光電開關(guān)及光電斷續(xù)器

1 第 四 節(jié) 光 電 開 關(guān) 及 光 電 斷 續(xù) 器 從 原 理 上 講 ， 光 電 開 關(guān) 及 光 電 斷 續(xù) 器 沒有 太 大 的 差 別 ， 都 是 由 紅 外 線 發(fā) 射 元 件 與 光 敏接 收 元 件 組 成 ， 只 是 光 電 斷 續(xù) 器 是 整 體 結(jié) 構(gòu) ，其 檢 測 距 離 只 有 幾 毫 米 至 幾 十 毫 米 ， 而 光 電 開關(guān) 的 檢 測 距 離 可 達(dá) 幾 米 至 幾 十 米 。 2 一 、 光 電 開 關(guān) 的 結(jié) 構(gòu) 和 分 類 光 電 開 關(guān) 可 分 為 遮 斷 型 和 反 射 型 兩 大類 。 遮 斷 型 光 電 開 關(guān) 的 發(fā) 射 器 和 接 收 器 相對 安 放 ， 軸 線 嚴(yán) 格 對 準(zhǔn) 。 當(dāng) 有 物 體 在 兩 者中 間 通 過 時 ， 紅 外 光 束 被 遮 斷 ， 接 收 器 接收 不 到 紅 外 線 而 產(chǎn) 生 一 個 負(fù) 脈 沖 信 號 。 遮 斷 型 光 電 開 關(guān) 的 檢 測 距 離 一 般 可 達(dá) 十 幾米 ， 對 所 有 能 遮 斷 光 線 的 物 體 均 可 檢 測 。 3 光 電 開 關(guān) 外 形 4 遮 斷 型 光 電 開 關(guān) 示 意 圖遮 斷 報 警 5 遮 斷 式 光 電 開 關(guān) 原 理ObjectRecei ver 遮 斷 式 光 電 開 關(guān)由 相 互 分 離 且 相 對 安裝 的 光 發(fā) 射 器 和 光 接受 器 組 成 。 當(dāng) 被 檢 測物 體 位 于 發(fā) 射 器 和 接受 器 之 間 時 ， 光 線 被阻 斷 ， 接 受 器 接 受 不到 紅 外 線 而 產(chǎn) 生 開 關(guān)信 號 。 被 檢 測 物 體光 發(fā) 射 器 光 接 收 器 6 光 電 開 關(guān) 在 流 水 線 上 的 應(yīng) 用 送 料 器定 區(qū) 域 式 光 電 開 關(guān) 咖 啡 罐流 水 線 運(yùn) 行 方 向罐 裝 高 度 檢 測 儲 料 倉 落 料 口遮 斷 式 光 電 開 關(guān) （ 計 數(shù) ） 7 光 幕 兩 個 柱形 結(jié) 構(gòu) 相 對而 立 ， 每 隔數(shù) 十 毫 米 安裝 一 對 發(fā) 光二 極 管 和 光敏 接 收 管 ，形 成 光 幕 ，當(dāng) 有 物 體 遮擋 住 光 線 時 ，傳 感 器 發(fā) 出報 警 信 號 。 接 收 器 8 光 幕 應(yīng) 用 當(dāng) 有 物體 遮 擋 住 光線 時 ， 傳 感器 發(fā) 出 報 警信 號 ， 起 保護(hù) 、 預(yù) 警 等作 用 。 光 線 被 遮 斷 （ 報 警 ） 9 光 幕 應(yīng) 用 （ 續(xù) ） 產(chǎn) 品 高 度 測 量 10 光 幕 應(yīng) 用 （ 續(xù) ） 三 維 尺 寸檢 測寬 度 測 量長 度 測 量 高 度 測 量 11 光 幕 應(yīng) 用 （ 續(xù) ） 木 材 外 形 截 面 積 檢 測 12 光 幕 應(yīng) 用 （ 續(xù) ） 糾 偏 光 幕 可檢 測 出 帶 材在 卷 曲 過 程中 的 偏 移 ，經(jīng) 控 制 器 和執(zhí) 行 機(jī) 構(gòu) 使帶 材 向 正 確的 方 向 運(yùn) 動（ 糾 偏 ） 。 13 光 幕 應(yīng) 用 （ 續(xù) ） 光 幕 用 于 自 動 收 費(fèi) 系 統(tǒng) 的車 輛 檢 測 14 光 幕 應(yīng) 用 （ 續(xù) ）鍛 壓 機(jī) 床 的 安 全 區(qū) 域 設(shè) 置 及 入 侵 報 警 15 光 幕 應(yīng) 用 （ 續(xù) ）安 全 區(qū) 示 警 16 反 射 型 光 電 開 關(guān) 反 射 型 光 電 開 關(guān) 分 為 兩 種 情 況 ： 反射 鏡 反 射 型 及 被 測 物 漫 反 射 型 （ 簡 稱 散射 型 ） 。 反 射 鏡 反 射 型 光 電 開 關(guān) 采 用 較 為 方 便的 單 側(cè) 安 裝 方 式 ， 但 需 要 調(diào) 整 反 射 鏡 的 角度 以 取 得 最 佳 的 反 射 效 果 。 反 射 鏡 通 常 使用 三 角 棱 鏡 ， 它 對 安 裝 角 度 的 變 化 不 太 敏感 ， 有 的 還 采 用 偏 光 鏡 ， 它 能 將 光 源 發(fā) 出的 光 轉(zhuǎn) 變 成 偏 振 光 （ 波 動 方 向 嚴(yán) 格 一 致 的光 ） 反 射 回 去 ， 提 高 抗 干 擾 能 力 。 17 定 區(qū) 域 反 射 式 光 電 開 關(guān) 原 理 定 區(qū) 域 式 光 電開 關(guān) 有 一 個 非 常 確 定的 檢 測 區(qū) 域 ， 不 經(jīng) 過該 區(qū) 域 的 被 測 物 體 不會 引 起 光 電 開 關(guān) 產(chǎn) 生開 關(guān) 信 號 。檢 測 距 離檢 測 距 離 18 反 射 型 光 電 開 關(guān) 及 反 射 鏡 外 形三 角 反 射 鏡 集 發(fā) 射 、 接 收 器于 一 身 19 反 射 鏡 反 射 型 光 電 開 關(guān)工 作 原 理 反 射 鏡 反 射 型 光 電 開關(guān) 集 光 發(fā) 射 器 和 光 接 受 器于 一 體 ， 與 反 射 鏡 相 對 安裝 配 合 使 用 。 反 射 鏡 使 用偏 光 三 角 棱 鏡 ， 能 將 發(fā) 射器 發(fā) 出 的 光 轉(zhuǎn) 變 成 偏 振 光反 射 回 去 ， 光 接 收 器 表 面覆 蓋 一 層 偏 光 透 鏡 ， 只 能接 受 反 射 鏡 反 射 回 來 的 偏振 光 。反 射 板反 射 鏡被 測 物 體偏 振 光發(fā) 射 光 調(diào) 制 型 光 電 開 關(guān) 原 理 光 電 開 關(guān) 的 LED多 采 用 中 頻 （ 40kH z左 右 ） 窄 脈沖 電 流 驅(qū) 動 ， 從 而 發(fā) 射 40kH z調(diào) 制 光 脈 沖 。 相 應(yīng) 地 ，接 收 光 電 元 件 的 輸 出 信 號 經(jīng) 40kH z選 頻 交 流 放 大 器 及專 用 的 解 調(diào) 芯 片 處 理 ， 可 以 有 效 地 防 止 太 陽 光 、 日 光燈 的 干 擾 ， 又 可 減 小 發(fā) 射 LED的 功 耗 。 21 被 測 物 漫 反 射 型 光 電 開 關(guān) 原 理漫 反 射 光 線反 射 光 線被 檢 測 物 體 光 發(fā) 射 器和 光 接 受 器發(fā) 射 光 線 漫 反 射 型光 電 開 關(guān) 集 光發(fā) 射 器 和 光 接受 器 于 一 體 。當(dāng) 被 測 物 體 經(jīng)過 該 光 電 開 關(guān)時 ， 發(fā) 射 器 發(fā)出 的 光 線 經(jīng) 被測 物 體 表 面 反射 由 接 受 器 接受 ， 于 是 產(chǎn) 生開 關(guān) 信 號 。額 定 距 離 22 漫 反 射 型 光 電 開 關(guān) 的 應(yīng) 用請 思 考 如 何 將 光 電 開 關(guān) 用 于 衛(wèi) 生 間 的 自 動 沖 水 設(shè) 備 23 反 射 型 光 電 開 關(guān) 外 形 電 源指 示信 號指 示 24 反 射 型 光 電 開 關(guān) 外 形 （ 續(xù) ）靈 敏 度 調(diào) 節(jié) 電 位 器 25 智 能 化 自 學(xué) 習(xí) 型 光 電 開 關(guān) 常 規(guī) 反 射 型 光 電 開 關(guān) 的 動 作 距 離 是 不 變 的（ 與 型 號 有 關(guān) ） ， 當(dāng) 檢 測 流 水 線 上 的 漫 反 射 物體 時 ， 必 須 調(diào) 節(jié) 安 裝 距 離 ， 十 分 不 方 便 。 自 學(xué)習(xí) 型 光 電 開 關(guān) 上 設(shè) 置 了 一 只 閾 值 開 關(guān) ， 當(dāng) 流 水線 上 的 被 檢 測 物 體 到 達(dá) 光 電 開 關(guān) 面 前 時 ， 按 下閾 值 開 關(guān) 數(shù) 秒 ， 待 “ 學(xué) 習(xí) ” 指 示 燈 閃 亮 停 止 后 ，內(nèi) 部 的 微 處 理 器 就 記 住 了 兩 者 之 間 的 距 離 ， 就能 在 一 定 的 允 許 范 圍 內(nèi) ， 可 靠 地 對 之 后 來 到 的被 檢 測 物 體 作 出 反 應(yīng) 。 當(dāng) 流 水 線 上 的 被 檢 測 品種 改 變 時 ， 只 需 再 次 “ 學(xué) 習(xí) ” ， 而 不 必 調(diào) 節(jié) 機(jī)械 安 裝 螺 絲 。 26 智 能 化 光 電 開 關(guān) 的 自 學(xué) 習(xí) 過 程 示 意 圖閾 值 開 關(guān)學(xué) 習(xí) 指 示 燈 設(shè) 定 距 離安 裝 距 離 27 表 面 反 射 率 對 于 漫 反 射 式 光 電 開 關(guān) 發(fā) 出 的 光 線 需要 被 檢 測 物 表 面 將 足 夠 的 光 線 反 射 回 接 收器 ， 所 以 檢 測 距 離 和 被 檢 測 物 體 的 表 面 反射 率 及 粗 糙 程 度 將 決 定 接 收 器 接 收 到 光 線強(qiáng) 度 ， 被 檢 測 物 體 的 表 面 還 應(yīng) 盡 量 垂 直 于光 電 開 關(guān) 的 發(fā) 射 光 線 。 28 光 電 開 關(guān) 應(yīng) 用 （ 續(xù) ）透 明 度 測 量 、 控 制 質(zhì) 量 檢 測 29 光 電 開 關(guān) 應(yīng) 用 （ 續(xù) ）加 工 控 制 30 光 電 開 關(guān) 應(yīng) 用 （ 續(xù) ）機(jī) 械 手 定 位 31 光 電 開 關(guān) 應(yīng) 用 （ 續(xù) ）商 標(biāo) 方 向 檢 測 32 二 、 光 電 斷 續(xù) 器 光 電 斷 續(xù) 器 可 分 為 遮 斷 型 和 反 射 型 兩 種 。遮 斷 型 光 電 斷 續(xù) 器 也 稱 為 槽 式 光 電 開 關(guān) ， 通 常是 標(biāo) 準(zhǔn) 的 U字 型 結(jié) 構(gòu) 。 其 發(fā) 射 器 和 接 收 器 做 在體 積 很 小 的 同 一 塑 料 殼 體 中 ， 分 別 位 于 U型 槽的 兩 邊 ， 并 形 成 一 光 軸 ， 兩 者 能 可 靠 地 對 準(zhǔn) ，為 安 裝 和 使 用 提 供 了 方 便 。 當(dāng) 被 檢 測 物 體 經(jīng) 過U型 槽 且 阻 斷 光 軸 時 ， 光 電 開 關(guān) 就 產(chǎn) 生 表 示 檢測 到 的 開 關(guān) 量 信 號 。 槽 式 光 電 開 關(guān) 比 較 可 靠 ，較 適 合 高 速 檢 測 。 反 射 式 光 電 斷 續(xù) 器 光 電 斷 續(xù) 器 是 較 便 宜 、 簡 單 、 可 靠 的 光 電 器 件 。它 廣 泛 應(yīng) 用 于 自 動 控 制 系 統(tǒng) 、 生 產(chǎn) 流 水 線 、 機(jī) 電 一 體化 設(shè) 備 、 辦 公 設(shè) 備 和 家 用 電 器 中 。 光 電 斷 續(xù) 器 的 發(fā) 光二 極 管 可 以 直 接 用 直 流 電 驅(qū) 動 ， 亦 可 用 40kHz尖 脈 沖電 流 驅(qū) 動 ； 紅 外 LED的 正 向 壓 降 約 為 1.11.3V， 驅(qū) 動電 流 控 制 在 20mA以 內(nèi) 。 34 光 電 斷 續(xù) 器 外 形 35 光 電 斷 續(xù) 器 外 形 （ 續(xù) ）紅 色光 柱 36 齒 盤 每轉(zhuǎn) 過 一 個 齒 ，光 電 斷 續(xù) 器 就輸 出 一 個 脈 沖 。通 過 脈 沖 頻 率的 測 量 或 脈 沖計 數(shù) ， 即 可 獲得 齒 盤 轉(zhuǎn) 速 和角 位 移 。光 電 斷 續(xù) 器 的 應(yīng) 用請 寫 出 轉(zhuǎn) 速 與 頻 率 的 關(guān) 系 式n= ？ n 37 當(dāng) 工 件經(jīng) 過 光 電 斷續(xù) 器 時 ， 接收 器 即 產(chǎn) 生一 個 計 數(shù) 脈沖 。光 電 斷 續(xù) 器 的 應(yīng) 用 （ 續(xù) ） 38 光 電 傳 感 器 的 其 他 用 途 （ 續(xù) ）斷 裂 檢 測 電 梯 自 動 運(yùn) 行條 件 判 斷