10_4 第十章：第四节 光电开关及光电断续器

2020/2/151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，都是由红外线发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。2020/2/152一、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。遮断型光电开关的发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，对所有能遮断光线的物体均可检测。2020/2/153光电开关外形2020/2/154遮断型光电开关示意图遮断报警2020/2/155遮断式光电开关原理ObjectReceiver遮断式光电开关由相互分离且相对安装的光发射器和光接受器组成。当被检测物体位于发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。被检测物体光发射器光接收器2020/2/156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）2020/2/157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，当有物体遮挡住光线时，传感器发出报警信号。接收器2020/2/158光幕应用当有物体遮挡住光线时，传感器发出报警信号，起保护、预警等作用。光线被遮断（报警）2020/2/159光幕应用（续）产品高度测量2020/2/1510光幕应用（续）三维尺寸检测宽度测量长度测量高度测量2020/2/1511光幕应用（续）木材外形截面积检测2020/2/1512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）。2020/2/1513光幕应用（续）光幕用于自动收费系统的车辆检测2020/2/1514光幕应用（续）锻压机床的安全区域设置及入侵报警2020/2/1515光幕应用（续）安全区示警2020/2/1516反射型光电开关反射型光电开关分为两种情况：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采用较为方便的单侧安装方式，但需要调整反射镜的角度以取得最佳的反射效果。反射镜通常使用三角棱镜，它对安装角度的变化不太敏感，有的还采用偏光镜，它能将光源发出的光转变成偏振光（波动方向严格一致的光）反射回去，提高抗干扰能力。2020/2/1517定区域反射式光电开关原理定区域式光电开关有一个非常确定的检测区域，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2020/2/1518反射型光电开关及反射镜外形三角反射镜集发射、接收器于一身2020/2/1519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发射器和光接受器于一体，与反射镜相对安装配合使用。反射镜使用偏光三角棱镜，能将发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发射光调制型光电开关原理光电开关的LED多采用中频（40kHz左右）窄脉冲电流驱动，从而发射40kHz调制光脉冲。相应地，接收光电元件的输出信号经40kHz选频交流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，又可减小发射LED的功耗。2020/2/1521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发射器和光接受器发射光线漫反射型光电开关集光发射器和光接受器于一体。当被测物体经过该光电开关时，发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。2020/2/1522漫反射型光电开关的应用请思考如何将光电开关用于卫生间的自动冲水设备2020/2/1523反射型光电开关外形电源指示信号指示2020/2/1524反射型光电开关外形（续）灵敏度调节电位器2020/2/1525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，必须调节安装距离，十分不方便。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，就能在一定的允许范围内，可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改变时，只需再次“学习”，而不必调节机械安装螺丝。2020/2/1526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2020/2/1527表面反射率对于漫反射式光电开关发出的光线需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决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发射光线。2020/2/1528光电开关应用（续）透明度测量、控制质量检测2020/2/1529光电开关应用（续）加工控制2020/2/1530光电开关应用（续）机械手定位2020/2/1531光电开关应用（续）商标方向检测2020/2/1532二、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。其发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，两者能可靠地对准，为安装和使用提供了方便。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。槽式光电开关比较可靠，较适合高速检测。反射式光电断续器光电断续器是较便宜、简单、可靠的光电器件。它广泛应用于自动控制系统、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直接用直流电驱动，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，驱动电流控制在20mA以内。2020/2/1534光电断续器外形2020/2/1535光电断续器外形（续）红色光柱2020/2/1536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=？n2020/2/1537当工件经过光电断续器时，接收器即产生一个计数脉冲。光电断续器的应用（续）2020/2/1538光电传感器的其他用途（续）断裂检测电梯自动运行条件判断2020/2/1539作业P：178：3、82020/2/1540休息一下