探究自動控制中光電傳感器的應(yīng)用

王永慶

通化鋼鐵集團板石礦業(yè)有限責(zé)任公司 吉林白山 134300

光電傳感器的應(yīng)用領(lǐng)域廣，使用率高，在科學(xué)事業(yè)中發(fā)揮著不可或缺的作用，相對比其他檢測方法，光電傳感器應(yīng)用于自動控制中具有結(jié)構(gòu)簡單且高精度的特點，另外伴隨社會的進步科學(xué)的發(fā)展，光電傳感器的品種也是越來越多，放眼未來，各個領(lǐng)域中光電傳感器的應(yīng)用還會隨之開發(fā)，前景非常廣闊。

1 光電傳感器的概述、原理及優(yōu)勢

1.1 概述

光電式傳感器是以光電器件作為轉(zhuǎn)換元件的傳感器。它可用于檢測直接引起光量變化的非電物理量，如光強、光照度、輻射測溫、氣體成分分析等；也可用來檢測能轉(zhuǎn)換成光量變化的其他非電量，如零件直徑、表面粗糙度、應(yīng)變、位移、振動、速度、加速度，以及物體的形狀、工作狀態(tài)的識別等。

1.2 原理

光電傳感器主要是由發(fā)射器單元、接收器單元以及檢測電路單元組成，信息技術(shù)時代的今天，在自動控制技術(shù)中應(yīng)用范圍頗廣的傳感器有著巨大作用，在工作實際中，光電傳感器的應(yīng)用是最為廣泛的，其利用光電器件，可以有效將光信號轉(zhuǎn)換為電信號，對數(shù)據(jù)和信息的傳遞進行優(yōu)化，是其更好的傳遞。

1.3 優(yōu)勢

（1）應(yīng)用范圍廣。相比較其他傳感器，光電傳感器對形狀結(jié)構(gòu)復(fù)雜的物體也可以進行很好的檢測，制約因素較少，工作范圍更加廣泛，需要被檢測的物體只要滿足阻擋或反射光束的條件，就可以滿足檢測的要求，進行檢測。包括木材、玻璃、陶瓷、塑料等等，都可以被很好的檢測出來。

（2）分辨率高。光電傳感器因其采用高端設(shè)計的技術(shù)，在對有關(guān)數(shù)據(jù)處理時可以達到綜合性和集中性處理的優(yōu)勢，也就是說，光電傳感器在檢測時，檢測光束集中在范圍較小的區(qū)域，能加集中，那么對檢測的實際精度也有提高，那么檢測的實際分辨率是相對較高的，可以全面優(yōu)化檢查的整體效果。

（3）無距離限制。光電傳感器相對其他傳感器，可以更好的對長距離進行檢測，比如磁檢測和超聲波檢測的檢測距離較長，可以用光電傳感器來很好的進行測量。

2 自動控制中光電傳感器的應(yīng)用

2.1 煙塵濁度監(jiān)測儀

隨著環(huán)境的嚴峻化，我國出臺了環(huán)保要求的政策，那么在礦山生產(chǎn)中，煙塵污染的防治工作也是極為重要的。要想消除煙塵帶來的污染首要任務(wù)是了解煙塵排放量，那么對煙塵源進行檢測是必要工作，光電傳感器的應(yīng)用可以是其達到自動顯示和超標報警。煙道里的煙塵濁度是用通過光在煙道里傳輸過程中的變化大小來檢測的。如果煙道濁度增加，光源發(fā)出的光被煙塵顆粒的吸收和折射增加，到達光檢測器的光減少，因而光檢測器輸出信號的強弱便可反映煙道濁度的變化。

2.2 電光轉(zhuǎn)速傳感器

光電轉(zhuǎn)換器是在目標速度軸上設(shè)置帶有小孔設(shè)置的特殊調(diào)速盤，然后將白熾燈配置上旋轉(zhuǎn)盤的另外一側(cè)，那么白熾燈的光纖就可以通過孔洞向另一側(cè)光敏二極管位置傳送。紅外光發(fā)光二極管和高靈敏度光電晶體管之間有物體存在，那么傳感器就會輸出低電平產(chǎn)生脈沖。在光電池傳感器接收器的后部安裝電機，將邊緣設(shè)計圓孔的旋轉(zhuǎn)盤安裝在電機軸上，圓孔中心放置檢測到的物體，在旋轉(zhuǎn)狀態(tài)的轉(zhuǎn)盤上傳感器會產(chǎn)生刪除脈沖進而算出輪子速度。

2.3 光電色質(zhì)檢

在初始階段中光電色質(zhì)檢測主要是應(yīng)用于分離以及谷物加工。不同的材料材質(zhì)，其光學(xué)特性有著區(qū)別，那么結(jié)合材料特性和光電技術(shù)，運用選色機可以將不同顏料的粒狀材料進行分離，然后結(jié)合材料的類型，可分為雜糧色分選機、大米色分選機以及茶葉色分選機，不同顏色產(chǎn)生的電壓差來進行甄別，有效對已經(jīng)包裝好的產(chǎn)品進行檢測和處理。

2.4 自動傳感門

在門的互射范圍內(nèi)，分別在同一高度且方向并齊的位置安裝發(fā)射器和接收器。安裝后，傳感器可以檢測出光軸上大于25mm不透明的物體。比如，在地鐵的安全門和地鐵的車廂車體上安裝自動傳感門，一旦發(fā)生乘客或者乘客物品在屏蔽門的空隙中被夾到，那么紅外光纖則會被擋住，傳感器就會檢測到障礙物并顯示出來，即刻將發(fā)出警報聲或警報信號傳遞給列車管理員以及列車司機。為了避免傳感器誤報行為，需要減少傳感器間的干擾，主要是調(diào)整傳感門中同一類型的發(fā)射器和接收器的頻率，頻率保持一致，可以很好的避免干擾。另外需要注意的是，外部光可以直接干擾到傳感器，外部灰塵也會影響傳感器透鏡功能，需要在接受裝置的透鏡前面加上較長的套筒進行保護，可以有效的減少傳感器誤判的發(fā)生。

2.5 光電傳感器應(yīng)用于自動抄表系統(tǒng)

隨著微電子技術(shù)、傳感器技術(shù)、計算機技術(shù)及現(xiàn)代通訊技術(shù)的發(fā)展，可以利用光電傳感器來研制自動抄表系統(tǒng)。電能表的鋁盤受電渦流和磁場的作用下產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩驅(qū)動而旋轉(zhuǎn)。采用光電傳感器則可將鋁盤的轉(zhuǎn)數(shù)轉(zhuǎn)換成脈沖數(shù)。如：在旋轉(zhuǎn)的光亮的鋁盤上局部涂黑，再配以反射式光電發(fā)射接收對管，則當(dāng)鋁盤旋轉(zhuǎn)時，在局部涂黑處便產(chǎn)生脈沖，并可將鋁盤的轉(zhuǎn)數(shù)采樣轉(zhuǎn)換為相應(yīng)的脈沖數(shù)，并經(jīng)光電耦合隔離電路，送至CPU的T0端口進行計數(shù)處理。采用光電耦合隔離器可有效地防止干擾信號進入微機。再結(jié)合其它傳輸方式便可以形成自動抄表系統(tǒng)。

3 結(jié)語

光電傳感器是傳感器進化的一種，在自動化控制、自動化生產(chǎn)中都有著巨大的價值，可以有效的提高控制效率和工業(yè)生產(chǎn)效率。應(yīng)用范圍廣、反應(yīng)精準且反應(yīng)速度更、非接觸性都是光電傳感器的應(yīng)用優(yōu)勢，另外傳感器的結(jié)構(gòu)較為簡單，有靈活、多樣的表現(xiàn)形式，體積也較小，更是頗受工作中的垂青。希望對其整體技術(shù)的不斷完善和精進，在未來，光電傳感器的前景一定更加廣闊。