工控领域的光电传感器特点解析
发布：2020-11-20 阅读：733
智能制造网讯 从工业1.0到4.0，工业正从机械化到电动化、自动化、智能化。工业4.0时代，工业互联网将依靠安全、智能的机器加上高效的分析工具，实现控制、通信、计算、的三位一体，这其中，传感器是物联网的神经末梢，是数据采集的入口，其重要性不言而喻。光电传感器是常见的传感器之一。是将光信号转换为电信号的一种器件。其工作原理基于光电效应。光电效应是指光照射在某些物质上时，物质的电子吸收光子的能量而发生了相应的电效应现象。根据光电效应现象的不同将光电效应分为三类：内光电效应、外光电效应及光生伏特效应。
从分类来看，光电传感器主要包括：光电管，光电倍增管，光敏电阻，光电晶体管，太阳能电池，红外传感器，紫外线传感器，光纤光电传感器，颜色传感器，CCD和CMOS图像传感器等。
光电传感器在工业生产应用中有几大主要特点：其一，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) 无法远距离检测。其二，对检测物体的限制少。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。其三，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。
光电传感器的应用案例包括激光武器、自动抄表系统、监控烟尘污染等。就自动抄表来说,随着传感器技术、微电子技术、计算机技术及现代通讯技术的发展，可以利用光电传感器来研制自动抄表系统。电能表的铝盘受电涡流和磁场的作用下产生的转矩驱动而旋转。采用光电传感器则可将铝盘的转数转换成脉冲数。
在监控烟尘污染方面，光电传感器同样发挥着重要作用。为了消除工业烟尘污染，首先要知道烟尘排放量，因此必须对烟尘源进行监测、自动显示和超标报警。烟道里的烟尘浊度是用通过光在烟道里传输过程中的变化大小来检测的。如果烟道浊度增加，光源发出的光被烟尘颗粒的吸收和折射增加，到达光检测器的光减少，因而光检测器输出信号的强弱便可反映烟道浊度的变化。
使用光电传感器时，需要注意探测介质、距离、环境等问题。不同的介质对不同波长的光其反光率有很大的差别。因此在选用传感器时，应考虑传感器探测光源的波长，以及对应此波长的介质反光率是否能满足要求。
光电传感器在测量转速时，在电动机的旋转轴上涂上黑白两种颜色。转动时，反射光与不反射光交替出现，光电传感器相应地间断接收光的反射信号，并输出间断的电信号，再经放大器及整形电路放大整形输出方波信号，最后由电子数字显示器输出电机的转速。
传感器的产业链包括用户、产品公司和制造体系。为更好地适应各行业智能化、数字化转型的需要，传感器的功能和质量也需进一步提升，其产品开发必须与用户密切结合，用户是其产业链中的一个重要环节；产品制造商也需要根据用户需求，进行新品开发与测试。
随着科学技术的飞速发展，无线传感器、光纤传感器、智能传感器、金属氧化传感器等新型传感器在市场上所占份额越来越大，传感器有望朝着微型化、仿生化、智能化方向发展。