一、前言

光電開關(guān)是傳感器大家族中的成員，它把發(fā)射端和接納端之間光的強(qiáng)弱改變轉(zhuǎn)化為電流的改變以到達(dá)勘探的意圖。因為光電開關(guān)輸出回路和輸入回路是電隔離的（即電緣絕），所以它可以在許多場合得到運用。

二、光電開關(guān)介紹

1、作業(yè)原理

光電開關(guān)（光電傳感器）是光電挨近開關(guān)的簡稱，它是運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。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，接納器再依據(jù)接納到的光線的強(qiáng)弱或有無對方針物體進(jìn)行勘探。作業(yè)原理如圖1所示。多數(shù)光電開關(guān)選用的是波長挨近可見光的紅外線光波型。圖2是德國SICK公司的部分光電開關(guān)外型圖。

2、光電開關(guān)的分類及術(shù)語解說

（1）分類

①漫反射式光電開關(guān)：

它是一種集發(fā)射器和接納器于一體的傳感器，當(dāng)有被檢測物體經(jīng)過期，物體將光電開關(guān)發(fā)射器發(fā)射的滿足量的光線反射到接納器，于是光電開關(guān)就產(chǎn)生了開關(guān)信號。當(dāng)被檢測物體的外表光亮或其反光率極高時，漫反射式的光電開關(guān)是首選的檢測形式。

②鏡反射式光電開關(guān)：

它亦集發(fā)射器與接納器于一體，光電開關(guān)發(fā)射器宣布的光線經(jīng)過反射鏡反射回接納器，當(dāng)被檢測物體經(jīng)過且徹底阻斷光線時，光電開關(guān)就產(chǎn)生了檢測開關(guān)信號。

③對射式光電開關(guān)：

它包含了在結(jié)構(gòu)上相互分離且光軸相對放置的發(fā)射器和接納器，發(fā)射器宣布的光線直接進(jìn)入接納器，當(dāng)被檢測物體經(jīng)過發(fā)射器和接納器之間且阻斷光線時，光電開關(guān)就產(chǎn)生了開關(guān)信號。當(dāng)檢測物體為不通明時，對射式光電開關(guān)是最可靠的檢測裝置。

④槽式光電開關(guān)：

它一般選用規(guī)范的U字型結(jié)構(gòu)，其發(fā)射器和接納器分別位于U型槽的兩頭，并形成一光軸，當(dāng)被檢測物體經(jīng)過U型槽且阻斷光軸時，光電開關(guān)就產(chǎn)生了開關(guān)量信號。槽式光電開關(guān)比較適合檢測高速運動的物體，并且它能分辯通明與半通明物體,運用安全可靠。

⑤光纖式光電開關(guān)：

它選用塑料或玻璃光纖傳感器來引導(dǎo)光線，可以對間隔遠(yuǎn)的被檢測物體進(jìn)行檢測。一般光纖傳感器分為對射式和漫反射式。

它們的作業(yè)光線示意圖如圖3所示。

（2）術(shù)語解說

常見的術(shù)語示意圖如圖4所示。

①檢測間隔：

是指檢測體按一定方法移動，當(dāng)開關(guān)動作時測得的基準(zhǔn)方位（光電開關(guān)的感應(yīng)外表）到檢測面的空間間隔。額外動作間隔指挨近開關(guān)動作間隔的標(biāo)稱值。

②回差間隔：

動作間隔與復(fù)位間隔之間的絕對值。

③呼應(yīng)頻率：

在規(guī)則的1s的時刻間隔內(nèi)，允許光電開關(guān)動作循環(huán)的次數(shù)。

④輸出狀況：

分常開和常閉。當(dāng)無檢測物體時，常開型的光電開關(guān)所接通的負(fù)載因為光電開關(guān)內(nèi)部的輸出晶體管的截止而不作業(yè)，當(dāng)檢測到物體時，晶體管導(dǎo)通，負(fù)載得電作業(yè)。

⑤檢測方法：

依據(jù)光電開關(guān)在檢測物體時發(fā)射器所宣布的光線被折回到接納器的途徑的不同，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外表反射率：

漫反射式光電開關(guān)宣布的光線需求經(jīng)檢測物外表才干反射回漫反射開關(guān)的接受器，所以檢測間隔和被檢測物體的外表反射率將決定接受器接納到光線的強(qiáng)度。粗糙的外表反射回的光線強(qiáng)度必將小于光滑外表反射回的強(qiáng)度,而且，被檢測物體的外表有必要垂直于光電開關(guān)的發(fā)射光線。常用資料的反射率如表1所示。

表1 常用資料的反射率

⑨環(huán)境特性：

光電開關(guān)運用的環(huán)境亦會影響其長期作業(yè)可靠性。當(dāng)光電開關(guān)作業(yè)于最大檢測間隔狀況時，因為光學(xué)透鏡會被環(huán)境中的污物粘住，乃至?xí)灰恍?qiáng)酸性物質(zhì)腐蝕，以至其運用參數(shù)和可靠性降低。較簡便的解決方法就是依據(jù)光電開關(guān)的最大檢測間隔（Sn）降額運用來斷定最佳作業(yè)間隔。

（3）運用注意事項

①紅外線傳感器屬漫反射型的產(chǎn)品，所選用的規(guī)范檢測體為平面的白色畫紙。

②紅外線光電開關(guān)在環(huán)境照度高的情況下都能穩(wěn)定作業(yè)，但原則上應(yīng)回避將傳感器光軸正對太陽光等強(qiáng)光源。

③對射式光電開關(guān)最小可檢測寬度為該種光電開關(guān)透鏡寬度的80%。

④當(dāng)運用感性負(fù)載（如燈、電動機(jī)等）時，其瞬態(tài)沖擊電流較大，可能劣化或損壞溝通二線的光電開關(guān)，在這種情況下，請將負(fù)載經(jīng)過溝通繼電器來轉(zhuǎn)換運用。

⑤紅外線光電開關(guān)的透鏡可用擦鏡紙擦洗，禁用稀釋溶劑等化學(xué)品，以免永久損壞塑料鏡。

⑥針對用戶的現(xiàn)場實踐要求，在一些較為惡劣的條件下，如灰塵較多的場合，所出產(chǎn)的光電開關(guān)在靈敏度的選擇上增加了50%，以適應(yīng)在長期運用中延伸光電開關(guān)保護(hù)周期的要求。

⑦產(chǎn)品均為SMD工藝出產(chǎn)制作，并經(jīng)嚴(yán)格的測試合格后才出廠，在一般情況下運用均不會呈現(xiàn)損壞。為了避免意外性發(fā)作，請用戶在接通電源前檢查接線是否正確，核定電壓是否為額外值。

以上各注意事項示意圖見圖5。

三、運用舉例

從圖6可以看出光電開關(guān)的各種運用。其中，圖6（a）為光電開關(guān)用于對資料的定位剪切操控；圖6（b）為用光電開關(guān)來操控液面位的上下限值，當(dāng)液面位高于或低于上下極限液面位時，光電開關(guān)操控電路可使閾門打開或封閉，使液面位的高度保持在上下限之間；圖6（c）為運用物體對光的遮擋作用，檢測物體的經(jīng)過個數(shù)，或物體是否存在；圖6（d）為運用光的直線傳播性，查驗產(chǎn)品是否等高排列；圖6（e）為將光電開關(guān)用在流水出產(chǎn)線上，來檢測產(chǎn)品的個數(shù)；圖6（f）為用光電開關(guān)檢測液面位的高低。

四、結(jié)束語

除了以上介紹的例子外，光電開關(guān)還在許多方面得到了運用，例如在行程操控、直徑限制、轉(zhuǎn)速檢測、氣流量操控等方面。我們信任光電開關(guān)會做得越來越先進(jìn)，它的運用也會越來越廣泛。