應(yīng)用舉例光電傳感器講義資料

8.6光電傳感器的應(yīng)用舉例由于光電測量方法靈活多樣，可測參數(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，加之激光光源、光柵、光學(xué)碼盤、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。1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。235測速也可以采用反射式：只要用白紙畫上黑道的圓紙貼在旋轉(zhuǎn)體上即可。其測量電路與透射式相同6例2：光電液位檢測在液體未升到發(fā)光二極管及光電三極管平面時，紅外發(fā)光二極管發(fā)出的紅外線不會被光電三極管接收；當(dāng)液位上升到發(fā)光二極管及光電三極管平面時，出于液體的折射，光電三極管接收到紅外信號由此獲得液位信號。7例3：感煙傳感器(火災(zāi)報警器的一部分)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)。在無煙狀態(tài)時，光電三極管接收不到紅外線；當(dāng)發(fā)生火災(zāi)時，產(chǎn)生大量煙霧，煙霧粒子進(jìn)入感煙傳感器時，由于紅外線受煙霧粒于折射作用，光電三極管接收到紅外線，給出煙霧報警信號。8例4：光電開關(guān)的應(yīng)用下圖為檢測生產(chǎn)流水線上瓶蓋及商標(biāo)的實例。除記數(shù)外，還可進(jìn)行位置檢測(如裝配體有沒有到位)、質(zhì)量檢查(如瓶蓋是否壓上，標(biāo)簽是否漏貼等)。9下圖為為自動切斷控制的實例?？梢愿鶕?jù)被測物的特定標(biāo)記進(jìn)行自動控制(如根據(jù)特定的標(biāo)記檢測后進(jìn)行自動切斷、封口等)。光電開關(guān)主要用于自動包裝機、自動灌裝機、自動封裝機、自動或半自動裝配流水線等自動化機械裝置。10例5：防盜報警電路將光電斷路器安裝于抽屜的背后，并設(shè)一電源開關(guān)于隱蔽的地方，當(dāng)需要防盜時將開關(guān)合上。平時由于擋板插入槽口，光電三極管僅有暗電流，BG不導(dǎo)通，繼電器J不吸合。當(dāng)小偷撬開抽屜時，一拉開抽屜則擋板離開槽口，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)出報警信號。11這種裝置同樣可以安裝在門窗上起防盜報警作用。12例6：自動照明燈D1為觸發(fā)二極管，觸發(fā)電壓約30v左右。在白天時，光敏電阻的阻值低，其分壓低于30v(A點)，觸發(fā)二極管截止，雙向可控硅無觸發(fā)電流，T1、T2之間呈斷開狀態(tài)；天暗后，光敏電阻阻值增加，A點電壓大于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。13正常強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，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。14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，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。15例8：路燈自動控制器220VCJD-10路燈8V

C1200u

C2200u

R1470k

R2200kR310kR457k

R54.3kR625k

R710k

R8280k

J

C3100u

BG1BG2

BG3

BG42CR天黑：BG1導(dǎo)通，J動作，路燈亮；天亮：光電池電動勢，BG1截止J釋放，路燈滅。16例9：太陽能電池電源系統(tǒng)調(diào)節(jié)控制器太陽電池方陣直流負(fù)載逆變器交流負(fù)載發(fā)電裝置：單體太陽能電池——太陽電池組件——陣列調(diào)節(jié)控制器：充放電自動控制阻塞二極管：避免蓄電池對太陽電池放電17例10：光電管在電影放映機上的應(yīng)用

影片聲音重放過程錄制：聲音-機械振動-通過光束寬度變換-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-光線強弱變化-光電流變化18例11：注油液位控制裝置19例12：測量心率脈搏跳動-生物組織血液量變化-傳輸光的性能變化變化速率-心率手指光反射強度變化的測量20例13：條形碼掃描筆21例14：紅外線警戒報警器電源光源濾光片紅外線凸透鏡紅外接收器報警系統(tǒng)聲光報警VD12CURP110kVT13AX31R251kR1R310kVT2VD22CP10K2KS9VK1+V有人遮擋：報警22例15：大米分選機大米及雜質(zhì)在光照下，發(fā)出不同光信號23例16：可逆計數(shù)器運動方向出入場人數(shù)統(tǒng)計24邏輯關(guān)系各點波形25例17：吸收式煙塵濁度檢測儀白熾平行光源光檢測放大顯示報警器刻度校正26例18：工件表面粗糙度及尺寸測量27門窗防盜控制自動扶梯自動啟停其他應(yīng)用——對射式光電開關(guān)汽車通過檢測汽車噴涂控制28鑒別不同高度物體高度判別缺件剔除料位控制對射式光電開關(guān)29圍墻監(jiān)護(hù)警戒遠(yuǎn)距對射式光電開關(guān)庫房衛(wèi)士安全警戒30擴散反射式光電開關(guān)料位控制煙霧報警帶材對中控制缺料檢測31斜度檢測擴散反射式光電開關(guān)裂縫檢測鏡面反射式光電開關(guān)透明玻璃瓶檢測長度控制32限距式光電開關(guān)產(chǎn)品計數(shù)液位檢測氣流量監(jiān)測檢測有無蓋33限距式光電開關(guān)料徑控制行程控制轉(zhuǎn)速監(jiān)測超速或滯速判別34槽型光電開關(guān)起重機位置控制定長剪切脈沖發(fā)生器35光電開關(guān)式標(biāo)志傳感器透明薄膜上標(biāo)志檢測電度表轉(zhuǎn)速檢測儀表指針位置檢測標(biāo)志檢測36光幕傳感器自動裝配機的侵入檢測機器人工作區(qū)安全檢測車庫門車輛通過檢測上料機和卸料機的侵入檢測37貼片機的侵入檢測光幕傳感器38固態(tài)圖象傳感器的應(yīng)用：用CCD線陣型攝象機作流水線零件尺寸在線檢測。圖3.117CCD線陣攝象機作二維零件尺寸在線檢測39采用攝像機利用三角法測量物體位置。圖3.118三角法原理測量物體位移及輪廓40用三角法測量工件輪廓。圖3.119三角法三維輪廓尺寸測量41采用面陣式CCD攝象機利用投影法測量物體三維表面形貌。圖3.120投影法測量物體三維形貌42用莫爾條紋法來測量物體的三維形貌。圖3.121莫爾條紋法測量物體的三維形貌43圖3.122莫爾條紋結(jié)構(gòu)例44單CCD攝像機是指攝像機里只有一片CCD并用其進(jìn)行亮度信號以及彩色信號的光電轉(zhuǎn)換，其中色度信號是用CCD上的一些特定的彩色遮罩裝置并結(jié)合后面的電路完成的。由于一片CCD同時完成亮度信號和色度信號的轉(zhuǎn)換，因此難免兩全，使得拍攝出來的圖像在彩色還原上達(dá)不到專業(yè)水平很的要求。為了解決這個問題，便出現(xiàn)了３ＣＣＤ攝像機。3CCD，顧名思義，就是一臺攝像機使用了3片CCD。

45我們知道，光線如果通過一種特殊的棱鏡后，會被分為紅，綠，藍(lán)三種顏色，而這三種顏色就是我們電視使用的三基色，通過這三基色，就可以產(chǎn)生包括亮度信號在內(nèi)的所有電視信號。如果分別用一片CCD接受每一種顏色并轉(zhuǎn)換為電信號，然后經(jīng)過電路處理后產(chǎn)生圖像信號，這