光電開關(guān)
和接收端之間光的強(qiáng)弱變化轉(zhuǎn)化為電流的變化以達(dá)到探測(cè)的目的。由于光電開關(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(chǎng)合得到應(yīng)用。光電開關(guān)是傳感器大家族中的成員,它把發(fā)射端和接收端之間光的強(qiáng)弱變化轉(zhuǎn)化為電流的變化以達(dá)到探測(cè)的目的。由于光電開關(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(chǎng)合得到應(yīng)用。
采用集成電路技術(shù)和SMT表面安裝工藝而制造的新一代光電開關(guān)器件,具有延時(shí)、展寬、外同步、抗相互干擾、可靠性高、工作區(qū)域穩(wěn)定和自診斷等智能化功能。這種新穎的光電開關(guān)是一種采用脈沖調(diào)制的主動(dòng)式光電探測(cè)系統(tǒng)型電子開關(guān),它所使用的冷光源有紅外光、紅色光、綠色光和藍(lán)色光等,可非接觸,無損傷地迅速和控制各種固體、液體、透明體、黑體、柔軟體和煙霧等物質(zhì)的狀態(tài)和動(dòng)作。
接觸式行程開關(guān)存在響應(yīng)速度低、精度差、接觸檢測(cè)容易損壞被檢測(cè)物及壽命短等缺點(diǎn),而晶體管接近開關(guān)的作用距離短,不能直接檢測(cè)非金屬材料。但是,新型光電開關(guān)則克服了它們的上述缺點(diǎn),而且體積小、功能多、壽命長(zhǎng)、精度高、響應(yīng)速度快、檢測(cè)距離遠(yuǎn)以及抗光、電、磁干擾能力強(qiáng)。
目前,這種新型的光電開關(guān)已被用作物位檢測(cè)、液位控制、產(chǎn)品計(jì)數(shù)、寬度判別、速度檢測(cè)、定長(zhǎng)剪切、孔洞識(shí)別、信號(hào)延時(shí)、自動(dòng)門傳感、色標(biāo)檢出、沖床和剪切機(jī)以及安全防護(hù)等諸多領(lǐng)域。此外,利用紅外線的隱蔽性,還可在銀行、倉庫、商店、辦公室以及其它需要的場(chǎng)合作為防盜警戒之用。
2、 光電開關(guān)的分類
1、 按檢測(cè)方式分
下面以上海中滬電子儀器廠的產(chǎn)品為例來介紹光電開關(guān)的分類方法:按檢測(cè)方式可分為反射式、對(duì)射式和鏡面反射式三種類型。對(duì)射式檢測(cè)距離遠(yuǎn),可檢測(cè)半透明物體的密度(透光度)。反射式的工作距離被限定在光束的交點(diǎn)附近,以避免背景影響。鏡面反射式的反射距離較遠(yuǎn),適宜作遠(yuǎn)距離檢測(cè),也可檢測(cè)透明或半透明物體。
2、按結(jié)構(gòu)分類
光電開關(guān)按結(jié)構(gòu)可分為放大器分離型、放
光電開關(guān)
大器內(nèi)藏型和電源內(nèi)藏型三類。
放大器分離型是將放大器與傳感器分離,并采用專用集成電路和混合安裝工藝制成,由于傳感器具有超小型和多品種的特點(diǎn),而放大器的功能較多。因此,該類型采用端子臺(tái)連接方式,并可交、直流電源通用。具有接通和斷開延時(shí)功能,可設(shè)置亮、音動(dòng)切換開關(guān),能控制6種輸出狀態(tài),兼有接點(diǎn)和電平兩種輸出方式。
放大器內(nèi)藏型是將放大器與傳感一體化,采用專用集成電路和表面安裝工藝制成,使用直流電源工作。其響應(yīng)速度局面(有0.1ms和1ms兩種),能檢測(cè)狹小和高速運(yùn)動(dòng)的物體。改變電源極性可轉(zhuǎn)換亮、暗動(dòng),并可設(shè)置自診斷穩(wěn)定工作區(qū)指示燈。兼有電壓和電流兩種輸出方式,能防止相互干擾,在系統(tǒng)安裝中十分方便。
電源內(nèi)藏型是將放大器、傳感器與電源裝置一體化,采用專用集成電路和表面安裝工藝制成。它一般使用交流電源,適用于在生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)取代接觸式行程開關(guān),可直接用于強(qiáng)電控制電路。也可自行設(shè)置自診斷穩(wěn)定工作區(qū)指示燈,輸出備有SSR固態(tài)繼電器或繼電器常開、常閉接點(diǎn),可防止相互干擾,并可緊密安裝在系統(tǒng)中。
3、光電開關(guān)工作原理
由振蕩回路產(chǎn)生的調(diào)制脈沖經(jīng)反射電
光電開關(guān)原理及應(yīng)用
路后,由發(fā)光管GL輻射出光脈沖。當(dāng)被測(cè)物體進(jìn)入受光器作用范圍時(shí),被反射回來的光脈沖進(jìn)入光敏三極管DU。并在接收電路中將光脈沖解調(diào)為電脈沖信號(hào),再經(jīng)放大器放大和同步選通整形,然后用數(shù)字積分或RC積分方式排除干擾,最后經(jīng)延時(shí)(或不延時(shí))觸發(fā)驅(qū)動(dòng)器輸出光電開關(guān)控制信號(hào)。
光電開關(guān)一般都具有良好的回差特性,因而即使被檢測(cè)物在小范圍內(nèi)晃動(dòng)也不會(huì)影響驅(qū)動(dòng)器的輸出狀態(tài),從而可使其保持在穩(wěn)定工作區(qū)。同時(shí),自診斷系統(tǒng)還可以顯示受光狀態(tài)和穩(wěn)定工作區(qū),以隨時(shí)監(jiān)視光電開關(guān)的工作。
4、光電開關(guān)的特點(diǎn)
MGK系列光電開關(guān)是現(xiàn)代微電子技術(shù)發(fā)展的產(chǎn)物,是HGK系列紅外光電開關(guān)的升級(jí)換代產(chǎn)品。與以往的光電開關(guān)相比具有自己顯著的特點(diǎn):
●具有自診斷穩(wěn)定工作區(qū)指示功能,可及時(shí)告知工作狀態(tài)是否可靠;
●對(duì)射式、反射式、鏡面反射式光電開關(guān)都有防止相互干擾功能,安裝方便;
●對(duì)ES外同步(外診斷)控制端的進(jìn)行設(shè)置可在運(yùn)行前預(yù)檢光電開關(guān)是否正常工作。并可隨時(shí)接受計(jì)算機(jī)或可編程控制器的中斷或檢測(cè)指令,外診斷與自診斷的適當(dāng)組合可使光電開關(guān)智能化;
●響應(yīng)速度快,高速光電開關(guān)的響應(yīng)速度可達(dá)到0.1ms,每分鐘可進(jìn)行30萬次檢測(cè)操作,能檢出高速移動(dòng)的微小物體;
●采用專用集成電路和先進(jìn)的SMT表面安裝工藝,具有很高的可靠性;
●體積?。ㄗ钚H20×31×12mm)、重量輕,安裝調(diào)試簡(jiǎn)單,并具有短路保護(hù)功能。
5 、專用名詞
檢出距離:對(duì)射式和鏡面反射式光電開關(guān)的檢出距離是指光軸上無有效遮擋物野戰(zhàn),可穩(wěn)定檢出的最大距離。反射式光電開關(guān)的檢出距離則是可穩(wěn)定檢出標(biāo)準(zhǔn)檢測(cè)物的最大距離。
回差距離:回差距離指動(dòng)作距離與復(fù)位距離之差。它用檢出距離的比率來表示,一般在檢出距離的20%以下。
響應(yīng)時(shí)間:把從受光器初始有效受光到輸出動(dòng)作所需的時(shí)間稱作響應(yīng)時(shí)間。
把從受光器初始有效遮光到輸出復(fù)位所需的時(shí)間稱為復(fù)位應(yīng)用時(shí)間。
暗動(dòng):暗動(dòng)(DARK ON):即遮光動(dòng)作。它表示在進(jìn)入受光器的光速減少到一定程序時(shí)或被全遮時(shí),輸出晶體管將導(dǎo)通輸出。
亮動(dòng):亮動(dòng)(LIGHT ON),也稱受光動(dòng)作。它是指進(jìn)入受光器的光束增加到一定量時(shí),輸出晶體管導(dǎo)通且有輸出。
外同步輸入功能:在一般情況下,凡具有外部診斷輸入功能的光電開關(guān),一般均具有外同步功能。
也就是說,可以據(jù)此在工作前預(yù)檢傳感器檢測(cè)是否正常。在工作中,利用此性質(zhì)也可隨時(shí)接受控制系統(tǒng)發(fā)出的運(yùn)行或中斷指令。如果將前一個(gè)輸出與后一個(gè)外同步輸入進(jìn)行串接,則可實(shí)現(xiàn)與門等功能。
6、 使用
1、光電開關(guān)可用于各種應(yīng)用場(chǎng)合,避免強(qiáng)光源,光電開關(guān)在環(huán)境照度較高時(shí),一般都能穩(wěn)定工作。但應(yīng)回避將傳感器光軸正對(duì)太陽光、白熾燈等強(qiáng)光源。在不能改變傳感器(受光器)光軸與強(qiáng)光源的角度時(shí),可在傳感器上方四周加裝遮光板或套上遮光長(zhǎng)筒。
2、防止相互干擾,MGK 系列新型光電開關(guān)通常都具有自動(dòng)防止相互干擾的功能,因而不必?fù)?dān)心相互干擾。然而,HGK系列對(duì)射式紅外光電開關(guān)在幾組并列靠
近安裝時(shí),則應(yīng)防止鄰組和相互干擾。防止這種干擾最有效的辦法是投光器和受光器交叉設(shè)置,超過2組時(shí)還拉開組距。當(dāng)然,使用不同頻率的機(jī)種也是一種好辦法。
HGK系列反射式光電開關(guān)防止相互干擾的有效辦法是拉開間隔。而且檢測(cè)距離越遠(yuǎn),間隔也應(yīng)越大,具體間隔應(yīng)根據(jù)調(diào)試情況來確定。當(dāng)然,也可使用不同工作頻率的機(jī)種。
3、鏡面角度影響:當(dāng)被測(cè)物體有光澤或遇到光滑金屬面時(shí),一般反射率都很高,有近似鏡面的作用,這時(shí)應(yīng)將投光器與檢測(cè)物體安裝成10~20°的夾角,以使其光軸不垂直于被檢測(cè)物體,從而防止誤動(dòng)作。
4、排除背景物影響:使用反射式擴(kuò)散型投、受光器時(shí),有時(shí)由于檢出物離背景物較近,光電開關(guān)或者背景是光滑等反射率較高的物體而可能會(huì)使光電開關(guān)不能穩(wěn)定檢測(cè)。因此可以改用距離限定型投、受光器,或者采用遠(yuǎn)離背景物、拆除背景物、將背景物涂成無光黑色、或設(shè)法使背景物粗糙、灰暗等方法加以排除。
5、自診斷功能使用:在安裝或使用時(shí),有時(shí)可能會(huì)由于臺(tái)面或背景影響以及使用振動(dòng)等原因而造成光軸的微小偏移、透鏡沾污、積塵、外部噪聲、環(huán)境溫度超出范圍等問題。這些問題有可能會(huì)使光電開關(guān)偏離穩(wěn)定工作區(qū),這時(shí)可以利用光電開關(guān)的自診斷功能而使其通過STABLITY綠色穩(wěn)定指示燈發(fā)出通知,以提醒使用者及時(shí)對(duì)其進(jìn)行調(diào)整。
本文由
按鍵開關(guān)廠家-東莞穎鑫電子科技整理發(fā)布,如需轉(zhuǎn)載請(qǐng)注明來源及出處,原文地址:http://www.zhengjinsong.com/news/1043.htm