光(guang)電(dian)傳感器是各種(zhong)光(guang)電(dian)檢(jian)測系統中實現光(guang)電(dian)轉(zhuan)(zhuan)換(huan)的(de)(de)關鍵元件(jian)(jian)，它(ta)是把(ba)光(guang)信(xin)號（紅外、可(ke)見(jian)及(ji)紫(zi)外光(guang)輻射）轉(zhuan)(zhuan)變成(cheng)為(wei)電(dian)信(xin)號的(de)(de)器件(jian)(jian)。它(ta)可(ke)用(yong)于檢(jian)測直接引起光(guang)量(liang)(liang)(liang)變化(hua)的(de)(de)非電(dian)量(liang)(liang)(liang)，如(ru)(ru)光(guang)強、光(guang)照度(du)(du)、輻射測溫、氣(qi)體(ti)成(cheng)分分析等(deng)；也可(ke)用(yong)來檢(jian)測能轉(zhuan)(zhuan)換(huan)成(cheng)光(guang)量(liang)(liang)(liang)變化(hua)的(de)(de)其他非電(dian)量(liang)(liang)(liang)，如(ru)(ru)零件(jian)(jian)直徑、表(biao)面粗糙度(du)(du)、應變、位(wei)移(yi)、振動(dong)、速度(du)(du)、加速度(du)(du)，以及(ji)物(wu)體(ti)的(de)(de)形狀、工作狀態的(de)(de)識(shi)別等(deng)。

光電(dian)傳感器(qi)(qi)一般(ban)由(you)三部分(fen)(fen)組成，分(fen)(fen)為：發射器(qi)(qi)，接(jie)收器(qi)(qi)和檢測電(dian)路。

光電傳感器原理：

光(guang)(guang)電(dian)(dian)(dian)元件是光(guang)(guang)電(dian)(dian)(dian)傳(chuan)感器中重要的(de)組(zu)成(cheng)(cheng)部分，它的(de)核心工作原理是不同類(lei)型的(de)光(guang)(guang)電(dian)(dian)(dian)效(xiao)應。根據波粒二象性，光(guang)(guang)是由光(guang)(guang)速運(yun)動(dong)的(de)光(guang)(guang)子所組(zu)成(cheng)(cheng)， 當物體受到光(guang)(guang)線(xian)照射(she)時，其內部的(de)電(dian)(dian)(dian)子吸收(shou)了光(guang)(guang)子的(de)能量后改(gai)變狀(zhuang)態(tai)，自身的(de)電(dian)(dian)(dian)性質也會發(fa)生改(gai)變，這樣的(de)現象稱為光(guang)(guang)電(dian)(dian)(dian)效(xiao)應。光(guang)(guang)電(dian)(dian)(dian)傳(chuan)感器通(tong)常包括(kuo)光(guang)(guang)源(yuan)，光(guang)(guang)路和光(guang)(guang)電(dian)(dian)(dian)元件。通(tong)過(guo)將光(guang)(guang)強(qiang)度的(de)變化轉換成(cheng)(cheng)電(dian)(dian)(dian)信(xin)號的(de)變化來控制光(guang)(guang)電(dian)(dian)(dian)傳(chuan)感器。

光電傳感器分類：

光電(dian)(dian)(dian)元(yuan)(yuan)件(jian)(jian)有光敏電(dian)(dian)(dian)阻、光電(dian)(dian)(dian)二(er)極管(guan)、光電(dian)(dian)(dian)三極管(guan)、發光二(er)極管(guan)、光電(dian)(dian)(dian)倍增管(guan)、 光電(dian)(dian)(dian)池、光電(dian)(dian)(dian)耦(ou)合(he)器件(jian)(jian)等。由(you)光通量對光電(dian)(dian)(dian)元(yuan)(yuan)件(jian)(jian)的(de)作用原理不同(tong)所制成(cheng)的(de)光學測控系統是(shi)多(duo)(duo)種多(duo)(duo)樣的(de)，按光電(dian)(dian)(dian)元(yuan)(yuan)件(jian)(jian)輸出(chu)量性(xing)質，光電(dian)(dian)(dian)傳(chuan)感(gan)器可分(fen)(fen)二(er)類，即模擬(ni)式(shi)光電(dian)(dian)(dian)傳(chuan)感(gan)器和(he)脈沖(chong)式(shi)光電(dian)(dian)(dian)傳(chuan)感(gan)器；模擬(ni)式(shi)光電(dian)(dian)(dian)傳(chuan)感(gan)器按被測量方法(fa)又(you)可分(fen)(fen)為透(tou)射式(shi)、漫(man)反射式(shi)、遮光式(shi)三大類。

光電(dian)傳(chuan)感器應用(yong)原理:

1.光電(dian)傳感器在高壓(ya)大電(dian)流測(ce)試(shi)中的應(ying)用(yong)

近年來(lai)，采用光學設備進(jin)行(xing)高壓(ya)大(da)電(dian)流(liu)測量(liang)在電(dian)力系統中(zhong)發展很快(kuai)，許多新型的(de)(de)光電(dian)式(shi)傳(chuan)感器(qi)系統已相繼投入現場運(yun)行(xing)，為高壓(ya)大(da)電(dian)流(liu)的(de)(de)監測帶來(lai)許多便利條件。OCT響應(ying)速度(du)快(kuai)，測量(liang)精度(du)高。OCT不同于(yu)CT(傳(chuan)統電(dian)流(liu)互感器(qi)) 的(de)(de)基(ji)點在于(yu)信(xin)號功(gong)率(lv)小，OCT產品在被測電(dian)流(liu)從高電(dian)位(wei)轉換到低電(dian)位(wei)的(de)(de)過程中(zhong)都是用光來(lai)調制的(de)(de)，其(qi)光學儀器(qi)部分(fen)只有微(wei)瓦級(ji)的(de)(de)功(gong)率(lv)，而CT的(de)(de)次級(ji)線圈需要(yao)瓦級(ji)的(de)(de)功(gong)率(lv)。

2.光電傳(chuan)感器在轉速測量系統中的應用(yong)

在機(ji)械(xie)自(zi)動(dong)(dong)化(hua)高速(su)(su)發展的(de)(de)(de)今(jin)天(tian)，轉速(su)(su)是(shi)動(dong)(dong)力機(ji)械(xie)性(xing)(xing)能(neng)測(ce)(ce)試中的(de)(de)(de)一個(ge)重要(yao)的(de)(de)(de)特性(xing)(xing)參量，其大(da)小(xiao)和(he)變化(hua)關系著機(ji)械(xie)運轉是(shi)否(fou)正(zheng)常。動(dong)(dong)力機(ji)械(xie)的(de)(de)(de)許多(duo)特性(xing)(xing)參數往往通(tong)過轉速(su)(su)來確定，例如電機(ji)的(de)(de)(de)輸出(chu)功率，而且(qie)動(dong)(dong)力機(ji)械(xie)的(de)(de)(de)振動(dong)(dong)、管(guan)道氣流(liu)脈動(dong)(dong)與(yu)(yu)各種工(gong)作零件的(de)(de)(de)磨(mo)損狀態等也(ye)與(yu)(yu)轉速(su)(su)密切(qie)相關。及時監測(ce)(ce)轉速(su)(su)的(de)(de)(de)變化(hua)可以及時排除機(ji)器運轉中的(de)(de)(de)許多(duo)故障(zhang)，避免造成更(geng)大(da)損失(shi)。轉速(su)(su)測(ce)(ce)量方法按傳感器的(de)(de)(de)安裝方式(shi)(shi)來分類，分為接觸(chu)式(shi)(shi)和(he)非接觸(chu)式(shi)(shi)兩類。非接觸(chu)式(shi)(shi)轉速(su)(su)測(ce)(ce)量分盤式(shi)(shi)磁性(xing)(xing)測(ce)(ce)量、軸式(shi)(shi)磁性(xing)(xing)測(ce)(ce)量、遮斷(duan)式(shi)(shi)光(guang)電測(ce)(ce)量和(he)反射式(shi)(shi)光(guang)電測(ce)(ce)量。其中應用(yong)廣泛的(de)(de)(de)是(shi)光(guang)電式(shi)(shi)測(ce)(ce)速(su)(su)系統。

3.光電傳感器在(zai)繼電保護中的(de)應用

隨著(zhu)電(dian)(dian)(dian)(dian)力(li)(li)(li)(li)工(gong)業的(de)發展，電(dian)(dian)(dian)(dian)力(li)(li)(li)(li)系(xi)統的(de)輸送容量(liang)(liang)和電(dian)(dian)(dian)(dian)壓(ya)等(deng)級不斷提高(gao)，傳(chuan)統的(de)互(hu)感器(qi)(qi)(qi)對電(dian)(dian)(dian)(dian)網進行(xing)測量(liang)(liang)和監控(kong)存在著(zhu)許(xu)多缺點。目前，應用(yong)光(guang)電(dian)(dian)(dian)(dian)傳(chuan)感器(qi)(qi)(qi)的(de)光(guang)纖互(hu)感器(qi)(qi)(qi)和光(guang)纖通訊網構成的(de)光(guang)纖發變電(dian)(dian)(dian)(dian)站綜合自動(dong)化(hua)(hua)系(xi)統，已(yi)成為電(dian)(dian)(dian)(dian)力(li)(li)(li)(li)自動(dong)化(hua)(hua)技(ji)術有前景(jing)的(de)發展方向(xiang)之(zhi)一。電(dian)(dian)(dian)(dian)力(li)(li)(li)(li)互(hu)感器(qi)(qi)(qi)是電(dian)(dian)(dian)(dian)力(li)(li)(li)(li)系(xi)統中重要的(de)電(dian)(dian)(dian)(dian)量(liang)(liang)測量(liang)(liang)設備(bei)，也(ye)是實現電(dian)(dian)(dian)(dian)力(li)(li)(li)(li)自動(dong)化(hua)(hua)的(de)關鍵(jian)設備(bei)。新型有源光(guang)電(dian)(dian)(dian)(dian)傳(chuan)感器(qi)(qi)(qi)能夠克服傳(chuan)統電(dian)(dian)(dian)(dian)力(li)(li)(li)(li)互(hu)感器(qi)(qi)(qi)的(de)尺寸大(da)、質量(liang)(liang)大(da)、抗(kang)干擾差(cha)、信(xin)息(xi)傳(chuan)輸容量(liang)(liang)小(xiao)等(deng)缺陷，使得電(dian)(dian)(dian)(dian)力(li)(li)(li)(li)系(xi)統的(de)安(an)(an)全運(yun)行(xing)和自動(dong)化(hua)(hua)水平均無法(fa)達到(dao)要求等(deng)缺陷，同時能以數(shu)字信(xin)號(hao)輸出，取(qu)消了大(da)量(liang)(liang)的(de)二次電(dian)(dian)(dian)(dian)纜(lan)，為電(dian)(dian)(dian)(dian)力(li)(li)(li)(li)系(xi)統的(de)安(an)(an)全運(yun)行(xing)、節(jie)約成本(ben)、高(gao)壓(ya)設備(bei)無油化(hua)(hua)、優化(hua)(hua)二次設備(bei)提供了堅實的(de)基礎。

4.光電傳感器(qi)在煙塵濁(zhuo)度監測的應用(yong)

防(fang)止煙(yan)(yan)塵(chen)(chen)(chen)污染是環保的(de)(de)(de)重要(yao)任務之(zhi)一(yi)，為了消除(chu)工業煙(yan)(yan)塵(chen)(chen)(chen)污染，首先要(yao)知道(dao)煙(yan)(yan)塵(chen)(chen)(chen)排放量，因此必須對煙(yan)(yan)塵(chen)(chen)(chen)源進行監測(ce)、自動顯(xian)示和超標報警。煙(yan)(yan)道(dao)里(li)的(de)(de)(de)煙(yan)(yan)塵(chen)(chen)(chen)濁(zhuo)度(du)是用通過光(guang)在煙(yan)(yan)道(dao)里(li)傳輸過程中的(de)(de)(de)變(bian)化(hua)(hua)大(da)小來檢(jian)測(ce)的(de)(de)(de)，如(ru)果煙(yan)(yan)道(dao)濁(zhuo)度(du)增加(jia)，光(guang)源發出(chu)的(de)(de)(de)光(guang)被煙(yan)(yan)塵(chen)(chen)(chen)顆粒的(de)(de)(de)吸收和折射增加(jia)，到達光(guang)檢(jian)測(ce)器的(de)(de)(de)光(guang)減少，因而光(guang)檢(jian)測(ce)器輸出(chu)信號(hao)的(de)(de)(de)強弱便可反映煙(yan)(yan)道(dao)濁(zhuo)度(du)的(de)(de)(de)變(bian)化(hua)(hua)。

應用案例(li)1：光電位置偏移檢測

光(guang)(guang)(guang)電(dian)式位置偏移檢測器主要是用(yong)于對(dui)帶型材(cai)(cai)料(liao)(liao)的(de)(de)檢測，可以(yi)利用(yong)這(zhe)一技術(shu)對(dui)在(zai)具體加(jia)工過(guo)程中的(de)(de)材(cai)(cai)料(liao)(liao)進行檢測，檢測材(cai)(cai)料(liao)(liao)的(de)(de)位置、大小、方向(xiang)是否符合標準；通(tong)過(guo)對(dui)這(zhe)些方面的(de)(de)檢測，能提供(gong)具體的(de)(de)錯位位置的(de)(de)信(xin)號(hao)，有助于控(kong)制電(dian)路。這(zhe)個技術(shu)人們通(tong)常(chang)用(yong)在(zai)對(dui)印染、膠(jiao)片(pian)等方面的(de)(de)檢測。光(guang)(guang)(guang)電(dian)式帶材(cai)(cai)跑偏檢測器利用(yong)的(de)(de)基本原(yuan)理如下(xia)列圖所示。當(dang)從(cong)光(guang)(guang)(guang)源點發出的(de)(de)光(guang)(guang)(guang)通(tong)過(guo)透鏡1時，光(guang)(guang)(guang)線由于聚光(guang)(guang)(guang)的(de)(de)原(yuan)理會(hui)變成光(guang)(guang)(guang)束，然后投向(xiang)透鏡2，之(zhi)后會(hui)聚到(dao)光(guang)(guang)(guang)敏電(dian)阻上(shang)。平(ping)行光(guang)(guang)(guang)束到(dao)達(da)透鏡2之(zhi)前，一些光(guang)(guang)(guang)線會(hui)因為受到(dao)被測帶材(cai)(cai)的(de)(de)影(ying)響(xiang)，最終(zhong)到(dao)達(da)光(guang)(guang)(guang)敏電(dian)阻的(de)(de)光(guang)(guang)(guang)通(tong)量會(hui)減少。

應用案例2：光(guang)電高度檢測

一(yi)般而(er)言，在(zai)(zai)物(wu)(wu)品的(de)(de)(de)包裝過程中，會(hui)有對充(chong)(chong)填(tian)高度(du)的(de)(de)(de)具體要求，以此來確保物(wu)(wu)品的(de)(de)(de)外觀(guan)達(da)到(dao)規定(ding)標準，而(er)對于那些不符合充(chong)(chong)填(tian)高度(du)的(de)(de)(de)產品，將會(hui)被禁(jin)止(zhi)出(chu)廠(chang)。下圖所(suo)示的(de)(de)(de)是關于光電檢測(ce)這(zhe)一(yi)技(ji)術(shu)在(zai)(zai)控制商品填(tian)充(chong)(chong)高度(du)中的(de)(de)(de)應用的(de)(de)(de)基本(ben)原理。如(ru)果商品的(de)(de)(de)充(chong)(chong)填(tian)高度(du)超過了規定(ding)的(de)(de)(de)標準值(zhi)，光電的(de)(de)(de)接頭就(jiu)會(hui)出(chu)現(xian)沒有電信號的(de)(de)(de)現(xian)象(xiang)，然后就(jiu)會(hui)讓其他機(ji)構(gou)對物(wu)(wu)品進(jin)行處理。

應用(yong)案(an)例3：光電色質(zhi)檢測

下圖所(suo)展示的(de)是在包裝(zhuang)物料時候所(suo)采(cai)取(qu)的(de)光電(dian)(dian)(dian)色質(zhi)檢測(ce)的(de)基本原(yuan)理。假定所(suo)規(gui)定標準的(de)包裝(zhuang)物品的(de)底色是白色但由于質(zhi)量沒有達到標準等(deng)原(yuan)因(yin)，有的(de)商品出(chu)現泛黃(huang)(huang)的(de)現象，在對產品進(jin)行光電(dian)(dian)(dian)色質(zhi)檢測(ce)的(de)時候，商品泛黃(huang)(huang)部(bu)分(fen)就會出(chu)現電(dian)(dian)(dian)壓差；通過輸出(chu)的(de)電(dian)(dian)(dian)壓量的(de)差值(zhi)，接(jie)通電(dian)(dian)(dian)磁閥(fa)，最后通過壓縮(suo)空氣(qi)將已(yi)經泛黃(huang)(huang)了的(de)商品排出(chu)。

應(ying)用案例4：工業生產過程檢測

除(chu)上述光電傳(chuan)(chuan)感(gan)器(qi)的(de)實際應(ying)用之(zhi)外，光電傳(chuan)(chuan)感(gan)器(qi)還可用于進(jin)(jin)(jin)行對(dui)(dui)流水線上的(de)產品進(jin)(jin)(jin)行產量的(de)統計、檢測對(dui)(dui)裝的(de)配件是否(fou)(fou)(fou)有(you)配置(zhi)好、檢測其配件的(de)質(zhi)量是否(fou)(fou)(fou)有(you)達到規定的(de)標(biao)準，例(li)如，可以(yi)對(dui)(dui)瓶(ping)蓋是否(fou)(fou)(fou)壓(ya)緊進(jin)(jin)(jin)行具體檢測、對(dui)(dui)商標(biao)是否(fou)(fou)(fou)存在漏貼的(de)情(qing)(qing)況進(jin)(jin)(jin)行檢測(見(jian)圖4)，能(neng)對(dui)(dui)送料機構中是否(fou)(fou)(fou)出現斷料情(qing)(qing)況進(jin)(jin)(jin)行具體檢測(見(jian)下圖)等。

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