光电传感器的类型和检测范围

1.概述

光电传感器一些实物如图3-13所示。

图3-13 光电传感器实物图

光电传感器是通过把光强度信号变化转换成电信号的变化来实现控制的。它一般由发送器、接收器和检测电路三部分构成。发送器对准目标发射光束，发射的光束一般来源于半导体（发光二极管）光源，光束不间断地发射，或者改变脉冲宽度。接收器由光敏二极管或光敏晶体管组成。在接收器的前面，装有光学元件如透镜和光圈等，在其后面是检测电路，它能滤出有效信号并应用该信号。光电传感器工作原理如图3-14所示。

光电式传感器大多使用可视光（主要为红色，也用绿色、蓝色来判断颜色）和红外光。其检测物体不限于金属，对所有能反射光线的物体均可检测。

图3-14 光电传感器工作原理

光电式传感器广泛应用于自动计数、安全保护、自动报警和位置控制等方面。

2.使用注意事项

1）严禁强光（太阳光、聚光灯）直接射入光电传感器的方向角内，否则要用遮光板、支撑板遮挡。

2）近距离安装两个以上的直接反射型光电传感器时，检测物体表面的反射光会影响到另一方光电传感器进而引发误动作。

3）近距离安装两个以上的透过型光敏传感器时，受一方发光器的影响，会引起相互干扰，安装时请调换发光器和收光器的位置以使彼此不受影响。

4）完全贴面安装光电传感器时，一定量的反射入光会引起误动作，安装时请自底面起预留适当的高度。

5）输出端如果接的是DC继电器等感性负载，请使用二极管或变阻器以消除浪涌。

3.各种工作方式传感器

（1）反射式光电传感器

反射式光电传感器，从结构上来看，发射端和接收端是安装在一起的。按其结构分为漫射式光电传感器和镜反射式光电传感器。

1）漫反射型光电传感器：漫反射型光电传感器的检测头里装有一个发射器和一个接收器，正常情况下发射器发出的光接收器是收不到的；当被检测物靠近时挡住了光，并把光部分反射回来，接收器就收到光信号，从而输出一个开关控制信号。漫反射式光电开关发出的光线需要经检测物表面才能反射回来，所以距离和被检测物体的表面反射率将决定接收器接收到光线的强度。粗糙的表面反射回的光线强度必将小于光滑表面反射回的强度，而且被检测物体的表面必须垂直于光电开关的发射光线。漫反射型光电开关工作示意如图3-15所示。

图3-15 漫反射型光电开关工作示意图

对于漫反射型光电传感器的检测范围一般在800mm左右，除了纯透明有介质和黑色吸光的介质外，一般都可检测到。但其检测稳定性还与表面光洁度和平整度有关。在使用中要注意，其调整较容易。(www.xing528.com)

常用材料的反射率见表3-2。

表3-2 常用材料的反射率

2）镜反射型光电传感器：镜反射型光电传感器同样是把发光器和接收器装入同一个装置内，在它的前方装一块反光板，利用反射原理完成光电控制作用的称为反光板反射式（或反射镜反射式）光电开关。正常情况下，发光器发出的光被反光板反射回来被接收器收到；一旦光路被检测物挡住，接收器收不到光信号时，光电开关就动作，输出一个开关控制信号。工作原理示意图如图3-16所示。

镜反射型光电传感器利用角矩阵反射面作为反射面，反射率远远大于一般物体反射的特点，同轴反射型抗外界干扰性能较好，反射距离远，因此具有广泛的实用意义。

镜反射型光电传感器，检测范围一般在1.5m左右，除了纯透明介质外，一般都可检测到。

图3-16 镜反射型光电传感器工作原理示意图

图3-17 对射型光电传感器工作原理示意图

（2）对射型光电传感器

对射式光电传感器在结构上相互分离，即把发光器和接收器分离开，就可使检测距离加大。由一个发光器和一个接收器组成的光电开关就称为对射分离式光电开光，简称对射式光电开关。它的检测距离可达几米乃至几十米。使用时把发光器和接收器分别装在检测物通过路径的两侧，检测物通过时阻挡光路，接收器就动作输出一个开关控制信号。对射型光电传感器工作原理示意图如图3-17所示。

对射式光电传感器最小可检测宽度为光电传感器透镜直径的80%。检测范围一般可10m左右，除了纯透明介质外，一般都可检测到。

（3）槽形光电传感器

槽形光电传感器实物如图3-18所示，它是把一个光发射器和一个接收器面对面地装在一个槽的两侧。发光器能发出红外光或可见光，在无阻情况下光接收器能收到光。但当被检测物体从槽中通过时，光被遮挡，光电开关便动作。输出一个开关控制信号，切断或接通负载电流，从而完成一次控制动作。槽形开关的检测距离因为受整体结构的限制一般只有几厘米。槽形光电传感器工作原理示意图如图3-19所示。

图3-18 槽形光电传感器

图3-19 槽形光电传感器工作原理示意图

槽形光电传感器适用于检测高速变化的物体，分辨透明与半透明物体。