反射式傳感器原理圖：光電傳感器的類型及工作原理解析
描述
一、以“光”檢測的方式：光電傳感器
以“光”檢測的方式，光電傳感器將可見光線及紅外線等的“光”通過發(fā)射器進(jìn)行發(fā)射，并通過接收器檢測由檢測物體反射的光或被遮擋的光量變化，從而獲得輸出信號。
原理和主要類型：由發(fā)射器的發(fā)光元件進(jìn)行發(fā)光，并通過接收器的光接收元件進(jìn)行接收。
反射型：將發(fā)光元件和光接收元件內(nèi)置于1 臺傳感器放大器中。接收來自檢測物體的反射光。
透過型：發(fā)射器/ 接收器處于分離狀態(tài)。如果在發(fā)射器/ 接收器之間放入檢測物體，則發(fā)射器的光會被遮擋。
回歸
反射型：將發(fā)光元件和光接收元件內(nèi)置于1 臺傳感器放大器中。接收來自檢測物體的反射光。發(fā)光元件的光會通過反光板進(jìn)行反射，并通過光接收元件進(jìn)行接收。如果進(jìn)入檢測物體，則會被遮擋。
特點：非接觸檢測
無需接觸檢測物體即可進(jìn)行檢測，因此不會劃傷檢測物體。而且，也不會損傷傳感器本身，壽命較長，無需進(jìn)行維護(hù)。
可檢測大多數(shù)物體：通過物體的表面反射或遮光量進(jìn)行檢測，因此可檢測大
多數(shù)物體（玻璃、金屬、塑料、木料及液體等）。
檢測距離長：光電傳感器一般為高功率，因此可進(jìn)行長距離檢測。
分類：
透過型
通過檢測物體遮擋對置的發(fā)射器和接收器之間的光軸來進(jìn)行檢測。
? 檢測距離長。
? 檢測位置精度高。
? 若為不透明體，則與形狀、顏色和材質(zhì)無關(guān)，可直接進(jìn)行檢測。
? 抗鏡頭的臟污和灰塵。
回歸反射型
通過檢測物體遮擋傳感器發(fā)射后由反光板返回的光來進(jìn)行檢測。
? 由于單側(cè)為反光板，因此可安裝在狹小空間。
? 配線簡單，與反射型相比，可進(jìn)行長距離檢測。
? 光軸調(diào)整非常容易。
? 若為不透明體，則與形狀、顏色和材質(zhì)無關(guān)，可直接進(jìn)行檢測。
反射型
將光照射到檢測物體上，并接收來自檢測物體的反射光后進(jìn)行檢測。
? 僅安裝傳感器本體即可，不占空間。
? 無需光軸調(diào)整。
? 若反射率較高，也可檢測透明體。
? 可辨別顏色。
窄光束反射型
在檢測物體上進(jìn)行光斑照射，并接收來自檢測物體的反射光后進(jìn)行檢測。
? 可檢測小型目標(biāo)物。
? 可檢測標(biāo)記。
? 可從機(jī)械等的空隙開始檢測。
? 檢測點可視。
限定反射型
采用以發(fā)射器和接收器為角度的結(jié)構(gòu)，僅檢測各自光軸交叉的受限區(qū)域。
? 背景影響小。
? 應(yīng)差距離短。
? 可檢測較小的凹凸。
距離設(shè)定型
將光斑照射到檢測物體上，并通過來自檢測物體反射光的角度差異進(jìn)行檢測。
? 不受反射率較高的背景物影響。
? 即使檢測物體的顏色和材質(zhì)的反射率不同，仍可進(jìn)行穩(wěn)定檢測。
? 可進(jìn)行小物體的高精度檢測。
光澤度辨別用反射型
將光斑照射到檢測物體上，通過鏡面反射和漫反射的差異來檢測光澤度的不同。
? 可在線使用。
? 不受顏色的影響。
? 也可檢測透明體。
根據(jù)檢測環(huán)境和安裝位置，包括各種類型的光電傳感器。為您介紹代表性的分類軸，以便可選擇更符合環(huán)境的光電傳
感器。
二、以“光”檢測的方式：光纖傳感器
光纖傳感器可將光纖連接到光電傳感器的光源，并在自由安裝到狹窄位置等后進(jìn)行檢測。
原理和主要類型
光纖如圖所示，由中心的纖芯和折射率不同的金屬包層構(gòu)成。光線入射到纖芯時，會在與金屬包層的邊界面反復(fù)進(jìn)行全反射的同時進(jìn)入光線。穿過光纖內(nèi)部，從端面發(fā)出的光會以約 60° 的角度進(jìn)行擴(kuò)散，并照射到檢測物體上。
此外，纖芯包括以下類型。
塑料型
纖芯為丙烯酸類樹脂，由0.1 至1 mm 直徑的單根或多根制作而成，被聚乙烯等材料包裹。
由于重量輕、低成本及不易彎曲等特性已成為光纖傳感器的主流。
玻璃型
由 10 至 100 _m 的玻璃光纖組成，并由不銹鋼管包覆。具有使用溫度較高（350℃）等特點。
光纖傳感器大致分為透過型和反射型2 種檢測方法。透過型由發(fā)射器和接收器2 條構(gòu)成。反射型從外觀來看好像是1 根，但從端面觀察，分為平行型、同軸型及分離型，如下圖所示。
特點：
不限安裝位置，自由度高
采用了柔韌光纖，可輕松安裝到機(jī)械的間隙或狹小空間內(nèi)。
微小物體檢測
傳感器頭尖端非常小，可輕松檢測微小物體。
出色的環(huán)境抗耐性
由于光纖電纜部無法通過電流，因此完全不受電氣干擾所影響。
只要使用耐熱型光纖元件，即使是在高溫場所仍可進(jìn)行檢測。
分類：光纖元件包括非常多的類型。傳感器頭尖端部不設(shè)發(fā)射元件和光接收元件的檢測電路，因而對尺寸或外觀的限制較少。
以下為基恩士光纖元件FU 系列的分類示例。
解說選擇光纖元件時重要術(shù)語含義。
光纖長度
光纖元件的長度。長度越長，越可安裝在距光纖放大器較遠(yuǎn)的位置。
環(huán)境溫度
可在該溫度范圍內(nèi)使用光纖元件。當(dāng)使用的環(huán)境溫度較高時，選擇耐熱型則最
為理想。
彎曲半徑
指在即使將光纖元件的半徑彎曲到多少mm 使用，仍可在滿足檢測距離性能
的同時進(jìn)行無障礙使用。對于裝配較為困難的場所，這種半徑較小的機(jī)型則非
常適合。
檢測距離
可檢測的距離。檢測距離的數(shù)值越大，越可進(jìn)行長距離檢測。
光軸直徑
主要為透過型光纖元件的指標(biāo)。在透過型光纖元件中，可對光軸進(jìn)行全遮光的
大小為標(biāo)準(zhǔn)檢測物體的大小。
最小可檢測物體
該光纖元件為可最大限度檢測的最小檢測物體的尺寸。
三、以“光”檢測的方式 激光傳感器“光強(qiáng)度”辨別型
概要：激光傳感器采用了發(fā)射元件所擁有直線度的“激光”。由于可觀察到光斑，因此在特定光軸調(diào)整或檢測位置時非常容易。此外，光不會發(fā)生擴(kuò)散，因此無需擔(dān)心光的偏轉(zhuǎn)等即可進(jìn)行安裝。
原理和主要類型
由發(fā)射器的發(fā)光元件（激光）進(jìn)行發(fā)光，并通過接收器的光接收元件進(jìn)行接收。
特點：可觀察到光斑，安裝輕松激光與LED 不同，由于直線度高，因此可立即了解光斑照射到何處。與光電傳感器等設(shè)備相比，可大幅削減安裝工時。
檢測距離長即使是長距離，由于是小光斑，因此無需擔(dān)心檢測距離即可進(jìn)
行安裝。
小光斑精度高
由于為最小50 _m 的小光斑（基恩士產(chǎn)品線），因此也可準(zhǔn)確
檢測較小的檢測物體。
也可在狹小間隙中使用
光不會發(fā)生擴(kuò)散，因此不易導(dǎo)致光的偏轉(zhuǎn)，也支持狹小間隙。
四、以“光”檢測的方式 激光傳感器“位置”辨別型
概要; 該類型由發(fā)射器發(fā)射“激光”，并非光強(qiáng)度，并通過檢測光接收元件上的接收位置或反光時間來檢測目標(biāo)物的位置信息。
原理和主要類型
三角測量式
通過改變與目標(biāo)物之間的距離來改變檢測元件CMOS 上所聚焦的位置。
使用該位置信息進(jìn)行檢測。
如上圖所示，通過半導(dǎo)體激光將激光照射到目標(biāo)物上。目標(biāo)物的反射光會在受光鏡頭上聚焦，并成像在
光接收元件上。距離一旦變動，聚焦的反射光角度也會改變，光接收元件上的成像位置也隨之發(fā)生變化。
由于該光接收元件上的成像位置變化隨目標(biāo)物的移動量而變化，因此可讀取成像位置的變化量，并作為
目標(biāo)物的移動量進(jìn)行測量。
時間測量式
在發(fā)光的激光照射到物體并返
回的時間內(nèi)測量距離。不會影
響工件的表面狀態(tài)，可進(jìn)行穩(wěn)
定檢測。
檢測上圖中接收激光反射光的時間T，并計算距離Y。
計算公式為 2Y（往返距離）=C（光速） × T（接收反射光的時間）。
來源；互聯(lián)網(wǎng)
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反射式傳感器原理圖：反射式位移傳感器的結(jié)構(gòu)原理
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反射式傳感器原理圖：反射式光電傳感器
1、被檢測的工件或物體表面必須有黑白相間的部位用于吸收和反射紅外光，這樣接收管才能有效的截止和飽和達(dá)到計數(shù)的目的。所以在選擇工作點、安裝及使用中最關(guān)健的一點是接收管必須工作于截止區(qū)和飽和區(qū)。 2、使用中反射式光電傳感器的前端面與被檢測的工件或物體表面必須保持平行，這樣反射式光電傳感器的轉(zhuǎn)換效率最高。 3、反射式光電傳感器的前端面與反光板的距離保持在規(guī)定的范圍內(nèi)。 4、反射式光電傳感器必須安裝在沒有強(qiáng)光直接照射處，因強(qiáng)光中的紅外光將影響接收管的正常工作。 5、反射式光電傳感器的紅外發(fā)射管的電流在2～10ma之間時發(fā)光強(qiáng)度與電流的線性最佳，所以在電流取值一般不超過這個范圍，若取值太大發(fā)射管的光衰也大長時間工作影響壽命；若在電池供電的情況下電流取值應(yīng)小，此時抗干擾性下降，在結(jié)構(gòu)設(shè)計時應(yīng)考慮這點，盡量避免外界光干擾等不利因素。 6、安裝焊接時，反射式光電傳感器的引腳根部與焊盤的最小距離不得小于5mm，否則焊接時易損壞管芯。或引起管芯性能的變化。焊接時間應(yīng)小于4秒。 7、反射式光電傳感器在具體的工作環(huán)境中最佳工作狀態(tài)的參數(shù)選擇方法：根據(jù)實際的檢測距離選取反射式光電傳感器的型號。
反射式傳感器原理圖：反射式紅外傳感器電路的工作原理及應(yīng)用
反射式紅外線傳感器電路用于節(jié)水器時,鎖相環(huán)音頻譯碼器LM567產(chǎn)生8 kHz的方波振蕩信號,并調(diào)制到雙定時器NE556產(chǎn)生的約40 MHz的載波上,經(jīng)放大后,由紅外線發(fā)射管發(fā)射紅外線脈沖信號。此信號經(jīng)人體反射,由紅外線接收器接收并解調(diào),再送入LM567內(nèi)部比較其頻率和相位,從而控制節(jié)水器電磁閥產(chǎn)生相應(yīng)動作。NE556的另一部分用于控制電磁閥動作時間。傳感器電路用于控制紅外線自動洗手器或其他電器時,電路只需略加改動即可。
