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?yàn)楣怆婇_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(chǎng)合得到運(yùn)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(yùn)用被檢測(cè)物對(duì)光束的遮擋或反射，由同步回路選通電路，從而檢測(cè)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(cè)。光電開關(guān)將輸入電流在發(fā)射器上轉(zhuǎn)換為光信號(hào)射出，接納器再依據(jù)接納到的光線的強(qiáng)弱或有無對(duì)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(cè)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(hào)。當(dāng)被檢測(cè)物體的外表光亮或其反光率極高時(shí)，漫反射式的光電開關(guān)是首選的檢測(cè)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(cè)物體經(jīng)過且徹底阻斷光線時(shí)，光電開關(guān)就產(chǎn)生了檢測(cè)開關(guān)信號(hào)。

③對(duì)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(duì)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(cè)物體經(jīng)過發(fā)射器和接納器之間且阻斷光線時(shí)，光電開關(guān)就產(chǎn)生了開關(guān)信號(hào)。當(dāng)檢測(cè)物體為不通明時(shí)，對(duì)射式光電開關(guān)是最可靠的檢測(cè)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(cè)物體經(jīng)過U型槽且阻斷光軸時(shí)，光電開關(guān)就產(chǎn)生了開關(guān)量信號(hào)。槽式光電開關(guān)比較適合檢測(cè)高速運(yùn)動(dòng)的物體，并且它能分辯通明與半通明物體,運(yùn)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(duì)間隔遠(yuǎn)的被檢測(cè)物體進(jìn)行檢測(cè)。一般光纖傳感器分為對(duì)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(cè)間隔：

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

②回差間隔：

動(dòng)作間隔與復(fù)位間隔之間的絕對(duì)值。

③呼應(yīng)頻率：

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

④輸出狀況：

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

⑤檢測(cè)方法：

依據(jù)光電開關(guān)在檢測(cè)物體時(shí)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(duì)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(gè)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(cè)物外表才干反射回漫反射開關(guān)的接受器，所以檢測(cè)間隔和被檢測(cè)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(cè)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(yùn)用的環(huán)境亦會(huì)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(cè)間隔狀況時(shí)，因?yàn)楣鈱W(xué)透鏡會(huì)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(yùn)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(cè)間隔（Sn）降額運(yùn)用來斷定最佳作業(yè)間隔。

（3）運(yùn)用注意事項(xiàng)

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(cè)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(duì)太陽光等強(qiáng)光源。

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

④當(dāng)運(yùn)用感性負(fù)載（如燈、電動(dòng)機(jī)等）時(shí)，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(qǐng)將負(fù)載經(jīng)過溝通繼電器來轉(zhuǎn)換運(yùn)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(duì)用戶的現(xiàn)場(chǎng)實(shí)踐要求，在一些較為惡劣的條件下，如灰塵較多的場(chǎng)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(yùn)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(cè)試合格后才出廠，在一般情況下運(yùn)用均不會(huì)呈現(xiàn)損壞。為了避免意外性發(fā)作，請(qǐng)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(xiàng)示意圖見圖5。

三、運(yùn)用舉例

從圖6可以看出光電開關(guān)的各種運(yùn)用。其中，圖6（a）為光電開關(guān)用于對(duì)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(shí)，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(yùn)用物體對(duì)光的遮擋作用，檢測(cè)物體的經(jīng)過個(gè)數(shù)，或物體是否存在；圖6（d）為運(yùn)用光的直線傳播性，查驗(yàn)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(cè)產(chǎn)品的個(gè)數(shù)；圖6（f）為用光電開關(guān)檢測(cè)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(yùn)用，例如在行程操控、直徑限制、轉(zhuǎn)速檢測(cè)、氣流量操控等方面。我們信任光電開關(guān)會(huì)做得越來越先進(jìn)，它的運(yùn)用也會(huì)越來越廣泛。