億光對射及反射式光電開關(guān)工作原理
光是一種電磁射線,其特性如同無線電波和X射線,傳遞速度約為300000千米/秒,因此它可以在發(fā)射的一瞬間被其接收。紅外線億光光電開關(guān)是利用人眼不可見(波長為780nm-1mm)的近紅外線和紅外線的來檢測、判別物體。通過光電裝置瞬間發(fā)射的微弱光束能被安全可靠的準(zhǔn)確的發(fā)射和接收。
億光光電開關(guān)的重要功能是能夠處理光的強(qiáng)度變化:利用光學(xué)元件,在傳播媒介中間使光束發(fā)生變化;利用光束來反射物體;使光束發(fā)射經(jīng)過長距離后瞬間返回。
億光光電開關(guān)的工作原理
億光光電開關(guān)(光電傳感器)是光電接近開關(guān)的簡稱,它是利用被檢測物對光束的遮擋或反射,由同步回路選通電路,從而檢測物體有無的。物體不限于金屬,所有能反射光線的物體均可被檢測。億光光電開關(guān)將輸入電流在發(fā)射器上轉(zhuǎn)換為光信號射出,接收器再根據(jù)接收到的光線的強(qiáng)弱或有無對目標(biāo)物體進(jìn)行探測。多數(shù)億光光電開關(guān)選用的是波長接近可見光的紅外線光波型。
億光光電開關(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(zhǔn)目標(biāo)發(fā)射光束,發(fā)射的光束一般來源于半導(dǎo)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。受脈沖調(diào)制的光束輻射強(qiáng)度在發(fā)射中經(jīng)過多次選擇,朝著目標(biāo)不間接地運(yùn)行。接收器有光電二極管或光電三極管、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。在其后面的是檢測電路,它能濾出有效信號和應(yīng)用該信號。此外,億光光電開關(guān)的結(jié)構(gòu)元件中還有發(fā)射板和光導(dǎo)纖維。三角反射板是結(jié)構(gòu)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(zhǔn)確地從反射板中返回,具有實(shí)用意義。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,經(jīng)過反射后,還是從這根反射線返回。
億光光電開關(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(nèi)晃動也不會影響驅(qū)動器的輸出狀態(tài),從而可使其保持在穩(wěn)定工作區(qū)。同時,自診斷系統(tǒng)還可以顯示受光狀態(tài)和穩(wěn)定工作區(qū),以隨時監(jiān)視億光光電開關(guān)的工作。
億光光電開關(guān)的類型
按檢測方式可分為反射式、對射式和鏡面反射式三種類型。對射式檢測距離遠(yuǎn),可檢測半透明物體的密度(透光度)。反射式的工作距離被限定在光束的交點(diǎn)附近,以避免背景影響。鏡面反射式的反射距離較遠(yuǎn),適宜作遠(yuǎn)距離檢測,也可檢測透明或半透明物體??煞譃閷ι湫汀⒙瓷湫?、鏡面反射型。
對射型億光光電開關(guān)(如圖1所示):由發(fā)射器和接收器組成,結(jié)構(gòu)上是兩者相互分離的,在光束被中斷的情況下會產(chǎn)生一個開關(guān)信號變化,典型的方式是位于同一軸線上的億光光電開關(guān)可以相互分開達(dá)50米。特征:辨別不透明的反光物體;有效距離大,因?yàn)楣馐缭礁袘?yīng)距離的時間僅一次;不易受干擾,可以可靠合適的使用在野外或者有灰塵的環(huán)境中;裝置的消耗高,兩個單元都必須敷設(shè)電纜。
圖一、億光對射式光電開關(guān)
漫反射型億光光電開關(guān):是當(dāng)開關(guān)發(fā)射光束時,目標(biāo)產(chǎn)生漫反射,發(fā)射器和接收器構(gòu)成單個的標(biāo)準(zhǔn)部件,當(dāng)有足夠的組合光返回接收器時,開關(guān)狀態(tài)發(fā)生變化,作用距離的典型值一直到3米。特征:有效作用距離是由目標(biāo)的反射能力決定,由目標(biāo)表面性質(zhì)和和顏色決定;較小的裝配開支,當(dāng)開關(guān)由單個元件組成時,通常是可以達(dá)到粗定位;采用背景抑制功能調(diào)節(jié)測量距離;對目標(biāo)上的灰塵敏感和對目標(biāo)變化了的反射性能敏感。
鏡面反射型億光光電開關(guān)(如圖2所示):由發(fā)射器和接收器構(gòu)成的情況是一種標(biāo)準(zhǔn)配置,從發(fā)射器發(fā)出的光束在對面的反射鏡被反射,即返回接收器,當(dāng)光束被中斷時會產(chǎn)生一個開關(guān)信號的變化。光的通過時間是兩倍的信號持續(xù)時間,有效作用距離從0.1米至20米。特征:辨別不透明的物體;借助反射鏡部件,形成高的有效距離范圍;不易受干擾,可以可靠合適的使用在野外或者有灰塵的環(huán)境中。
圖二、億光反射式光電開關(guān)
常用材料反射率
白畫紙:90%
報紙:55%
餐巾紙:47%
包裝箱硬紙板:47%
結(jié)晶松木:70%
干凈粗木板:20%
透明塑料杯:40%
半透明塑料瓶:62%
不透明白色塑料:87%
不透明黑色塑料:14%
黑色橡膠:4%
黑色布料:3%
未拋光白色金屬表面:130%
光澤淺色金屬表面:150%
不銹鋼:200%
木塞:35%
啤酒泡沫:70%
人的手掌心:75%
億光光電開關(guān)的術(shù)語解釋
1、檢測距離:是指檢測體按一定方式移動,當(dāng)開關(guān)動作時測得的基準(zhǔn)位置(億光光電開關(guān)的感應(yīng)表面)到檢測面的空間距離。額定動作距離指接近開關(guān)動作距離的標(biāo)稱值。
2、回差距離:動作距離與復(fù)位距離之間的絕對值。
3、響應(yīng)頻率:在規(guī)定的1s的時間間隔內(nèi),允許億光光電開關(guān)動作循環(huán)的次數(shù)。
4、輸出狀態(tài):分常開和常閉。當(dāng)無檢測物體時,常開型的億光光電開關(guān)所接通的負(fù)載由于億光光電開關(guān)內(nèi)部的輸出晶體管的截止而不工作,當(dāng)檢測到物體時,晶體管導(dǎo)通,負(fù)載得電工作。
5、檢測方式:根據(jù)億光光電開關(guān)在檢測物體時發(fā)射器所發(fā)出的光線被折回到接收器的途徑的不同,可分為漫反射式、鏡反射式、對射式等。
6、輸出形式:分NPN二線、NPN三線、NPN四線、PNP二線、PNP三線、PNP四線、AC二線、AC五線(自帶繼電器),及直流NPN/PNP/常開/常閉多功能等幾種常用的輸出形式。
7、指向角:見億光光電開關(guān)的指向角示意圖,即如圖4的下部三個小圖所示。
8、表面反射率:漫反射式億光光電開關(guān)發(fā)出的光線需要經(jīng)檢測物表面才能反射回漫反射開關(guān)的接受器,所以檢測距離和被檢測物體的表面反射率將決定接受器接收到光線的強(qiáng)度。粗糙的表面反射回的光線強(qiáng)度必將小于光滑表面反射回的強(qiáng)度,而且,被檢測物體的表面必須垂直于億光光電開關(guān)的發(fā)射光線。常用材料的反射率如表1所示。
9、環(huán)境特性:億光光電開關(guān)應(yīng)用的環(huán)境亦會影響其長期工作可用性。當(dāng)億光光電開關(guān)工作于最大檢測距離狀態(tài)時,由于光學(xué)透鏡會被環(huán)境中的污物粘住,甚至?xí)灰恍?qiáng)酸性物質(zhì)腐蝕,以至其使用參數(shù)和可用性降低。較簡便的解決方法就是根據(jù)億光光電開關(guān)的最大檢測距離(Sn)降額使用來確定最佳工作距離。
億光光電開關(guān)的使用注意事項
億光光電開關(guān)可用于各種應(yīng)用場合。另外,在使用億光光電開關(guān)時,還應(yīng)注意環(huán)境條件,以使億光光電開關(guān)能夠正??煽康墓ぷ?。(1)注意事項:
1)避免強(qiáng)光源
億光光電開關(guān)在環(huán)境照度較高時,一般都能穩(wěn)定工作。但應(yīng)回避將傳感器光軸正對太陽光、白熾燈等強(qiáng)光源。在不能改變傳感器(受光器)光軸與強(qiáng)光源的角度時,可在傳感器上方四周加裝遮光板或套上遮光長筒。
2)防止相互干擾
防止相互干擾最有效的辦法是投光器和受光器交叉設(shè)置,超過2組時還拉開組距。當(dāng)然,使用不同頻率的機(jī)種也是一種好辦法。
3)鏡面角度影響
當(dāng)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(yīng)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。
4)排除背景物影響
使用反射式擴(kuò)散型投、受光器時,有時由于檢出物離背景物較近,億光光電開關(guān)或者背景是光滑等反射率較高的物體而可能會使億光光電開關(guān)不能穩(wěn)定檢測。
因此可以改用距離限定型投、受光器,或者采用遠(yuǎn)離背景物、拆除背景物、將背景物涂成無光黑色、或設(shè)法使背景物粗糙、灰暗等方法加以排除。
5)自診斷功能使用
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(huán)境溫度超出范圍等問題。這些問題有可能會使億光光電開關(guān)偏離穩(wěn)定工作區(qū),這時可以利用億光光電開關(guān)的自診斷功能而使其通過STABLITY綠色穩(wěn)定指示燈發(fā)出通知,以提醒使用者及時對其進(jìn)行調(diào)整。
6)消除臺面影響
投光器與受光器在貼近臺面安裝時,可能會出現(xiàn)臺面反射的部分光束照到受光器而造成工作不穩(wěn)定。對此可使受光器與投光器離開臺面一定距離并加裝遮光板。
嚴(yán)禁用稀釋劑等化學(xué)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(yīng)放在同一配線管或用線槽內(nèi),否則會由于感應(yīng)而造成(有時)億光光電開關(guān)的誤動作或損壞,所以原則上要分別單獨(dú)配線。
下列場所,一般有可能造成億光光電開關(guān)的誤動作,應(yīng)盡量避開:
①灰塵較多的場所;
②腐蝕性氣體較多的場所;
?、鬯?、油、化學(xué)品有可能直接飛濺的場所;
④戶外或太陽光等有強(qiáng)光直射而無遮光措施的場所。
?、莪h(huán)境溫度變化超出產(chǎn)品規(guī)定范圍的場所;
?、拚駝?、沖擊大,而未采取避震措施的場所。
億光代理商超毅電子是億光的15年合作伙伴,擁有著豐富的億光光電開關(guān)的市場經(jīng)驗(yàn),因此,如果對于對射式光電開關(guān)以及反射式光電開關(guān)的相關(guān)應(yīng)用資料跟規(guī)格參數(shù),可直接聯(lián)系我們,我們會為您提供最專業(yè)的技術(shù)支持。
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