新型光电传感器的原理及应用（2） 光电传感器, 接收器, 检测

yuyang911220

含有背景光抑制功能的漫射型光电传感器可以在距离固定的情况下使用，也可以在距离变化的情况下使用。抑制背景光的方法从技术上讲有两种：一种是机械的方法，另一种是电子的方法。
    对于具有机械式背景光抑制功能的漫射型光电传感器，它里面有两个接收元件：一个接收来自目标物体的光，另一个接收背景光。目标接收器E1上的反射光的强度超过背景光接收器E2上的反射光时，便把目标检测出来，产生输出信号。当背景光接收器上的反射光的强度超过目标接收器上的反射光时，不检测目标，输出状态不发生变化。在距离可变的传感器中，焦点可以用机械的方法进行调节。
    对于具有电子式背景光抑制功能的漫射型传感器，在传感器中使用一只位置敏感元件(PSD)而不是使用机械元件。发光器发出一束光线，光束反射回来，从目标物体反射回来的光线和从背景物体反射回来的光线到达位置敏感元件的两个不同位置。传感器对到达位置
    敏感元件这两点的光进行比较，并将这个信号与事先设定的数值进行比较，从而决定输出的状见图4所示。

2.2一种实用背景抑制漫反射光电传感器见图5(a)所示

    这感器发光器和接收器装在同一个机壳中，采用背景抑制技术，将由目标之外的物体反射光引起假切换的危险降低到最小。反射光通过传感器内一系列接收元件收集，并给出一个输出。如果目标移动并且从离预设距离更远的物体上得到反射时，接收的光线角度将改变。反过来将影响接收元件的输出，并且传感器不响应。该背景抑制漫射光电传感器控制(NPN)输出线路图如5(b)所示。图中的光电传感器内部线路与图1(a)相似，区别在于有个过电流保护电路。


    其使用说明见图5(c)所示:漫反射光电传感器先可以设定在最大位置，由于反射背景的存在，其灵敏度是必须要调整的;然后将目标设定在光通过的位置上，然后调节调整从最小位置调节到a;笫三步移走目标然后有邻近物体时调节到b位置指示灯变亮，如果指示灯不亮调节到最大位置，可在a，b，位置中间设定调节。
    结构紧凑的坚固金属外壳，这些微型传感器带有预接电缆(尺寸2:传感距离15-150mm可调)或带有4管脚微变化连接器(尺寸1:传感距离20-200-mm可调)以便于一旦出现损坏能够快速更换。可供NPN或PNP常开+常闭输出结构型。特点是可调传感距离，亮/暗开关选择(常开或常闭连接)LED输出状态指示和脉冲可见红色光束(可使得安装简便)。具有短路和反接保护。适用于包装生产线，需要不在场传感或用于自动装配机器中，只需要尺寸2型窄光束即可精确定位。
2.3镜面反射(回射)式传感器

    镜面反射式光电传感器，它的发光器和接收器装在同一个机壳中，这与漫射型传感器是一样的。但是它使用一只反射镜把发光器产生的光线反射到接收器上。当目标物体阻挡了光电传感器送往反射镜的光线时，便把目标物体检测出来，见图6(a)所示镜面反射式光电传感器工作原理图。一般地讲，与漫射型传感器相比，镜面反射式传感器的敏感距离比较大，这是因为，与大多数目标物体的反射率相比，反射镜的反射效率很高。在镜面反射式传感器中，目标物体的颜色和表面光洁度不会影响敏感距离，然而在漫射型传感器中，目标物体的颜色和表面光洁度会影响敏感距离。

    图6(b)为镜面反射式光电传感器使用示意图：应先将传感器和反射镜面对面安装后，连接电源；后再调节传感器或反射镜面的上下左右位置，使传感器的指示灯变亮；最后可靠安装两者后，并校对使其检测到目标；如果被测物的反射率比发射镜面高，它会发生误动作，因此，在传感器和被测物留有足够的空间，或把被测物和光轴成30-45度的角度。
2.4有偏光镜的镜面反射式光电传感器
    有些镜面反射式光电传感器是带有偏光镜的镜面反射式光电传感器。当发射器发出的光线通过偏光镜时，它将被改变成水平横向的光并达到反射镜MS-2，然后它又因反射镜改变成为垂直的光并达到接收器的偏光镜。见图6(c)所示。

    在用镜面反射式光电传感器检测清晰的物体时，在传感器中用一个滞环电路来检测光线中的微弱变化。在敏感清晰的物体时，光线往往存在这种微小的变化。在用于检测清晰物体的传感器中，发光器和接收器上都有偏振滤光器，目的是为了减少来自目标物体的反射所成的错误响应。
    有的镜面反射式光电传感器具有抑制前景的功能。在一定距离或者死区范围内时，这种传感器不会把明亮的目标物体误认为是反射镜。它适合于检测货盘。
3遮光式光电传感器
    遮光式光电传感器是第三种也是最后一种用光电方法进行检测的光电传感器。这种传感器需要两个独立的机壳，一个机壳中安装发光器，另一个机壳中安装接收器。发光器射出来的光线对准接收器，当有目标物体把光线挡住时，接收器的输出便发生变化。在三种光电检
    测技术中，光束阻挡型传感器的效率最高，能够进行检测的范围也是最大的。
    遮光式光电传感器有很多类型。最常见的是用一只发光器、一只接收器，在发光器与接收器之间只有一束光线。另一种是“槽式”或“叉式”光电传感器，这时，发光器和接收器都装在同一个机壳中，不存在对准的问题。光栅是由很多不同的发光器和不同的接收器排列起来组成的，发光器装在一个机壳中，接收器装在另一个机壳中，当它们互相对准时，便形成一片光束。
4、结束语
    以上只是对闰用于工控检测中的部分新型光电传感器从应用角度作分析说明。因为光电技术有很多种类，也有很多种工作方式。要根据具体项目的应用要求，仔细地选择性稳能价格比较高的技术和类型，实施好设计方案。