、概述：光電開關(guān)是傳感器大家族中的成員，它把發(fā)射端和接收端之間光的強(qiáng)弱變化轉(zhuǎn)化為電流的變化以達(dá)到探測的目的。由于光電開關(guān)輸出回路和輸入回路是電隔離的（即電緣絕），所以它可以在許多場合得到應(yīng)用。 采

2、用集成電路技術(shù)和SMT表面安裝工藝而制造的新一代光電開關(guān)器件，具有延時(shí)、展寬、外同步、抗相互干擾、可靠性高、工作區(qū)域穩(wěn)定和自診斷等智能化功能。這種新穎的光電開關(guān)是一種采用脈沖調(diào)制的主動式光電探測系統(tǒng)型電子開關(guān)，它所使用的冷光源有紅外光、紅色光、綠色光和藍(lán)色光等，可非接觸，無損傷地迅速和控制各種固體、液體、透明體、黑體、柔軟體和煙霧等物質(zhì)的狀態(tài)和動作。 接觸式行程開關(guān)存在響應(yīng)速度低、精度差、接觸檢測容易損壞被檢測物及壽命短等缺點(diǎn)，而晶體管接近開關(guān)的作用距離短，不能直接檢測非金屬材料。但是，新型光電開關(guān)則克服了它們的上述缺點(diǎn)，而且體積小、功能多、壽命長、精度高、響應(yīng)速度快、檢測距離遠(yuǎn)以及抗光、電、

3、磁干擾能力強(qiáng)。 目前，這種新型的光電開關(guān)已被用作物位檢測、液位控制、產(chǎn)品計(jì)數(shù)、寬度判別、速度檢測、定長剪切、孔洞識別、信號延時(shí)、自動門傳感、色標(biāo)檢出、沖床和剪切機(jī)以及安全防護(hù)等諸多領(lǐng)域。此外，利用紅外線的隱蔽性，還可在銀行、倉庫、商店、辦公室以及其它需要的場合作為防盜警戒之用。II、工作原理：圖3 所示是反射式光電開關(guān)的工作原理框圖。圖中，由振蕩回路產(chǎn)生的調(diào)制脈沖經(jīng)反射電路后，由發(fā)光管GL輻射出光脈沖。當(dāng)被測物體進(jìn)入受光器作用范圍時(shí)，被反射回來的光脈沖進(jìn)入光敏三級管DU。并在接收電路中將光脈沖解調(diào)為電脈沖信號，再經(jīng)放大器放大和同步選通整形，然后用數(shù)字積分 或RC積分方式排除干擾，最后經(jīng)延時(shí)（或

4、不延時(shí)）觸發(fā)驅(qū)動器輸出光電開關(guān)控制信號。 光電開關(guān)一般都具有良好的回差特性，因而即使被檢測物在小范圍內(nèi)晃動也不會影響驅(qū)動器的輸出狀態(tài)，從而可使其保持在穩(wěn)定工作區(qū)。同時(shí)，自診斷系統(tǒng)還可以顯示受光狀態(tài)和穩(wěn)定工作區(qū)，以隨時(shí)監(jiān)視光電開關(guān)的工作。III、特點(diǎn)： MGK系列光電開關(guān)是現(xiàn)代微電子技術(shù)發(fā)展的產(chǎn)物，是HGK系列紅外光電開關(guān)的升級換代產(chǎn)品。與以往的光電開關(guān)相比具有自己顯著的特點(diǎn)： 1、具有自診斷穩(wěn)定工作區(qū)指示功能，可及時(shí)告知工作狀態(tài)是否可靠； 2、對射式、反射式、鏡面反射式光電開關(guān)都有防止相互干擾功能，安裝方便； 3、對ES外同步（外診斷）控制端的進(jìn)行設(shè)置可在運(yùn)行前預(yù)檢光電開關(guān)是否正常工作。并可隨

5、時(shí)接受計(jì)算機(jī)或可編程控制器的中斷或檢測指令，外診斷與自診斷的適當(dāng)組合可使光電開關(guān)智能化； 4、響應(yīng)速度快，高速光電開關(guān)的響應(yīng)速度可達(dá)到0.1ms，每分鐘可進(jìn)行30萬次檢測操作，能檢出高速移動的微小物體； 5、采用專用集成電路和先進(jìn)的SMT表面安裝工藝，具有很高的可靠性； 6、體積小、重量輕，安裝調(diào)試簡單，并具有短路保護(hù)功能。IV、主要類型： 1、對射型光電開關(guān)：由發(fā)射器和接收器組成，結(jié)構(gòu)上是兩者相互分離的，在光束被中斷的情況下會產(chǎn)生一個(gè)開關(guān)信號變化，典型的方式是位于同一軸線上的光電開關(guān)可以相互分開達(dá)50米。 特征：辨別不透明的反光物體；有效距離大，因?yàn)楣馐缭礁袘?yīng)距離的時(shí)間僅一次；不易受干擾，

6、可以可靠合適的使用在野外或者有灰塵的環(huán)境中；裝置的消耗高，兩個(gè)單元都必須敷設(shè)電纜。 2、漫反射型光電開關(guān)：是當(dāng)開關(guān)發(fā)射光束時(shí)，目標(biāo)產(chǎn)生漫反射，發(fā)射器和接收器構(gòu)成單個(gè)的標(biāo)準(zhǔn)部件，當(dāng)有足夠的組合光返回接收器時(shí)，開關(guān)狀態(tài)發(fā)生變化，作用距離的典型值一直到3米。特征：有效作用距離是由目標(biāo)的反射能力決定，由目標(biāo)表面性質(zhì)和和顏色決定；較小的裝配開支，當(dāng)開關(guān)由單個(gè)元件組成時(shí)，通常是可以達(dá)到粗定位；采用背景抑制功能調(diào)節(jié)測量距離；對目標(biāo)上的灰塵敏感和對目標(biāo)變化了的反射性能敏感。 3、鏡面反射型光電開關(guān)：由發(fā)射器和接收器構(gòu)成的情況是一種標(biāo)準(zhǔn)配置，從發(fā)射器發(fā)出的光束在對面的反射鏡被反射，即返回接收器，當(dāng)光束被中斷時(shí)會

7、產(chǎn)生一個(gè)開關(guān)信號的變化。光的通過時(shí)間是兩倍的信號持續(xù)時(shí)間，有效作用距離從0.1米至20米。特征：辨別不透明的物體；借助反射鏡部件，形成高的有效距離范圍；不易受干擾，可以可靠合適的使用在野外或者有灰塵的環(huán)境中。 4、槽式光電開關(guān)：槽式光電開關(guān)通常是標(biāo)準(zhǔn)的U字型結(jié)構(gòu)，其發(fā)射器和接收器分別位于U型槽的兩邊，并形成一光軸，當(dāng)被檢測物體經(jīng)過U型槽且阻斷光軸時(shí)，光電開關(guān)就產(chǎn)生了檢測到的開關(guān)量信號。槽式光電開關(guān)比較安全可靠的適合檢測高速變化，分辨透明與半透明物體。5、光纖式光電開關(guān)：光纖式光電開關(guān)采用塑料或玻璃光纖傳感器來引導(dǎo)光線，以實(shí)現(xiàn)被檢測物體不在相近區(qū)域的檢測。通常光纖傳感器分為對射式和漫反射式。V、

8、光電開關(guān)技術(shù)指標(biāo)：塑料或金屬外殼，有圓柱形、方形、叉型、玻璃或塑料光纖等直射系統(tǒng)檢測距離長，最大100m，檢測不透明物體準(zhǔn)確、可靠，抗惡劣條件好（灰塵、散射光導(dǎo)）反射系統(tǒng)檢測距離中等，最大15m，易于安裝，檢測不透明物體或非反射性透明物體；極性反射系統(tǒng)可以檢測反射物體漫射系統(tǒng)檢測距離短，最大2m，取決于物體的反射系數(shù)，安裝及設(shè)置簡單，可檢測透明、反射或半透明的物體，需要潔凈的環(huán)境帶背景抑制功能的漫射系統(tǒng)對背景物體不敏感，檢測距離與物體的顏色無關(guān)繼電器或固態(tài)輸出兩種方式，還有模擬量（420mA）輸出的專用系列產(chǎn)品可選擇的功能：時(shí)間延遲、分離放大器、靈敏度調(diào)節(jié)等三種接線方式：螺絲端子、插接件、電纜

9、引線，最高防護(hù)等級為IP67Design18市場上最廣泛使用的標(biāo)準(zhǔn)，第一代Ø18且具備背景抑制功能。VI、專用名詞說明：1、檢出距離：對射式和鏡面反射式光電開關(guān)的檢出距離是指光軸上無有效遮擋物野戰(zhàn)，可穩(wěn)定檢出的最大距離。 反射式光電開關(guān)的檢出距離則是可穩(wěn)定檢出標(biāo)準(zhǔn)檢測物的最大距離。 2、 回差距離：回差距離指動作距離與復(fù)位距離之差。它用檢出距離的比率來表示，一般在檢出距離的20以下。 3、 響應(yīng)時(shí)間：把從受光器初始有效受光到輸出動作所需的時(shí)間稱作響應(yīng)時(shí)間。 把從受光器初始有效遮光到輸出復(fù)位所需的時(shí)間稱為復(fù)位應(yīng)用時(shí)間。 4、 暗動:暗動（DARK ON）：即遮光動作。它表示在進(jìn)入受光器

10、的光速減少到一定程序時(shí)或被全遮時(shí)，輸出晶體管將導(dǎo)通輸出。 5、 亮動:亮動（LIGHT ON），也稱受光動作。它是指進(jìn)入受光器的光束增加到一定量時(shí)，輸出晶體管導(dǎo)通且有輸出。 6 、外同步輸入功能:在一般情況下，凡具有外部診斷輸入功能的光電開關(guān)，一般均具有外同步功能。 也就是說，用接點(diǎn)或晶體管導(dǎo)通等方法使圖2中的藍(lán)線與黑線短接 （ON ）可隨時(shí)停止投光?？梢該?jù)此在工作前預(yù)檢傳感器檢測是否正常。在工作中，利用此性質(zhì)也可隨時(shí)接受控制系統(tǒng)發(fā)出的運(yùn)行或中斷指令。如果將前一個(gè)輸出與后一個(gè)外同步輸入進(jìn)行串接，則可實(shí)現(xiàn)與門等功能。VII、使用及注意事項(xiàng) :光電開關(guān)可用于各種應(yīng)用場合，圖3所示為光電開關(guān)在多種場

11、合的應(yīng)用例圖。另外，在使用光電開關(guān)時(shí)，還應(yīng)注意環(huán)境條件，以使光電開關(guān)能夠正?？煽康墓ぷ?。 1、避免強(qiáng)光源:光電開關(guān)在環(huán)境照度較高時(shí)，一般都能穩(wěn)定工作。但應(yīng)回避將傳感器光軸正對太陽光、白熾燈等強(qiáng)光源。 在不能改變傳感器（受光器）光軸與強(qiáng)光源的角度時(shí)，可在傳感器上方四周加裝遮光板或套上遮光長筒。 2、防止相互干擾:MGK 系列新型光電開關(guān)通常都具有自動防止相互干擾的功能，因而不必?fù)?dān)心相互干擾。然而，HGK系列對射式紅外光電開關(guān)在幾組并列靠近安裝時(shí)，則應(yīng)防止鄰組和相互干擾。防止這種干擾最有效的辦法是投光器和受光器交叉設(shè)置，超過2組時(shí)還拉開組距。當(dāng)然，使用不同頻率的機(jī)種也是一種好辦法。 HGK系列反射

12、式光電開關(guān)防止相互干擾的有效辦法是拉開間隔。而且檢測距離越遠(yuǎn)，間隔也應(yīng)越大，具體間隔應(yīng)根據(jù)調(diào)試情況來確定。當(dāng)然，也可使用不同工作頻率的機(jī)種。 3、鏡面角度影響:當(dāng)被測物體有光澤或遇到光滑金屬面時(shí)，一般反射率都很高，有近似鏡面的作用，這時(shí)應(yīng)將投光器與檢測物體安裝成1020°的夾角，以使其光軸不垂直于被檢測物體，從而防止誤動作。 4、排除背景物影響:使用反射式擴(kuò)散型投、受光器時(shí)，有時(shí)由于檢出物離背景物較近，光電開關(guān)或者背景是光滑等反射率較高的物體而可能會使光電開關(guān)不能穩(wěn)定檢測。 因此可以改用距離限定型投、受光器，或者采用遠(yuǎn)離背景物、拆除背景物、將背景物涂成無光黑色、或設(shè)法使背景物粗糙、灰暗等方法加以排除。 5、自診斷功能使用:在安裝或使用時(shí)，有時(shí)可能會由于臺面或背景影響以及使用振動等原因而造成光軸的微小偏移、透鏡沾污、積塵、外部噪聲、環(huán)境溫度超出范圍等問題。這些問題有可能會使光電開關(guān)偏離穩(wěn)定工作區(qū)，這時(shí)可以利用光電開關(guān)的自診斷功能而使其通過STABLITY綠色穩(wěn)定指示燈發(fā)出通知，以提醒使用者及時(shí)對其進(jìn)行調(diào)整。 6、消除臺面影響：投光器與受光器在貼近臺面安裝時(shí)，可能會出現(xiàn)臺面反射的部分光束照到受光器而造成工作不穩(wěn)定。使受光器與投光器離開臺面一定距離并加裝遮光板。 嚴(yán)禁用稀釋劑等化學(xué)物品，以免損壞塑料鏡。 高壓線、動力線和光