漫反射式的光电开关(漫反射式光电开关工作时,发射器始终发射检测光)

海潮机械 2023-01-15 20:44 编辑:admin 290阅读

1. 漫反射式光电开关工作时,发射器始终发射检测光

  接近开关是一种无需与运动部件进行机械直接接触而可以操作的位置开关,当物体接近开关的感应面到动作距离时,不需要机械接触及施加任何压力即可使开关动作,从而驱动直流电器或给计算机(plc)装置提供控制指令。接近开关是种开关型传感器(即无触点开关),它既有行程开关、微动开关的特性,同时具有传感性能,且动作可靠,性能稳定,频率响应快,应用寿命长,抗干扰能力强等、并具有防水、防震、耐腐蚀等特点。产品有电感式、电容式、霍尔式、交、直流型。

  接近开关又称无触点接近开关,是理想的电子开关量传感器。当金属检测体接近开关的感应区域,开关就能无接触,无压力、无火花、迅速发出电气指令,准确反应出运动机构的位置和行程,即使用于一般的行程控制,其定位精度、操作频率、使用寿命、安装调整的方便性和对恶劣环境的适用能力,是一般机械式行程开关所不能相比的。它广泛地应用于机床、冶金、化工、轻纺和印刷等行业。在自动控制系统中可作为限位、计数、定位控制和自动保护环节等。

  接近开关工作原理

  原理简介:

  当一块通有电流的金属或半导体薄片垂直地放在磁场中时,薄片的两端就会产生电位差,这种现象就称为霍尔效应。两端具有的电位差值称为霍尔电势U,其表达式为 U=K·I·B/d

  其中K为霍尔系数,I为薄片中通过的电流,B为外加磁场(洛伦慈力Lorrentz)的磁感应强度,d是薄片的厚度。

  由此可见,霍尔效应的灵敏度高低与外加磁场的磁感应强度成正比的关系。

  霍尔开关就属于这种有源磁电转换器件,它是在霍尔效应原理的基础上,利用集成封装和组装工艺制作而成,它可方便的把磁输入信号转换成实际应用中的电信号,同时又具备工业场合实际应用易操作和可靠性的要求。

  霍尔开关的输入端是以磁感应强度B来表征的,当B值达到一定的程度(如B1)时,霍尔开关内部的触发器翻转,霍尔开关的输出电平状态也随之翻转。输出端一般采用晶体管输出,和其他传感器类似有NPN、PNP、常开型、常闭型、锁存型(双极性)、双信号输出之分。

  霍尔开关具有无触电、低功耗、长使用寿命、响应频率高等特点,内部采用环氧树脂封灌成一体化,所以能在各类恶劣环境下可靠的工作。霍尔开关可应用于接近传感器、压力传感器、里程表等,作为一种新型的电器配件。

2. 光电开关 漫反射

工作原理:漫反射型是当开关发射光束时,目标产生漫反射,发射器和接收器构成单个的标准部件,当有足够的组合光返回接收器时,开关状态发生变化,作用距离的典型值一般到3米。

特征:有效作用距离是由目标的反射能力决定,由目标表面性质和和颜色决定;较小的装配开支,当开关由单个元件组成时,通常是可以达到粗定位;采用背景抑制功能调节测量距离;对目标上的灰尘敏感和对目标变化了的反射性能敏感。

3. 简述漫射式光电接近开关原理

颜色色开关是是利用被检测物体对光束的遮挡或反射,由同步回路选通电路,从而检测遮挡物体的有无。所有能反射光线的物体都可以被检测。颜色色开关将输入的电流在发射器上转换为光信号并射出,然后接收器根据接收到的光线强弱或有无,对目标物体进行检测。大多数颜色色开关都是采用波长接近可见光的红外线光波。今天我们来详细介绍下颜色色开关的分类类型:

1:按检测形式的分类

(1)对射式,对射式是由一个发射器与一个接收器相对配置的,发射器发射出的光指向接收器,发射器与接收器之间组成一个闭合光路,通过对光路的光被遮断或光衰减来进行检测的一种检测形式。这种检测形式作用距离比较长,但需要一个发射器并需要配电;在某些应用场合比如空间狭小,不合适配电的运用上比较麻烦。发射器与接收器一体化,光传输为直流方式的非调制信号,主要小型缝隙颜色色开关,如U型、C型的槽型颜色色开关。

(2)漫反射式,集发光器和收光器于一体,当发射光被通过的目标反射回收光器时,即输出信号。其检测距离与目标表面反射率有直接关系。当目标表面光亮或透明时,漫射式,聚焦式或定距离式是的检测模式。部分漫反射式颜色色开关没有透镜,检测距离只有10cm左右,但检测表面光亮或透明目标时非常可靠。

(3)镜面反射式,这种方式是把发射器与接收器构为一体,颜色色开关对置反角矩阵射镜,发射器的光被反射镜后反馈回接收器,颜色色开关与角矩阵反射镜(多棱镜)形成闭合光路,通过对光路的光被遮断或光衰减来进行检测的一种检测形式,这种检测形式作用距离比对射式短,比直接反射式较长。只需要单线配电即可,由于采用反射镜光轴的调整比对射式容易;反射镜由多棱镜角矩阵板或微晶玻璃颗粒反射膜等。

(4)辐射光检测形式,通过对被检测物体辐射出的光进行检测的形式。如用于钢铁行业的对加热的铁辐射出的红外线进行检测的颜色色开关。

(5)限定反射式,这种方式是把发射器与接收器构为一体,发射器与接收器形成一个角度,发射光轴与接收光轴交叉区域灵敏度。

(6)夹角式,这种方式是把发射器与接收器构为一体,发射器与接收器形成一个角度,发射光聚焦点与接收光聚焦交叉区域检测物体,用于精细检测,如标记检测等。

(7)同轴检测式(单镜头),这种方式是把发射器与接收器构为一体,发射光通过镀膜的半透明镜片45°折射后通过镜头聚焦发射出去,接收光线通过聚焦镜头入射到接收器,主要用于标志检测。目前主流的颜色传感器、标志传感器大多采用这样方式。

(8)光导纤维式,光导纤维简称光纤,目前光纤式颜色色开关的光纤基本是两种,一种是塑料光纤,价位比较低,普通检测使用;另一种是玻璃光纤,价位比较高,一些检测精度比较高和温度较高的场合使用。

①:对射式,把光纤套入发射器,把光纤套入接收器,光纤检测头相对安置。

②:直接反射式,发射器与接收器构为一体,把光纤套入发射器与接收器(光纤放大器),光纤头为两根光纤并行,直接检测物体。

③:同轴反射,发射器与接收器构为一体,把光纤套入发射器与接收器(光纤放大器)。光纤头为两根光纤并为一根的形式,发射光纤在中间,接受光纤围着其圆周排列。可以直接反射与镜面反射,取决于光纤放大器的光学结构。

由于光纤无源传递且不受电磁干扰,因此可以把电信号从类似的影响中分离出来。所以它也特别适合以下场合检测: 1、检测微小目标2、狭窄空间 3、高温环境 4、强电磁场 5、振动机器 6、有腐蚀性气体 7、防爆场所 8、 液位检测。

2:按检测方法的分类

(1)光量法,目前大多数颜色色开关用来检测物体有无的均为光量方式,既光源受物体遮蔽或发生反射、辐射和遮光导致受光量变化来检测对象的有无。

(2)三角测距法,光量方式容易受到物体表面的光洁度、粗糙度、颜色所影响,因此在一些要求比较高的场合就需要采用距离法检测。

(3)激光测量法,由激光器对被测目标发射一个光信号,然后接受目标反射回来的光信号,通过测量光信号往返经过的时间,计算出目标的距离。

3:按光源种类的分类

光源目前采用的大多是发光二极管(LED),根据不同使用目的的区别使用。

(1)白炽灯式(可见光),用于需要白光的标志检测器,由于寿命与抗震性能,现在使用比较少。

(2)发光二极管(LED)式(可见光、近红外光),具有调制容易、寿命长、小型、功耗小、抗震等优点是颜色色开关理想的光源,可用于各种用途。

(3)荧光式(可见光),主要用于需要长度的颜色色系统(图像传感器等)

(4)紫外光式(不可见光),通过照射紫外线用于检测发生可见光的物体(荧光整理疵点、食品中的异物等)。

(5)气体激光式(可见光),光束比较强,用于探伤系统、条形码系统、及强光衰减大的场合,如蒸汽、烟雾、火焰等场合。

(6)半导体激光式(红光、近红外光),具有较强的透射率和容易调制的特性,用于如蒸汽、烟雾、火焰等场合钢铁行业与安防。

4:按光源调制种类的分类

(1)直流光式,使发射器的光线为不变的直流光,包括白炽灯和用直流驱动的发光二极管。这种方式有线路简单、响应速度快的特点,但是抗光干扰比较弱,目前仅在较短的距离检测中使用。

(2)调制式

①、脉冲调制式,使发射器发的出光线为具有一定频率的脉冲波,一般称为调制光,采用这种方式除了可以获得峰值很高的光脉冲功率外,还可以对接收器输出采用具有频率选择的交流放大器进行放大,从而减少周围光线和电气噪声的影响,这是目前国内外使用最广的一种方式。②、机械旋转调制式,对光源用棱镜或转盘孔旋转后,提取脉冲信号,如用于区域检测和热金属辐射的扫描检测等。③、扫描式,将多个发射器与接收器组合,通过同步信号逐一扫描,防止相互干扰。如用于光幕传感器。

5:按供电种类的分类

(1)直流式,采用直流电压供电的形式,一般大多采用12-24V(10-30V)的直流电压的供电。

(2)交流式,采用交流电压供电,电压范围为90-240V交流电,满足110VAC与220VAC场合的供电

(3)直流交流混合式,直流电压与交流电压都可以直接接入同一个供电回路的形式,直流电压范围12-240V,交流电压范围24-240V,此形式适应性比较灵活,不需要考虑配电的问题。

7:按结构种类的分类

(1)内藏放大器式,即把发光、感光元件和放大电路、信号处理电路、开关驱动电路装配在一个壳体里,接通直流电源就可以获取ON-OFF开关输出,不需要专用放大器,抗噪音能力强,寿命长,电缆线可延长等优点,是主流的一种颜色色开关。

(2)放大器分离式,这是种早期采用比较多的方式,发光、感光元件装在探头内,用屏蔽线与专用放大器(颜色色开关主体)连接。主要是探头可以安装在比较狭小的空间对比较小的物体进行检测,但是有抗噪声能力的问题。随着技术的发展,内藏放大器式的颜色色开关的体积越来越小;这种形式采用相对较少,尤其是光纤传感器的发展。

(3)光纤式,这种颜色色开关是放大器分离式与内藏放大器式结合的产品,通过光纤才传输光信号,颜色色开关主体上套上光纤线,另一头光纤探头可以对被检测物体进行检测,其优点光纤探头比较小,可以检测比较微小的物体,光纤线传输的只是光信号,所以不用考虑放大器分离式那样需要考虑抗噪声能力的问题。

(4)自控式,这种颜色色开关是具有一定功能性的。把发光、感光元件和放大电路、信号处理电路、开关驱动电路、电源、继电器等都装配在一起,接上交流或直流电源就可以工作。同时还具有其他一些功能如动作信号的延时、颜色色开关的信号灵敏度调节等。

4. 简述漫射式光电开关的工作原理

1.离子式烟雾传感器

该烟雾报警器内部采用离子式烟雾传感,离子式烟雾传感器是一种技术先进,工作稳定可靠的传感器,被广泛运用到各消防报警系统中,性能远优于气敏电阻类的火灾报警器。

2.光电式烟雾传感器

光电烟雾报警器内有一个光学迷宫,安装有红外对管,无烟时红外接收管收不到红外发射管发出的红外光,当烟尘进入光学迷宫时,通过折射、反射,接收管接收到红外光,智能报警电路判断是否超过阈值,如果超过发出警报。

光电感烟探测器可分为减光式和散射光式,分述如下:

(1) 减光式光电烟雾探测器

该探测器的检测室内装有发光器件及受光器件。在正常情况下,受光器件接收到发光器件发出的一定光量;而在有烟雾时,发光器件的发射光到受到烟雾的遮挡,使受光器件接收的光量减少,光电流降低,探测器发出报警信号。

(2) 散射光式光电烟雾探测器

该探测器的检测室内也装有发光器件和受光器件。在正常情况下,受光器件是接收不到发光器件发出的光的,因而不产生光电流。在发生火灾时,当烟雾进入检测室时,由于烟粒子的作用,使发光器件发射的光产生漫射,这种漫射光被受光器件接收,使受光器件的阻抗发生变化,产生光电流,从而实现了烟雾信号转变为电信号的功能,探测器收到信号然后判断是否需要发出报警信号。

两种传感器的比较

离子烟雾报警器对微小的烟雾粒子的感应要灵敏一些,对各种烟能均衡响应;而前向式光电烟雾报警器对稍大的烟雾粒子的感应较灵敏,对灰烟、黑烟响应差些。当发生熊熊大火时,空气中烟雾的微小粒子较多,而闷烧的时候,空气中稍大的烟雾粒子会多一些。如果火灾发生后,产生了大量的烟雾的微小粒子,离子烟雾报警器会比光电烟雾报警器先报警。这两种烟雾报警器时间间隔不大,但是这类火灾的蔓延极快,此类场所建议安装离子烟雾报警器较好。另一类闷烧火灾发生后,产生了大量的稍大的烟雾粒子,光电烟雾报警器会比离子烟雾报警器先报警,这类场所建议安装光电烟雾报警器。

3.气敏式烟雾传感器

气敏传感器是一种检测特定气体的传感器。它主要包括半导体气敏传感器、接触燃烧式气敏传感器和电化学气敏传感器等,其中用的最多的是半导体气敏传感器。它的应用主要有:一氧化碳气体的检测、瓦斯气体的检测、煤气的检测、氟利昂(R11、R12)的检测、呼气中乙醇的检测、人体口腔口臭的检测等等。

它将气体种类及其与浓度有关的信息转换成电信号,根据这些电信号的强弱就可以获得与待测气体在环境中的存在情况有关的信息,从而可以进行检测、监控、报警;还可以通过接口电路与计算机组成自动检测、控制和报警系统。

其中气敏传感器有以下几种类型:

(1)可燃性气体气敏元件传感器, 包含各种烷类和有机蒸气类(VOC)气体, 大量应用于抽油烟机、泄漏报警器和空气清新机; ( 2)一氧化碳气敏元件传感器, 一氧化碳气敏元件可用于工业生产、环保、汽车、家庭等一氧化碳泄漏和不完全燃烧检测报警; (3)氧传感器, 氧传感器应用很广泛, 在环保、医疗、冶金、交通等领域需求量很大; (4)毒性气体传感器,主要用于检测烟气、尾气、废气等环境污染气体。

气敏式烟雾传感器的典型型号有MQ-2气体传感器。该传感器常用于家庭和工厂的气体泄漏装置,适宜于液化气、丁烷、丙烷、甲烷、酒精、氢气、烟雾等的探测。

气敏式烟雾传感器与离子式烟雾传感器的比较

火灾烟雾是由气、液、固体微粒群组成的混合物,具有体积、质量、温度、电荷等物理特性。离子型烟雾探测器是通过相当于烟敏电阻的电离室引起的电压变化来感知烟雾粒子的微电流变化装置。当烟雾粒子进入电离室,改变了电离室空气的电离状态,从而宏观表现为电离室的等效电阻增加引起电离室两端的电压增大,由此来确定空气中的烟雾状况。而气敏式传感器是探测空气中某些可燃气体的成分,所以在火灾探测方面,气敏式传感器性能并不如离子式传感器。探测空气中可燃气体的含量。有效地探测煤气、液化石油气、然气、一氧化碳等多种可燃性气体的微量泄漏。适用于石油、化工、煤炭、电力、冶金、电子等工业企业,以及煤气厂、液化石油气站、氢气站等生产和贮存可燃性气体的场所。

5. 光电开关漫反射型

漫反射开关和对射式光电开关的区别

  漫反射光电开关与对射式光电开关直观的就是外观上区分:对射的是2个传感器头【一个发射,一个接收】;回归反射是1个传感器加一个反射板【反射镜】;漫反射只是单独的一个传感器。

  一般品牌光电开关,在检测距离上是对射是几十米,镜反射几十厘米,漫反射是几十毫米。对射式就是发射器和接受器分开放置,发射器发送红外光给某一距离外的接受器接受形成通路。当有物体阻断光线的时候,就触发开关(应用:安保系统,流水线计数系统)反向式,发射器和接受器都在一端。分两种一种是反光板式的,在装置某一距离放置一个反光板,将发射器的光线反射回接受器,有物体阻挡时触发开关(应用:同对射式相近)。

6. 漫反射式光电开关工作时发射器始终发射检测光

光电开关可分为对射型、漫反射型、镜面反射型: 

对射型光电开关:由发射器和接收器组成,结构上是两者相互分离的,在光束被中断的情况下会产生一个开关信号变化,典型的方式是位于同一轴线上的光电开关可以相互分开达50米.特征:辨别不透明的反光物体;有效距离大,因为光束跨越感应距离的时间仅一次;不易受干扰,可以可靠合适的使用在野外或者有灰尘的环境中;装置的消耗高,两个单元都必须敷设电缆。

漫反射型光电开关:是当开关发射光束时,目标产生漫反射,发射器和接收器构成单个的标准部件,当有足够的组合光返回接收器时,开关状态发生变化,作用距离的典型值一直到3米.特征:有效作用距离是由目标的反射能力决定,由目标表面性质和和颜色决定;较小的装配开支,当开关由单个元件组成时,通常是可以达到粗定位;采用背景抑制功能调节测量距离;对目标上的灰尘敏感和对目标变化了的反射性能敏感.

镜面反射型光电开关:由发射器和接收器构成的情况是一种标准配置,从发射器发出的光束在对面的反射镜被反射,即返回接收器,当光束被中断时会产生一个开关信号的变化。光的通过时间是两倍的信号持续时间,有效作用距离从0。1米至20米。特征:辨别不透明的物体;借助反射镜部件,形成高的有效距离范围;不易受干扰,可以可靠合适的使用在野外或者有灰尘的环境中。

7. 漫反射式光电开关的工作原理

工作原理:漫反射型是当开关发射光束时,目标产生漫反射,发射器和接收器构成单个的标准部件,当有足够的组合光返回接收器时,开关状态发生变化,作用距离的典型值一般到3米。 特征:有效作用距离是由目标的反射能力决定,由目标表面性质和和颜色决定;较小的装配开支,当开关由单个元件组成时,通常是可以达到粗定位;采用背景抑制功能调节测量距离;对目标上的灰尘敏感和对目标变化了的反射性能敏感。

8. 漫反射式光电开关作用

棕正蓝负黑信号,是参照光电开关说明书接线,归纳起来大概有如下三种类型:1、白色为公共端,开关动作时(感应到有物体)需要输出低电平时白色与蓝色短接,需要输出高电平时白色与棕色短接.(此种用法较多)。

2、白色为反相输出端,即黑色是常开(NO)输出的话,白色为常闭输出(NC),此时只需接其中之一,另一线悬空..(此种用法较少)。

白色为低电平时黑色为常闭输出(NC)...(此种用法很少),另外,光电开关还有PNP及NPN的区别,在接线方面也有不同。

9. 漫反射光电开关的工作原理是利用光照射到

工作原理 光电开关(光电传感器)是光电接近开关的简称,它是利用被检测物对光束的遮挡或反射,由同步回路选通电路,从而检测物体有无的。物体不限于金属,所有能反射光线的物体均可被检测。光电开关将输入电流在发射器上转换为光信号射出,接收器再根据接收到的光线的强弱或有无对目标物体进行探测。

1.漫反射式光电开关:它是一种集发射器和接收器于一体的传感器,当有被检测物体经过时,物体将光电开关发射器发射的足够量的光线反射到接收器,于是光电开关就产生了开关信号。当被检测物体的表面光亮或其反光率极高时,漫反射式的光电开关是首选的检测模式。

2.镜反射式光电开关:它亦集发射器与接收器于一体,光电开关发射器发出的光线经过反射镜反射回接收器,当被检测物体经过且完全阻断光线时,光电开关就产生了检测开关信号。

3.对射式光电开关:它包含了在结构上相互分离且光轴相对放置的发射器和接收器,发射器发出的光线直接进入接收器,当被检测物体经过发射器和接收器之间且阻断光线时,光电开关就产生了开关信号。当检测物体为不透明时,对射式光电开关是最可靠的检测装置。

4.槽式光电开关:它通常采用标准的U字型结构,其发射器和接收器分别位于U型槽的两边,并形成一光轴,当被检测物体经过U型槽且阻断光轴时,光电开关就产生了开关量信号。槽式光电开关比较适合检测高速运动的物体,并且它能分辨透明与半透明物体,使用安全可靠。

注:漫反射式就是一只开关工作,感应距离近点,1-100CM..对射式就是两只开关相对,感应距离远点,5M以上,槽形感应距离固定死了,基本10CM以内