第十章光電傳感器（下）

第四節(jié)光電開關(guān)及光電斷續(xù)器

從原理上講，光電開關(guān)及光電斷續(xù)器沒有太大的差別，都是由紅外線放射元件與光敏接收元件組成，只是光電斷續(xù)器是整體結(jié)構(gòu)，其檢測(cè)距離只有幾毫米至幾十毫米，而光電開關(guān)的檢測(cè)距離可達(dá)幾米至幾十米。3/4/20231一、光電開關(guān)的結(jié)構(gòu)和分類

光電開關(guān)可分為遮斷型和反射型兩大類。遮斷型光電開關(guān)的放射器和接收器相對(duì)安放，軸線嚴(yán)格對(duì)準(zhǔn)。當(dāng)有物體在兩者中間通過時(shí)，紅外光束被遮斷，接收器接收不到紅外線而產(chǎn)生一個(gè)負(fù)脈沖信號(hào)。遮斷型光電開關(guān)的檢測(cè)距離一般可達(dá)十幾米，對(duì)全部能遮斷光線的物體均可檢測(cè)。3/4/20232

光電開關(guān)外形3/4/20233遮斷型光電開關(guān)示意圖遮斷報(bào)警3/4/20234遮斷式光電開關(guān)原理ObjectReceiver遮斷式光電開關(guān)由相互分別且相對(duì)安裝的光放射器和光接受器組成。當(dāng)被檢測(cè)物體位于放射器和接受器之間時(shí)，光線被阻斷，接受器接受不到紅外線而產(chǎn)生開關(guān)信號(hào)。被檢測(cè)物體光放射器光接收器3/4/20235光電開關(guān)在流水線上的應(yīng)用送料器定區(qū)域式光電開關(guān)咖啡罐流水線運(yùn)行方向罐裝高度檢測(cè)儲(chǔ)料倉(cāng)落料口遮斷式光電開關(guān)（計(jì)數(shù)）3/4/20236光幕兩個(gè)柱形結(jié)構(gòu)相對(duì)而立，每隔數(shù)十毫米安裝一對(duì)發(fā)光二極管和光敏接收管，形成光幕，當(dāng)有物體遮攔住光線時(shí)，傳感器發(fā)出報(bào)警信號(hào)。接收器3/4/20237光幕應(yīng)用當(dāng)有物體遮攔住光線時(shí)，傳感器發(fā)出報(bào)警信號(hào)，起愛護(hù)、預(yù)警等作用。光線被遮斷（報(bào)警）3/4/20238光幕應(yīng)用（續(xù)）產(chǎn)品高度測(cè)量3/4/20239光幕應(yīng)用（續(xù)）

三維尺寸檢測(cè)寬度測(cè)量長(zhǎng)度測(cè)量高度測(cè)量3/4/202310光幕應(yīng)用（續(xù)）木材外形截面積檢測(cè)3/4/202311光幕應(yīng)用（續(xù)）糾偏光幕可檢測(cè)出帶材在卷曲過程中的偏移，經(jīng)控制器和執(zhí)行機(jī)構(gòu)使帶材向正確的方向運(yùn)動(dòng)（糾偏）。3/4/202312光幕應(yīng)用（續(xù)）光幕用于自動(dòng)收費(fèi)系統(tǒng)的車輛檢測(cè)3/4/202313光幕應(yīng)用（續(xù)）鍛壓機(jī)床的平安區(qū)域設(shè)置及入侵報(bào)警3/4/202314光幕應(yīng)用（續(xù)）平安區(qū)示警3/4/202315反射型光電開關(guān)反射型光電開關(guān)分為兩種狀況：反射鏡反射型及被測(cè)物漫反射型（簡(jiǎn)稱散射型）。反射鏡反射型光電開關(guān)接受較為便利的單側(cè)安裝方式，但須要調(diào)整反射鏡的角度以取得最佳的反射效果。反射鏡通常運(yùn)用三角棱鏡，它對(duì)安裝角度的變更不太敏感，有的還接受偏光鏡，它能將光源發(fā)出的光轉(zhuǎn)變成偏振光（波動(dòng)方向嚴(yán)格一樣的光）反射回去，提高抗干擾實(shí)力。3/4/202316定區(qū)域反射式光電開關(guān)原理定區(qū)域式光電開關(guān)有一個(gè)特別確定的檢測(cè)區(qū)域，不經(jīng)過該區(qū)域的被測(cè)物體不會(huì)引起光電開關(guān)產(chǎn)生開關(guān)信號(hào)。檢測(cè)距離檢測(cè)距離3/4/202317反射型光電開關(guān)及反射鏡外形三角反射鏡集放射、接收器于一身3/4/202318反射鏡反射型光電開關(guān)工作原理反射鏡反射型光電開關(guān)集光放射器和光接受器于一體，與反射鏡相對(duì)安裝協(xié)作運(yùn)用。反射鏡運(yùn)用偏光三角棱鏡，能將放射器發(fā)出的光轉(zhuǎn)變成偏振光反射回去，光接收器表面覆蓋一層偏光透鏡，只能接受反射鏡反射回來的偏振光。反射板反射鏡被測(cè)物體偏振光放射光3/4/202319調(diào)制型光電開關(guān)原理光電開關(guān)的LED多接受中頻（40kHz左右）窄脈沖電流驅(qū)動(dòng)，從而放射40kHz調(diào)制光脈沖。相應(yīng)地，接收光電元件的輸出信號(hào)經(jīng)40kHz選頻溝通放大器及專用的解調(diào)芯片處理，可以有效地防止太陽(yáng)光、日光燈的干擾，又可減小放射LED的功耗。3/4/202320被測(cè)物漫反射型光電開關(guān)原理漫反射光線反射光線被檢測(cè)物體光放射器和光接受器放射光線漫反射型光電開關(guān)集光放射器和光接受器于一體。當(dāng)被測(cè)物體經(jīng)過該光電開關(guān)時(shí)，放射器發(fā)出的光線經(jīng)被測(cè)物體表面反射由接受器接受，于是產(chǎn)生開關(guān)信號(hào)。額定距離3/4/202321漫反射型光電開關(guān)的應(yīng)用請(qǐng)思索如何將光電開關(guān)用于衛(wèi)生間的自動(dòng)沖水設(shè)備3/4/202322反射型光電開關(guān)外形電源指示信號(hào)指示3/4/202323反射型光電開關(guān)外形（續(xù)）靈敏度調(diào)整電位器3/4/202324智能化自學(xué)習(xí)型光電開關(guān)常規(guī)反射型光電開關(guān)的動(dòng)作距離是不變的（與型號(hào)有關(guān)），當(dāng)檢測(cè)流水線上的漫反射物體時(shí)，必需調(diào)整安裝距離，特別不便利。自學(xué)習(xí)型光電開關(guān)上設(shè)置了一只閾值開關(guān)，當(dāng)流水線上的被檢測(cè)物體到達(dá)光電開關(guān)面前時(shí)，按下閾值開關(guān)數(shù)秒，待“學(xué)習(xí)”指示燈閃亮停止后，內(nèi)部的微處理器就記住了兩者之間的距離，就能在確定的允許范圍內(nèi)，牢靠地對(duì)之后來到的被檢測(cè)物體作出反應(yīng)。當(dāng)流水線上的被檢測(cè)品種變更時(shí)，只需再次“學(xué)習(xí)”，而不必調(diào)整機(jī)械安裝螺絲。3/4/202325智能化光電開關(guān)的自學(xué)習(xí)過程示意圖閾值開關(guān)學(xué)習(xí)指示燈設(shè)定距離安裝距離3/4/202326表面反射率對(duì)于漫反射式光電開關(guān)發(fā)出的光線須要被檢測(cè)物表面將足夠的光線反射回接收器，所以檢測(cè)距離和被檢測(cè)物體的表面反射率及粗糙程度將確定接收器接收到光線強(qiáng)度，被檢測(cè)物體的表面還應(yīng)盡量垂直于光電開關(guān)的放射光線。3/4/202327光電開關(guān)應(yīng)用（續(xù)）透亮度測(cè)量、限制質(zhì)量檢測(cè)3/4/202328光電開關(guān)應(yīng)用（續(xù)）加工限制3/4/202329光電開關(guān)應(yīng)用（續(xù)）機(jī)械手定位3/4/202330光電開關(guān)應(yīng)用（續(xù)）商標(biāo)方向檢測(cè)3/4/202331二、光電斷續(xù)器光電斷續(xù)器可分為遮斷型和反射型兩種。遮斷型光電斷續(xù)器也稱為槽式光電開關(guān)，通常是標(biāo)準(zhǔn)的U字型結(jié)構(gòu)。其放射器和接收器做在體積很小的同一塑料殼體中，分別位于U型槽的兩邊，并形成一光軸，兩者能牢靠地對(duì)準(zhǔn)，為安裝和運(yùn)用供應(yīng)了便利。當(dāng)被檢測(cè)物體經(jīng)過U型槽且阻斷光軸時(shí)，光電開關(guān)就產(chǎn)生表示檢測(cè)到的開關(guān)量信號(hào)。槽式光電開關(guān)比較牢靠，較適合高速檢測(cè)。3/4/202332反射式光電斷續(xù)器光電斷續(xù)器是較便宜、簡(jiǎn)潔、牢靠的光電器件。它廣泛應(yīng)用于自動(dòng)限制系統(tǒng)、生產(chǎn)流水線、機(jī)電一體化設(shè)備、辦公設(shè)備和家用電器中。光電斷續(xù)器的發(fā)光二極管可以干脆用直流電驅(qū)動(dòng)，亦可用40kHz尖脈沖電流驅(qū)動(dòng)；紅外LED的正向壓降約為1.1~1.3V，驅(qū)動(dòng)電流限制在20mA以內(nèi)。3/4/202333光電斷續(xù)器外形3/4/202334光電斷續(xù)器外形（續(xù)）紅色光柱3/4/202335

齒盤每轉(zhuǎn)過一個(gè)齒，光電斷續(xù)器就輸出一個(gè)脈沖。通過脈沖頻率的測(cè)量或脈沖計(jì)數(shù)，即可獲得齒盤轉(zhuǎn)速和角位移。光電斷續(xù)器的應(yīng)用請(qǐng)寫出轉(zhuǎn)速與頻率的關(guān)系式n=？n3/4/202