王永慶

通化鋼鐵集團(tuán)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(duì)比其他檢測(cè)方法，光電傳感器應(yīng)用于自動(dòng)控制中具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單且高精度的特點(diǎn)，另外伴隨社會(huì)的進(jìn)步科學(xué)的發(fā)展，光電傳感器的品種也是越來(lái)越多，放眼未來(lái)，各個(gè)領(lǐng)域中光電傳感器的應(yīng)用還會(huì)隨之開(kāi)發(fā)，前景非常廣闊。

1 光電傳感器的概述、原理及優(yōu)勢(shì)

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(cè)直接引起光量變化的非電物理量，如光強(qiáng)、光照度、輻射測(cè)溫、氣體成分分析等；也可用來(lái)檢測(cè)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(dòng)、速度、加速度，以及物體的形狀、工作狀態(tài)的識(shí)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(cè)電路單元組成，信息技術(shù)時(shí)代的今天，在自動(dòng)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(shí)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(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)，對(duì)數(shù)據(jù)和信息的傳遞進(jìn)行優(yōu)化，是其更好的傳遞。

1.3 優(yōu)勢(shì)

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

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

（3）無(wú)距離限制。光電傳感器相對(duì)其他傳感器，可以更好的對(duì)長(zhǎng)距離進(jìn)行檢測(cè)，比如磁檢測(cè)和超聲波檢測(cè)的檢測(cè)距離較長(zhǎng)，可以用光電傳感器來(lái)很好的進(jìn)行測(cè)量。

2 自動(dòng)控制中光電傳感器的應(yīng)用

2.1 煙塵濁度監(jiān)測(cè)儀

隨著環(huán)境的嚴(yán)峻化，我國(guó)出臺(tái)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(lái)的污染首要任務(wù)是了解煙塵排放量，那么對(duì)煙塵源進(jìn)行檢測(cè)是必要工作，光電傳感器的應(yīng)用可以是其達(dá)到自動(dòng)顯示和超標(biāo)報(bào)警。煙道里的煙塵濁度是用通過(guò)光在煙道里傳輸過(guò)程中的變化大小來(lái)檢測(cè)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(dá)光檢測(cè)器的光減少，因而光檢測(cè)器輸出信號(hào)的強(qiáng)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(biāo)速度軸上設(shè)置帶有小孔設(shè)置的特殊調(diào)速盤(pán)，然后將白熾燈配置上旋轉(zhuǎn)盤(pán)的另外一側(cè)，那么白熾燈的光纖就可以通過(guò)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(huì)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(jī)，將邊緣設(shè)計(jì)圓孔的旋轉(zhuǎn)盤(pán)安裝在電機(jī)軸上，圓孔中心放置檢測(cè)到的物體，在旋轉(zhuǎn)狀態(tài)的轉(zhuǎn)盤(pán)上傳感器會(huì)產(chǎn)生刪除脈沖進(jìn)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(cè)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(yùn)用選色機(jī)可以將不同顏料的粒狀材料進(jìn)行分離，然后結(jié)合材料的類(lèi)型，可分為雜糧色分選機(jī)、大米色分選機(jī)以及茶葉色分選機(jī)，不同顏色產(chǎn)生的電壓差來(lái)進(jìn)行甄別，有效對(duì)已經(jīng)包裝好的產(chǎn)品進(jìn)行檢測(cè)和處理。

2.4 自動(dòng)傳感門(mén)

在門(mén)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(cè)出光軸上大于25mm不透明的物體。比如，在地鐵的安全門(mén)和地鐵的車(chē)廂車(chē)體上安裝自動(dòng)傳感門(mén)，一旦發(fā)生乘客或者乘客物品在屏蔽門(mén)的空隙中被夾到，那么紅外光纖則會(huì)被擋住，傳感器就會(huì)檢測(cè)到障礙物并顯示出來(lái)，即刻將發(fā)出警報(bào)聲或警報(bào)信號(hào)傳遞給列車(chē)管理員以及列車(chē)司機(jī)。為了避免傳感器誤報(bào)行為，需要減少傳感器間的干擾，主要是調(diào)整傳感門(mén)中同一類(lèi)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(huì)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(zhǎng)的套筒進(jìn)行保護(hù)，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(dòng)抄表系統(tǒng)

隨著微電子技術(shù)、傳感器技術(shù)、計(jì)算機(jī)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(lái)研制自動(dòng)抄表系統(tǒng)。電能表的鋁盤(pán)受電渦流和磁場(chǎng)的作用下產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩驅(qū)動(dòng)而旋轉(zhuǎn)。采用光電傳感器則可將鋁盤(pán)的轉(zhuǎn)數(shù)轉(zhuǎn)換成脈沖數(shù)。如：在旋轉(zhuǎn)的光亮的鋁盤(pán)上局部涂黑，再配以反射式光電發(fā)射接收對(duì)管，則當(dāng)鋁盤(pán)旋轉(zhuǎn)時(shí)，在局部涂黑處便產(chǎn)生脈沖，并可將鋁盤(pán)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(jìn)行計(jì)數(shù)處理。采用光電耦合隔離器可有效地防止干擾信號(hào)進(jìn)入微機(jī)。再結(jié)合其它傳輸方式便可以形成自動(dòng)抄表系統(tǒng)。

3 結(jié)語(yǔ)

光電傳感器是傳感器進(jìn)化的一種，在自動(dòng)化控制、自動(dòng)化生產(chǎn)中都有著巨大的價(jià)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(zhǔn)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(shì)，另外傳感器的結(jié)構(gòu)較為簡(jiǎn)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(duì)其整體技術(shù)的不斷完善和精進(jìn)，在未來(lái)，光電傳感器的前景一定更加廣闊。