光電傳感器創(chuàng)新應(yīng)用

　　光電傳感器具有很多優(yōu)越的性能，反應(yīng)快、精度高、非接觸，也正是因此，光電式傳感器在檢測(cè)和控制領(lǐng)域中應(yīng)用非常廣泛，本文主要探討光電傳感器創(chuàng)新科學(xué)應(yīng)用。

　　《光電子技術(shù)》(季刊)創(chuàng)刊于1981年，由中國(guó)信息產(chǎn)業(yè)部主管,南京電子器件研究所主辦,報(bào)道國(guó)內(nèi)光電行業(yè)技術(shù)動(dòng)態(tài),近年來(lái)先后被《中國(guó)期刊網(wǎng)》、《中國(guó)學(xué)術(shù)期刊》(光盤版)全文收錄并被美國(guó)《化學(xué)文摘》(CA)作為引錄用刊,更獲得了信息產(chǎn)業(yè)部2000年期編輯規(guī)范化獎(jiǎng)和2002年江蘇省優(yōu)秀期刊稱號(hào),被評(píng)為一級(jí)期刊。

　　一、光電傳感器基本知識(shí)

　　常用的光電傳感器有光敏電阻、光電池、光敏二極管、光敏三極管等。利用這些傳感器各自的特點(diǎn)加上巧妙的設(shè)計(jì),光電傳感器幾乎被應(yīng)用于生活的各個(gè)方面。光電傳感器特點(diǎn)有:(1)檢測(cè)距離長(zhǎng)。如果在對(duì)射型中保留10m以上的檢測(cè)距離等,便能實(shí)現(xiàn)其他檢測(cè)手段(磁性、超聲波等)無(wú)法離檢測(cè)。(2)對(duì)檢測(cè)物體的限制很少 。由于以檢測(cè)物體引起的遮光和反射為檢測(cè)原理,所以不象接近傳感器等將檢測(cè)物體限定在金屬,它可對(duì)玻璃.塑料.木材.液體等幾乎所有物體進(jìn)行檢測(cè)。(3)響應(yīng)時(shí)間短。光本身為高速,并且傳感器的電路都由電子零件構(gòu)成,所以不包含機(jī)械性工作時(shí)間,響應(yīng)時(shí)間非常短。 (4)分辨率高。能通過(guò)高級(jí)設(shè)計(jì)技術(shù)使投光光束集中在小光點(diǎn),或通過(guò)構(gòu)成特殊的受光光學(xué)系統(tǒng),來(lái)實(shí)現(xiàn)高分辨率。也可進(jìn)行微小物體的檢測(cè)和高精度的位置檢測(cè)。(5)可實(shí)現(xiàn)非接觸的檢測(cè)。可以無(wú)須機(jī)械性地接觸檢測(cè)物體實(shí)現(xiàn)檢測(cè),因此不會(huì)對(duì)檢測(cè)物體和傳感器造成損傷。因此,傳感器能長(zhǎng)期使用。(6)可實(shí)現(xiàn)顏色判別。通過(guò)檢測(cè)物體形成的光的反射率和吸收率根據(jù)被投光的光線波長(zhǎng)和檢測(cè)物體的顏色組合而有所差異。利用這種性質(zhì),可對(duì)檢測(cè)物體的顏色進(jìn)行檢測(cè)。(7)便于調(diào)整。在投射可視光的類型中,投光光束是眼睛可見(jiàn)的,便于對(duì)檢測(cè)物體的位置進(jìn)行調(diào)整。

　　二、創(chuàng)新應(yīng)用舉例

　　1.測(cè)溫功能

　　應(yīng)用時(shí),將感溫頭插入被測(cè)溫環(huán)境中,外部法蘭安裝密封。傳感器輸出端與二次儀表輸入端經(jīng)輻射至光電轉(zhuǎn)換器接收, 轉(zhuǎn)換成毫伏電壓信號(hào)。感溫管一般為經(jīng)過(guò)特殊處理的高剛玉管或特殊材質(zhì)管。光電轉(zhuǎn)換器由光學(xué)透鏡、光欄、硅光電池,溫度穩(wěn)定性網(wǎng)絡(luò)組成。高壓密封器將感溫管開(kāi)口端高壓密封,防止感溫管透氣或斷裂產(chǎn)生高壓泄露, 不影響輻射光傳輸,所以傳感器在現(xiàn)場(chǎng)工作時(shí),可拆卸光電轉(zhuǎn)換器通過(guò)高壓密封器觀察感溫管狀況或檢修光電轉(zhuǎn)換器, 信號(hào)傳輸導(dǎo)線為雙芯屏蔽銅電纜, 將傳感器輸出端按正負(fù)端與儀表信號(hào)輸入端相接,接地端與地線相接,儀表上電即可實(shí)現(xiàn)測(cè)溫。

　　2.火焰探測(cè)報(bào)警器

　　硫化鉛光敏電阻的暗電阻為1 MΩ,亮電阻為 0.2 MΩ,峰值響應(yīng)波長(zhǎng)為2.2μm。硫化鉛光敏電阻處于V1管組成的恒壓偏置電路,其偏置電壓約為 6 V,電流約為 6μΑ。V2管集電極電阻兩端并聯(lián) 68μF的電容,可以抑制 100 Hz以上的高頻,使其成為只有幾十赫茲的窄帶放大器。V2、V3構(gòu)成二級(jí)負(fù)反饋互補(bǔ)放大器,火焰的閃動(dòng)信號(hào)經(jīng)二級(jí)放大后送給中心控制站進(jìn)行報(bào)警處理。采用偏置電路是為了在更換光敏電阻或長(zhǎng)時(shí)間使用后,器件阻值的變化不致于影響輸出信號(hào)的幅度, 確保火焰報(bào)警器能長(zhǎng)期穩(wěn)定地工作。

　　3.光控大門

　　我們都有這樣的苦惱每次開(kāi)車到了小區(qū)大門都要等門衛(wèi)來(lái)開(kāi)門或者等其按動(dòng)電動(dòng)門的開(kāi)關(guān),既費(fèi)時(shí)又費(fèi)人力,如果巧妙地利用光電傳感器就可以實(shí)現(xiàn)光控大門。這里要用到一種電子元件——干簧繼電器,它由干簧管和繞在干簧管外的線圈組成。當(dāng)線圈內(nèi)有電流時(shí),線圈產(chǎn)生的磁場(chǎng)使密封在干簧管內(nèi)的兩個(gè)鐵質(zhì)簧片磁化,兩個(gè)簧片在磁力作用下由原來(lái)的分離狀態(tài)變成連接狀態(tài),線圈內(nèi)沒(méi)有電流時(shí),磁場(chǎng)消失,瓷片在彈力的作用下,回復(fù)到分離狀態(tài)。把光敏電阻裝在大門上汽車燈光能照到的地方,把帶動(dòng)大門的電動(dòng)機(jī)接在干簧管的電路中,那么夜間汽車開(kāi)到大門前,燈光照射光敏電阻時(shí),干簧繼電器接通電動(dòng)機(jī)電路,電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)大門打開(kāi)。

　　三、小結(jié)

　　以上介紹了光電傳感器的基本原理和其特點(diǎn),并列舉了一些在生活實(shí)際中的創(chuàng)新應(yīng)用實(shí)例。從這些實(shí)例中我們可窺見(jiàn)光電傳感器無(wú)限的發(fā)展應(yīng)用前景。光電式傳感器在科學(xué)技術(shù)領(lǐng)域、工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)以及日常生活中發(fā)揮著越來(lái)越重要的作用。人類社會(huì)對(duì)傳感器提出的要求越來(lái)越高是其發(fā)展的強(qiáng)大動(dòng)力,突飛猛進(jìn)現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的則為其提供了堅(jiān)強(qiáng)的后盾,我們相信在不懈地探索中,光電傳感器的應(yīng)用定會(huì)有新的飛躍。