光電傳感器在自動(dòng)控制中的運(yùn)用及技術(shù)分析

紀(jì)小明

摘 要：二十一世紀(jì)以來，我國(guó)的國(guó)民經(jīng)濟(jì)得到了穩(wěn)步提升，各行各業(yè)都取得了進(jìn)步。在科學(xué)發(fā)展中，傳感器作為一種轉(zhuǎn)化形式得到了迅速的發(fā)展，尤其是光電傳感器，借助光和電器元件進(jìn)行轉(zhuǎn)化，由電路，發(fā)射器和接收器三部分組成。文章針對(duì)光電傳感器的種類，優(yōu)勢(shì)和具體應(yīng)用三個(gè)方面進(jìn)行分析和探究，希望對(duì)同行業(yè)有所裨益。

關(guān)鍵詞：光電傳感器；自動(dòng)控制；技術(shù)

1 光電傳感器的種類

1.1 對(duì)射式

對(duì)射式傳感器是指分開放置傳感器與發(fā)射器，待發(fā)射器打開并發(fā)出紅外光以后，通常會(huì)經(jīng)過一段距離的傳輸，最后才能抵達(dá)接收器的所在位置，同時(shí)和接收器形成一個(gè)通路，當(dāng)設(shè)定的檢測(cè)對(duì)象經(jīng)過對(duì)射式光源傳感器的時(shí)候，檢測(cè)物體就會(huì)被光路所阻擋，接收器會(huì)馬上做出反應(yīng)，同時(shí)輸出一個(gè)開關(guān)的控制信號(hào)，通常情況下，經(jīng)過發(fā)射器發(fā)出的光束，只能跨越感應(yīng)距離一次，所以在使用環(huán)境中如粉塵污染較為嚴(yán)重的情況下，或者是室外應(yīng)用對(duì)射式光電傳感器都比較適合。

1.2 漫反射式

漫反射式的檢測(cè)頭內(nèi)部，也含有發(fā)射器及接收器，但其中并沒裝置反光板，通常情況接收器是不能夠接受到發(fā)射器發(fā)出的光，當(dāng)設(shè)定的檢測(cè)對(duì)象經(jīng)過漫反射式光源傳感器的時(shí)候，其光線就被檢測(cè)對(duì)象所遮擋，同時(shí)檢測(cè)對(duì)象會(huì)將光線折射回去，這時(shí)接收器就能夠接收到光信號(hào)，同時(shí)輸出一個(gè)開關(guān)的控制信號(hào)，這種光電傳感器基本上都使用在自動(dòng)沖水系統(tǒng)里。

1.3 反射式

在同一個(gè)接頭裝置的內(nèi)部中，裝置發(fā)射器、反光板以及接受器，在發(fā)射原理的作用下，發(fā)射器發(fā)出的光電會(huì)反射到接收器中，此種廣電控制就是光電板反射式的光電開關(guān)。一般狀態(tài)下，發(fā)射器會(huì)將所發(fā)射的光都是由反光板進(jìn)行反折射回去，這種情況是接收器可以接收到的，當(dāng)被檢測(cè)的物體被遮擋，那么接收器就不能接收到光路，開關(guān)就會(huì)起作用。

1.4 槽型傳感器

這種傳感器通常情況下也被稱作是U型光電開關(guān)，在其兩側(cè)裝有發(fā)射器和接收器，讓兩個(gè)儀器在平面上形成一個(gè)光軸，當(dāng)需要檢測(cè)的物體經(jīng)過U型傳感器時(shí)，光軸會(huì)被傳感器隔斷，此時(shí)，設(shè)置好的光電開關(guān)就會(huì)發(fā)生反應(yīng)，同時(shí)對(duì)開關(guān)量信號(hào)進(jìn)行輸出。這種光電開關(guān)的安全系數(shù)和穩(wěn)定性較之其他都很高，所以，在透明物體和半透明物體的檢測(cè)中經(jīng)常會(huì)使用。

1.5 光線式

光線式的光電傳感器實(shí)質(zhì)上就是用光纖將光源處的光連接到監(jiān)測(cè)點(diǎn)，連接過去的光會(huì)和檢測(cè)的物體產(chǎn)生作用，對(duì)光的光學(xué)性質(zhì)進(jìn)行改變，讓檢測(cè)物體都能檢測(cè)到該位置的光源信號(hào)，從而演變成了光線式光電開關(guān)。

2 光電傳感器的優(yōu)勢(shì)

2.1 檢測(cè)距離較一般傳感器長(zhǎng)

相對(duì)于其他的檢測(cè)手段，光電傳感器的檢測(cè)距離相對(duì)大一些，如對(duì)射型保留大于十米的檢測(cè)距離，可以實(shí)現(xiàn)一般傳感器都不能達(dá)到的檢測(cè)距離。

2.2 種類較多

光電傳感器對(duì)待檢測(cè)物體的限制相對(duì)較少，其檢測(cè)原理是利用待測(cè)物體的反光或者遮擋進(jìn)行檢測(cè)，所以待測(cè)物不局限于金屬，所有可以進(jìn)行光的反射的物體都可以被檢測(cè)，比如玻璃，木材。液體或者塑料，幾乎涵蓋了所有物體。

2.3 檢測(cè)時(shí)間短

光電傳感器在檢測(cè)的過程中，都是由電子原件進(jìn)行檢測(cè)，沒有機(jī)械性的工作時(shí)間，光電的速度非?？?，所以檢測(cè)響應(yīng)的時(shí)間就非常短。

2.4 分辨率高

可以通過高級(jí)設(shè)計(jì)技術(shù)，讓光束集中在一個(gè)小區(qū)域，或者一個(gè)光點(diǎn)，通過構(gòu)成特殊受光的一種光學(xué)系統(tǒng)來實(shí)現(xiàn)高分辨率，在進(jìn)行微笑無(wú)題的檢測(cè)時(shí)，可以減少誤差，精確檢測(cè)位置。

2.5 非機(jī)械性接觸

對(duì)物體進(jìn)行檢測(cè)時(shí)，傳統(tǒng)的檢測(cè)方式可能要接觸被測(cè)物，對(duì)檢測(cè)結(jié)果的精確度造成影響，但是光電檢測(cè)不會(huì)接觸被測(cè)物，從而保證被測(cè)物在檢測(cè)的過程中完好無(wú)損，延長(zhǎng)使用壽命。

2.6 進(jìn)行顏色的判別

不同顏色的光的反射率和吸收率是不同的，利用光電傳感器進(jìn)行檢測(cè)時(shí)，可以通過檢測(cè)物的反射率和吸收率來計(jì)算出物體的顏色，可以判定顏色是否合格和顏色的差異。

2.7 便于調(diào)整

在對(duì)可視光的投射過程中，進(jìn)行投光的光束是可視光，可以方便工作人員對(duì)被測(cè)物體進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼{(diào)整，保證檢測(cè)結(jié)果的精準(zhǔn)。

3 光電傳感器在自動(dòng)控制中的具體應(yīng)用

3.1 自動(dòng)印刷

在印刷的過程中使用反射式的光電傳感器進(jìn)行開關(guān)的設(shè)置，可以對(duì)印刷機(jī)的斷紙工作，在印刷時(shí)，紙帶處于正常工作的狀態(tài)，反射式傳感器就可以將反射回來的光檢測(cè)到，通過信號(hào)判別是否有紙帶的不正?；蚴怯袛嗉埖那闆r發(fā)生。若是反射器接收不到發(fā)射的信號(hào)，那么可能紙帶的情況不正常，這時(shí)工作人員就可以采取相應(yīng)的措施，將印刷裝置離壓，機(jī)器停止工作。使用光電傳感器還可以對(duì)單張紙進(jìn)行檢測(cè)，使用透射式的方式，檢測(cè)在印刷的過程中，紙張的厚薄對(duì)光的通透是有一定影響的，在紙張通過光電傳感器時(shí)，電路保持在通路的狀態(tài)中，在后續(xù)經(jīng)過互鎖，離壓和離水等工序，印刷機(jī)會(huì)逐漸降低運(yùn)轉(zhuǎn)速度，完成單張紙的膠印工作。

3.2 光電色質(zhì)的檢測(cè)

在對(duì)光電色質(zhì)進(jìn)行檢測(cè)時(shí)，最開始的應(yīng)用是分選方面，或者是糧食加工方面，例如在進(jìn)行糧食的分選時(shí)，根據(jù)顏色進(jìn)行分類就要使用到光電傳感器。在被測(cè)物中，不同的材質(zhì)有著不同的光學(xué)特性，光電技術(shù)就是根據(jù)這些差異性進(jìn)行工作，將顆粒物中不同顏色的糧食進(jìn)行分類處理，機(jī)器種類有大米色選機(jī)或是雜糧色選機(jī)等。進(jìn)行產(chǎn)品的包裝之前，可以先應(yīng)用色選機(jī)對(duì)糧食進(jìn)行檢測(cè)，當(dāng)發(fā)現(xiàn)被測(cè)物的顏色有差異時(shí)，就會(huì)接通電源，使用壓縮空氣將顏色有差異的物品分離。

3.3 光電轉(zhuǎn)速傳感器

在檢測(cè)之前，我們可以在待檢測(cè)的轉(zhuǎn)軸上安裝一個(gè)轉(zhuǎn)速調(diào)制盤，在盤上打一個(gè)小孔，這時(shí)，白熾燈的光在轉(zhuǎn)速盤的另一面產(chǎn)生了恒定光，當(dāng)轉(zhuǎn)速達(dá)到檢測(cè)要求的時(shí)候，這些恒定光就會(huì)達(dá)到光敏二極管，形成光電轉(zhuǎn)換器。此時(shí)，這些光和發(fā)光二極管之間若是存在遮擋，光電傳感器就會(huì)進(jìn)行低電平輸出，也就是一個(gè)脈沖。若是在光電傳感器的尾部加一個(gè)電動(dòng)機(jī)，在尾部裝置一個(gè)多孔的電動(dòng)轉(zhuǎn)盤，在轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)動(dòng)的過程中就會(huì)形成很多的脈沖，將這些數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算，就會(huì)得到轉(zhuǎn)速。

3.4 自動(dòng)門的傳感設(shè)置

將光電傳感器在地鐵或電梯的自動(dòng)門中加以運(yùn)用。分別將發(fā)射器和接收器裝置在對(duì)射距離內(nèi)，調(diào)整好高度和位置，對(duì)光軸上的直徑大于三十毫米的不透明物體進(jìn)行檢測(cè)，當(dāng)乘客或是大件物品遮擋住了光線，接收器就接收不到信號(hào)，將物體判定為障礙，同時(shí)門不會(huì)關(guān)閉并發(fā)出信號(hào)。在設(shè)置的過程中，將不同組別的傳感器發(fā)射信號(hào)調(diào)制不同的頻率，以免相互影響。

4 結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，對(duì)光電傳感器的種類進(jìn)行了介紹，后文分析了光電傳感器的主要優(yōu)勢(shì)和應(yīng)用范圍，對(duì)光電傳感器在自動(dòng)控制方面的應(yīng)用進(jìn)行了舉例介紹。信息時(shí)代的背景下，光電傳感器已經(jīng)成為了自然和生產(chǎn)中不可或缺的一項(xiàng)技術(shù)手段，推動(dòng)了我國(guó)的科技發(fā)展，為我國(guó)的科技事業(yè)發(fā)揮了重要的作用。相對(duì)其他檢測(cè)方式，光電傳感器在自動(dòng)控制中精度高，形式多樣，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，相信在全行業(yè)的共同努力下，光電傳感器會(huì)愈發(fā)先進(jìn)，使用范圍也愈發(fā)廣泛。

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