反射式傳感器原理圖：光電傳感器的類(lèi)型及工作原理解析

描述
一、以“光”檢測(cè)的方式：光電傳感器
以“光”檢測(cè)的方式，光電傳感器將可見(jiàn)光線及紅外線等的“光”通過(guò)發(fā)射器進(jìn)行發(fā)射，并通過(guò)接收器檢測(cè)由檢測(cè)物體反射的光或被遮擋的光量變化，從而獲得輸出信號(hào)。
原理和主要類(lèi)型：由發(fā)射器的發(fā)光元件進(jìn)行發(fā)光，并通過(guò)接收器的光接收元件進(jìn)行接收。
反射型：將發(fā)光元件和光接收元件內(nèi)置于1 臺(tái)傳感器放大器中。接收來(lái)自檢測(cè)物體的反射光。
透過(guò)型：發(fā)射器/ 接收器處于分離狀態(tài)。如果在發(fā)射器/ 接收器之間放入檢測(cè)物體，則發(fā)射器的光會(huì)被遮擋。
回歸
反射型：將發(fā)光元件和光接收元件內(nèi)置于1 臺(tái)傳感器放大器中。接收來(lái)自檢測(cè)物體的反射光。發(fā)光元件的光會(huì)通過(guò)反光板進(jìn)行反射，并通過(guò)光接收元件進(jìn)行接收。如果進(jìn)入檢測(cè)物體，則會(huì)被遮擋。
特點(diǎn)：非接觸檢測(cè)
無(wú)需接觸檢測(cè)物體即可進(jìn)行檢測(cè)，因此不會(huì)劃傷檢測(cè)物體。而且，也不會(huì)損傷傳感器本身，壽命較長(zhǎng)，無(wú)需進(jìn)行維護(hù)。
可檢測(cè)大多數(shù)物體：通過(guò)物體的表面反射或遮光量進(jìn)行檢測(cè)，因此可檢測(cè)大
多數(shù)物體（玻璃、金屬、塑料、木料及液體等）。
檢測(cè)距離長(zhǎng)：光電傳感器一般為高功率，因此可進(jìn)行長(zhǎng)距離檢測(cè)。
分類(lèi)：
透過(guò)型
通過(guò)檢測(cè)物體遮擋對(duì)置的發(fā)射器和接收器之間的光軸來(lái)進(jìn)行檢測(cè)。
? 檢測(cè)距離長(zhǎng)。
? 檢測(cè)位置精度高。
? 若為不透明體，則與形狀、顏色和材質(zhì)無(wú)關(guān)，可直接進(jìn)行檢測(cè)。
? 抗鏡頭的臟污和灰塵。
回歸反射型
通過(guò)檢測(cè)物體遮擋傳感器發(fā)射后由反光板返回的光來(lái)進(jìn)行檢測(cè)。
? 由于單側(cè)為反光板，因此可安裝在狹小空間。
? 配線簡(jiǎn)單，與反射型相比，可進(jìn)行長(zhǎng)距離檢測(cè)。
? 光軸調(diào)整非常容易。
? 若為不透明體，則與形狀、顏色和材質(zhì)無(wú)關(guān)，可直接進(jìn)行檢測(cè)。
反射型
將光照射到檢測(cè)物體上，并接收來(lái)自檢測(cè)物體的反射光后進(jìn)行檢測(cè)。
? 僅安裝傳感器本體即可，不占空間。
? 無(wú)需光軸調(diào)整。
? 若反射率較高，也可檢測(cè)透明體。
? 可辨別顏色。
窄光束反射型
在檢測(cè)物體上進(jìn)行光斑照射，并接收來(lái)自檢測(cè)物體的反射光后進(jìn)行檢測(cè)。
? 可檢測(cè)小型目標(biāo)物。
? 可檢測(cè)標(biāo)記。
? 可從機(jī)械等的空隙開(kāi)始檢測(cè)。
? 檢測(cè)點(diǎn)可視。
限定反射型
采用以發(fā)射器和接收器為角度的結(jié)構(gòu)，僅檢測(cè)各自光軸交叉的受限區(qū)域。
? 背景影響小。
? 應(yīng)差距離短。
? 可檢測(cè)較小的凹凸。
距離設(shè)定型
將光斑照射到檢測(cè)物體上，并通過(guò)來(lái)自檢測(cè)物體反射光的角度差異進(jìn)行檢測(cè)。
? 不受反射率較高的背景物影響。
? 即使檢測(cè)物體的顏色和材質(zhì)的反射率不同，仍可進(jìn)行穩(wěn)定檢測(cè)。
? 可進(jìn)行小物體的高精度檢測(cè)。
光澤度辨別用反射型
將光斑照射到檢測(cè)物體上，通過(guò)鏡面反射和漫反射的差異來(lái)檢測(cè)光澤度的不同。
? 可在線使用。
? 不受顏色的影響。
? 也可檢測(cè)透明體。
根據(jù)檢測(cè)環(huán)境和安裝位置，包括各種類(lèi)型的光電傳感器。為您介紹代表性的分類(lèi)軸，以便可選擇更符合環(huán)境的光電傳
感器。
二、以“光”檢測(cè)的方式：光纖傳感器
光纖傳感器可將光纖連接到光電傳感器的光源，并在自由安裝到狹窄位置等后進(jìn)行檢測(cè)。
原理和主要類(lèi)型
光纖如圖所示，由中心的纖芯和折射率不同的金屬包層構(gòu)成。光線入射到纖芯時(shí)，會(huì)在與金屬包層的邊界面反復(fù)進(jìn)行全反射的同時(shí)進(jìn)入光線。穿過(guò)光纖內(nèi)部，從端面發(fā)出的光會(huì)以約 60° 的角度進(jìn)行擴(kuò)散，并照射到檢測(cè)物體上。
此外，纖芯包括以下類(lèi)型。
塑料型
纖芯為丙烯酸類(lèi)樹(shù)脂，由0.1 至1 mm 直徑的單根或多根制作而成，被聚乙烯等材料包裹。
由于重量輕、低成本及不易彎曲等特性已成為光纖傳感器的主流。
玻璃型
由 10 至 100 _m 的玻璃光纖組成，并由不銹鋼管包覆。具有使用溫度較高（350℃）等特點(diǎn)。
光纖傳感器大致分為透過(guò)型和反射型2 種檢測(cè)方法。透過(guò)型由發(fā)射器和接收器2 條構(gòu)成。反射型從外觀來(lái)看好像是1 根，但從端面觀察，分為平行型、同軸型及分離型，如下圖所示。
特點(diǎn)：
不限安裝位置，自由度高
采用了柔韌光纖，可輕松安裝到機(jī)械的間隙或狹小空間內(nèi)。
微小物體檢測(cè)
傳感器頭尖端非常小，可輕松檢測(cè)微小物體。
出色的環(huán)境抗耐性
由于光纖電纜部無(wú)法通過(guò)電流，因此完全不受電氣干擾所影響。
只要使用耐熱型光纖元件，即使是在高溫場(chǎng)所仍可進(jìn)行檢測(cè)。
分類(lèi)：光纖元件包括非常多的類(lèi)型。傳感器頭尖端部不設(shè)發(fā)射元件和光接收元件的檢測(cè)電路，因而對(duì)尺寸或外觀的限制較少。
以下為基恩士光纖元件FU 系列的分類(lèi)示例。
解說(shuō)選擇光纖元件時(shí)重要術(shù)語(yǔ)含義。
光纖長(zhǎng)度
光纖元件的長(zhǎng)度。長(zhǎng)度越長(zhǎng)，越可安裝在距光纖放大器較遠(yuǎn)的位置。
環(huán)境溫度
可在該溫度范圍內(nèi)使用光纖元件。當(dāng)使用的環(huán)境溫度較高時(shí)，選擇耐熱型則最
為理想。
彎曲半徑
指在即使將光纖元件的半徑彎曲到多少mm 使用，仍可在滿足檢測(cè)距離性能
的同時(shí)進(jìn)行無(wú)障礙使用。對(duì)于裝配較為困難的場(chǎng)所，這種半徑較小的機(jī)型則非
常適合。
檢測(cè)距離
可檢測(cè)的距離。檢測(cè)距離的數(shù)值越大，越可進(jìn)行長(zhǎng)距離檢測(cè)。
光軸直徑
主要為透過(guò)型光纖元件的指標(biāo)。在透過(guò)型光纖元件中，可對(duì)光軸進(jìn)行全遮光的
大小為標(biāo)準(zhǔn)檢測(cè)物體的大小。
最小可檢測(cè)物體
該光纖元件為可最大限度檢測(cè)的最小檢測(cè)物體的尺寸。
三、以“光”檢測(cè)的方式　激光傳感器“光強(qiáng)度”辨別型
概要：激光傳感器采用了發(fā)射元件所擁有直線度的“激光”。由于可觀察到光斑，因此在特定光軸調(diào)整或檢測(cè)位置時(shí)非常容易。此外，光不會(huì)發(fā)生擴(kuò)散，因此無(wú)需擔(dān)心光的偏轉(zhuǎn)等即可進(jìn)行安裝。
原理和主要類(lèi)型
由發(fā)射器的發(fā)光元件（激光）進(jìn)行發(fā)光，并通過(guò)接收器的光接收元件進(jìn)行接收。
特點(diǎn)：可觀察到光斑，安裝輕松激光與LED 不同，由于直線度高，因此可立即了解光斑照射到何處。與光電傳感器等設(shè)備相比，可大幅削減安裝工時(shí)。
檢測(cè)距離長(zhǎng)即使是長(zhǎng)距離，由于是小光斑，因此無(wú)需擔(dān)心檢測(cè)距離即可進(jìn)
行安裝。
小光斑精度高
由于為最小50 _m 的小光斑（基恩士產(chǎn)品線），因此也可準(zhǔn)確
檢測(cè)較小的檢測(cè)物體。
也可在狹小間隙中使用
光不會(huì)發(fā)生擴(kuò)散，因此不易導(dǎo)致光的偏轉(zhuǎn)，也支持狹小間隙。
四、以“光”檢測(cè)的方式　激光傳感器“位置”辨別型
概要; 該類(lèi)型由發(fā)射器發(fā)射“激光”，并非光強(qiáng)度，并通過(guò)檢測(cè)光接收元件上的接收位置或反光時(shí)間來(lái)檢測(cè)目標(biāo)物的位置信息。
原理和主要類(lèi)型
三角測(cè)量式
通過(guò)改變與目標(biāo)物之間的距離來(lái)改變檢測(cè)元件CMOS 上所聚焦的位置。
使用該位置信息進(jìn)行檢測(cè)。
如上圖所示，通過(guò)半導(dǎo)體激光將激光照射到目標(biāo)物上。目標(biāo)物的反射光會(huì)在受光鏡頭上聚焦，并成像在
光接收元件上。距離一旦變動(dòng)，聚焦的反射光角度也會(huì)改變，光接收元件上的成像位置也隨之發(fā)生變化。
由于該光接收元件上的成像位置變化隨目標(biāo)物的移動(dòng)量而變化，因此可讀取成像位置的變化量，并作為
目標(biāo)物的移動(dòng)量進(jìn)行測(cè)量。
時(shí)間測(cè)量式
在發(fā)光的激光照射到物體并返
回的時(shí)間內(nèi)測(cè)量距離。不會(huì)影
響工件的表面狀態(tài)，可進(jìn)行穩(wěn)
定檢測(cè)。
檢測(cè)上圖中接收激光反射光的時(shí)間T，并計(jì)算距離Y。
計(jì)算公式為　2Y（往返距離）=C（光速） × T（接收反射光的時(shí)間）。
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反射式傳感器原理圖：反射式位移傳感器的結(jié)構(gòu)原理

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反射式傳感器原理圖：反射式光電傳感器

1、被檢測(cè)的工件或物體表面必須有黑白相間的部位用于吸收和反射紅外光，這樣接收管才能有效的截止和飽和達(dá)到計(jì)數(shù)的目的。所以在選擇工作點(diǎn)、安裝及使用中最關(guān)健的一點(diǎn)是接收管必須工作于截止區(qū)和飽和區(qū)。 　2、使用中反射式光電傳感器的前端面與被檢測(cè)的工件或物體表面必須保持平行，這樣反射式光電傳感器的轉(zhuǎn)換效率最高。 　3、反射式光電傳感器的前端面與反光板的距離保持在規(guī)定的范圍內(nèi)。 　4、反射式光電傳感器必須安裝在沒(méi)有強(qiáng)光直接照射處，因強(qiáng)光中的紅外光將影響接收管的正常工作。 　5、反射式光電傳感器的紅外發(fā)射管的電流在2～10ma之間時(shí)發(fā)光強(qiáng)度與電流的線性最佳，所以在電流取值一般不超過(guò)這個(gè)范圍，若取值太大發(fā)射管的光衰也大長(zhǎng)時(shí)間工作影響壽命；若在電池供電的情況下電流取值應(yīng)小，此時(shí)抗干擾性下降，在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)考慮這點(diǎn)，盡量避免外界光干擾等不利因素。 　6、安裝焊接時(shí)，反射式光電傳感器的引腳根部與焊盤(pán)的最小距離不得小于5mm，否則焊接時(shí)易損壞管芯。或引起管芯性能的變化。焊接時(shí)間應(yīng)小于4秒。 　7、反射式光電傳感器在具體的工作環(huán)境中最佳工作狀態(tài)的參數(shù)選擇方法：根據(jù)實(shí)際的檢測(cè)距離選取反射式光電傳感器的型號(hào)。

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