浅谈光电传感器在自动控制中的应用

化伟锋

中国联合网络通信有限公司东莞市分公司523071

摘要：随着我国社会经济的快速增强，各行各业都取得了空前的进步和发展，其中传感器作为一种能将化学量和物理量转化成为可利用的电信号的器件也得到了快速的发展。光电传感器则是借助于光电器件将光信号转化成为电信号的器件，通常是由检测电路、发射器和接收器三部分组成的，具有精度高、结构简单、形式多样以及可测参数多等优点，也能够用来检测直接引起光量变化的辐射测温、光照度以及光强等内容，在自动控制中得到了广泛的应用。本文概述光电传感器，分析对光电式传感器的种类、论述光电传感器在自动控制中的应用。

关键词：光电传感器；自动控制；应用

随着人们运用科学技术对未知领域和空间的探索，信息的种类及信息间的传递方式的多样化，要求信息处理的速度愈来愈快，信息处理的能力也要愈来愈强，从而使光电传感器信息采集技术在自动控制系统中应用颇为广泛。在自动控制系统中传感器技术的作用极其重要，能精准并迅速的感受到不同的环境、操作对象所传递的相关信息，为有效的控制自动控制系统以精、细、准的标准运行提供了必不可少的条件。

一、光电传感器概述

光电传感器又称为光传感器，光电检测方法具有精度高、反应快、非接触等优点，光电传感器的可测数据众多，而且组装结构也较为简单，形式灵活多样，因此,光电式传感器在众多设备中应用非常广泛。光电传感器是各种光电检测系统中实现光电转换的关键元件，它是把可见光波信号转变成为电信号的器件。光电式传感器是以光电器件作为转换元件的传感器。它可用于检测直接引起光量变化的非电量，如光强、光照度、辐射测温、气体成分分析等；也可用来检测能转换成光量变化的其他非电量，如零件直径、表面粗糙度、应变、位移、振动、速度、加速度，以及物体的形状、工作状态的识别等。光电式传感器具有非接触、响应快、性能可靠等特点，因此在工业自动化装置和机器人中获得广泛应用。新的光电器件不断涌现，尤其是CCD图像传感器的诞生，为光电传感器的进一步应用开创了新的一页光电感应器是通过可见光波照射到我提的表面，引起物体发生性质变化，从而传输信号的，是自然界的一种能量转换，把光能量转换成电能量的转换过程，这类转换效应被统称为光电效应。

二、光电式传感器的种类

1、对射式光电传感器

组成传感器的接受器和发射器分开放置，这就是对射式传感器。红外光经发射器发射后经过一定距离的传输到达接受器位置，并且与接受器形成一个通路。光路在我们需要检测的物体通过对射式光电传感器时会被检测物体所阻挡，接受器在此情况下及时反应输出一个开关控制信号。通常情况下，光束经发射器发出后智能跨越感应距离一次，因此对射式光电传感器通常用于野外环境中或者是粉尘污染比较严重的环境中。

2、漫反射式光电传感器

漫反射式光电传感器的检测头内部装有接受器和发射器，但是没有反光板。在通常情况下，发射器所发出的光，接受器是无法接受到的。所需检测物体通过光电传感器时，光线会被遮挡，光线会经检测物体反射回去，这时候接收器才能接收到光信号，同时输出一个开关控制信号。自动冲水系统中对于漫反射式光电传感器的应用会比较广泛。

3、反射式光电传感器

反射式光电传感器在一个接头装置内部同时装有反光板、接受器和发射器。光电在反射原理的作用下经发射器发出后反射给接受器，这种光电控制的作用就是反光板反射式光电开关。反光板在通常情况下会将发射器发射的光反射回去，接受器能够接收到；接受器接收不到检测物体所挡住的光路，这就是开关所产生的作用。辨别不透明物体时经常会应用到反射式光电传感器，其有效距离比较大，也能够用于粉尘污染比较严重的环境。

4、槽形光电传感器

槽形光电传感器也叫U型光电开关，接受器和发射器分别安装在U型槽的两侧，并且两者形成一个统一的光轴。光轴在所检测物体通过U型槽时会被隔断，光电开关在此时发生反应，同时输出开关量信号。安全性高、稳定性高是槽形光电开关的明显特征，因此槽形光电开关通常应用与高速变化物体、半透明物体以及透明物体的检测工作当中。

5、光纤式光电传感器

将光源处的光用光纤接到检测点的位置处，待测物提就会与调制区内部的光相互作用，从而改变光的光学性质，光接受器会接收到检测点位置处的光信号，形成光纤式光电开关，这就是光纤式光电传感器的工作原理。

三、光电传感器在自动控制中的应用

光电传感器作为感应传感器中应用最为广泛的一种感应装置，因此被众多设备使用，光电传感器的应用主要有以下几种。

1、光电转速传感器

先将转速调质盘安装在需要检测的转速轴上，转速盘的一端白炽灯会产生恒定光，恒定光最后到达光敏二极管位置处，然后形成光电转换器。这时候如果有物体存在于红外光电发光二极管和具有较高灵敏度的光电晶体管之间，传感器就会自动输出一个低电平，形成脉冲。如果加装一个电动机在光电传感器接受器的后部，并且安装一个转盘在电动机的转轴上，沿其边缘设计一些圆形过孔，脉冲就会经传感器不断输出，轮子的转速可以通过这些脉冲计算出来。

2、在自动印刷系统中的应用

检测卷筒纸印刷机的断纸工作可以通过采用反射式光电传感器作为开关来实现，反射式光电传感器在纸带处于正常工作状态时可以检测到反射回来的光信号。如果发生断纸或者是纸带的工作情况不正常时，检测器则无法检测到发射回来的光信号，系统就会采取相应措施，首先是印刷装置离压，紧接着是机器迅速停止工作。另外，进行单张纸胶印机纸张检测工作也可以采用透射式光电传感器，在印刷纸张的过程中，一两张或者两张以上用纸对光线的遮盖程度会有不同的差异，电路在纸张经过光电传感器时处于通路状态，机器在经过互锁、离压、离水、离墨等工序后逐渐降低到运转速度，进而完成单张纸胶印工作。

3、光电色质检测中的应用

在光电色质的检测工作中，被应用在分选领域以及粮食加工中的，用于分选杂粮和谷物的色选机就要用到光电传感器。由于不同材料的光学特性是有着很大的差异性的，根据光电技术，色选机可以将颗粒物料中不同颜色的分离开来，根据分选物料种类的不同，我们可以将分选机分为大米色选机、茶叶色选机和杂粮色选机三类。在包装产品之前，应先使用色选机对产品进行检测，如果发现了个别物品的颜色是有差异的，那么机器就会立即产生电压差，同时电磁阀也被立即接通，之后在压缩空气的作用下就可以将颜色有差异的物品吹出来了

4、在工业机械的应用

在电子行业，电路板的印制以及电子电路的焊接是一个较为繁琐的过程，为了保证其精准精细的特点，目前多采用机械手来运作，它通过各种传感器获得相关信息，对所需操作的元件的位置、大小以及电路路线等得以确定，可以做到自动、精准、无误的完成各项工作，减少了人工操作的劳动强度和误差。

结语综上所述，光电传感器技术在自动控制系统中应用主要体现在信息的传递方面，它使系统中信息间的传递和能量间的转换更加方便、快捷，促使系统各个组成部分顺应自然的相互联系在一起，从而形成一套完备的整体系统。由于现代化产品高品质、高精准度的迅速发展，也要求传感器技术的研究步伐也越来越快。传感器技术将会融合更多学科技术，达到更高的技能水准，从而带动各行各业迅猛发展，是现代化科学发展必不可少的一项技术。

参考文献

[1]孙浩凯.光电传感器技术的新发展及应用[D].商情，2013（20）

[2]邓建云.光电传感器在自动控制中的应用[J].电子世界，2012（09）

[3]周钦河.浅谈光电传感器在自动控制中的应用[J].科技创新与应用，2013（28）