德國SICK光電開關產品原理介紹

更新時間：2020-04-28

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德國SICK光電開關產品原理介紹
SICK光電開關已被用作物位檢測、液位控制、產品計數、寬度判別、速度檢測、定長剪切、孔洞識別、信號延時、自動門傳感、色標檢出、沖床和剪切機以及安全防護等諸多領域。此外，利用紅外線的隱蔽性，還可在銀行、倉庫、商店、辦公室以及其它需要的場合作為防盜警戒之用。
常用的紅外線光電開關，是利用物體對近紅外線光束的反射原理，由同步回路感應反射回來的光的強弱而檢測物體的存在與否來實現功能的，光電傳感器首先發出紅外線光束到達或透過物體或鏡面對紅外線光束進行反射，光電傳感器接收反射回來的光束，根據光束的強弱判斷物體的存在。紅外光電開關的種類也非常的多，一般來說有鏡反射式光電開關、漫反射式、槽式、對射式、光纖式等幾個主要種類。光電開關快易優自動化選型有收錄。
在不同的場合使用不同的光電開關，例如在電磁振動供料器上經常使用光纖式光電開關，在間歇式包裝機包裝膜的供送中經常使用漫反射式光電開關，在連續式高速包裝機中經常使用槽式光電開關。
由振蕩回路產生的調制脈沖經反射電路后，然后用數字積分光電開關或RC積分方式排除干擾，后經延時（或不延時）觸發驅動器輸出光電開關控制信號。
利用光學元件，在傳播媒介中間使光束發生變化；利用光束來反射物體；使光束發射經過長距離后瞬間返回。光電開關是由發射器、接收器和檢測電路三部分組成。發射器對準目標發射光束，發射的光束一般來源于發光二極管（LED）和激光二極管。光束不間斷地發射，或者改變脈沖寬度。受脈沖調制的光束輻射強度在發射中經過多次選擇，朝著目標不間接地運行。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。它由發光源和受光器兩部分組成。把發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。發光源的引腳為輸入端，受光器的引腳為輸出端，常見的發光源為發光二極管，受光器為光敏二極管、光敏三極管等等。光電耦合器的種類較多，常見有光電二極管型、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光源發光，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，因光電效應而產生了光電流，由受光器輸出端引出，這樣就實現了電一光一電的轉換。
由振蕩回路產生的調制脈沖經反射電路后，由發光管GL輻射出光脈沖。當被測物體進入受光器作用范圍時，被反射回來的光脈沖進入光敏三極管DU。光電開關并在接收電路中將光脈沖解調為電脈沖信號，再經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，后經延時（或不延時）觸發驅動器輸出光電開關控制信號。光電開關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也不會影響驅動器的輸出狀態，從而可使其保持在穩定工作區。同時，自診斷系統還可以顯示受光狀態和穩定工作區，以隨時監視光電開關的工作。
德國SICK光電開關結構原理：
光電傳感器的工作原理是通過把光強度的變化轉換成電信號的變化，從而實現控制的。光電開關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：發送器、接收器和檢測電路。
發射器帶一個校準鏡頭，將光聚焦射向接收器，接收器出電纜將這套裝置接到一個真空管放大器上。在金屬圓筒內有一個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。
發送器對準目標發射光束，發射的光束一般來源于半導體光源，發光二極管(LED)、激光二極管及紅外發射二極管。光束不間斷地發射，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，只是它的管殼上開有一個嵌著玻璃的窗口，以便于光線射入，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下，并與負載電阻相串聯，當無光照時，它與普通二極管一樣，反向電流很小稱為光敏二極管的暗電流；當有光照時，載流子被激發，產生電子-空穴，稱為光電載流子。
在外電場的作用下，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。
光電開關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極——發射極和集電極，基極不引出，管殼同樣開窗口，以便光線射入。為增大光照，基區面積做得很大，發射區較小，入射光主要被基區吸收。工作時集電結反偏，發射結正偏。在無光照時管子流過的電流為暗電流Iceo=(1+β)Icbo，比一般三極管的穿透電流還小；當有光照時，激發大量的電子-空穴對，使得基極產生的電流Ib增大，此刻流過管子的電流稱為光電流，集電極電流Ic=(1+β)Ib，可見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射板和光導纖維。角反射板是結構牢固的發射裝置，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的范圍改變發射角，使光束幾乎是從一根發射線，經過反射后，仍從這根反射線返回。
反射式光電開關防止相互干擾的有效辦法是拉開間隔。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，一般反射率都很高，有近似鏡面的作用，這時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，從而防止誤動作。
背景物：使用反射式擴散型投、受光器時，有時由于檢出物離背景物較近，光電開關或者背景是光滑等反射率較高的物體而可能會使光電開關不能穩定檢測。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，有時可能會由于臺面或背景影響以及使用振動等原因而造成光軸的微小偏移、透鏡沾污、積塵、外部噪聲、環境溫度超出范圍等問題。這些問題有可能會使光電開關偏離穩定工作區，這時可以利用光電開關的自診斷功能而使其通過STABLITY綠色穩定指示燈發出通知，以提醒使用者及時對其進行調整。
臺面影響：投光器與受光器在貼近臺面安裝時，可能會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臺面一定距離并加裝遮光板的。
嚴禁用稀釋劑等化學物品，以免損壞塑料鏡。高壓線、動力線和光電傳感器的配線不應放在同一配線管或用線槽內，否則會由于感應而造成（有時）光電開關的誤動作或損壞，所以原則上要分別單獨配線。
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