光电检测8浅析.ppt

第六节 各种光电检测器件的性能比较＆应用选择 一、接收光信号的方式 1、判断光信号的有无 被测对象造成投射到光电器件上的光信号截断和通过； 2、光信号按一定频率交替变化 光信号的输入是有一定频率的，必须使所选器件的上限截止频率大于输入信号的频率才能测出输入信号的变化； 3、光信号的幅度大小 当被测对象因对光的反射率、透过率变化或被测对象本身光辐射的强度变化，此时光信号幅度大小亦改变； 4、光信号的色度差异 当被测对象本身光辐射的色温存在差异或表面颜色变化时，必须选择合适的光谱特性的器件。 附加内容 光电检测器件的应用 —、光源本身是被测物的应用实例 二、被测物吸收光通量的应用实例 光电式浊度计和含沙量测量 光电式浊度计工作原理 1—恒流源 2—半导体激光器 3—半反半透镜 4—反射镜 5—被测水样 6、7、10—电流/电压转换器 8—标准水样 9—光电池 2.烟雾报警器外形 无烟雾时，光敏元件接收到LED发射的恒定红外光。而在火灾发生时，烟雾进入检测室，遮挡了部分红外光，使光敏三极管的输出信号减弱，经阀值判断电路后，发出报警信号。 三、被测物体反射光通量的应用实例 反射式烟雾报警器 2.光电式转速表 光电式转速表属于反射式光电传感器，它可以在距被测物数十毫米外非接触地测量其转速。 水泵转速测量 3.光电自动门 四、被测物遮挡光通量的应用实例 光电式带材跑偏检测器 带材纠偏系统 光电开关及光电断续器 从原理上讲，光电开关及光电断续器没有太大的差别，都是由红外线发射元件与光敏接收元件组成，只是光电断续器是整体结构，其检测距离只有几毫米至几十毫米，而光电开关的检测距离可达几米至几十米。 光电开关外形 遮断型光电开关示意图 光电开关在流水线上的应用 光幕 两个柱形结构相对而立，每隔数十毫米安装一对发光二极管和光敏接收管，形成光幕，当有物体遮挡住光线时，传感器发出报警信号。 光幕应用 当有物体遮挡住光线时，传感器发出报警信号，起保护、预警等作用。 光幕应用（续） 光幕应用（续） 光幕应用（续） 光幕应用（续） 光幕应用（续） 光幕应用（续） 光幕应用（续） 调制型光电开关原理 光电开关的LED多采用中频（40kHz左右）窄脉冲电流驱动，从而发射40kHz调制光脉冲。相应地，接收光电元件的输出信号经40kHz选频交流放大器及专用的解调芯片处理，可以有效地防止太阳光、日光灯的干扰，又可减小发射LED的功耗。 被测物漫反射型光电开关原理 漫反射型光电开关的应用 表面反射率 对于漫反射式光电开关发出的光线需要被检测物表面将足够的光线反射回接收器，所以检测距离和被检测物体的表面反射率及粗糙程度将决定接收器接收到光线强度，被检测物体的表面还应尽量垂直于光电开关的发射光线。 光电开关应用（续） 光电开关应用（续） 光电开关应用（续） 光电断续器的应用 光电断续器的应用（续） 光电传感器的其他用途（续） 透明度测量、控制 质量检测 加工控制 机械手定位 齿盘每转过一个齿，光电断续器就输出一个脉冲。通过脉冲频率的测量或脉冲计数，即可获得齿盘转速和角位移。 n * 二、各种光电检测器件的性能比较 5光电检测器件必须＆输入电路在电特性上良好地匹配，以保证有足够大的转换系数、线性范围、信噪比及快速的动态响应等； 6 注意选好器件的规格＆使用的环境条件。 2~100 2微秒以下 0.5~100微米 0.2~1毫秒 0.1微秒 0.1微秒 1000 1200 900 红外 红外 750 800 640 上升时间 频率响应 长波 峰值 短波 有电流放大小型传感器 低 小 良 小 100kHz 一般 1~50mA 0.1～100 同上 光电三极管 高灵敏度、小型高速传感器 低 最小 最好 小 200kHz~10MHz 好 1mA以下 1～200 400 光电二极管 象限光电池输出功率大 中 中 最好 最大 50kHz 好 1A 1～10 400 光电池 多元阵列光开关输出电流大 低 中 一般 大 1kHz 差 10mA~1A 1～70 400nm 光敏电阻 快速、精密微光测量 最高 大 良 大 10MHz 最好 10mA 10－9～1 紫外 光电倍增管 微光测量 高 大 良 大 2MHz 好 10mA 10－9～1 紫外 光电管 主要特点 价格 外形尺寸 稳定性 受光面积 动态特性 光电特性直线性 输出电流 输入光强范围 波长响应范围 光的照度E的单位是lx（勒克斯），它是常