余晨陽 吳偉漢 胡欣軼 張民君 邵帥

摘要：本文主要針對光電感應(yīng)開關(guān)的優(yōu)點進行了深入的探討以及詳細的研究。同時，針對變電站輔助開關(guān)運行與維護中所存在的不足之處指出了具有建設(shè)性的意見和建議。并且在結(jié)合筆者自身實踐多年工作經(jīng)驗的基礎(chǔ)之上提出一種采用光電傳感器檢測光電場的方式從而實現(xiàn)輸入開關(guān)位置檢測的作用。希望能夠為同行業(yè)工作者提供有效的參考，從而進一步地促進光電感應(yīng)開關(guān)應(yīng)用的不斷提升。

關(guān)鍵詞：傳感器;光電開關(guān);原理;光電感應(yīng)開關(guān)

引言：

光電開關(guān)也被稱之為光電傳感器，是傳感器家族中的一個重要成員。光電開關(guān)將發(fā)射端和接收端之間光的強弱變化使其轉(zhuǎn)化為電流的變化，從而達到探測的目的。因為光電開關(guān)輸出回路和輸入回路是電隔離，因此開關(guān)能夠在許多的場合中得到有效的應(yīng)用。

1、光電開關(guān)工作原理

光電開關(guān)被人們稱作為是光電接近開關(guān)。光電開關(guān)通過借助被檢測物對光束的遮擋或反射從而通過同步回路和選通電路檢測相關(guān)物體是否存在。通常情況下，被檢測物不僅簡單方面的局限在金屬范疇內(nèi)，在所有可以反射光線的物質(zhì)中都能夠得到有效的應(yīng)用。光電開關(guān)將輸入電流在發(fā)射器上轉(zhuǎn)換成光信號并且發(fā)射出去，借助接收器將接收到的光線進行強弱分析，從而探測物體的有無。絕大多數(shù)情況下，在光電開關(guān)選用方面多數(shù)光電開關(guān)選用的是波長接近可見光的紅外線光波型。

2、光電開關(guān)的分類以及其術(shù)語解釋

2.1光電開關(guān)的分類

按照光電開關(guān)的種類進行劃分，光電開關(guān)可以分為5大主要類型：

第1類，漫反射式光電開關(guān)。

漫反射式光電開關(guān)從本質(zhì)上而言是一個傳感器。該傳感器集發(fā)射器和接收器于一身。在該傳感器周圍如果出現(xiàn)被檢測物，物體就會把光電開關(guān)發(fā)射器發(fā)射的足夠量的光線直接地反射到所對應(yīng)的接收器中。在這種情況之下，由于漫反射式光電開關(guān)自身的性能的影響，光電開關(guān)就會產(chǎn)生開關(guān)信號。如果在檢測過程當中被檢測物表面光亮并且具有較高的反光率，在此種檢測條件之下漫反射式光電開關(guān)可以作為一種首選的檢測模式。

第2類，鏡反射式光電開關(guān)。

與漫反射式光電開關(guān)相同鏡，反射式光電開關(guān)，同樣也即發(fā)射器和接收器于一體。通過發(fā)射器發(fā)出的光線經(jīng)過反射鏡進行。反射將其接收到接收器中能夠讓光電開關(guān)接收到所產(chǎn)生的檢測。開關(guān)信號。不是。

第3類，對射式光電開關(guān)。

對射式光電開關(guān)涵蓋了在結(jié)構(gòu)上相互分離且光軸相對放置的發(fā)射器和接收器。如果被檢測物不透明，在這種條件之下采用對射式光電開關(guān)是一種最為保險的檢測方式。

第4類，槽式光電開關(guān)

通常情況下，槽式光電開關(guān)采用的是標準的U字形結(jié)構(gòu)。槽式光電開關(guān)發(fā)射器和接收器分別在U型槽的左右兩邊，組成一光軸。在檢測過程當中，如果被檢測物經(jīng)過U型槽，并且阻斷光軸，在這一條件之下光電開關(guān)就會產(chǎn)生開關(guān)量信號。絕大多數(shù)情況下槽式光電開關(guān)在其實際應(yīng)用過程當中較為適合檢測高速運動條件下的物體，這種檢測方式能夠有效地分辨出透明和半透明物體。檢測過程當中這種方式安全可靠，且檢測效率精準性較高。

第5類，光纖式光電開關(guān)

光纖式光電開關(guān)所用到的塑料或玻璃光纖傳感器作為引導(dǎo)光線的主要材質(zhì)。光纖式光電開關(guān)在其實際使用過程當中對于距離相對較遠的被檢測物體具有較高的檢測效果。

2.2術(shù)語解釋

在光電開關(guān)應(yīng)用過程當中，相關(guān)工作人員會采用一些專業(yè)化的術(shù)語。其主要內(nèi)容包括以下幾點：

第一，檢測距離。檢測距離主要是指檢測體找一個固定的方向進行移動。開關(guān)動作時測得的基準位置到檢測面的空間距離。其中，額定動作距離主要是指靜開關(guān)動作距離的標稱值。第二，回差距離?；夭罹嚯x主要指的是動作距離和復(fù)位距離之間的絕對值。第三，響應(yīng)頻率。響應(yīng)頻率是作業(yè)過程當中工作人員常要用到的一項專業(yè)術(shù)語。其主要是指一秒的時間間隔內(nèi)允許光電開關(guān)發(fā)生動作的循環(huán)次數(shù)。第四，輸出狀態(tài)。輸出狀態(tài)可以分為常開和常閉兩種狀態(tài)。如果在檢測過程當中不存在檢測物體，常開型的光電開關(guān)所接通的負載會由于光電開關(guān)內(nèi)部的輸出晶體管所產(chǎn)生的阻斷效果不工作，如果在檢測過程當中檢測到被檢物體，并且晶體管導(dǎo)通，就會產(chǎn)生負載得電工作。第四，表面反射率。通常情況下，漫反射式光電開關(guān)發(fā)出的光線必須要經(jīng)過檢測物體表面才能夠反射到接收器中。檢測距離和被檢測物體的表面反射率在一定程度上直接地決定著接收器所接受到光的強度，粗糙地表面反射回的光線強度定然會不超過光滑面反射回的強度。除此之外，在檢測過程當中，相關(guān)工作人員必須要確保被檢測物體的表面垂直于光電開關(guān)的發(fā)射光線。只有在此種條件之下所檢測到的表面反射率才能更加精準，具有較高的代表性。

3、變電站輔助開關(guān)運行與維護中存在的問題

通常情況下，變電站輔助開關(guān)運行維護中存在的不足之處包括以下幾點內(nèi)容：一般情況下會出現(xiàn)輔助開關(guān)的轉(zhuǎn)動部件磨損和變形等問題。同時，觸點會由于潮濕和氧化以及拉弧燒灼等因素的影響使得其不能夠正確的顯示開關(guān)閘當前的開合狀態(tài)。在這種情況之下會使得相關(guān)操作人員因此而產(chǎn)生錯判、誤判等問題。易引發(fā)帶地刀合閘、帶負荷拉刀閘等安全事故。除此之外，性能劣化后的輔助開關(guān)接觸不良會使得開關(guān)刀閘量信號抖動。情況嚴重的話在一個月之內(nèi)會產(chǎn)生上萬次的開關(guān)刀閘假動作信號，導(dǎo)致通道阻塞影響變電站遙測、遙控系統(tǒng)運行質(zhì)量。筆者所提出的裝置采用光電傳感器檢測光電場的方式實現(xiàn)輔助開關(guān)位置檢測。在檢測過程當中不需要接觸，徹底地杜絕了傳動的磨損以及變形等問題。開關(guān)或刀閘動作時，通過光電傳感器檢測到光電變化（遮光板固定在連桿機構(gòu)上），輸出信號給電壓比較器之后驅(qū)動直流繼電器動作，顯示正確的開關(guān)刀閘信號量。該裝置在設(shè)計的過程當中采用到的是全封閉的封裝形式，因此在安裝過程中較為簡便。

4、結(jié)束語

綜上所述，本文詳細地介紹了光電開關(guān)的原理、術(shù)語以及其種類。并且分析了常規(guī)情況下變電站輔助開關(guān)運行維護過程中所存在的一些不足之處。并且筆者也提出了采用光電傳感器檢測光電場的方式實現(xiàn)開關(guān)狀態(tài)檢測的裝置，希望能夠為同行業(yè)工作者提供有效的參考。

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