光電傳感器的應(yīng)用和發(fā)展

宋睿 易禎華

摘 要：傳感器是一種感測傳輸裝置，能夠通過自身感知把信息傳遞出去。國家標(biāo)準(zhǔn)GB7665-87對傳感器下的定義是：“能感受規(guī)定的被測量件并按照一定的規(guī)律（數(shù)學(xué)函數(shù)法則）轉(zhuǎn)換成可用信號的器件或裝置，通常由敏感元件和轉(zhuǎn)換元件組成”。光電傳感器是當(dāng)前設(shè)備最為重要的一種感應(yīng)裝置，在許多設(shè)備中都有應(yīng)用。光電傳感器就像人們的感應(yīng)細(xì)胞組織一樣，傳感器的發(fā)展與應(yīng)用使得物體有了嗅覺、感覺一樣，使得物體活了起來。文章通過參考大量，淺析光電傳感器的應(yīng)用與發(fā)展。

關(guān)鍵詞：光電傳感器；應(yīng)用；發(fā)展；光電效應(yīng)

引言

光電傳感器的研究與應(yīng)用是當(dāng)前科技時代最為重要的一項技術(shù)，光電式傳感器是基于光電效應(yīng)，在受到可見光波的照射后，感應(yīng)光波，然后將這種光波信號轉(zhuǎn)換成電流信號傳輸出去。光電傳感器在眾多技術(shù)設(shè)備中都有應(yīng)用，應(yīng)用范圍十分廣泛，能夠滿足信息的傳遞、收發(fā)、存儲、顯示、記錄和控制等多種需求。傳感器通過不同的感應(yīng)原理可以分為多種感應(yīng)裝置，光電傳感器是感應(yīng)傳感器中的一種。光電傳感器具有感應(yīng)精度高、傳輸速度快、非接觸等眾多優(yōu)點(diǎn)，因此光電傳感器是感應(yīng)傳感器中應(yīng)用最為廣泛、應(yīng)用最多的一種感應(yīng)裝置。

1 光電傳感器概述

光電傳感器又稱為光傳感器，光電檢測方法具有精度高、反應(yīng)快、非接觸等優(yōu)點(diǎn)，光電傳感器的可測數(shù)據(jù)眾多，而且組裝結(jié)構(gòu)也較為簡單，形式靈活多樣，因此，光電式傳感器在眾多設(shè)備中應(yīng)用非常廣泛。光電傳感器是各種光電檢測系統(tǒng)中實現(xiàn)光電轉(zhuǎn)換的關(guān)鍵元件，它是把可見光波信號轉(zhuǎn)變成為電信號的器件。光電式傳感器是以光電器件作為轉(zhuǎn)換元件的傳感器。它可用于檢測直接引起光量變化的非電量，如光強(qiáng)、光照度、輻射測溫、氣體成分分析等；也可用來檢測能轉(zhuǎn)換成光量變化的其他非電量，如零件直徑、表面粗糙度、應(yīng)變、位移、振動、速度、加速度，以及物體的形狀、工作狀態(tài)的識別等。光電式傳感器具有非接觸、響應(yīng)快、性能可靠等特點(diǎn)，因此在工業(yè)自動化裝置和機(jī)器人中獲得廣泛應(yīng)用。新的光電器件不斷涌現(xiàn)，尤其是CCD圖像傳感器的誕生，為光電傳感器的進(jìn)一步應(yīng)用開創(chuàng)了新的一頁光電感應(yīng)器是通過可見光波照射到我提的表面，引起物體發(fā)生電性質(zhì)變化，從而傳輸信號的，其實是自然界的一種能量轉(zhuǎn)換，把光能量轉(zhuǎn)換成電能量的轉(zhuǎn)換過程，這類轉(zhuǎn)換效應(yīng)被統(tǒng)稱為光電效應(yīng)。

2 光電傳感器的應(yīng)用

光電傳感器作為感應(yīng)傳感器中應(yīng)用最為廣泛的一種感應(yīng)裝置，因此被眾多設(shè)備使用，光電傳感器的應(yīng)用主要有以下幾種。

2.1 煙塵濁度監(jiān)測儀

煙塵濁度檢測儀是檢測工業(yè)煙塵污染的重要工具，能夠防止工業(yè)煙塵對于大氣的污染。煙塵濁度檢測儀能夠針對煙塵源進(jìn)行檢測，自動顯示和自動超標(biāo)報警。工業(yè)煙塵排放通道每時段的光傳輸大小變化都不一樣，因此，煙塵濁度檢測儀就是通過這種光的傳輸變化來感知工業(yè)煙塵排放。如果煙道濁度增加，光源發(fā)出的光被煙塵顆粒的吸收和折射增加，到達(dá)光檢測器的光減少，因而光檢測器輸出信號的強(qiáng)弱便可反映煙道濁度的變化。

2.2 條形碼掃描筆

條形碼掃描儀在超市或商場中應(yīng)用最多，主要是通過掃描筆頭在條形碼上移動時，通過對條形碼上黑白線條的顏色吸收來來傳輸信號，條形碼上的黑白線條會對發(fā)光二極管呈現(xiàn)不同的發(fā)射光，二極管把這種發(fā)射光在發(fā)射到發(fā)光三極管中，發(fā)光三極管會產(chǎn)生電流，從而形成電流信號，在經(jīng)過計算機(jī)識別來完成對信息的識別。

2.3 產(chǎn)品計數(shù)器

產(chǎn)品在傳送帶上運(yùn)行時，不斷地遮擋光源到光電傳感器的光路，使光電脈沖電路產(chǎn)生一個個電脈沖信號。產(chǎn)品每遮光一次，光電傳感器電路便產(chǎn)生一個脈沖信號，因此輸出的脈沖數(shù)即代表產(chǎn)品的數(shù)目，該脈沖經(jīng)計數(shù)電路計數(shù)并由顯示電路顯示出來。

2.4 光電式煙霧報警器

沒有煙霧時，發(fā)光二極管發(fā)出的光線直線傳播，光電三極管沒有接收信號，沒有輸出。有煙霧時，發(fā)光二極管發(fā)出的光線被煙霧顆粒折射，使三極管接受到光線，有信號輸出，發(fā)出報警。

2.5 測量轉(zhuǎn)速

在電動機(jī)的旋轉(zhuǎn)軸上涂上黑白兩種顏色，轉(zhuǎn)動時，反射光與不反射光交替出現(xiàn)，光電傳感器相應(yīng)地間斷接收光的反射信號，并輸出間斷的電信號，再經(jīng)放大器及整形電路放大整形輸出方波信號，最后由電子數(shù)字顯示器輸出電機(jī)的轉(zhuǎn)速。

3 光電傳感器的發(fā)展

光電傳感器在當(dāng)前應(yīng)用十分廣泛，但其實它也經(jīng)歷了長時間的發(fā)展。美國一家咨詢公司的報告顯示，2007年全球的光電傳感器市場值為500億美元，到2001年它的價值達(dá)到了近610億美元，這種發(fā)展的速度是十分迅速的。其中美國、中國、日本和加拿大是需求最多的地區(qū)，中國是光電傳感器市場增長最快的地區(qū)。據(jù)統(tǒng)計，光電傳感器在汽車上的應(yīng)用增長速度最快，其次是遠(yuǎn)程控制設(shè)備。近幾年來，光電傳感的技術(shù)發(fā)展最為迅速，人們對其需求也越來越大，要求也越來越高。光電傳感器已經(jīng)由最初的笨重型，遲緩型向著小型化、智能化和系統(tǒng)化法相發(fā)展。在我國，由于國家的支持，政府的鼓勵，光電傳感器已經(jīng)形成了自我研發(fā)，自我生產(chǎn)和自我應(yīng)用為一體的統(tǒng)一流程，我們已經(jīng)做到了自給自足，不需要再引進(jìn)國外的光電傳感技術(shù)，我們的光電傳感器在世界也得到了基本認(rèn)可，但是我們還需要不斷努力，不斷改進(jìn)我國光電傳感器的技術(shù)，完善光管傳感器在設(shè)備中的應(yīng)用，因為雖然我們能夠自行研制光電傳感器，但是不可否認(rèn)我國的光電傳感器還與國外的有一定差距，所以還需要不斷進(jìn)行改善，爭取早日超越國外的先進(jìn)光電傳感器技術(shù)。

4 結(jié)束語

光電傳感器作為一種新型的傳感裝置，在眾多設(shè)備中都有應(yīng)用。光電傳感器具有檢測距離長、對檢測物體的限制少、響應(yīng)時間短、分辨率高、可實現(xiàn)非接觸的檢測、可實現(xiàn)顏色判別、便于調(diào)整等眾多優(yōu)點(diǎn)，因此我們可以預(yù)見其在未來傳感裝置中有著良好的市場。因此我們必須加緊研究完善這種光電傳感器技術(shù)，為我國的核心競爭力貢獻(xiàn)自己的一份力量。

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作者簡介：宋睿（1986，9-），男，四川成都人，本科，學(xué)士學(xué)位，四川航天職業(yè)技術(shù)學(xué)院，技師，研究方向：電子電路技術(shù)、自動化控制、測控系統(tǒng)、電子信號處理等。

易禎華（1973，1-），男，四川瀘州人，本科，四川航天職業(yè)技術(shù)學(xué)院，技師，研究方向：電子電路技術(shù)、自動化控制、測控系統(tǒng)、電子信號處理等。