光電傳感器知識(shí)

光電傳感器知識(shí)光電傳感器是一種小型電子設(shè)備，它可以檢測(cè)出其接收到的光強(qiáng)的變化。早期的用來檢測(cè)物體有無的光電傳感器．光電傳感器是一種小的金屬圓柱形設(shè)備，發(fā)射器帶一個(gè)校準(zhǔn)鏡頭，將光聚焦射向接收器，接收器出電纜將這套裝置接到一個(gè)真空管放大器上。在金屬圓筒內(nèi)有一個(gè)小的白熾燈做為光源。這些小而堅(jiān)固的白熾燈傳感器就是今天光電傳感器/＞光電傳感器的雛形。LED（發(fā)光二極管）發(fā)光二極管最早出現(xiàn)在19世紀(jì)60年代，現(xiàn)在我們可以經(jīng)常在電氣和電子設(shè)備上看到這些二極管做為指示燈來用°LED就是一種半導(dǎo)體元件，其電氣性能與普通二極管相同，不同之處在于當(dāng)給LED通電流時(shí)，它會(huì)發(fā)光。由于LED是固態(tài)的，所以它能延長(zhǎng)傳感器的使用壽命。因而使用LED的光電傳感器，＞光電傳感器能被做得更小，且比白熾燈傳感器更可靠。不象白熾燈那樣，LED抗震動(dòng)抗沖擊，并且沒有燈絲。另外，LED所發(fā)出的光能只相當(dāng)于同尺寸白熾燈所產(chǎn)生光能的一部分。（激光二極管除外，它與普通LED的原理相同，但能產(chǎn)生幾倍的光能，并能達(dá)到更遠(yuǎn)的檢測(cè)距離）。LED能發(fā)射人眼看不到的紅外光，也能發(fā)射可見的綠光、黃光、紅光、藍(lán)光、藍(lán)綠光或白光。經(jīng)調(diào)制的LED傳感器1970年，人們發(fā)現(xiàn)LED還有一個(gè)比壽命長(zhǎng)更好的優(yōu)點(diǎn)，就是它能夠以非?？斓乃俣葋黹_關(guān)，開關(guān)速度可達(dá)到KHz。將接收器的放大器調(diào)制到發(fā)射器的調(diào)制頻率，那么它就只能對(duì)以此頻率振動(dòng)的光信號(hào)進(jìn)行放大。我們可以將光波的調(diào)制比喻成無線電波的傳送和接收。將收音機(jī)調(diào)到某臺(tái)，就可以忽略其他的無線電波信號(hào)。經(jīng)過調(diào)制的LED發(fā)射器就類似于無線電波發(fā)射器，其接收器就相當(dāng)于收音機(jī)。人們常常有一個(gè)誤解：認(rèn)為由于紅外光LED發(fā)出的紅外光是看不到的，那么紅外光的能量肯定會(huì)很強(qiáng)。經(jīng)過調(diào)制的光電傳感器‘＞光電傳感器的能量的大小與LED光波的波長(zhǎng)無太大關(guān)系。一個(gè)LED發(fā)出的光能很少，經(jīng)過調(diào)制才將其變得能量很高。一個(gè)未經(jīng)調(diào)制的傳感器只有通過使用長(zhǎng)焦距鏡頭的機(jī)械屏蔽手段，使接收器只能接收到發(fā)射器發(fā)出的光，才能使其能量變得很高。相比之下，經(jīng)過調(diào)制的接收器能忽略周圍的光，只對(duì)自己的光或具有相同調(diào)制頻率的光做出響應(yīng)。未經(jīng)調(diào)制的傳感器用來檢測(cè)周圍的光線或紅外光的輻射，如剛出爐的紅熱瓶子，在這種應(yīng)用場(chǎng)合如果使用其它的傳感器，可能會(huì)有誤動(dòng)作。如果一個(gè)金屬發(fā)射出的光比周圍的光強(qiáng)很多的話，那么它就可以被周圍光源接收器可靠檢測(cè)到。周圍光源接收器也可以用來檢測(cè)室外光。但是并不是說經(jīng)調(diào)制的傳感器就一定不受周圍光的干擾，當(dāng)使用在強(qiáng)光環(huán)境下時(shí)就會(huì)有問題。例如，未經(jīng)過調(diào)制的光電傳感器‘＞光電傳感器，當(dāng)把它直接指向陽(yáng)光時(shí)，它能正常動(dòng)作。我們每個(gè)人都知道，用一塊有放大作用的玻璃將陽(yáng)光聚集在一張紙上時(shí)，很容易就會(huì)把紙點(diǎn)燃。設(shè)想將玻璃替換成傳感器的鏡頭，將紙?zhí)鎿Q成光電三極管，這樣我們就很容易理解為什么將調(diào)制的接收器指向陽(yáng)光時(shí)它就不能工作了，這是周圍光源使其飽和了。調(diào)制的LED改進(jìn)了光電傳感器'＞光電傳感器的設(shè)計(jì)，增大了檢測(cè)距離，擴(kuò)展了光束的角度，人們逐漸接受了這種可靠易于對(duì)準(zhǔn)的光束。到1980年，非調(diào)制的光電傳感器，＞光電傳感器逐步就退出了歷史舞臺(tái)。紅外光LED是效率最高的光束，同時(shí)也是在光譜上與光電三極管最匹配的光束。但是有些傳感器需要用來區(qū)分顏色（如色標(biāo)檢測(cè)），這就需要用可見光源。在早期，色標(biāo)傳感器使用白熾燈做光源，使用光電池接收器，直到后來發(fā)明了高效的可見光LED?，F(xiàn)在，多數(shù)的色標(biāo)傳感器都是使用經(jīng)調(diào)制的各種顏色的可見光LED發(fā)射器。經(jīng)調(diào)制的傳感器往往犧牲了響應(yīng)速度以獲取更長(zhǎng)的檢測(cè)距離，這是因?yàn)闄z測(cè)距離是一個(gè)非常重要的參數(shù)。未經(jīng)調(diào)制的傳感器可以用來檢測(cè)小的物體或動(dòng)作非常快的物體，這些場(chǎng)合要求的響應(yīng)速度都非?？?。但是，現(xiàn)在高速的調(diào)制傳感器也可以提供非?？斓捻憫?yīng)速度，能滿足大多數(shù)的檢測(cè)應(yīng)用。超聲波傳感器聲波傳感器所發(fā)射和接收的聲波，其振動(dòng)頻率都超過了人耳所能聽到的范圍。它是通過計(jì)算聲波從發(fā)射，經(jīng)被測(cè)物反射回到接收器所需要的時(shí)間，來判斷物體的位置。對(duì)于對(duì)射式超聲波傳感器，如果物體擋住了從發(fā)射器到接收器的聲波，則傳感器就會(huì)檢測(cè)到物體。與光電傳感器‘＞光電傳感器不同，超聲波傳感器不受被測(cè)物透明度和反光率的影響，因此在許多使用超聲波傳感器的場(chǎng)合就不適合使用光電傳感器＇＞光電傳感器來檢測(cè)。光纖安裝空間非常有限或使用環(huán)境非常惡劣的情況下，我們可以考慮使用光纖。光纖與傳感器配套使用，是無源元件另外，光纖不受任何電磁信號(hào)的干擾，并且能使傳感器的電子元件與其他電的干擾相隔離。光纖有一根塑料光芯或玻璃光芯，光芯外面包一層金屬外皮。這層金屬外皮的密度比光芯要低，因而折射率低。光束照在這兩種材料的邊界處（入射角在一定范圍內(nèi)，），被全部反射回來。根據(jù)光學(xué)原理，所有光束都可以由光纖來傳輸。兩條入射光束（入射角在接受角以內(nèi)）沿光纖長(zhǎng)度方向經(jīng)多次反射后，從另一端射出。另一條入射角超出接受角范圍的入射光，損失在金屬外皮內(nèi)。這個(gè)接受角比兩倍的最大入射角略大，這是因?yàn)楣饫w在從空氣射入密度較大的光纖材料中時(shí)會(huì)有輕微的折射。光在光纖內(nèi)部的傳輸不受光纖是否彎曲的影響（彎曲半徑要大于最小彎曲半徑）。大多數(shù)光纖是可彎曲的，很容易安裝在狹小的空間。玻璃光纖玻璃光纖由一束非常細(xì)（直徑約50叩）的玻璃纖維絲組成。典型的光纜由幾百根單獨(dú)的帶金屬外皮玻璃光纖組成，光纜外部有一層護(hù)套保護(hù)。光纜的端部有各種尺寸和外形，并且澆注了堅(jiān)固的透明樹脂。檢測(cè)面經(jīng)過光學(xué)打磨，非常平滑。這道精心的打磨工藝能顯著提高光纖束之間的光耦合效率。玻璃光纖內(nèi)的光纖束可以是緊湊布置的，也可隨意布置。緊湊布置的玻璃光纖通常用在醫(yī)療設(shè)備或管道鏡上。每一根光纖從一端到另一端都需要精心布置，這樣才能在另一端得到非常清晰的圖像。由于這種光纖費(fèi)用非常昂貴并且多數(shù)的光纖應(yīng)用場(chǎng)合并不需要得到一個(gè)非常清晰的圖像，所以多數(shù)的玻璃光纖其光纖束是隨意布置的，這種光纖就非常便宜了，當(dāng)然其所得到的圖像也只是一些光。玻璃光纖外部的保護(hù)層通常是柔性的不銹鋼護(hù)套，也有的是PVC或其他柔性塑料材料。有些特殊的光纖可用于特殊的空間或環(huán)境，其檢測(cè)頭做成不同的形狀以適用于不同的檢測(cè)要求。玻璃光纖堅(jiān)固并且性能可靠，可使用在高溫和有化學(xué)成分的環(huán)境中，它可以傳輸可見光和紅外光。常見的問題就是由于經(jīng)常彎曲或彎曲半徑過小而導(dǎo)致玻璃絲折斷，對(duì)于這種應(yīng)用場(chǎng)合，我們推薦使用塑料光纖。塑料光纖塑料光纖由單根的光纖束（典型光束直徑為0?25到1.5mm）構(gòu)成，通常有PVC外皮。它能安裝在狹小的空間并且能彎成很小的角度。多數(shù)的塑料光纖其檢測(cè)頭都做成探針形或帶螺紋的圓柱形，另一端未做加工以方便客戶根據(jù)使用將其剪短。邦納公司的塑料光纖都配有一個(gè)光纖刀。不像玻璃光纖，塑料光纖具有較高的柔性，帶防護(hù)外皮的塑料光纖適于安裝在往復(fù)運(yùn)動(dòng)的機(jī)械結(jié)構(gòu)上。塑料光纖吸收一定波長(zhǎng)的光波，包括紅外光，因而塑料光纖只能傳輸可見光。與玻璃光纖相比，塑料光纖易受高溫，化學(xué)物質(zhì)和溶劑的影響。對(duì)射式和直反式光纖玻璃光纖和塑料光纖既有“單根的”－對(duì)射式，也有“分叉的”－直反式。單根光纖可以將光從發(fā)射器傳輸?shù)綑z測(cè)區(qū)域，或從檢測(cè)區(qū)域傳輸?shù)浇邮掌?。分叉式的光纖有兩個(gè)明顯的分支，可分別傳輸發(fā)射光和接收光，使傳感器既可以通過一個(gè)分支將發(fā)射光傳輸?shù)綑z測(cè)區(qū)域，同時(shí)又通過另一個(gè)分支將反射光傳輸回接收器。直反式的玻璃光纖，其檢測(cè)頭處的光纖束是隨意布置的。直反式的塑料光纖，其光纖束是沿光纖長(zhǎng)度方向一根挨一根布置。光纖的特殊應(yīng)用由于光纖受使用環(huán)境影響小并且抗電磁干擾，因而能被用在一些特殊的場(chǎng)合，如：適用于真空環(huán)境下的真空傳導(dǎo)光纖（VFT）和適用于爆炸環(huán)境下的光纖。在這兩個(gè)應(yīng)用中，特制的光纖安裝在特殊的環(huán)境中，經(jīng)一個(gè)法蘭引出來接到外面的傳感器上，光纖和法蘭的尺寸多種多樣。本安型傳感器，如NAMUR型的傳感器，可直接用在特殊或有爆炸性危險(xiǎn)的環(huán)境中。光電傳感器基礎(chǔ)知識(shí)及術(shù)語(yǔ)更新時(shí)間：2009年01月10日瀏覽次數(shù)：11作者：來源：光電傳感器是一種小型電子設(shè)備，它可以檢測(cè)出其接收到的光強(qiáng)的變化。早期的用來檢測(cè)物體有無的光電傳感器是一種小的金屬圓柱形設(shè)備，發(fā)射器帶一個(gè)校準(zhǔn)鏡頭，將光聚焦射向接收器，接收器出電纜將這套裝置接到一個(gè)真空管放大器上。在金屬圓筒內(nèi)有一個(gè)小的白熾燈做為光源。這些小而堅(jiān)固的白熾燈傳感器就是今天光電傳感器的雛形。LED（發(fā)光二極管）發(fā)光二極管最早出現(xiàn)在19世紀(jì)60年代，現(xiàn)在我們可以經(jīng)常在電氣和電子設(shè)備上看到這些二極管做為指示燈來用。LED就是一種半導(dǎo)體元件，其電氣性能與普通二極管相同，不同之處在于當(dāng)給LED通電流時(shí)，它會(huì)發(fā)光。由于LED是固態(tài)的，所以它能延長(zhǎng)傳感器的使用壽命。因而使用LED的光電傳感器能被做得更小，且比白熾燈傳感器更可靠。不象白熾燈那樣，LED抗震動(dòng)抗沖擊，并且沒有燈絲。另外，LED所發(fā)出的光能只相當(dāng)于同尺寸白熾燈所產(chǎn)生光能的一部分。（激光二極管除外，它與普通LED的原理相同，但能產(chǎn)生幾倍的光能，并能達(dá)到更遠(yuǎn)的檢測(cè)距離）。LED能發(fā)射人眼看不到的紅外光，也能發(fā)射可見的綠光、黃光、紅光、藍(lán)光、藍(lán)綠光或白光。經(jīng)調(diào)制的LED傳感器1970年，人們發(fā)現(xiàn)LED還有一個(gè)比壽命長(zhǎng)更好的優(yōu)點(diǎn)，就是它能夠以非?？斓乃俣葋黹_關(guān)，開關(guān)速度可達(dá)到KHz。將接收器的放大器調(diào)制到發(fā)射器的調(diào)制頻率，那么它就只能對(duì)以此頻率振動(dòng)的光信號(hào)進(jìn)行放大。我們可以將光波的調(diào)制比喻成無線電波的傳送和接收。將收音機(jī)調(diào)到某臺(tái)，就可以忽略其他的無線電波信號(hào)。經(jīng)過調(diào)制的LED發(fā)射器就類似于無線電波發(fā)射器，其接收器就相當(dāng)于收音機(jī)。人們常常有一個(gè)誤解：認(rèn)為由于紅外光LED發(fā)出的紅外光是看不到的，那么紅外光的能量肯定會(huì)很強(qiáng)。經(jīng)過調(diào)制的光電傳感器的能量的大小與LED光波的波長(zhǎng)無太大關(guān)系。一個(gè)LED發(fā)出的光能很少，經(jīng)過調(diào)制才將其變得能量很高。一個(gè)未經(jīng)調(diào)制的傳感器只有通過使用長(zhǎng)焦距鏡頭的機(jī)械屏蔽手段，使接收器只能接收到發(fā)射器發(fā)出的光，才能使其能量變得很高。相比之下，經(jīng)過調(diào)制的接收器能忽略周圍的光，只對(duì)自己的光或具有相同調(diào)制頻率的光做出響應(yīng)。未經(jīng)調(diào)制的傳感器用來檢測(cè)周圍的光線或紅外光的輻射，如剛出爐的紅熱瓶子，在這種應(yīng)用場(chǎng)合如果使用其它的傳感器，可能會(huì)有誤動(dòng)作。如果一個(gè)金屬發(fā)射出的光比周圍的光強(qiáng)很多的話，那么它就可以被周圍光源接收器可靠檢測(cè)到。周圍光源接收器也可以用來檢測(cè)室外光。但是并不是說經(jīng)調(diào)制的傳感器就一定不受周圍光的干擾，當(dāng)使用在強(qiáng)光環(huán)境下時(shí)就會(huì)有問題。例如，未經(jīng)過調(diào)制的光電傳感器，當(dāng)把它直接指向陽(yáng)光時(shí)，它能正常動(dòng)作。我們每個(gè)人都知道，用一塊有放大作用的玻璃將陽(yáng)光聚集在一張紙上時(shí)，很容易就會(huì)把紙點(diǎn)燃。設(shè)想將玻璃替換成傳感器的鏡頭，將紙?zhí)鎿Q成光電三極管，這樣我們就很容易理解為什么將調(diào)制的接收器指向陽(yáng)光時(shí)它就不能工作了，這是周圍光源使其飽和了。調(diào)制的LED改進(jìn)了光電傳感器的設(shè)計(jì)，增大了檢測(cè)距離，擴(kuò)展了光束的角度，人們逐漸接受了這種可靠易于對(duì)準(zhǔn)的光束。到1980年，非調(diào)制的光電傳感器逐步就退出了歷史紅外光LED是效率最高的光束，同時(shí)也是在光譜上與光電三極管最匹配的光束。但是有些傳感器需要用來區(qū)分顏色（如色標(biāo)檢測(cè)），這就需要用可見光源。在早期，色標(biāo)傳感器使用白熾燈做光源，使用光電池接收器，直到后來發(fā)明了高效的可見光LED?，F(xiàn)在，多數(shù)的色標(biāo)傳感器都是使用經(jīng)調(diào)制的各種顏色的可見光LED發(fā)射器。經(jīng)調(diào)制的傳感器往往犧牲了響應(yīng)速度以獲取更長(zhǎng)的檢測(cè)距離，這是因?yàn)闄z測(cè)距離是一個(gè)非常重要的參數(shù)。未經(jīng)調(diào)制的傳感器可以用來檢測(cè)小的物體或動(dòng)作非?？斓奈矬w，這些場(chǎng)合要求的響應(yīng)速度都非?？?。但是，現(xiàn)在高速的調(diào)制傳感器也可以提供非常快的響應(yīng)速度，能滿足大多數(shù)的檢測(cè)應(yīng)用。超聲波傳感聲波傳感器所發(fā)射和接收的聲波，其振動(dòng)頻率都超過了人耳所能聽到的范圍。它是通過計(jì)算聲波從發(fā)射，經(jīng)被測(cè)物反射回到接收器所需要的時(shí)間，來判斷物體的位置。對(duì)于對(duì)射式超聲波傳感器，如果物體擋住了從發(fā)射器到接收器的聲波，則傳感器就會(huì)檢測(cè)到物體。與光電傳感器不同，超聲波傳感器不受被測(cè)物透明度和反光率的影響，因此在許多使用超聲波傳感器的場(chǎng)合就不適合使用光電傳感器來檢測(cè)。光纖安裝空間非常有限或使用環(huán)境非常惡劣的情況下，我們可以考慮使用光纖。光纖與傳感器配套使用，是無源元件，另外，光纖不受任何電磁信號(hào)的干擾，并且能使傳感器的電子元件與其他電的干擾相隔離。光纖有一根塑料光芯或玻璃光芯，光芯外面包一層金屬外皮。這層金屬外皮的密度比光芯要低，因而折射率低。光束照在這兩種材料的邊界處（入射角在一定范圍內(nèi)，），被全部反射回來。根據(jù)光學(xué)原理，所有光束都可以由光纖來傳輸。兩條入射光束（入射角在接受角以內(nèi)）沿光纖長(zhǎng)度方向經(jīng)多次反射后，從另一端射出。另一條入射角超出接受角范圍的入射光，損失在金屬外皮內(nèi)。這個(gè)接受角比兩倍的最大入射角略大，這是因?yàn)楣饫w在從空氣射入密度較大的光纖材料中時(shí)會(huì)有輕微的折射。光在光纖內(nèi)部的傳輸不受光纖是否彎曲的影響（彎曲半徑要大于最小彎曲半徑）。大多數(shù)光纖是可彎曲的，很容易安裝在狹小的空間。玻璃光纖玻璃光纖由一束非常細(xì)（直徑約50um）的玻璃纖維絲組成。典型的光纜由幾百根單獨(dú)的帶金屬外皮玻璃光纖組成，光纜外部有一層護(hù)套保護(hù)。光纜的端部有各種尺寸和外形，并且澆注了堅(jiān)固的透明樹脂。檢測(cè)面經(jīng)過光學(xué)打磨，非常平滑。這道精心的打磨工藝能顯著提高光纖束之間的光耦合效率。玻璃光纖內(nèi)的光纖束可以是緊湊布置的，也可隨意布置。緊湊布置的玻璃光纖通常用在醫(yī)療設(shè)備或管道鏡上。每一根光纖從一端到另一端都需要精心布置，這樣才能在另一端得到非常清晰的圖像。由于這種光纖費(fèi)用非常昂貴并且多數(shù)的光纖應(yīng)用場(chǎng)合并不需要得到一個(gè)非常清晰的圖像，所以多數(shù)的玻璃光纖其光纖束是隨意布置的，這種光纖就非常便宜了，當(dāng)然其所得到的圖像也只是一些光。玻璃光纖外部的保護(hù)層通常是柔性的不銹鋼護(hù)套，也有的是PVC或其他柔性塑料材料。有些特殊的光纖可用于特殊的空間或環(huán)境，其檢測(cè)頭做成不同的形狀以適用于不同的檢測(cè)要求。玻璃光纖堅(jiān)固并且性能可靠，可使用在高溫和有化學(xué)成分的環(huán)境中，它可以傳輸可見光和紅外光。常見的問題就是由于經(jīng)常彎曲或彎曲半徑過小而導(dǎo)致玻璃絲折斷，對(duì)于這種應(yīng)用場(chǎng)合，我們推薦使用塑料光纖。塑料光纖塑料光纖由單根的光纖束（典型光束直徑為0.25至到1.5mm）構(gòu)成，通常有PVC外皮。它能安裝在狹小的空間并且能彎成很小的角度。多數(shù)的塑料光纖其檢測(cè)頭都做成探針形或帶螺紋的圓柱形，另一端未做加工以方便客戶根據(jù)使用將其剪短。邦納公司的塑料光纖都配有一個(gè)光纖刀。不像玻璃光纖，塑料光纖具有較高的柔性，帶防護(hù)外皮的塑料光纖適于安裝在往復(fù)運(yùn)動(dòng)的機(jī)械結(jié)構(gòu)上。塑料光纖吸收一定波長(zhǎng)的光波，包括紅外光，因而塑料光纖只能傳輸可見光。與玻璃光纖相比，塑料光纖易受高溫，化學(xué)物質(zhì)和溶劑的影響。對(duì)射式和直反式光纖玻璃光纖和塑料光纖既有“單根的”—對(duì)射式，也有“分叉的”一直反式。單根光纖可以將光從發(fā)射器傳輸?shù)綑z測(cè)區(qū)域，或從檢測(cè)區(qū)域傳輸?shù)浇邮掌?。分叉式的光纖有兩個(gè)明顯的分支，可分別傳輸發(fā)射光和接收光，使傳感器既可以通過一個(gè)分支將發(fā)射光傳輸?shù)綑z測(cè)區(qū)域，同時(shí)又通過另一個(gè)分支將反射光傳輸回接收器。直反式的玻璃光纖，其檢測(cè)頭處的光纖束是隨意布置的。直反式的塑料光纖，其光纖束是沿光纖長(zhǎng)度方向一根挨一根布置。光纖的特殊應(yīng)用由于光纖受使用環(huán)境影響小并且抗電磁干擾，因而能被用在一些特殊的場(chǎng)合，如：適用于真空環(huán)境下的真空傳導(dǎo)光纖（VFT）和適用于爆炸環(huán)境下的光纖。在這兩個(gè)應(yīng)用中,特制的光纖安裝在特殊的環(huán)境中，經(jīng)一個(gè)法蘭引出來接到外面的傳感器上，光纖和法蘭的尺寸多種多樣。本安型傳感器，如NAMUR型的傳感器，可直接用在特殊或有爆炸性危險(xiǎn)的環(huán)境中。光電傳感器是一種小型電子設(shè)備，它可以檢測(cè)出其接收到的光強(qiáng)的變化。早期的用來檢測(cè)物體有無的光電傳感器是一種小的金屬圓柱形設(shè)備，發(fā)射器帶一個(gè)校準(zhǔn)鏡頭，將光聚焦射向接收器，接收器出電纜將這套裝置接到一個(gè)真空管放大器上。在金屬圓筒內(nèi)有一個(gè)小的白熾燈做為光源。這些小而堅(jiān)固的白熾燈傳感器就是今天光電傳感器的雛形。LED（發(fā)光二極管）發(fā)光二極管最早出現(xiàn)在19世紀(jì)60年代，現(xiàn)在我們可以經(jīng)常在電氣和電子設(shè)備上看到這些二極管做為指示燈來用。LED就是一種半導(dǎo)體元件，其電氣性能與普通二極管相同，不同之處在于當(dāng)給LED通電流時(shí)，它會(huì)發(fā)光。由于LED是固態(tài)的，所以它能延長(zhǎng)傳感器的使用壽命。因而使用LED的光電傳感器能被做得更小，且比白熾燈傳感器更可靠。不象白熾燈那樣，LED抗震動(dòng)抗沖擊，并且沒有燈絲。另外，LED所發(fā)出的光能只相當(dāng)于同尺寸白熾燈所產(chǎn)生光能的部分。（激光二極管除外，它與普通LED的原理相同，但能產(chǎn)生幾倍的光能，并能達(dá)到更遠(yuǎn)的檢測(cè)距離）。LED能發(fā)射人眼看不到的紅外光，也能發(fā)射可見的綠光、黃光、紅光、藍(lán)光、藍(lán)綠光或白光。經(jīng)調(diào)制的LED傳感器1970年，人們發(fā)現(xiàn)LED還有一個(gè)比壽命長(zhǎng)更好的優(yōu)點(diǎn)，就是它能夠以非?？斓乃俣葋黹_關(guān)，開關(guān)速度可達(dá)到KHz。將接收器的放大器調(diào)制到發(fā)射器的調(diào)制頻率，那么它就只能對(duì)以此頻率振動(dòng)的光信號(hào)進(jìn)行放大。我們可以將光波的調(diào)制比喻成無線電波的傳送和接收。將收音機(jī)調(diào)到某臺(tái)，就可以忽略其他的無線電波信號(hào)。經(jīng)過調(diào)制的LED發(fā)射器就類似于無線電波發(fā)射器，其接收器就相當(dāng)于收音機(jī)。人們常常有一個(gè)誤解：認(rèn)為由于紅外光LED發(fā)出的紅外光是看不到的，那么紅外光的能量肯定會(huì)很強(qiáng)。經(jīng)過調(diào)制的光電傳感器的能量的大小與LED光波的波長(zhǎng)無太大關(guān)系。一個(gè)LED發(fā)出的光能很少，經(jīng)過調(diào)制才將其變得能量很高。一個(gè)未經(jīng)調(diào)制的傳感器只有通過使用長(zhǎng)焦距鏡頭的機(jī)械屏蔽手段，使接收器只能接收到發(fā)射器發(fā)出的光，才能使其能量變得很高。相比之下，經(jīng)過調(diào)制的接收器能忽略周圍的光，只對(duì)自己的光或具有相同調(diào)制頻率的光做出響應(yīng)。未經(jīng)調(diào)制的傳感器用來檢測(cè)周圍的光線或紅外光的輻射，如剛出爐的紅熱瓶子，在這種應(yīng)用場(chǎng)合如果使用其它的傳感器，可能會(huì)有誤動(dòng)作。如果一個(gè)金屬發(fā)射出的光比周圍的光強(qiáng)很多的話，那么它就可以被周圍光源接收器可靠檢測(cè)到。周圍光源接收器也可以用來檢測(cè)室外光。但是并不是說經(jīng)調(diào)制的傳感器就一定不受周圍光的干擾，當(dāng)使用在強(qiáng)光環(huán)境下時(shí)就會(huì)有問題。例如，未經(jīng)過調(diào)制的光電傳感器，當(dāng)把它直接指向陽(yáng)光時(shí)，它能正常動(dòng)作。我們每個(gè)人都知道，用一塊有放大作用的玻璃將陽(yáng)光聚集在一張紙上時(shí)，很容易就會(huì)把紙點(diǎn)燃。設(shè)想將玻璃替換成傳感器的鏡頭，將紙?zhí)鎿Q成光電三極管，這樣我們就很容易理解為什么將調(diào)制的接收器指向陽(yáng)光時(shí)它就不能工作了，這是周圍光源使其飽和了。調(diào)制的LED改進(jìn)了光電傳感器的設(shè)計(jì)，增大了檢測(cè)距離，擴(kuò)展了光束的角度，人們逐漸接受了這種可靠易于對(duì)準(zhǔn)的光束。到1980年，非調(diào)制的光電傳感器逐步就退出了歷史舞臺(tái)。紅外光LED是效率最高的光束，同時(shí)也是在光譜上與光電三極管最匹配的光束。但是有些傳感器需要用來區(qū)分顏色（如色標(biāo)檢測(cè)），這就需要用可見光源。在早期，色標(biāo)傳感器使用白熾燈做光源，使用光電池接收器，直到后來發(fā)明了高效的可見光LED。現(xiàn)在，多數(shù)的色標(biāo)傳感器都是使用經(jīng)調(diào)制的各種顏色的可見光LED發(fā)射器。經(jīng)調(diào)制的傳感器往往犧牲了響應(yīng)速度以獲取更長(zhǎng)的檢測(cè)距離，這是因?yàn)闄z測(cè)距離是一個(gè)非常重要的參數(shù)。未經(jīng)調(diào)制的傳感器可以用來檢測(cè)小的物體或動(dòng)作非?？斓奈矬w，這些場(chǎng)合要求的響應(yīng)速度都非?？臁５?，現(xiàn)在高速的調(diào)制傳感器也可以提供非?？斓捻憫?yīng)速度，能滿足大多數(shù)的檢測(cè)應(yīng)用。超聲波傳感器聲波傳感器所發(fā)射和接收的聲波，其振動(dòng)頻率都超過了人耳所能聽到的范圍。它是通過計(jì)算聲波從發(fā)射，經(jīng)被測(cè)物反射回到接收器所需要的時(shí)間，來判斷物體的位置。對(duì)于對(duì)射式超聲波傳感器，如果物體擋住了從發(fā)射器到接收器的聲波，則傳感器就會(huì)檢測(cè)到物體。與光電傳感器不同，超聲波傳感器不受被測(cè)物透明度和反光率的影響，因此在許多使用超聲波傳感器的場(chǎng)合就不適合使用光電傳感器來檢測(cè)。光纖安裝空間非常有限或使用環(huán)境非常惡劣的情況下，我們可以考慮使用光纖。光纖與傳感器配套使用，是無源元件，另外，光纖不受任何電磁信號(hào)的干擾，并且能使傳感器的電子元件與其他電的干擾相隔離。光纖有一根塑料光芯或玻璃光芯，光芯外面包一層金屬外皮。這層金屬外皮的密度比光芯要低，因而折射率低。光束照在這兩種材料的邊界處（入射角在一定范圍內(nèi)，），被全部反射回來。根據(jù)光學(xué)原理，所有光束都可以由光纖來傳輸。兩條入射光束（入射角在接受角以內(nèi)）沿光纖長(zhǎng)度方向經(jīng)多次反射后，從另一端射出。另一條入射角超出接受角范圍的入射光，損失在金屬外皮內(nèi)。這個(gè)接受角比兩倍的最大入射角略大，這是因?yàn)楣饫w在從空氣射入密度較大的光纖材料中時(shí)會(huì)有輕微的折射。光在光纖內(nèi)部的傳輸不受光纖是否彎曲的影響（彎曲半徑要大于最小彎曲半徑）。大多數(shù)光纖是可彎曲的，很容易安裝在狹小的空間。玻璃光纖玻璃光纖由一束非常細(xì)（直徑約50um）的玻璃纖維絲組成。典型的光纜由幾百根單獨(dú)的帶金屬外皮玻璃光纖組成，光纜外部有一層護(hù)套保護(hù)。光纜的端部有各種尺寸和外形，并且澆注了堅(jiān)固的透明樹脂。檢測(cè)面經(jīng)過光學(xué)打磨，非常平滑。這道精心的打磨工藝能顯著提高光纖束之間的光耦合效率。玻璃光纖內(nèi)的光纖束可以是緊湊布置的，也可隨意布置。緊湊布置的玻璃光纖通常用在醫(yī)療設(shè)備或管道鏡上。每一根光纖從一端到另一端都需要精心布置，這樣才能在另一端得到非常清晰的圖像。由于這種光纖費(fèi)用非常昂貴并且多數(shù)的光纖應(yīng)用場(chǎng)合并不需要得到一個(gè)非常清晰的圖像，所以多數(shù)的玻璃光纖其光纖束是隨意布置的，這種光纖就非常便宜了，當(dāng)然其所得到的圖像也只是一些光。玻璃光纖外部的保護(hù)層通常是柔性的不銹鋼護(hù)套，也有的是PVC或其他柔性塑料材料。有些特殊的光纖可用于特殊的空間或環(huán)境，其檢測(cè)頭做成不同的形狀以適用于不同的檢測(cè)要求。玻璃光纖堅(jiān)固并且性能可靠，可使用在高溫和有化學(xué)成分的環(huán)境中，它可以傳輸可見光和紅外光。常見的問題就是由于經(jīng)常彎曲或彎曲半徑過小而導(dǎo)致玻璃絲折斷，對(duì)于這種應(yīng)用場(chǎng)合，我們推薦使用塑料光纖。塑料光纖塑料光纖由單根的光纖束（典型光束直徑為0.25至到1.5mm）構(gòu)成，通常有PVC外皮。它能安裝在狹小的空間并且能彎成很小的角度。多數(shù)的塑料光纖其檢測(cè)頭都做成探針形或帶螺紋的圓柱形，另一端未做加工以方便客戶根據(jù)使用將其剪短。邦納公司的塑料光纖都配有一個(gè)光纖刀。不像玻璃光纖，塑料光纖具有較高的柔性，帶防護(hù)外皮的塑料光纖適于安裝在往復(fù)運(yùn)動(dòng)的機(jī)械結(jié)構(gòu)上。塑料光纖吸收一定波長(zhǎng)的光波，包括紅外光，因而塑料光纖只能傳輸可見光。與玻璃光纖相比，塑料光纖易受高溫，化學(xué)物質(zhì)和溶劑的影響。對(duì)射式和直反式光纖玻璃光纖和塑料光纖既有“單根的”－對(duì)射式，也有“分叉的”－直反式。單根光纖可以將光從發(fā)射器傳輸?shù)綑z測(cè)區(qū)域，或從檢測(cè)區(qū)域傳輸?shù)浇邮掌鳌７植媸降墓饫w有兩個(gè)明顯的分支，可分別傳輸發(fā)射光和接收光，使傳感器既可以通過一個(gè)分支將發(fā)射光傳輸?shù)綑z測(cè)區(qū)域，同時(shí)又通過另一個(gè)分支將反射光傳輸回接收器。直反式的玻璃光纖，其檢測(cè)頭處的光纖束是隨意布置的。直反式的塑料光纖，其光纖束是沿光纖長(zhǎng)度方向一根挨一根布置。光纖的特殊應(yīng)用由于光纖受使用環(huán)境影響小并且抗電磁干擾，因而能被用在一些特殊的場(chǎng)合，如：適用于真空環(huán)境下的真空傳導(dǎo)光纖（VFT）和適用于爆炸環(huán)境下的光纖。在這兩個(gè)應(yīng)用中，特制的光纖安裝在特殊的環(huán)境中，經(jīng)一個(gè)法蘭引出來接到外面的傳感器上，光纖和法蘭的尺寸多種多樣。本安型傳感器，如NAMUR型的傳感器，可直接用在特殊或有爆炸性危險(xiǎn)的環(huán)境中。光電傳感器是一種小型電子設(shè)備,它可以檢測(cè)出其接收到的光強(qiáng)的變化.早期的用來檢測(cè)物體有無的光電傳感器是一種小的金屬圓柱形設(shè)備,發(fā)射器帶一個(gè)校準(zhǔn)鏡頭,將光聚焦射向接收器,接收器出電纜將這套裝置接到一個(gè)真空管放大器上.在金屬圓筒內(nèi)有一個(gè)小的白熾燈做為光源.這些小而堅(jiān)固的白熾燈傳感器就是今天光電傳感器的雛形.經(jīng)調(diào)制的LED傳感器1970年，人們發(fā)現(xiàn)LED還有一個(gè)比壽命長(zhǎng)更好的優(yōu)點(diǎn),就是它能夠以非?？斓乃俣葋黹_關(guān)，開關(guān)速度可達(dá)到KHz?將接收器的放大器調(diào)制到發(fā)射器的調(diào)制頻率,那么它就只能對(duì)以此頻率振動(dòng)的光信號(hào)進(jìn)行放大.字串8我們可以將光波的調(diào)制比喻成無線電波的傳送和接收.將收音機(jī)調(diào)到某臺(tái),就可以忽略其他的無線電波信號(hào).經(jīng)過調(diào)制的LED發(fā)射器就類似于無線電波發(fā)射器,其接收器就相當(dāng)于收音機(jī).人們常常有一個(gè)誤解:認(rèn)為由于紅外光LED發(fā)出的紅外光是看不到的,那么紅外光的能量肯定會(huì)很強(qiáng).經(jīng)過調(diào)制的光電傳感器的能量的大小與LED光波的波長(zhǎng)無太大關(guān)系?一個(gè)LED發(fā)出的光能很少,經(jīng)過調(diào)制才將其變得能量很高.一個(gè)未經(jīng)調(diào)制的傳感器只有通過使用長(zhǎng)焦距鏡頭的機(jī)械屏蔽手段,使接收器只能接收到發(fā)射器發(fā)出的光,才能使其能量變得很高.相比之下,經(jīng)過調(diào)制的接收器能忽略周圍的光,只對(duì)自己的光或具有相同調(diào)制頻率的光做出響應(yīng).未經(jīng)調(diào)制的傳感器用來檢測(cè)周圍的光線或紅外光的輻射,如剛出爐的紅熱瓶子,在這種應(yīng)用場(chǎng)合如果使用其它的傳感器,可能會(huì)有誤動(dòng)作.如果一個(gè)金屬發(fā)射出的光比周圍的光強(qiáng)很多的話,那么它就可以被周圍光源接收器可靠檢測(cè)到.周圍光源接收器也可以用來檢測(cè)室外光.但是并不是說經(jīng)調(diào)制的傳感器就一定不受周圍光的干擾,當(dāng)使用在強(qiáng)光環(huán)境下時(shí)就會(huì)有問題.例如,未經(jīng)過調(diào)制的光電傳感器,當(dāng)把它直接指向陽(yáng)光時(shí),它能正常動(dòng)作.我們每個(gè)人都知道,用一塊有放大作用的玻璃將陽(yáng)光聚集在一張紙上時(shí),很容易就會(huì)把紙點(diǎn)燃.設(shè)想將玻璃替換成傳感器的鏡頭,將紙?zhí)鎿Q成光電三極管,這樣我們就很容易理解為什么將調(diào)制的接收器指向陽(yáng)光時(shí)它就不能工作了,這是周圍光源使其飽和了.調(diào)制的LED改進(jìn)了光電傳感器的設(shè)計(jì),增大了檢測(cè)距離,擴(kuò)展了光束的角度,人們逐漸接受了這種可靠易于對(duì)準(zhǔn)的光束.到1980年,非調(diào)制的光電傳感器逐步就退出了歷史舞臺(tái).紅外光LED是效率最高的光束,同時(shí)也是在光譜上與光電三極管最匹配的光束.但是有些傳感器需要用來區(qū)分顏色（如色標(biāo)檢測(cè)）,這就需要用可見光源.在早期,色標(biāo)傳感器使用白熾燈做光源,使用光電池接收器,直到后來發(fā)明了高效的可見光LED?現(xiàn)在，多數(shù)的色標(biāo)傳感器都是使用經(jīng)調(diào)制的各種顏色的可見光LED發(fā)射器?經(jīng)調(diào)制的傳感器往往犧牲了響應(yīng)速度以獲取更長(zhǎng)的檢測(cè)距離,這是因?yàn)闄z測(cè)距離是一個(gè)非常重要的參數(shù).未經(jīng)調(diào)制的傳感器可以用來檢測(cè)小的物體或動(dòng)作非常快的物體,這些場(chǎng)合要求的響應(yīng)速度都非?？?但是,現(xiàn)在高速的調(diào)制傳感器也可以提供非?？斓捻憫?yīng)速度,能滿足大多數(shù)的檢測(cè)應(yīng)用.超聲波傳感器聲波傳感器所發(fā)射和接收的聲波,其振動(dòng)頻率都超過了人耳所能聽到的范圍.它是通過計(jì)算聲波從發(fā)射,經(jīng)被測(cè)物反射回到接收器所需要的時(shí)間,來判斷物體的位置.對(duì)于對(duì)射式超聲波傳感器,如果物體擋住了從發(fā)射器到接收器的聲波,則傳感器就會(huì)檢測(cè)到物體.與光電傳感器不同,超聲波傳感器不受被測(cè)物透明度和反光率的影響,因此在許多使用超聲波傳感器的場(chǎng)合就不適合使用光電傳感器來檢測(cè).光纖安裝空間非常有限或使用環(huán)境非常惡劣的情況下,我們可以考慮使用光纖.光纖與傳感器配套使用,是無源元件,另外,光纖不受任何電磁信號(hào)的干擾,并且能使傳感器的電子元件與其他電的干擾相隔離.光纖有一根塑料光芯或玻璃光芯,光芯外面包一層金屬外皮.這層金屬外皮的密度比光芯要低,因而折射率低.光束照在這兩種材料的邊界處（入射角在一定范圍內(nèi),）,被全部反射回來.根據(jù)光學(xué)原理,所有光束都可以由光纖來傳輸.兩條入射光束（入射角在接受角以內(nèi)）沿光纖長(zhǎng)度方向經(jīng)多次反射后,從另一端射出.另一條入射角超出接受角范圍的入射光,損失在金屬外皮內(nèi).這個(gè)接受角比兩倍的最大入射角略大,這是因?yàn)楣饫w在從空氣射入密度較大的光纖材料中時(shí)會(huì)有輕微的折射.光在光纖內(nèi)部的傳輸不受光纖是否彎曲的影響（彎曲半徑要大于最小彎曲半徑）.大多數(shù)光纖是可彎曲的,很容易安裝在狹小的空間.玻璃光纖玻璃光纖由一束非常細(xì)（直徑約50pm）的玻璃纖維絲組成?典型的光纜由幾百根單獨(dú)的帶金屬外皮玻璃光纖組成,光纜外部有一層護(hù)套保護(hù).光纜的端部有各種尺寸和外形,并且澆注了堅(jiān)固的透明樹脂.檢測(cè)面經(jīng)過光學(xué)打磨,非常平滑.這道精心的打磨工藝能顯著提高光纖束之間的光耦合效率.玻璃光纖內(nèi)的光纖束可以是緊湊布置的,也可隨意布置.緊湊布置的玻璃光纖通常用在醫(yī)療設(shè)備或管道鏡上.每一根光纖從一端到另一端都需要精心布置,這樣才能在另一端得到非常清晰的圖像.由于這種光纖費(fèi)用非常昂貴并且多數(shù)的光纖應(yīng)用場(chǎng)合并不需要得到一個(gè)非常清晰的圖像,所以多數(shù)的玻璃光纖其光纖束是隨意布置的,這種光纖就非常便宜了,當(dāng)然其所得到的圖像也只是一些光.玻璃光纖外部的保護(hù)層通常是柔性的不銹鋼護(hù)套,也有的是PVC或其他柔性塑料材料.有些特殊的光纖可用于特殊的空間或環(huán)境,其檢測(cè)頭做成不同的形狀以適用于不同的檢測(cè)要求.玻璃光纖堅(jiān)固并且性能可靠,可使用在高溫和有化學(xué)成分的環(huán)境中,它可以傳輸可見光和紅外光.常見的問題就是由于經(jīng)常彎曲或彎曲半徑過小而導(dǎo)致玻璃絲折斷,對(duì)于這種應(yīng)用場(chǎng)合,我們推薦使用塑料光纖.塑料光纖塑料光纖由單根的光纖束（典型光束直徑為0.25到1.5mm）構(gòu)成,通常有PVC外皮?它能安裝在狹小的空間并且能彎成很小的角度.多數(shù)的塑料光纖其檢測(cè)頭都做成探針形或帶螺紋的圓柱形,另一端未做加工以方便客戶根據(jù)使用將其剪短.邦納公司的塑料光纖都配有一個(gè)光纖刀.不像玻璃光纖,塑料光纖具有較高的柔性,帶防護(hù)外皮的塑料光纖適于安裝在往復(fù)運(yùn)動(dòng)的機(jī)械結(jié)構(gòu)上.塑料光纖吸收一定波長(zhǎng)的光波,包括紅外光,因而塑料光纖只能傳輸可見光.與玻璃光纖相比,塑料光纖易受高溫,化學(xué)物質(zhì)和溶劑的影響.對(duì)射式和直反式光纖玻璃光纖和塑料光纖既有“單根的”-對(duì)射式,也有“分叉的”-直反式.單根光纖可以將光從發(fā)射器傳輸?shù)綑z測(cè)區(qū)域,或從檢測(cè)區(qū)域傳輸?shù)浇邮掌?分叉式的光纖有兩個(gè)明顯的分支,可分別傳輸發(fā)射光和接收光,使傳感器既可以通過一個(gè)分支將發(fā)射光傳輸?shù)綑z測(cè)區(qū)域,同時(shí)又通過另一個(gè)分支將反射光傳輸回接收器.直反式的玻璃光纖,其檢測(cè)頭處的光纖束是隨意布置的.直反式的塑料光纖,其光纖束是沿光纖長(zhǎng)度方向一根挨一根布置.光纖的特殊應(yīng)用由于光纖受使用環(huán)境影響小并且抗電磁干擾,因而能被用在一些特殊的場(chǎng)合，如:適用于真空環(huán)境下的真空傳導(dǎo)光纖（VFT）和適用于爆炸環(huán)境下的光纖.在這兩個(gè)應(yīng)用中,特制的光纖安裝在特殊的環(huán)境中,經(jīng)一個(gè)法蘭引出來接到外面的傳感器上,光纖和法蘭的尺寸多種多樣?本安型傳感器，如NAMUR型的傳感器，可直接用在特殊或有爆炸性危險(xiǎn)的環(huán)境中.標(biāo)簽：無標(biāo)簽光電傳感器工作原理（紅外線光電傳感器原理）光電傳感器工作原理（紅外線光電傳感器原理）光電傳感器是通過把光強(qiáng)度的變化轉(zhuǎn)換成電信號(hào)的變化來實(shí)現(xiàn)控制的。光電傳感器在一般情況下，有三部分構(gòu)成，它們分為：發(fā)送器、接收器和檢測(cè)電路。發(fā)送器對(duì)準(zhǔn)目標(biāo)發(fā)射光束，發(fā)射的光束一般來源于半導(dǎo)體光源，發(fā)光二極管(LED)、激光二極管及紅外發(fā)射二極管。光束不間斷地發(fā)射，或者改變脈沖寬度。接收器有光電二極管、光電三極管、光電池組成。在接收器的前面，裝有光學(xué)元件如透鏡和光圈等。在其后面是檢測(cè)電路，它能濾出有效信號(hào)和應(yīng)用該信號(hào)。此外，光電開關(guān)的結(jié)構(gòu)元件中還有發(fā)射板和光導(dǎo)纖維。三角反射板是結(jié)構(gòu)牢固的發(fā)射裝置。它由很小的三角錐體反射材料組成，能夠使光束準(zhǔn)確地從反射板中返回，具有實(shí)用意義。它可以在與光軸0到25的范圍改變發(fā)射角，使光束幾乎是從一根發(fā)射線，經(jīng)過反射后，還是從這根反射線返回。分類和工作方式⑴槽型光電傳感器把一個(gè)光發(fā)射器和一個(gè)接收器面對(duì)面地裝在一個(gè)槽的兩側(cè)的是槽形光電。發(fā)光器能發(fā)出紅外光或可見光，在無阻情況下光接收器能收到光。但當(dāng)被檢測(cè)物體從槽中通過時(shí)，光被遮擋，光電開關(guān)便動(dòng)作。輸出一個(gè)開關(guān)控制信號(hào)，切斷或接通負(fù)載電流，從而完成一次控制動(dòng)作。槽形開關(guān)的檢測(cè)距離因?yàn)槭苷w結(jié)構(gòu)的限制一般只有幾厘米。⑵對(duì)射型光電傳感器若把發(fā)光器和收光器分離開，就可使檢測(cè)距離加大。由一個(gè)發(fā)光器和一個(gè)收光器組成的光電開關(guān)就稱為對(duì)射分離式光電開關(guān)，簡(jiǎn)稱對(duì)射式光電開關(guān)。它的檢測(cè)距離可達(dá)幾米乃至幾十米。使用時(shí)把發(fā)光器和收光器分別裝在檢測(cè)物通過路徑的兩側(cè)，檢測(cè)物通過時(shí)阻擋光路，收光器就動(dòng)作輸出一個(gè)開關(guān)控制信號(hào)。⑶反光板型光電開關(guān)把發(fā)光器和收光器裝入同一個(gè)裝置內(nèi)，在它的前方裝一塊反光板，利用反射原理完成光電控制作用的稱為反光板反射式（或反射鏡反射式）光電開關(guān)。正常情況下，發(fā)光器發(fā)出的光被反光板反射回來被收光器收到；一旦光路被檢測(cè)物擋住，收光器收不到光時(shí)，光電開關(guān)就動(dòng)作，輸出一個(gè)開關(guān)控制信號(hào)。⑷擴(kuò)散反射型光電開關(guān)它的檢測(cè)頭里也裝有一個(gè)發(fā)光器和一個(gè)收光器，但前方?jīng)]有反光板。正常情況下發(fā)光器發(fā)出的光收光器是找不到的。當(dāng)檢測(cè)物通過時(shí)擋住了光，并把光部分反射回來，收光器就收到光信號(hào)，輸出一個(gè)開關(guān)信號(hào)標(biāo)簽：生物醫(yī)學(xué)技術(shù)血氧飽和度測(cè)量電路原理生物醫(yī)學(xué)技術(shù)之血氧測(cè)量技術(shù)（4）-血氧飽和度測(cè)量電路原理通過對(duì)脈搏血氧測(cè)量原理的研究，人們已經(jīng)發(fā)現(xiàn)只要測(cè)量出兩種波長(zhǎng)的透射光在一個(gè)完整的脈搏波中光強(qiáng)度的變化量就可以計(jì)算出血氧飽和度。現(xiàn)代的光電和微電子技術(shù)為這種測(cè)量原理的實(shí)現(xiàn)提供了可能。根據(jù)脈搏血氧測(cè)量原理可以設(shè)計(jì)出各種各樣的血氧測(cè)量計(jì)，基本結(jié)構(gòu)框架如下：光電驅(qū)動(dòng)電路七mEDNCHINA.COkl/BLOG/GLLZ^光電驅(qū)動(dòng)電路七邏輯控制部分4血氧測(cè)量計(jì)的基本結(jié)構(gòu)包括兩部分：血氧傳感器器和血氧電路。從理論上來看，血氧傳感器的由簡(jiǎn)單的兩部分組成：光發(fā)射和光接受部分組成。但是在臨床上使用的血氧傳感器除了包括這兩個(gè)核心的器件外，還包括相應(yīng)的機(jī)械部件、信號(hào)傳輸電纜、探頭識(shí)別接口等。這些因素直接影響探頭的可靠性、舒適性。探頭能否在實(shí)際臨床上被可靠的穩(wěn)定的使用很大程度上取決于這些外圍的部件。因此，在工程設(shè)計(jì)是，除了對(duì)傳感器工作原理的分析外，對(duì)傳感器其他部件的分析，尋求一個(gè)合適的解決方案是一項(xiàng)技術(shù)能否實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品化的關(guān)鍵。信號(hào)處理電路對(duì)來自傳感器的信號(hào)進(jìn)行處理，信號(hào)經(jīng)過放大、濾波，得到一定幅度的信號(hào)。這個(gè)信號(hào)送入到A/D轉(zhuǎn)化電路，實(shí)現(xiàn)模擬到數(shù)字量的轉(zhuǎn)化，被數(shù)字化之后的信號(hào)經(jīng)過單片機(jī)按照血氧算法計(jì)算后得到血氧飽和度。在血氧測(cè)量原理我們提到，用兩種特定的波長(zhǎng)就可以實(shí)現(xiàn)脈搏血氧飽和度的測(cè)量。這兩種光的波長(zhǎng)是660nm和940nm。通過對(duì)人體生理波形的分析可以知道，人體的脈搏次數(shù)在30~250次/分鐘，對(duì)應(yīng)的頻率是0.5?4.1HZ,。采樣定理指出：對(duì)于一個(gè)具有有限頻譜的連續(xù)信號(hào)進(jìn)行采樣，當(dāng)采樣頻率大于信號(hào)頻率的兩倍是，有采樣后得到的輸出函數(shù)能無失真的恢復(fù)到原來的信號(hào)。在實(shí)際上，我們?nèi)∶讟宇l率為120HZ，可以保證信號(hào)的無失真。即使是120HZ,對(duì)單片機(jī)控制電路來講，頻率也是比較低的，因此對(duì)與紅光和紅外光的采樣采用分時(shí)采樣的方法，即對(duì)紅光和紅外光的采樣在不同時(shí)刻，但是這兩個(gè)信號(hào)的采樣時(shí)刻非常的接近。此外，考慮到減少傳感器電纜線的芯線數(shù)量，降低成本和增強(qiáng)電纜的可靠性，因此在設(shè)計(jì)紅光和紅外光的連接方式式采用的紅光和紅外光反向并聯(lián)的方式。連接方式如下圖：傳感器采用發(fā)光二極管LED作為光源，以光電二極管作為光檢測(cè)器件。在前面的討論中我們提到采用660nm和940nm波長(zhǎng)的LED時(shí)