第十章-光电传感器(下)第四节-光电开关及光电断续器

第十章光电传感器（下）

第四节光电开关及光电断续器

从原理上讲，光电开关及光电断续器没有太大的差别，都是由红外线放射元件与光敏接收元件组成，只是光电断续器是整体结构，其检测距离只有几毫米至几十毫米，而光电开关的检测距离可达几米至几十米。3/4/20231一、光电开关的结构和分类

光电开关可分为遮断型和反射型两大类。遮断型光电开关的放射器和接收器相对安放，轴线严格对准。当有物体在两者中间通过时，红外光束被遮断，接收器接收不到红外线而产生一个负脉冲信号。遮断型光电开关的检测距离一般可达十几米，对全部能遮断光线的物体均可检测。3/4/20232

光电开关外形3/4/20233遮断型光电开关示意图遮断报警3/4/20234遮断式光电开关原理ObjectReceiver遮断式光电开关由相互分别且相对安装的光放射器和光接受器组成。当被检测物体位于放射器和接受器之间时，光线被阻断，接受器接受不到红外线而产生开关信号。被检测物体光放射器光接收器3/4/20235光电开关在流水线上的应用送料器定区域式光电开关咖啡罐流水线运行方向罐装高度检测储料仓落料口遮断式光电开关（计数）3/4/20236光幕两个柱形结构相对而立，每隔数十毫米安装一对发光二极管和光敏接收管，形成光幕，当有物体遮拦住光线时，传感器发出报警信号。接收器3/4/20237光幕应用当有物体遮拦住光线时，传感器发出报警信号，起爱护、预警等作用。光线被遮断（报警）3/4/20238光幕应用（续）产品高度测量3/4/20239光幕应用（续）

三维尺寸检测宽度测量长度测量高度测量3/4/202310光幕应用（续）木材外形截面积检测3/4/202311光幕应用（续）纠偏光幕可检测出带材在卷曲过程中的偏移，经控制器和执行机构使带材向正确的方向运动（纠偏）。3/4/202312光幕应用（续）光幕用于自动收费系统的车辆检测3/4/202313光幕应用（续）锻压机床的平安区域设置及入侵报警3/4/202314光幕应用（续）平安区示警3/4/202315反射型光电开关反射型光电开关分为两种状况：反射镜反射型及被测物漫反射型（简称散射型）。反射镜反射型光电开关接受较为便利的单侧安装方式，但须要调整反射镜的角度以取得最佳的反射效果。反射镜通常运用三角棱镜，它对安装角度的变更不太敏感，有的还接受偏光镜，它能将光源发出的光转变成偏振光（波动方向严格一样的光）反射回去，提高抗干扰实力。3/4/202316定区域反射式光电开关原理定区域式光电开关有一个特别确定的检测区域，不经过该区域的被测物体不会引起光电开关产生开关信号。检测距离检测距离3/4/202317反射型光电开关及反射镜外形三角反射镜集放射、接收器于一身3/4/202318反射镜反射型光电开关工作原理反射镜反射型光电开关集光放射器和光接受器于一体，与反射镜相对安装协作运用。反射镜运用偏光三角棱镜，能将放射器发出的光转变成偏振光反射回去，光接收器表面覆盖一层偏光透镜，只能接受反射镜反射回来的偏振光。反射板反射镜被测物体偏振光放射光3/4/202319调制型光电开关原理光电开关的LED多接受中频（40kHz左右）窄脉冲电流驱动，从而放射40kHz调制光脉冲。相应地，接收光电元件的输出信号经40kHz选频沟通放大器及专用的解调芯片处理，可以有效地防止太阳光、日光灯的干扰，又可减小放射LED的功耗。3/4/202320被测物漫反射型光电开关原理漫反射光线反射光线被检测物体光放射器和光接受器放射光线漫反射型光电开关集光放射器和光接受器于一体。当被测物体经过该光电开关时，放射器发出的光线经被测物体表面反射由接受器接受，于是产生开关信号。额定距离3/4/202321漫反射型光电开关的应用请思索如何将光电开关用于卫生间的自动冲水设备3/4/202322反射型光电开关外形电源指示信号指示3/4/202323反射型光电开关外形（续）灵敏度调整电位器3/4/202324智能化自学习型光电开关常规反射型光电开关的动作距离是不变的（与型号有关），当检测流水线上的漫反射物体时，必需调整安装距离，特别不便利。自学习型光电开关上设置了一只阈值开关，当流水线上的被检测物体到达光电开关面前时，按下阈值开关数秒，待“学习”指示灯闪亮停止后，内部的微处理器就记住了两者之间的距离，就能在确定的允许范围内，牢靠地对之后来到的被检测物体作出反应。当流水线上的被检测品种变更时，只需再次“学习”，而不必调整机械安装螺丝。3/4/202325智能化光电开关的自学习过程示意图阈值开关学习指示灯设定距离安装距离3/4/202326表面反射率对于漫反射式光电开关发出的光线须要被检测物表面将足够的光线反射回接收器，所以检测距离和被检测物体的表面反射率及粗糙程度将确定接收器接收到光线强度，被检测物体的表面还应尽量垂直于光电开关的放射光线。3/4/202327光电开关应用（续）透亮度测量、限制质量检测3/4/202328光电开关应用（续）加工限制3/4/202329光电开关应用（续）机械手定位3/4/202330光电开关应用（续）商标方向检测3/4/202331二、光电断续器光电断续器可分为遮断型和反射型两种。遮断型光电断续器也称为槽式光电开关，通常是标准的U字型结构。其放射器和接收器做在体积很小的同一塑料壳体中，分别位于U型槽的两边，并形成一光轴，两者能牢靠地对准，为安装和运用供应了便利。当被检测物体经过U型槽且阻断光轴时，光电开关就产生表示检测到的开关量信号。槽式光电开关比较牢靠，较适合高速检测。3/4/202332反射式光电断续器光电断续器是较便宜、简洁、牢靠的光电器件。它广泛应用于自动限制系统、生产流水线、机电一体化设备、办公设备和家用电器中。光电断续器的发光二极管可以干脆用直流电驱动，亦可用40kHz尖脉冲电流驱动；红外LED的正向压降约为1.1~1.3V，驱动电流限制在20mA以内。3/4/202333光电断续器外形3/4/202334光电断续器外形（续）红色光柱3/4/202335

齿盘每转过一个齿，光电断续器就输出一个脉冲。通过脉冲频率的测量或脉冲计数，即可获得齿盘转速和角位移。光电断续器的应用请写出转速与频率的关系式n=？n3/4/202