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剖析光电传感器日常使用意义研究论文
剖析光电传感器日常使用意义研究论文 [摘要]光电传感器是采用光电元件作为检测元件的传感器,具有反应快、精度高、 非接触等优点,而且可测参数多,传感器的结构简单,形式灵活多样,因此,光电式传 感器在检测和控制领域中应用非常广泛。[关键词]光电式；
传感器；
创新应用 一、光电传感器基本知识 光电传感器最根本的原理是光电效应,光电效应又分为外光电效应和内光 电效应外光电效应:在光线作用下,物体内的电子逸出物体表面向外发射的现象称 为外光电效应。在光线作用下,物体的导电性能发生变化或产生光生电动势的效 应称为内光电效应。内光电效应又可分为以下两类:(1)光电导效应。在光线作用 下,对于半导体材料吸收了入射光子能量,若光子能量大于或等于半导体材料的禁 带宽度,就激发出电子-空穴对,使载流子浓度增加,半导体的导电性增加,阻值减低, 这种现象称为光电导效应。光敏电阻就是基于这种效应的光电器件。(2)光生伏 特效应。在光线的作用下能够使物体产生一定方向的电动势的现象称为光生伏特 效应。基于该效应的光电器件有光电池。
常用的光电传感器有光敏电阻、光电池、光敏二极管、光敏三极管等。利 用这些传感器各自的特点加上巧妙的设计,光电传感器几乎被应用于生活的各个 方面。光电传感器特点有:(1)检测距离长。如果在对射型中保留10m以上的检测 距离等,便能实现其他检测手段(磁性、超声波等)无法离检测。(2)对检测物体的限 制很少。由于以检测物体引起的遮光和反射为检测原理,所以不象接近传感器等 将检测物体限定在金属,它可对玻璃.塑料.木材.液体等几乎所有物体进行检测。
(3)响应时间短。光本身为高速,并且传感器的电路都由电子零件构成,所以不包含 机械性工作时间,响应时间非常短。(4)分辨率高。能通过高级设计技术使投光光 束集中在小光点,或通过构成特殊的受光光学系统,来实现高分辨率。也可进行微 小物体的检测和高精度的位置检测。(5)可实现非接触的检测。可以无须机械性 地接触检测物体实现检测,因此不会对检测物体和传感器造成损伤。因此,传感器 能长期使用。(6)可实现颜色判别。通过检测物体形成的光的反射率和吸收率根 据被投光的光线波长和检测物体的颜色组合而有所差异。利用这种性质,可对检 测物体的颜色进行检测。(7)便于调整。在投射可视光的类型中,投光光束是眼睛 可见的,便于对检测物体的位置进行调整。二、创新应用举例 1.测温功能 应用时,将感温头插入被测温环境中,外部法兰安装密封。传感器输出端与 二次仪表输入端经辐射至光电转换器接收,转换成毫伏电压信号。感温管一般为 经过特殊处理的高刚玉管或特殊材质管。光电转换器由光学透镜、光栏、硅光电 池,温度稳定性网络组成。高压密封器将感温管开口端高压密封,防止感温管透气 或断裂产生高压泄露,不影响辐射光传输,所以传感器在现场工作时,可拆卸光电 转换器通过高压密封器观察感温管状况或检修光电转换器,信号传输导线为双芯 屏蔽铜电缆,将传感器输出端按正负端与仪表信号输入端相接,接地端与地线相接, 仪表上电即可实现测温。
2.火焰探测报警器 3.光控大门 我们都有这样的苦恼每次开车到了小区大门都要等门卫来开门或者等其 按动电动门的开关,既费时又费人力,如果巧妙地利用光电传感器就可以实现光控 大门。这里要用到一种电子元件――干簧继电器,它由干簧管和绕在干簧管外的 线圈组成。当线圈内有电流时,线圈产生的磁场使密封在干簧管内的两个铁质簧 片磁化,两个簧片在磁力作用下由原来的分离状态变成连接状态,线圈内没有电流 时,磁场消失,瓷片在弹力的作用下,回复到分离状态。把光敏电阻装在大门上汽车 灯光能照到的地方,把带动大门的电动机接在干簧管的电路中,那么夜间汽车开到 大门前,灯光照射光敏电阻时,干簧继电器接通电动机电路,电动机带动大门打开。
三、小结 以上介绍了光电传感器的基本原理和其特点,并列举了一些在生活实际中 的创新应用实例。从这些实例中我们可窥见光电传感器无限的发展应用前景。光 电式传感器在科学技术领域、工农业生产以及日常生活中发挥着越来越重要的作 用。人类社会对传感器提出的要求越来越高是其发展的强大动力,突飞猛进现代 科学技术的则为其提供了坚强的后盾,我们相信在不懈地探索中,光电传感器的应 用定会有新的飞跃。
