光电开关简介

光电开关(光电传感器)是光电接近开关的简称,它是利用被检测物对光束的遮挡或反射,由同步回路接通电路,从而检测物体的有无。物体不限于金属,所有能反射光线(或者对光线有遮挡作用)的物体均可以被检测。光电开关将输入电流在发射器上转换为光信号射出,接收器再根据接收到的光线的强弱或有无对目标物体进行探测。安防系统中常见的光电开关烟雾报警器,工业中经常用它来计数机械臂的运动次数。

光电开关主要类型

1.对射型
由发射器和接收器组成,结构上是两者相互分离的,在光束被中断的情况下会产生一个开关信号变化,典型的方式是位于同一轴线上的光电开关可以相互分开达50米。
特征:辨别不透明的反光物体;有效距离大,因为光束跨越感应距离的时间仅一次;不易受干扰,可以可靠合适的使用在野外或者有灰尘的环境中;装置的消耗高,两个单元都必须敷设电缆。
2.漫反射型
是当开关发射光束时,目标产生漫反射,发射器和接收器构成单个的标准部件,当有足够的组合光返回接收器时,开关状态发生变化,作用距离的典型值一直到3米。特征:有效作用距离是由目标的反射能力决定,由目标表面性质和和颜色决定;较小的装配开支,当开关由单个元件组成时,通常是可以达到粗定位;采用背景抑制功能调节测量距离;对目标上的灰尘敏感和对目标变化了的反射性能敏感。
3.镜面反射型
由发射器和接收器构成的情况是一种标准配置,从发射器发出的光束在对面的反射镜被反射,即返回接收器,当光束被中断时会产生一个开关信号的变化。光的通过时间是两倍的信号持续时间,有效作用距离从0.1米至20米。特征:辨别不透明的物体;借助反射镜部件,形成高的有效距离范围;不易受干扰,可以可靠合适的使用在野外或者有灰尘的环境中。
4.槽式
槽式光电开关通常是标准的U字型结构,其发射器和接收器分别位于U型槽的两边,并形成一光轴,当被检测物体经过U型槽且阻断光轴时,光电开关就产生了检测到的开关量信号。槽式光电开关比较安全可靠的适合检测高速变化,分辨透明与半透明物体。
5.光纤式
光纤式光电开关采用塑料或玻璃光纤传感器来引导光线,以实现被检测物体不在相近区域的检测。通常光纤传感器分为对射式和漫反射式。

槽型光电开关选项事项

1.选型
槽宽,检测物体需通过槽型光耦的槽,才能对红外光实现阻断,所以光电传感器的槽宽要宽于检测物体,并要有一定的余量,便于安装。
槽型光耦(光电开关)的光缝宽度,如检测物是一个齿盘,其齿盘齿的宽度是d,齿盘齿槽的宽度是f,则槽型光耦的光缝宽度要求小于d,且小于f,这样才能保证能将红外光有效的阻断和导通,在满足上述条件下,选择光缝宽大的槽型光耦。
凹槽型光耦(光电开光)外形:带固定孔和带固定孔,请根据实际情况选择。安装位置:光电传感器安装时,应使检测齿盘的外径超过槽型光耦光轴1-2mm。这样才能有效阻断光线。
2.外围电路参数选择
在选择槽型光耦的外围电路时,先确定槽型光耦(光电开关)接收管的负载电阻是多少,再根据槽型光耦的转换效率选择红外发射管的电流。以ITR1100为例,若其负载电阻是选10k(包括之后电路的等效负载),电源电压是5V,其红外接收管的最大电流是(5-0.4/10k=0.46mA,其中0.4为接收管的饱和电压)。ITR1100的转换效率是30%-40%,取30%,则红外发射管电流选为0.46/30%=1.5mA,综合考虑环境温度、灰尘等不利因素影响,留1.5-2倍的余量,实际选择电流2.3-3mA。再根据该值选择限流电阻(5-1.2)/3=1.3k,1.2为红外发射管的正向压降。
被测物体的运动速度越快(如1-2kHz),原则上红外接收管的负载电阻取值应小些