自动检测技术及应用第2版梁森102检测课件10中,光电开关及断续器2013319章节.ppt

机电类《自动检测技术》第十章（中）多媒体课件统一书号：ISBN 978-7-111-40710-2课程配套网站或 2013年1月版 第十章（中）光电传感器 目录 光电开关的结构、分类及应用 光电断续器的结构、分类及应用 第四节 光电开关及光电断续器 光电位移传感器输出模拟信号，光电开关和光电断续器输出“开”和“关”信号（断或通信号）。从原理上讲，光电开关及光电断续器在原理上没有太大的差别，都由红外线（或红色）发射元件与光敏接收元件组成。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，而光电开关多数具有发射和接收两大部分，检测距离可达几米。 一、光电开关的结构和分类 光电开关可分为遮断型和反射型两大类。 遮断型光电开关的发射器和接收器相对安放。轴线严格对准。当有物体在两者中间通过时，红外光束被遮断，接收器接收不到红外线而产生一个负脉冲信号。遮断型光电开关对检测能遮断光线的物体。 反射型光电开关的发射器和接收器单侧安装。当有物体在光电开关面前通过时，红外光束被反射回来，接收器接收到红外线，产生一个正脉冲信号。反射型光电开关的检测距离一般不超过1m，对暗色物体无法检测。 1.遮断型光电开关 光电开关应用示意图 a）遮断型 b）反射镜反射型c）散射型 1－发射器 2－接收器 3－被测物 4－偏振光反射镜 5－带偏振光滤光片的接收器 遮断型光电开关工作原理 光电开关的部分用途 例：光电开关的发射、接收电路计算 求:1）发射器的驱动电流IVL (简化的直流驱动) ； 2）没有遮光时的Ui、Uo ； 3）没有遮光时的接收器饱和电流IC； 4）完全遮光时的IC 、 Ui 、Uo 。 解：1）IVL=(12-1.2)/0.51≈21.18mA； 2）没有遮光时的Ui ≈ 0.3V，Uo ≈11.9V； 3）没有遮光时的IC ≈ (12-0.3)/10=1.177mA； 4）完全遮光时的IC ≈ 0，Ui =12V，Uo ≈0.1V。 某系列光电开关的电技术指标 遮断型光电开关示意图 遮断型光电开关用于人的手指保护 遮断型光电开关用于透光孔圆盘转速测量 遮断型光电开关用于检测废品 遮断型光电开关用于扶手电梯的节能控制 遮断型光电开关用于入口的人数、方向检 遮断型光电开关用于检测阀门手柄位置 光幕（多路遮光型光电开关） 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） 光幕用途三维尺寸检测 光幕应用（续） 2.反射型光电开关及分类 反射型光电开关可分为反射镜反射型及被测物漫反射型（简称散射型）两种。 反射镜反射型传感器的发射器和接收器单侧安装，反射镜在远侧安装，本质上仍然是遮断型传感器。 偏光三角棱镜能将发射器发出的光以固定的偏振方向反射回去。安装时，需要在360o平面上调整反射镜的偏振方向，使得反射光的偏振面恰好与接收器表面的偏振滤光片的偏振方向一致，才能取得最大灵敏度。 由于接收器的光敏元件表面覆盖一层偏光滤光片，只能接收偏光反射镜反射回来的偏振光，而不响应其他表面光亮物体反射回来的各种非偏振光。这种设计使它能用于检测诸如不锈钢等具有反光面的物体是否遮断，而不受不锈钢反射（不是偏振光）的影响。反射镜反射型光电开关的检测距离一般可达几米。 偏振光 光是一种电磁波，电磁波是横波。而振动方向和光波前进方向构成的平面叫做振动面，光的振动面只限于某一固定方向，叫做平面偏振光或线偏振光。 振动方向对于传播方向的不对称性叫做偏振。 偏振片只允许某个偏振方向的光通过， 因此偏振滤光片能够区别偏振光的方向，而人的眼睛对偏振光不敏感。 反射型光电开关及反射镜外形 三角偏振反射镜 反射镜反射型光电开关工作原理 反射镜反射型光电开关优点 反射镜 反射型 光电开关的应用 反射型光电开关广泛应用于自动控制系统、生产流水线、机电一体化设备、办公设备和家用电器中。光电开关中的发光二极管大多数用38kHz窄脉冲电流驱动；红外LED的正向压降约为1.1~1.3V，驱动电流峰值控制在20mA以内。 反射型光电开关在 流水线上的应用 反射镜反射型光电开关的应用（续） 反射镜反射型光电开关的应用（续） 反射型光电开关的发射、接收器外形 反射型光电开关外形（续） 被测物是具有漫反射特性的反射型光电开关原理 光电开关激励源调制原理 漫反射型光电开关的LED多采用红外线中频(38kHz左右)窄脉冲电流驱动,发射调制光脉冲，可减小发射L