LED（發(fā)光二極管）

發(fā)光二極管最早出現(xiàn)在19世紀60年代，現(xiàn)在我們能夠常常在電氣和電子設(shè)備上看到這些二極管做為指示燈來用。LED就是一種半導(dǎo)體元件，其電氣性能與一般二極管相同，不同之處在于當給LED通電流時，它會發(fā)光。因為LED是固態(tài)的，所以它能延長傳感器的運用壽命。因此運用LED的光電傳感器能被做得更小，且比白熾燈傳感器更牢靠。不象白熾燈那樣，LED抗震動抗沖擊，而且沒有燈絲。別的，LED所宣布的光能只相當于同尺度白熾燈所發(fā)生光能的一部分。（激光二極管在外，它與一般LED的原理相同，但能發(fā)生幾倍的光能，并能到達更遠的檢測間隔）。LED能發(fā)射人眼看不到的紅外光，也能發(fā)射可見的綠光、黃光、紅光、藍光、藍綠光或白光。

  經(jīng)調(diào)制的LED傳感器

1970年，人們發(fā)現(xiàn)LED還有一個比壽命長更好的長處，就是它能夠以十分快的速度來開關(guān)，開關(guān)速度可到達KHz。將接納器的擴大器調(diào)制到發(fā)射器的調(diào)制頻率，那么它就只能對以此頻率振蕩的光信號進行擴大。我們能夠?qū)⒐獠ǖ恼{(diào)制比方成無線電波的傳送和接納。將收音機調(diào)到某臺，就能夠疏忽其他的無線電波信號。經(jīng)過調(diào)制的LED發(fā)射器就類似于無線電波發(fā)射器，其接納器就相當于收音機。

人們常常有一個誤解：以為因為紅外光LED宣布的紅外光是看不到的，那么紅外光的能量肯定會很強。經(jīng)過調(diào)制的光電傳感器的能量的巨細與LED光波的波長無太大聯(lián)系。一個LED宣布的光能很少，經(jīng)過調(diào)制才將其變得能量很高。一個未經(jīng)調(diào)制的傳感器只要經(jīng)過運用長焦距鏡頭的機械屏蔽手法，使接納器只能接納到發(fā)射器宣布的光，才干使其能量變得很高。比較之下，經(jīng)過調(diào)制的接納器能疏忽周圍的光，只對自己的光或具有相同調(diào)制頻率的光做出呼應(yīng)。

未經(jīng)調(diào)制的傳感器用來檢測周圍的光線或紅外光的輻射，如剛出爐的紅熱瓶子，在這種運用場合如果運用其它的傳感器，可能會有誤動作。如果一個金屬發(fā)射出的光比周圍的光強許多的話，那么它就能夠被周圍光源接納器牢靠檢測到。周圍光源接納器也能夠用來檢測室外光?？墒遣⒉皇钦f經(jīng)調(diào)制的傳感器就必定不受周圍光的攪擾，當運用在強光環(huán)境下時就會有問題。例如，未經(jīng)過調(diào)制的光電傳感器，當把它直接指向陽光時，它能正常動作。我們每個人都知道，用一塊有擴大效果的玻璃將陽光集合在一張紙上時，很簡單就會把紙點著。設(shè)想將玻璃替換成傳感器的鏡頭，將紙?zhí)鎿Q成光電三極管，這樣我們就很簡單理解為什么將調(diào)制的接納器指向陽光時它就不能工作了，這是周圍光源使其飽和了。

調(diào)制的LED改進了光電傳感器的規(guī)劃，增大了檢測間隔，擴展了光束的角度，人們逐漸承受了這種牢靠易于對準的光束。到1980年，非調(diào)制的光電傳感器逐漸就退出了歷史舞臺。紅外光LED是功率最高的光束，同時也是在光譜上與光電三極管最匹配的光束?？墒怯行﹤鞲衅餍枨笥脕韰^(qū)別色彩（如色標檢測），這就需求用可見光源。

在前期，色標傳感器運用白熾燈做光源，運用光電池接納器，直到后來發(fā)明晰高效的可見光LED。現(xiàn)在，大都的色標傳感器都是運用經(jīng)調(diào)制的各種色彩的可見光LED發(fā)射器。經(jīng)調(diào)制的傳感器往往獻身了呼應(yīng)速度以獲取更長的檢測間隔，這是因為檢測間隔是一個十分重要的參數(shù)。未經(jīng)調(diào)制的傳感器能夠用來檢測小的物體或動作十分快的物體，這些場合要求的呼應(yīng)速度都十分快。可是，現(xiàn)在高速的調(diào)制傳感器也能夠供給十分快的呼應(yīng)速度，能滿意大大都的檢測運用。

超聲波傳感器

聲波傳感器所發(fā)射和接納的聲波，其振蕩頻率都超過了人耳所能聽到的規(guī)模。它是經(jīng)過核算聲波從發(fā)射，經(jīng)被測物反射回到接納器所需求的時間，來判別物體的位置。關(guān)于對射式超聲波傳感器，如果物體擋住了從發(fā)射器到接納器的聲波，則傳感器就會檢測到物體。與光電傳感器不同，超聲波傳感器不受被測物通明度和反光率的影響，因此在許多運用超聲波傳感器的場合就不合適運用光電傳感器來檢測。

光纖

裝置空間十分有限或運用環(huán)境十分惡劣的情況下，我們能夠考慮運用光纖。光纖與傳感器配套運用，是無源元件，別的，光纖不受任何電磁信號的攪擾，而且能使傳感器的電子元件與其他電的攪擾相阻隔。

光纖有一根塑料光芯或玻璃光芯，光芯外面包一層金屬外皮。這層金屬外皮的密度比光芯要低，因此折射率低。光束照在這兩種資料的鴻溝處（入射角在必定規(guī)模內(nèi)，），被悉數(shù)反射回來。根據(jù)光學(xué)原理，所有光束都能夠由光纖來傳輸。

兩條入射光束（入射角在承受角以內(nèi)）沿光纖長度方向經(jīng)多次反射后，從另一端射出。另一條入射角超出承受角規(guī)模的入射光，丟失在金屬外皮內(nèi)。這個承受角比兩倍的最大入射角略大，這是因為光纖在從空氣射入密度較大的光纖資猜中時會有細微的折射。光在光纖內(nèi)部的傳輸不受光纖是否曲折的影響（曲折半徑要大于最小曲折半徑）。大大都光纖是可曲折的，很簡單裝置在狹小的空間。

玻璃光纖

玻璃光纖由一束十分細（直徑約50μm）的玻璃纖維絲組成。典型的光纜由幾百根獨自的帶金屬外皮玻璃光纖組成，光纜外部有一層護套維護。光纜的端部有各種尺度和外形，而且澆注了鞏固的通明樹脂。檢測面經(jīng)過光學(xué)打磨，十分滑潤。這道精心的打磨工藝能顯著提高光纖束之間的光耦合功率。

玻璃光纖內(nèi)的光纖束能夠是緊湊安置的，也可隨意安置。緊湊安置的玻璃光纖一般用在醫(yī)療設(shè)備或管道鏡上。每一根光纖從一端到另一端都需求精心安置，這樣才干在另一端得到十分明晰的圖畫。因為這種光纖費用十分貴重而且大都的光纖運用場合并不需求得到一個十分明晰的圖畫，所以大都的玻璃光纖其光纖束是隨意安置的，這種光纖就十分廉價了，當然其所得到的圖畫也僅僅一些光。

玻璃光纖外部的維護層一般是柔性的不銹鋼護套，也有的是PVC或其他柔性塑料資料。有些特別的光纖可用于特別的空間或環(huán)境，其檢測頭做成不同的形狀以適用于不同的檢測要求。

玻璃光纖鞏固而且性能牢靠，可運用在高溫文有化學(xué)成分的環(huán)境中，它能夠傳輸可見光和紅外光。常見的問題就是因為常常曲折或曲折半徑過小而導(dǎo)致玻璃絲折斷，關(guān)于這種運用場合，我們推薦運用塑料光纖。

塑料光纖

塑料光纖由單根的光纖束（典型光束直徑為0.25到1.5mm）構(gòu)成，一般有PVC外皮。它能裝置在狹小的空間而且能彎成很小的角度。

大都的塑料光纖其檢測頭都做成探針形或帶螺紋的圓柱形，另一端未做加工以方便客戶根據(jù)運用將其剪短。邦納公司的塑料光纖都配有一個光纖刀。不像玻璃光纖，塑料光纖具有較高的柔性，帶防護外皮的塑料光纖適于裝置在往復(fù)運動的機械結(jié)構(gòu)上。塑料光纖吸收必定波長的光波，包含紅外光，因此塑料光纖只能傳輸可見光。

與玻璃光纖比較，塑料光纖易受高溫，化學(xué)物質(zhì)和溶劑的影響。對射式和直反式光纖玻璃光纖和塑料光纖既有“單根的”－對射式，也有“分叉的”－直反式。單根光纖能夠?qū)⒐鈴陌l(fā)射器傳輸?shù)綑z測區(qū)域，或從檢測區(qū)域傳輸?shù)浇蛹{器。分叉式的光纖有兩個顯著的分支，可分別傳輸發(fā)射光和接納光，使傳感器既能夠經(jīng)過一個分支將發(fā)射光傳輸?shù)綑z測區(qū)域，同時又經(jīng)過另一個分支將反射光傳輸回接納器。

直反式的玻璃光纖，其檢測頭處的光纖束是隨意安置的。直反式的塑料光纖，其光纖束是沿光纖長度方向一根挨一根安置。光纖的特別運用因為光纖受運用環(huán)境影響小而且抗電磁攪擾，因此能被用在一些特別的場合，如：適用于真空環(huán)境下的真空傳導(dǎo)光纖（VFT）和適用于爆破環(huán)境下的光纖。在這兩個運用中，特制的光纖裝置在特別的環(huán)境中，經(jīng)一個法蘭引出來接到外面的傳感器上，光纖和法蘭的尺度多種多樣。本安型傳感器，如NAMUR型的傳感器，可直接用在特別或有爆破性風險的環(huán)境中。