12023/7/5一、光電開關(guān)的結(jié)構(gòu)和分類

光電開關(guān)可分為直射型和反射型兩大類。直射型光電開關(guān)的發(fā)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)。直射型光電開關(guān)的檢測(cè)距離一般可達(dá)十幾米，對(duì)所有能遮斷光線的物體均可檢測(cè)。

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光電開關(guān)外形第2頁/共35頁32023/7/5直射型光電開關(guān)示意圖遮斷報(bào)警第3頁/共35頁42023/7/5直射式光電開關(guān)原理ObjectReceiver

直射式光電開關(guān)由相互分離且相對(duì)安裝的光發(fā)射器和光接受器組成。當(dāng)被檢測(cè)物體位于發(fā)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)物體光發(fā)射器光接收器第4頁/共35頁52023/7/5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)料倉落料口遮斷式光電開關(guān)（計(jì)數(shù)）第5頁/共35頁62023/7/5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)有物體遮擋住光線時(shí)，傳感器發(fā)出報(bào)警信號(hào)。接收器第6頁/共35頁72023/7/5

光幕應(yīng)用

當(dāng)有物體遮擋住光線時(shí)，傳感器發(fā)出報(bào)警信號(hào)，起保護(hù)、預(yù)警等作用。光線被遮斷（報(bào)警）第7頁/共35頁82023/7/5

光幕應(yīng)用（續(xù)）產(chǎn)品高度測(cè)量第8頁/共35頁92023/7/5

光幕應(yīng)用（續(xù)）三維尺寸檢測(cè)寬度測(cè)量長度測(cè)量高度測(cè)量第9頁/共35頁102023/7/5

測(cè)量原理：光幕的一邊等間距安裝有多個(gè)紅外發(fā)射管，另一邊相應(yīng)的有相同數(shù)量同樣排列的紅外接收管，每一個(gè)紅外發(fā)射管都對(duì)應(yīng)有一個(gè)相應(yīng)的紅外接收管，且安裝在同一條直線上。當(dāng)同一條直線上的紅外發(fā)射管、紅外接收管之間沒有障礙物時(shí)，紅外發(fā)射管發(fā)出的調(diào)制信號(hào)（光信號(hào)）能順利到達(dá)紅外接收管。紅外接收管接收到調(diào)制信號(hào)后，相應(yīng)的電路輸出低電平。第10頁/共35頁112023/7/5

而在有障礙物的情況下，紅外發(fā)射管發(fā)出的調(diào)制信號(hào)（光信號(hào)）不能順利到達(dá)紅外接收管，這時(shí)該紅外接收管接收不到調(diào)制信號(hào)，相應(yīng)的電路輸出為高電平。這樣，通過對(duì)內(nèi)部電路狀態(tài)進(jìn)行分析就可以得出物體的高度信息。

由于上下相鄰光路可能會(huì)相互干擾，因此，選取的紅外發(fā)光管的發(fā)射角度要小于１５°，此外，考慮到光幕要有一定的寬度，因而還應(yīng)對(duì)紅外發(fā)射管發(fā)出的信號(hào)進(jìn)行調(diào)制。但在實(shí)際制作中，上下兩路總存在干擾，很難提高測(cè)量精度。第11頁/共35頁122023/7/5

光幕應(yīng)用（續(xù)）木材外形截面積檢測(cè)第12頁/共35頁132023/7/5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）。第13頁/共35頁142023/7/5

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)第14頁/共35頁152023/7/5

超限超載車輛經(jīng)過固定式稱重臺(tái)時(shí)，計(jì)算機(jī)管理系統(tǒng)自動(dòng)生成車牌號(hào)，輪軸數(shù).車貨總重，車長，車速，車輛通過后紅外線收尾系統(tǒng)自動(dòng)提示檢測(cè)完畢.第15頁/共35頁162023/7/5

光幕應(yīng)用（續(xù)）安全區(qū)示警第16頁/共35頁172023/7/5反射型光電開關(guān)

反射型光電開關(guān)分為兩種情況：

反射鏡反射型被測(cè)物漫反射型（簡(jiǎn)稱散射型）。

第17頁/共35頁182023/7/5反射鏡反射型光電開關(guān)

反射鏡反射型光電開關(guān)采用較為方便的單側(cè)安裝方式，但需要調(diào)整反射鏡的角度以取得最佳的反射效果。反射鏡通常使用三角棱鏡，它對(duì)安裝角度的變化不太敏感，有的還采用偏光鏡，它能將光源發(fā)出的光轉(zhuǎn)變成偏振光（波動(dòng)方向嚴(yán)格一致的光）反射回去，提高抗干擾能力。第18頁/共35頁192023/7/5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)非常確定的檢測(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)距離第19頁/共35頁202023/7/5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)集光發(fā)射器和光接受器于一體，與反射鏡相對(duì)安裝配合使用。反射鏡使用偏光三角棱鏡，能將發(fā)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)物體偏振光發(fā)射光第20頁/共35頁調(diào)制型光電開關(guān)原理

光電開關(guān)的LED多采用中頻（40kHz左右）窄脈沖電流驅(qū)動(dòng)，從而發(fā)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選頻交流放大器及專用的解調(diào)芯片處理，可以有效地防止太陽光、日光燈的干擾，又可減小發(fā)射LED的功耗。

第21頁/共35頁222023/7/5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)物體光發(fā)射器和光接受器發(fā)射光線

漫反射型光電開關(guān)集光發(fā)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)，發(fā)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)。額定距離第22頁/共35頁232023/7/5漫反射型光電開關(guān)的應(yīng)用第23頁/共35頁242023/7/5漫反射型光電開關(guān)外形電源指示信號(hào)指示第24頁/共35頁252023/7/5表面反射率

對(duì)于漫反射式光電開關(guān)發(fā)出的光線需要被檢測(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決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)的發(fā)射光線。第25頁/共35頁262023/7/5光電開關(guān)應(yīng)用（續(xù)）透明度測(cè)量、控制質(zhì)量檢測(cè)第26頁/共35頁272023/7/5光電開關(guān)應(yīng)用（續(xù)）商標(biāo)方向檢測(cè)正常情況下，兩個(gè)接近開關(guān)都感應(yīng)到商標(biāo)紙而輸出高電平。如果商標(biāo)紙沒有對(duì)齊，那么將有一個(gè)或同時(shí)檢測(cè)不到商標(biāo)紙而無高電平輸出

第27頁/共35頁282023/7/5二、光電斷續(xù)器

光電斷續(xù)器可分為直射式（槽式）和反射型兩種。

直射式光電斷續(xù)器通常是標(biāo)準(zhǔn)的U字型結(jié)構(gòu)。其發(fā)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，兩者能可靠地對(duì)準(zhǔn)，為安裝和使用提供了方便。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)比較可靠，較適合高速檢測(cè)。第28頁/共35頁292023/7/5光電斷續(xù)器外形第29頁/共35頁反射式光電斷續(xù)器

光電斷續(xù)器是較便宜、簡(jiǎn)單、可靠的光電器件。它廣泛應(yīng)用于自動(dòng)控制系統(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)光二極管可以直接用直流電驅(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)電流控制在20mA以內(nèi)。第30頁/共35頁312023/7/5光電斷續(xù)器外形（續(xù)）紅色光柱第31頁/共35頁322023/7/5

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)