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1、光电开关原理及应用|三线光电开关工作原理 光电开关原理及应用 邓重一 摘 要： 介绍了光电开关的原理、术语、种类和运用留意事项；并通过一些实例说明白光电开关的应用。 关键词： 传感器；光电开关；原理；应用 中图分类号：TP212.14 文献标识码：A 一、前言 光电开关是传感器大家族中的成员，它把放射端和接收端之间光的强弱改变转化为电流的改变以到达探测的目的。由于光电开关输出回路和输入回路是电隔离的即电缘绝，所以它可以在很多场合得到应用。 二、光电开关介绍 1、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
2、于金属，全部能反射光线的物体均可被检测。光电开关将输入电流在放射器上转换为光信号射出，接收器再依据接收到的光线的强弱或有无对目标物体进展探测。工作原理如图1所示。多数光电开关选用的是波长接近可见光的红外线光波型。图2是德国SICK公司的局部光电开关外型图。 2、光电开关的分类及术语说明 1、分类 漫反射式光电开关：它是一种集放射器和接收器于一体的传感器，当有被检测物体经过时，物体将光电开关放射器放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。当被检测物体的外表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。 镜反射式光电开关：它亦集放射器与接收器于一体，光电开关放射器发
3、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。 对射式光电开关：它包含了在构造上相互分别且光轴相对放置的放射器和接收器，放射器发出的光线干脆进入接收器，当被检测物体经过放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。当检测物体为不透亮时，对射式光电开关是最牢靠的检测装置。 槽式光电开关：它通常采纳标准的U字型构造，其放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。槽式光电开关比拟适合检测高速运动的物体，并且它能辨别透亮与半透亮物体,运用平安牢靠。 光纤式光电开关：它采纳
4、塑料或玻璃光纤传感器来引导光线，可以对距离远的被检测物体进展检测。通常光纤传感器分为对射式和漫反射式。 它们的工作光线示意图如图3所示。 2术语说明 常见的术语示意图如图4所示。 检测距离：是指检测体按必须方式移动，当开关动作时测得的基准位置光电开关的感应外表到检测 面的空间距离。额定动作距离指接近开关动作距离的标称值。 回差距离：动作距离与复位距离之间的肯定值。 响应频率：在规定的1s的时间间隔内，允许光电开关动作循环的次数。 输出状态：分常开和常闭。当无检测物体时，常开型的光电开关所接通的负载由于光电开关内部的输出晶体管的截止而不工作，当检测到物体时，晶体管导通，负载得电工作。 检测方式：
5、依据光电开关在检测物体时放射器所发出的光线被折回到接收器的途径的不同，可分为漫反射式、镜反射式、对射式等。 输出形式：分NPN二线、NPN三线、NPN四线、PNP二线、PNP三线、PNP四线、AC二线、AC五线自带继电器，及直流NPN/PNP/常开/常闭多功能等几种常用的输出形式。 指向角：见光电开关的指向角示意图,即如图4的下部三个小图所示。 外表反射率：漫反射式光电开关发出的光线须要经检测物外表才能反射回漫反射开关的承受器，所以检测距离和被检测物体的外表反射率将确定承受器接收到光线的强度。粗糙的外表反射回的光线强度必将小于光滑外表反射回的强度,而且，被检测物体的外表必需垂直于光电开关的放射
6、光线。常用材料的反射率如表1所示。 表1 常用材料的反射率 环境特性：光电开关应用的环境亦会影响其长期工作牢靠性。当光电开关工作于最大检测距离状态时，由于光学透镜会被环境中的污物粘住，甚至会被一些强酸性物质腐蚀，以至其运用参数和牢靠性降低。较简便的解决方法就是依据光电开关的最大检测距离Sn降额运用来确定最正确工作距离。 3运用留意事项 红外线传感器属漫反射型的产品，所采纳的标准检测体为平面的白色画纸。 红外线光电开关在环境照度高的状况下都能稳定工作，但原那么上应回避将传感器光轴正对太阳光等强光源。 对射式光电开关最小可检测宽度为该种光电开关透镜宽度的80%。 当运用感性负载如灯、电动机等时，其
7、瞬态冲击电流较大，可能劣化或损坏沟通二线的光电开关，在这种状况下，请将负载经过沟通继电器来转换运用。 红外线光电开关的透镜可用擦镜纸擦拭，禁用稀释溶剂等化学品，以免永久损坏塑料镜。 针对用户的现场实际要求，在一些较为恶劣的条件下，如灰尘较多的场合，所生产的光电开关在灵敏度的选择上增加了50%，以适应在长期运用中延长光电开关维护周期的要求。 产品均为SMD工艺生产制造，并经严格的测试合格后才出厂，在一般状况下运用均不会出现损坏。为了幸免意外性发生，请用户在接通电源前检查接线是否正确，核定电压是否为额定值。 以上各留意事项示意图见图5。 三、应用举例 从图6可以看出光电开关的各种应用。其中，图6a为光电开关用于对材料的定位剪切限制；图6b为用光电开关来限制液面位的上下限值，当液面位高于或低于上下极限液面位时，光电开关限制电路可使阈门翻开或关闭，使液面位的高度保持在上下限之间；图6c为利用物体对光的遮挡作用，检测物体的通过个数，或物体是否存在；图6d为利用光的直线传播性，检验产品是否等高排列；图6e为将光电开关用在流水生产线上，来检测产品的个数；图6f为用光电开关检测液面位的凹凸。 四、完毕语 除了以上介绍的例子外，光电开关还在很多方面得到了应用，例如在行程限制、直径限制、转速检测、气流量限制等方面。我们坚信光电开关会做得越来越先进，它的应用也会越来越广泛。