什么是光电传感器？光电传感器简介

本文介绍了工业自动化中使用的操作原理和不同类型的光电传感器。

工业传感器是几乎所有现代自动化系统中的关键元件。传感器是物理世界和数字世界之间的接口。它们捕获有价值的信息，用作对控制系统的反馈。传感器可以根据底层技术进行分类。一些最常见的工业传感器是光电传感器、激光传感器、电感传感器和磁性传感器。

本文重点介绍光电传感器，这是最常见的工业传感器类型之一。光电传感器在工业环境中有大量的应用。从简单的存在检测到安全功能，这些传感器现在在控制系统中无处不在。

这些传感器比其他传感器具有的两个重要优势是范围和多功能性。由于使用光作为检测介质，它们可以覆盖比大多数其他传感器更长的距离。也得益于光照因素，这些传感器可以检测几乎所有种类的材料，而有些传感器只能检测金属产品。

光电传感器的工作原理

光电传感器由两个与光一起工作的主要元件组成：发射器和接收器。根据传感器的类型，这两个元件可能一起安装在同一个硬件组件中，或者它们可能是两个独立的硬件。

发射器是光源。由于其紧凑的尺寸和成本效益，大多数传感器都使用发光二极管 (LED)。LED 产生的光可以是脉冲调制的或未调制的。

脉冲调制光是指 LED 以已知间隔重复发射光脉冲。这是大多数光电传感器中使用的方法，因为它有助于滤除干扰。

当 LED 连续不间断地发光时，存在未调制的光。这种方法的优点是检测时间较短，但缺点是距离较短，对干扰的敏感性增加。

光接收器由光电二极管组成，将入射光转换为电信号。转换后，信号通过放大它们的电路，评估同步检测，并将输出发送到系统控制器。

光在空气中以直线传播。当发射器和接收器之间有障碍物时，光束会以各种角度偏转，称为折射。在检测到发射的光强度与接收的光强度之间存在相当大的差异时，传感器触发检测事件。

光束的另一个重要行为称为反射。当发射器光束撞击物体表面并以相同的入射角反射时，就会发生这种情况。这是光电传感器用于存在检测的另一种方法。

光电传感器类型

根据传感方法，光电传感器主要分为三种类型。

对射式传感器

发射器和接收器分别装在它们的外壳中。这两个组件彼此相对放置，来自发射器的光束直接撞击接收器。一旦有东西阻挡光束，就会发生检测事件。

漫反射传感器

如图2所示，发射器和接收器被封装在一起。检测发生在来自发射器的光束到达接收器时，但只有在它从物体表面反弹之后。这些传感器更具成本效益并且通常更易于安装，但它们的范围比对射式短。

反射式传感器

这些传感器由位于同一外壳中的发射器和接收器以及反射器组成。该反射器安装在传感器对面的角度，可将光束正确反射回设备。这些传感器提供比漫反射传感器更长的工作范围，并且安装反射器所增加的复杂性最小。

光电传感器的工业应用

光电传感器几乎可以与自动化系统中的任何可编程逻辑控制器 (PLC)集成。这些传感器输出可插入控制器输入和输出 (I/O) 的数字信号。重要的是要考虑传感器是PNP（正输出信号）还是NPN（负输出）以选择正确类型的 I/O 模块。

光电传感器在自动化中有大量的应用。几乎所有具有一定程度自动化的行业都使用这些传感器进行物体检测。

一个非常常见的用途是在输送系统中。单个电机通常控制输送设备的每个部分。光电传感器放置在从一个部分到另一部分的过渡处。当产品在传送带上移动时，传感器会检测到存在，该信号会触发电机的激活和停用。

光电传感器也可用于安全目的，例如光栅或光幕。这些设备安装在战略位置并用作安全门。当检测到障碍物时，如果障碍物是意外的，光栅将向 PLC 发出信号，该信号将关闭机器。

随着光电传感器的广泛应用，它们在工业自动化中经常使用。你用它们做什么？我们应该扩展光电传感器的更多用途吗？