光電傳感器是各種光電檢測系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)光電轉(zhuǎn)換的關(guān)鍵元件，它是把光信號(hào)（紅外、可見及紫外光輻射）轉(zhuǎn)變成為電信號(hào)的器件。它可用于檢測直接引起光量變化的非電量，如光強(qiáng)、光照度、輻射測溫、氣體成分分析等；也可用來檢測能轉(zhuǎn)換成光量變化的其他非電量，如零件直徑、表面粗糙度、應(yīng)變、位移、振動(dòng)、速度、加速度，以及物體的形狀、工作狀態(tài)的識(shí)別等。

光電傳感器一般由三部分組成，分為：發(fā)射器，接收器和檢測電路。

光電傳感器原理：

光電元件是光電傳感器中重要的組成部分，它的核心工作原理是不同類型的光電效應(yīng)。根據(jù)波粒二象性，光是由光速運(yùn)動(dòng)的光子所組成， 當(dāng)物體受到光線照射時(shí)，其內(nèi)部的電子吸收了光子的能量后改變狀態(tài)，自身的電性質(zhì)也會(huì)發(fā)生改變，這樣的現(xiàn)象稱為光電效應(yīng)。光電傳感器通常包括光源，光路和光電元件。通過將光強(qiáng)度的變化轉(zhuǎn)換成電信號(hào)的變化來控制光電傳感器。

光電傳感器分類：

光電元件有光敏電阻、光電二極管、光電三極管、發(fā)光二極管、光電倍增管、 光電池、光電耦合器件等。由光通量對(duì)光電元件的作用原理不同所制成的光學(xué)測控系統(tǒng)是多種多樣的，按光電元件輸出量性質(zhì)，光電傳感器可分二類，即模擬式光電傳感器和脈沖式光電傳感器；模擬式光電傳感器按被測量方法又可分為透射式、漫反射式、遮光式三大類。

光電傳感器應(yīng)用原理:

1.光電傳感器在高壓大電流測試中的應(yīng)用

近年來，采用光學(xué)設(shè)備進(jìn)行高壓大電流測量在電力系統(tǒng)中發(fā)展很快，許多新型的光電式傳感器系統(tǒng)已相繼投入現(xiàn)場運(yùn)行，為高壓大電流的監(jiān)測帶來許多便利條件。OCT響應(yīng)速度快，測量精度高。OCT不同于CT(傳統(tǒng)電流互感器) 的基點(diǎn)在于信號(hào)功率小，OCT產(chǎn)品在被測電流從高電位轉(zhuǎn)換到低電位的過程中都是用光來調(diào)制的，其光學(xué)儀器部分只有微瓦級(jí)的功率，而CT的次級(jí)線圈需要瓦級(jí)的功率。

2.光電傳感器在轉(zhuǎn)速測量系統(tǒng)中的應(yīng)用

在機(jī)械自動(dòng)化高速發(fā)展的今天，轉(zhuǎn)速是動(dòng)力機(jī)械性能測試中的一個(gè)重要的特性參量，其大小和變化關(guān)系著機(jī)械運(yùn)轉(zhuǎn)是否正常。動(dòng)力機(jī)械的許多特性參數(shù)往往通過轉(zhuǎn)速來確定，例如電機(jī)的輸出功率，而且動(dòng)力機(jī)械的振動(dòng)、管道氣流脈動(dòng)與各種工作零件的磨損狀態(tài)等也與轉(zhuǎn)速密切相關(guān)。及時(shí)監(jiān)測轉(zhuǎn)速的變化可以及時(shí)排除機(jī)器運(yùn)轉(zhuǎn)中的許多故障，避免造成更大損失。轉(zhuǎn)速測量方法按傳感器的安裝方式來分類，分為接觸式和非接觸式兩類。非接觸式轉(zhuǎn)速測量分盤式磁性測量、軸式磁性測量、遮斷式光電測量和反射式光電測量。其中應(yīng)用廣泛的是光電式測速系統(tǒng)。

3.光電傳感器在繼電保護(hù)中的應(yīng)用

隨著電力工業(yè)的發(fā)展，電力系統(tǒng)的輸送容量和電壓等級(jí)不斷提高，傳統(tǒng)的互感器對(duì)電網(wǎng)進(jìn)行測量和監(jiān)控存在著許多缺點(diǎn)。目前，應(yīng)用光電傳感器的光纖互感器和光纖通訊網(wǎng)構(gòu)成的光纖發(fā)變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)，已成為電力自動(dòng)化技術(shù)有前景的發(fā)展方向之一。電力互感器是電力系統(tǒng)中重要的電量測量設(shè)備，也是實(shí)現(xiàn)電力自動(dòng)化的關(guān)鍵設(shè)備。新型有源光電傳感器能夠克服傳統(tǒng)電力互感器的尺寸大、質(zhì)量大、抗干擾差、信息傳輸容量小等缺陷，使得電力系統(tǒng)的安全運(yùn)行和自動(dòng)化水平均無法達(dá)到要求等缺陷，同時(shí)能以數(shù)字信號(hào)輸出，取消了大量的二次電纜，為電力系統(tǒng)的安全運(yùn)行、節(jié)約成本、高壓設(shè)備無油化、優(yōu)化二次設(shè)備提供了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

4.光電傳感器在煙塵濁度監(jiān)測的應(yīng)用

防止煙塵污染是環(huán)保的重要任務(wù)之一，為了消除工業(yè)煙塵污染，首先要知道煙塵排放量，因此必須對(duì)煙塵源進(jìn)行監(jiān)測、自動(dòng)顯示和超標(biāo)報(bào)警。煙道里的煙塵濁度是用通過光在煙道里傳輸過程中的變化大小來檢測的，如果煙道濁度增加，光源發(fā)出的光被煙塵顆粒的吸收和折射增加，到達(dá)光檢測器的光減少，因而光檢測器輸出信號(hào)的強(qiáng)弱便可反映煙道濁度的變化。

應(yīng)用案例1：光電位置偏移檢測

光電式位置偏移檢測器主要是用于對(duì)帶型材料的檢測，可以利用這一技術(shù)對(duì)在具體加工過程中的材料進(jìn)行檢測，檢測材料的位置、大小、方向是否符合標(biāo)準(zhǔn)；通過對(duì)這些方面的檢測，能提供具體的錯(cuò)位位置的信號(hào)，有助于控制電路。這個(gè)技術(shù)人們通常用在對(duì)印染、膠片等方面的檢測。光電式帶材跑偏檢測器利用的基本原理如下列圖所示。當(dāng)從光源點(diǎn)發(fā)出的光通過透鏡1時(shí)，光線由于聚光的原理會(huì)變成光束，然后投向透鏡2，之后會(huì)聚到光敏電阻上。平行光束到達(dá)透鏡2之前，一些光線會(huì)因?yàn)槭艿奖粶y帶材的影響，最終到達(dá)光敏電阻的光通量會(huì)減少。

應(yīng)用案例2：光電高度檢測

一般而言，在物品的包裝過程中，會(huì)有對(duì)充填高度的具體要求，以此來確保物品的外觀達(dá)到規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)，而對(duì)于那些不符合充填高度的產(chǎn)品，將會(huì)被禁止出廠。下圖所示的是關(guān)于光電檢測這一技術(shù)在控制商品填充高度中的應(yīng)用的基本原理。如果商品的充填高度超過了規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)值，光電的接頭就會(huì)出現(xiàn)沒有電信號(hào)的現(xiàn)象，然后就會(huì)讓其他機(jī)構(gòu)對(duì)物品進(jìn)行處理。

應(yīng)用案例3：光電色質(zhì)檢測

下圖所展示的是在包裝物料時(shí)候所采取的光電色質(zhì)檢測的基本原理。假定所規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)的包裝物品的底色是白色但由于質(zhì)量沒有達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)等原因，有的商品出現(xiàn)泛黃的現(xiàn)象，在對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行光電色質(zhì)檢測的時(shí)候，商品泛黃部分就會(huì)出現(xiàn)電壓差；通過輸出的電壓量的差值，接通電磁閥，最后通過壓縮空氣將已經(jīng)泛黃了的商品排出。

應(yīng)用案例4：工業(yè)生產(chǎn)過程檢測

除上述光電傳感器的實(shí)際應(yīng)用之外，光電傳感器還可用于進(jìn)行對(duì)流水線上的產(chǎn)品進(jìn)行產(chǎn)量的統(tǒng)計(jì)、檢測對(duì)裝的配件是否有配置好、檢測其配件的質(zhì)量是否有達(dá)到規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)，例如，可以對(duì)瓶蓋是否壓緊進(jìn)行具體檢測、對(duì)商標(biāo)是否存在漏貼的情況進(jìn)行檢測(見圖4)，能對(duì)送料機(jī)構(gòu)中是否出現(xiàn)斷料情況進(jìn)行具體檢測(見下圖)等。

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