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光电传感器.doc

光电传感器

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2012-03-01 0人阅读 举报 0 0 0 暂无简介

简介:本文档为《光电传感器doc》,可适用于工程科技领域

编辑词条光电传感器目录显示概述原理分类标准光电传感器安全光电传感器门控光电传感器应用一、烟尘浊度监测仪二、光电池在光电检测和自动控制方面的应用光电传感器特长传感器市场前景预测概述原理分类标准光电传感器安全光电传感器门控光电传感器应用一、烟尘浊度监测仪二、光电池在光电检测和自动控制方面的应用光电传感器特长传感器市场前景预测  编辑本段概述  光电传感器是采用光电元件作为检测元件的传感器。它首先把被测量的变化转换成光信号的变化然后借助光电元件进一步将光信号转换成电信号。光电传感器一般由光源、光学通路和光电元件三部分组成。光电检测方法具有精度高、反应快、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中应用非常广泛。  光电传感器是各种光电检测系统中实现光电转换的关键元件它是把光信号(红外、可见及紫外光辐射)转变成为电信号的器件。  光电式传感器是以光电器件作为转换元件的传感器。它可用于检测直接引起光量变化的非电量如光强、光照度、辐射测温、气体成分分析等也可用来检测能转换成光量变化的其他非电量如零件直径、表面粗糙度、应变、位移、振动、速度、加速度以及物体的形状、工作状态的识别等。光电式传感器具有非接触、响应快、性能可靠等特点因此在工业自动化装置和机器人中获得广泛应用。近年来新的光电器件不断涌现特别是CCD图像传感器的诞生为光电传感器的进一步应用开创了新的一页。编辑本段原理  由光通量对光电元件的作用原理不同所制成的光学测控系统是多种多样的,按光电元件(光学测控系统)输出量性质可分二类,即模拟式光电传感器和脉冲(开关)式光电传感器模拟式光电传感器是将被测量转换成连续变化的光电流,它与被测量间呈单值关系模拟式光电传感器按被测量(检测目标物体)方法可分为透射(吸收)式,漫反射式,遮光式(光束阻档)三大类所谓透射式是指被测物体放在光路中,恒光源发出的光能量穿过被测物,部份被吸收后,透射光投射到光电元件上所谓漫反射式是指恒光源发出的光投射到被测物上,再从被测物体表面反射后投射到光电元件上所谓遮光式是指当光源发出的光通量经被测物光遮其中一部份,使投射刭光电元件上的光通量改变,改变的程度与被测物体在光路位置有关  光敏二极管是最常见的光传感器。光敏二极管的外型与一般二极管一样只是它的管壳上开有一个嵌着玻璃的窗口以便于光线射入为增加受光面积PN结的面积做得较大光敏二极管工作在反向偏置的工作状态下并与负载电阻相串联当无光照时它与普通二极管一样反向电流很小(<microA)称为光敏二极管的暗电流当有光照时载流子被激发产生电子空穴称为光电载流子。在外电场的作用下光电载流子参于导电形成比暗电流大得多的反向电流该反向电流称为光电流。光电流的大小与光照强度成正比于是在负载电阻上就能得到随光照强度变化而变化的电信号。  光敏三极管除了具有光敏二极管能将光信号转换成电信号的功能外还有对电信号放大的功能。光敏三级管的外型与一般三极管相差不大一般光敏三极管只引出两个极发射极和集电极基极不引出管壳同样开窗口以便光线射入。为增大光照基区面积做得很大发射区较小入射光主要被基区吸收。工作时集电结反偏发射结正偏。在无光照时管子流过的电流为暗电流Iceo=(β)Icbo(很小)比一般三极管的穿透电流还小当有光照时激发大量的电子空穴对使得基极产生的电流Ib增大此刻流过管子的电流称为光电流集电极电流Ic=(β)Ib可见光电三极管要比光电二极管具有更高的灵敏度。编辑本段分类标准光电传感器  )漫反射型:一般型或能量型()聚焦式(H)带背景抑制功能型(H)带背景分析功能型(HW)  )反射板型:一般型()带偏振滤波功能型(,)带透明体检测功能型(G)带前景抑制功能型(V)  )对射型  )槽型  )光纤传感器:塑料光纤型玻璃光纤型  )色标传感器颜色传感器荧光传感器  )光通讯  )激光测距:三角反射原理型相位差原理型时间差原理型  )光栅  )防爆隔爆型安全光电传感器  )安全对射光电  )安全光栅  )安全光幕  )安全控制器门控光电传感器  )雷达传感器:区域检测型  )主动式传感器:单光束型多光束型区域检测型  )被动式传感器:区域检测型  )电梯光幕  )通用光电:槽形对射型等编辑本段应用一、烟尘浊度监测仪  防止工业烟尘污染是环保的重要任务之一。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。二、光电池在光电检测和自动控制方面的应用  光电池作为光电探测使用时其基本原理与光敏二极管相同但它们的基本结构和制造工艺不完全相同。由于光电池工作时不需要外加电压光电转换效率高光谱范围宽频率特性好噪声低等它已广泛地用于光电读出、光电耦合、光栅测距、激光准直、电影还音、紫外光监视器和燃气轮机的熄火保护装置等。编辑本段光电传感器特长  ①检测距离长  如果在对射型中保留m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。编辑本段传感器市场前景预测  咨询公司INTECHNOCONSULTING的传感器市场报告显示年全球传感器市场容量为亿美元预计年全球传感器市场可达亿美元以上。调查显示东欧、亚太区和加拿大成为传感器市场增长最快的地区而美国、德国、日本依旧是传感器市场分布最大的地区。就世界范围而言传感器市场上增长最快的依旧是汽车市场占第二位的是过程控制市场看好通讯市场前景。  一些传感器市场比如压力传感器、温度传感器、流量传感器、水平传感器已表现出成熟市场的特征。流量传感器、压力传感器、温度传感器的市场规模最大分别占到整个传感器市场的、和。传感器市场的主要增长来自于无线传感器、MEMS(MicroElectroMechanicalSystems微机电系统)传感器、生物传感器等新兴传感器。其中无线传感器在年复合年增长率预计会超过。  目前全球的传感器市场在不断变化的创新之中呈现出快速增长的趋势。有关专家指出传感器领域的主要技术将在现有基础上予以延伸和提高各国将竞相加速新一代传感器的开发和产业化竞争也将日益激烈。新技术的发展将重新定义未来的传感器市场比如无线传感器、光纤传感器、智能传感器和金属氧化传感器等新型传感器的出现与市场份额的扩大。

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