光電傳感器在自動控制中的運用及技術分析

紀小明

摘 要：二十一世紀以來，我國的國民經濟得到了穩步提升，各行各業都取得了進步。在科學發展中，傳感器作為一種轉化形式得到了迅速的發展，尤其是光電傳感器，借助光和電器元件進行轉化，由電路，發射器和接收器三部分組成。文章針對光電傳感器的種類，優勢和具體應用三個方面進行分析和探究，希望對同行業有所裨益。

關鍵詞：光電傳感器；自動控制；技術

1 光電傳感器的種類

1.1 對射式

對射式傳感器是指分開放置傳感器與發射器，待發射器打開并發出紅外光以后，通常會經過一段距離的傳輸，最后才能抵達接收器的所在位置，同時和接收器形成一個通路，當設定的檢測對象經過對射式光源傳感器的時候，檢測物體就會被光路所阻擋，接收器會馬上做出反應，同時輸出一個開關的控制信號，通常情況下，經過發射器發出的光束，只能跨越感應距離一次，所以在使用環境中如粉塵污染較為嚴重的情況下，或者是室外應用對射式光電傳感器都比較適合。

1.2 漫反射式

漫反射式的檢測頭內部，也含有發射器及接收器，但其中并沒裝置反光板，通常情況接收器是不能夠接受到發射器發出的光，當設定的檢測對象經過漫反射式光源傳感器的時候，其光線就被檢測對象所遮擋，同時檢測對象會將光線折射回去，這時接收器就能夠接收到光信號，同時輸出一個開關的控制信號，這種光電傳感器基本上都使用在自動沖水系統里。

1.3 反射式

在同一個接頭裝置的內部中，裝置發射器、反光板以及接受器，在發射原理的作用下，發射器發出的光電會反射到接收器中，此種廣電控制就是光電板反射式的光電開關。一般狀態下，發射器會將所發射的光都是由反光板進行反折射回去，這種情況是接收器可以接收到的，當被檢測的物體被遮擋，那么接收器就不能接收到光路，開關就會起作用。

1.4 槽型傳感器

這種傳感器通常情況下也被稱作是U型光電開關，在其兩側裝有發射器和接收器，讓兩個儀器在平面上形成一個光軸，當需要檢測的物體經過U型傳感器時，光軸會被傳感器隔斷，此時，設置好的光電開關就會發生反應，同時對開關量信號進行輸出。這種光電開關的安全系數和穩定性較之其他都很高，所以，在透明物體和半透明物體的檢測中經常會使用。

1.5 光線式

光線式的光電傳感器實質上就是用光纖將光源處的光連接到監測點，連接過去的光會和檢測的物體產生作用，對光的光學性質進行改變，讓檢測物體都能檢測到該位置的光源信號，從而演變成了光線式光電開關。

2 光電傳感器的優勢

2.1 檢測距離較一般傳感器長

相對于其他的檢測手段，光電傳感器的檢測距離相對大一些，如對射型保留大于十米的檢測距離，可以實現一般傳感器都不能達到的檢測距離。

2.2 種類較多

光電傳感器對待檢測物體的限制相對較少，其檢測原理是利用待測物體的反光或者遮擋進行檢測，所以待測物不局限于金屬，所有可以進行光的反射的物體都可以被檢測，比如玻璃，木材。液體或者塑料，幾乎涵蓋了所有物體。

2.3 檢測時間短

光電傳感器在檢測的過程中，都是由電子原件進行檢測，沒有機械性的工作時間，光電的速度非常快，所以檢測響應的時間就非常短。

2.4 分辨率高

可以通過高級設計技術，讓光束集中在一個小區域，或者一個光點，通過構成特殊受光的一種光學系統來實現高分辨率，在進行微笑無題的檢測時，可以減少誤差，精確檢測位置。

2.5 非機械性接觸

對物體進行檢測時，傳統的檢測方式可能要接觸被測物，對檢測結果的精確度造成影響，但是光電檢測不會接觸被測物，從而保證被測物在檢測的過程中完好無損，延長使用壽命。

2.6 進行顏色的判別

不同顏色的光的反射率和吸收率是不同的，利用光電傳感器進行檢測時，可以通過檢測物的反射率和吸收率來計算出物體的顏色，可以判定顏色是否合格和顏色的差異。

2.7 便于調整

在對可視光的投射過程中，進行投光的光束是可視光，可以方便工作人員對被測物體進行適當的調整，保證檢測結果的精準。

3 光電傳感器在自動控制中的具體應用

3.1 自動印刷

在印刷的過程中使用反射式的光電傳感器進行開關的設置，可以對印刷機的斷紙工作，在印刷時，紙帶處于正常工作的狀態，反射式傳感器就可以將反射回來的光檢測到，通過信號判別是否有紙帶的不正常或是有斷紙的情況發生。若是反射器接收不到發射的信號，那么可能紙帶的情況不正常，這時工作人員就可以采取相應的措施，將印刷裝置離壓，機器停止工作。使用光電傳感器還可以對單張紙進行檢測，使用透射式的方式，檢測在印刷的過程中，紙張的厚薄對光的通透是有一定影響的，在紙張通過光電傳感器時，電路保持在通路的狀態中，在后續經過互鎖，離壓和離水等工序，印刷機會逐漸降低運轉速度，完成單張紙的膠印工作。

3.2 光電色質的檢測

在對光電色質進行檢測時，最開始的應用是分選方面，或者是糧食加工方面，例如在進行糧食的分選時，根據顏色進行分類就要使用到光電傳感器。在被測物中，不同的材質有著不同的光學特性，光電技術就是根據這些差異性進行工作，將顆粒物中不同顏色的糧食進行分類處理，機器種類有大米色選機或是雜糧色選機等。進行產品的包裝之前，可以先應用色選機對糧食進行檢測，當發現被測物的顏色有差異時，就會接通電源，使用壓縮空氣將顏色有差異的物品分離。

3.3 光電轉速傳感器

在檢測之前，我們可以在待檢測的轉軸上安裝一個轉速調制盤，在盤上打一個小孔，這時，白熾燈的光在轉速盤的另一面產生了恒定光，當轉速達到檢測要求的時候，這些恒定光就會達到光敏二極管，形成光電轉換器。此時，這些光和發光二極管之間若是存在遮擋，光電傳感器就會進行低電平輸出，也就是一個脈沖。若是在光電傳感器的尾部加一個電動機，在尾部裝置一個多孔的電動轉盤，在轉盤轉動的過程中就會形成很多的脈沖，將這些數據進行計算，就會得到轉速。

3.4 自動門的傳感設置

將光電傳感器在地鐵或電梯的自動門中加以運用。分別將發射器和接收器裝置在對射距離內，調整好高度和位置，對光軸上的直徑大于三十毫米的不透明物體進行檢測，當乘客或是大件物品遮擋住了光線，接收器就接收不到信號，將物體判定為障礙，同時門不會關閉并發出信號。在設置的過程中，將不同組別的傳感器發射信號調制不同的頻率，以免相互影響。

4 結束語

綜上所述，對光電傳感器的種類進行了介紹，后文分析了光電傳感器的主要優勢和應用范圍，對光電傳感器在自動控制方面的應用進行了舉例介紹。信息時代的背景下，光電傳感器已經成為了自然和生產中不可或缺的一項技術手段，推動了我國的科技發展，為我國的科技事業發揮了重要的作用。相對其他檢測方式，光電傳感器在自動控制中精度高，形式多樣，結構簡單，相信在全行業的共同努力下，光電傳感器會愈發先進，使用范圍也愈發廣泛。

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