德國SICK光電開(kāi)關(guān)產(chǎn)品原理介紹

德國SICK光電開(kāi)關(guān)產(chǎn)品原理介紹
SICK光電開(kāi)關(guān)已被用作物位檢測、液位控制、產(chǎn)品計數、寬度判別、速度檢測、定長(cháng)剪切、孔洞識別、信號延時(shí)、自動(dòng)門(mén)傳感、色標檢出、沖床和剪切機以及安全防護等諸多領(lǐng)域。此外，利用紅外線(xiàn)的隱蔽性，還可在銀行、倉庫、商店、辦公室以及其它需要的場(chǎng)合作為防盜警戒之用。
常用的紅外線(xiàn)光電開(kāi)關(guān)，是利用物體對近紅外線(xiàn)光束的反射原理，由同步回路感應反射回來(lái)的光的強弱而檢測物體的存在與否來(lái)實(shí)現功能的，光電傳感器首先發(fā)出紅外線(xiàn)光束到達或透過(guò)物體或鏡面對紅外線(xiàn)光束進(jìn)行反射，光電傳感器接收反射回來(lái)的光束，根據光束的強弱判斷物體的存在。紅外光電開(kāi)關(guān)的種類(lèi)也非常的多，一般來(lái)說(shuō)有鏡反射式光電開(kāi)關(guān)、漫反射式、槽式、對射式、光纖式等幾個(gè)主要種類(lèi)。光電開(kāi)關(guān)快易優(yōu)自動(dòng)化選型有收錄。
在不同的場(chǎng)合使用不同的光電開(kāi)關(guān)，例如在電磁振動(dòng)供料器上經(jīng)常使用光纖式光電開(kāi)關(guān)，在間歇式包裝機包裝膜的供送中經(jīng)常使用漫反射式光電開(kāi)關(guān)，在連續式高速包裝機中經(jīng)常使用槽式光電開(kāi)關(guān)。
由振蕩回路產(chǎn)生的調制脈沖經(jīng)反射電路后，然后用數字積分光電開(kāi)關(guān)或RC積分方式排除干擾，后經(jīng)延時(shí)（或不延時(shí)）觸發(fā)驅動(dòng)器輸出光電開(kāi)關(guān)控制信號。
利用光學(xué)元件，在傳播媒介中間使光束發(fā)生變化；利用光束來(lái)反射物體；使光束發(fā)射經(jīng)過(guò)長(cháng)距離后瞬間返回。光電開(kāi)關(guān)是由發(fā)射器、接收器和檢測電路三部分組成。發(fā)射器對準目標發(fā)射光束，發(fā)射的光束一般來(lái)源于發(fā)光二極管（LED）和激光二極管。光束不間斷地發(fā)射，或者改變脈沖寬度。受脈沖調制的光束輻射強度在發(fā)射中經(jīng)過(guò)多次選擇，朝著(zhù)目標不間接地運行。接收器有光電二極管或光電三極管組成。在接收器的前面，裝有光學(xué)元件如透鏡和光圈等。在其后面的是檢測電路，它能濾出有效信號和應用該信號。
光電耦合器是以光為媒介傳輸電信號的一種電一光一電轉換器件。它由發(fā)光源和受光器兩部分組成。把發(fā)光源和受光器組裝在同一密閉的殼體內，彼此間用透明絕緣體隔離。發(fā)光源的引腳為輸入端，受光器的引腳為輸出端，常見(jiàn)的發(fā)光源為發(fā)光二極管，受光器為光敏二極管、光敏三極管等等。光電耦合器的種類(lèi)較多，常見(jiàn)有光電二極管型、光電三極管型、光敏電阻型、光控晶閘管型、光電達林頓型、集成電路型等。工作原理在光電耦合器輸入端加電信號使發(fā)光源發(fā)光，光的強度取決于激勵電流的大小，此光照射到封裝在一起的受光器上后，因光電效應而產(chǎn)生了光電流，由受光器輸出端引出，這樣就實(shí)現了電一光一電的轉換。
由振蕩回路產(chǎn)生的調制脈沖經(jīng)反射電路后，由發(fā)光管GL輻射出光脈沖。當被測物體進(jìn)入受光器作用范圍時(shí)，被反射回來(lái)的光脈沖進(jìn)入光敏三極管DU。光電開(kāi)關(guān)并在接收電路中將光脈沖解調為電脈沖信號，再經(jīng)放大器放大和同步選通整形，然后用數字積分或RC積分方式排除干擾，后經(jīng)延時(shí)（或不延時(shí)）觸發(fā)驅動(dòng)器輸出光電開(kāi)關(guān)控制信號。 光電開(kāi)關(guān)一般都具有良好的回差特性，因而即使被檢測物在小范圍內晃動(dòng)也不會(huì )影響驅動(dòng)器的輸出狀態(tài)，從而可使其保持在穩定工作區。同時(shí)，自診斷系統還可以顯示受光狀態(tài)和穩定工作區，以隨時(shí)監視光電開(kāi)關(guān)的工作。
德國SICK光電開(kāi)關(guān)結構原理：
光電傳感器的工作原理是通過(guò)把光強度的變化轉換成電信號的變化，從而實(shí)現控制的。光電開(kāi)關(guān)是一種小型電子設備，可以檢測出其接收到光強的變化。光電傳感器通常由三部分構成，它們分別為：發(fā)送器、接收器和檢測電路。
發(fā)射器帶一個(gè)校準鏡頭，將光聚焦射向接收器，接收器出電纜將這套裝置接到一個(gè)真空管放大器上。在金屬圓筒內有一個(gè)小的白熾燈做為光源，這些小而堅固的白熾燈傳感器就是如今光電傳感器的雛形。
發(fā)送器對準目標發(fā)射光束，發(fā)射的光束一般來(lái)源于半導體光源，發(fā)光二極管(LED)、激光二極管及紅外發(fā)射二極管。光束不間斷地發(fā)射，或者改變脈沖寬度。
接收器有光電二極管、光電三極管及光電池組成。在接收器的前面，裝有光學(xué)元件如透鏡和光圈等。在其后面是檢測電路，它能濾出有效信號和應用該信號。光敏二極管是現在常見(jiàn)的傳感器。光電傳感器光敏二極管的外型與一般二極管一樣，只是它的管殼上開(kāi)有一個(gè)嵌著(zhù)玻璃的窗口，以便于光線(xiàn)射入，為增加受光面積，PN結的面積做得較大，光敏二極管工作在反向偏置的工作狀態(tài)下，并與負載電阻相串聯(lián)，當無(wú)光照時(shí)，它與普通二極管一樣，反向電流很小稱(chēng)為光敏二極管的暗電流；當有光照時(shí)，載流子被激發(fā)，產(chǎn)生電子-空穴，稱(chēng)為光電載流子。
在外電場(chǎng)的作用下，光電載流子參于導電，形成比暗電流大得多的反向電流，該反向電流稱(chēng)為光電流。光電流的大小與光照強度成正比，于是在負載電阻上就能得到隨光照強度變化而變化的電信號。
光電開(kāi)關(guān)光敏三極管除了具有光敏二極管能將光信號轉換成電信號的功能外，還有對電信號放大的功能。光敏三級管的外型與一般三極管相差不大，一般光敏三極管只引出兩個(gè)極——發(fā)射極和集電極，基極不引出，管殼同樣開(kāi)窗口，以便光線(xiàn)射入。為增大光照，基區面積做得很大，發(fā)射區較小，入射光主要被基區吸收。工作時(shí)集電結反偏，發(fā)射結正偏。在無(wú)光照時(shí)管子流過(guò)的電流為暗電流Iceo=(1+β)Icbo，比一般三極管的穿透電流還??；當有光照時(shí)，激發(fā)大量的電子-空穴對，使得基極產(chǎn)生的電流Ib增大，此刻流過(guò)管子的電流稱(chēng)為光電流，集電極電流Ic=(1+β)Ib，可見(jiàn)光電傳感器光電三極管要比光電二極管具有更高的靈敏度。
此外，光電傳感器的結構元件中還有發(fā)射板和光導纖維。角反射板是結構牢固的發(fā)射裝置，它由很小的三角錐體反射材料組成，能夠使光束準確地從反射板中返回。它可以在與光軸0到25的范圍改變發(fā)射角，使光束幾乎是從一根發(fā)射線(xiàn)，經(jīng)過(guò)反射后，仍從這根反射線(xiàn)返回。
反射式光電開(kāi)關(guān)防止相互干擾的有效辦法是拉開(kāi)間隔。而且檢測距離越遠，間隔也應越大，具體間隔應根據調試情況來(lái)確定。當然，也可使用不同工作頻率的機種。
鏡面角度：當被測物體有光澤或遇到光滑金屬面時(shí)，一般反射率都很高，有近似鏡面的作用，這時(shí)應將投光器與檢測物體安裝成10～20°的夾角，以使其光軸不垂直于被檢測物體，從而防止誤動(dòng)作。
背景物：使用反射式擴散型投、受光器時(shí)，有時(shí)由于檢出物離背景物較近，光電開(kāi)關(guān)或者背景是光滑等反射率較高的物體而可能會(huì )使光電開(kāi)關(guān)不能穩定檢測。因此可以改用距離限定型投、受光器，或者采用遠離背景物、拆除背景物、將背景物涂成無(wú)光黑色、或設法使背景物粗糙、灰暗等方法加以排除。
自診斷：在安裝或使用時(shí)，有時(shí)可能會(huì )由于臺面或背景影響以及使用振動(dòng)等原因而造成光軸的微小偏移、透鏡沾污、積塵、外部噪聲、環(huán)境溫度超出范圍等問(wèn)題。這些問(wèn)題有可能會(huì )使光電開(kāi)關(guān)偏離穩定工作區，這時(shí)可以利用光電開(kāi)關(guān)的自診斷功能而使其通過(guò)STABLITY綠色穩定指示燈發(fā)出通知，以提醒使用者及時(shí)對其進(jìn)行調整。
臺面影響：投光器與受光器在貼近臺面安裝時(shí)，可能會(huì )出現臺面反射的部分光束照到受光器而造成工作不穩定。對此可采用使受光器與投光器離開(kāi)臺面一定距離并加裝遮光板的。
嚴禁用稀釋劑等化學(xué)物品，以免損壞塑料鏡。高壓線(xiàn)、動(dòng)力線(xiàn)和光電傳感器的配線(xiàn)不應放在同一配線(xiàn)管或用線(xiàn)槽內，否則會(huì )由于感應而造成（有時(shí)）光電開(kāi)關(guān)的誤動(dòng)作或損壞，所以原則上要分別單獨配線(xiàn)。
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