传感器课件 (40).ppt

1,8.6光电传感器的应用举例,由于光电测量方法灵活多样，可测参数众多，又具有非接触、高精度、高分辨率、高可靠性和响应快等优点，加之激光光源、光栅、光学码盘、CCD器件、光导纤维等的相继出现和成功应用，使得光电传感器在检测和控制领域得到了广泛的应用。按其接收状态可分为模拟式光电传感器和脉冲光电传感器。,2,光电传感器在工业上的应用可归纳为吸收式、遮光式、反射式、辐射式四种基本形式。下图表明了四种形式的工作方式。,3,4,例1：直射式光电转速传感器,它由开孔圆盘、光源、光敏元件及缝隙板等组成。开孔圆盘的输入轴与被测轴相连接，光源发出的光通过开孔圆盘和缝隙板照射到光敏元件上，光敏元件将其转为电信号输出。通过测量光敏元件输出的脉冲频率，得被测转速n=f/Nn转速；f脉冲频率；N圆盘孔数。,5,6,测速也可以采用反射式：只要用白纸画上黑道的圆纸贴在旋转体上即可。其测量电路与透射式相同,7,例2：光电液位检测在液体未升到发光二极管及光电三极管平面时，红外发光二极管发出的红外线不会被光电三极管接收；当液位上升到发光二极管及光电三极管平面时，出于液体的折射，光电三极管接收到红外信号由此获得液位信号。,8,例3：感烟传感器(火灾报警器的一部分)由红外发光二极管及光电三极管组成，但二者不在同一平面上(有一定角度)。在无烟状态时，光电三极管接收不到红外线；当发生火灾时，产生大量烟雾，烟雾粒子进入感烟传感器时，由于红外线受烟雾粒于折射作用，光电三极管接收到红外线，给出烟雾报警信号。,9,例4：光电开关的应用下图为检测生产流水线上瓶盖及商标的实例。除记数外，还可进行位置检测(如装配体有没有到位)、质量检查(如瓶盖是否压上，标签是否漏贴等)。,10,下图为为自动切断控制的实例。可以根据被测物的特定标记进行自动控制(如根据特定的标记检测后进行自动切断、封口等)。光电开关主要用于自动包装机、自动灌装机、自动封装机、自动或半自动装配流水线等自动化机械装置。,11,例5：防盗报警电路将光电断路器安装于抽屉的背后，并设一电源开关于隐蔽的地方，当需要防盗时将开关合上。平时由于挡板插入槽口，光电三极管仅有暗电流，BG不导通，继电器J不吸合。当小偷撬开抽屉时，一拉开抽屉则挡板离开槽口，光电三极管的光电流使R2上产生接近电源的电压，BG导通，继电器吸合，发出报警信号。,12,这种装置同样可以安装在门窗上起防盗报警作用。,13,例6：自动照明灯D1为触发二极管，触发电压约30v左右。在白天时，光敏电阻的阻值低，其分压低于30v(A点)，触发二极管截止，双向可控硅无触发电流，T1、T2之间呈断开状态；天暗后，光敏电阻阻值增加，A点电压大于30v，触发二极管导通，双向可控硅呈导通状态，电灯亮。R1、C1为保护双向可控硅的吸收电路。,14,正常强度光照在光敏电阻上，因阻值较小，端压小于0.5V，电路中三极管截止，即流过三极管T和小白炽灯泡的电流趋于零，灯暗，当光照逐渐变暗，光敏电阻阻值变大，三极管逐渐导通，流过三极管和灯的电流逐渐变大，灯D逐渐变亮。入射光敏电阻的照度为零时，灯最亮。二极管D的作用是保护三极管，防止大反向电压加在三极管的be两极。,15,例7：路障灯、航标指示灯电路白天光敏电阻阻值低，BGl截止，BG2也截止，双向可控硅处于断的状态，当天黑时，光敏电阻阻值增加，BGl与BG2相继导通，双向可控硅有触发电流而处于导通状态，灯亮。,16,例8：路灯自动控制器,天黑：BG1导通，J动作，路灯亮；天亮：光电池电动势，BG1截止J释放，路灯灭。,17,例9：太阳能电池电源系统,发电装置：单体太阳能电池太阳电池组件阵列,调节控制器：充放电自动控制阻塞二极管：避免蓄电池对太阳电池放电,18,例10：光电管在电影放映机上的应用,影片声音重放过程,录制：声音-机械振动-通过光束宽度变换-记录在电影胶片上-宽度不同的影像声迹重放：光-声迹-光电管声迹宽度起伏变化-光线强弱变化-光电流变化,19,例11：注油液位控制装置,20,例12：测量心率,脉搏跳动-生物组织血液量变化-传输光的性能变化变化速率-心率,手指光反射强度变化的测量,21,例13：条形码扫描笔,22,例14：红外线警戒报警器,有人遮挡：报警,23,例15：大米分选机,大米及杂质在光照下，发出不同光信号,24,例16：可逆计数器,运动方向,出入场人数统计,25,26,例17：吸收式烟尘浊度检测仪,27,例18：工件表面粗糙度及尺寸测量,28,门窗防盗控制,自动扶梯自动启停,其他应用对射式光电开关,汽车通过检测,汽车喷涂控制,29,鉴别不同高度物体,高度判别,缺件剔除,料位控制,对射式光电开关,30,围墙监护警戒,远距对射式光电开关,库房卫士,安全警戒,31,扩散反射式光电开关,料位控制,烟雾报警,带材对中控制,缺料检测,32,斜度检测,扩散反射式光电开关,裂缝检测,镜面反射式光电开关,透明玻璃瓶检测,长度控制,33,限距式光电开关,产品计数,液位检测,气流量监测,检测有无盖,34,限距式光电开关,料径控制,行程控制,转速监测,超速或滞速判别,35,槽型光电开关,起重机位置控制,定长剪切,脉冲发生器,36,光电开关式标志传感器,透明薄膜上标志检测,电度表转速检测,仪表指针位置检测,标志检测,37,光幕传感器,自动装配机的侵入检测,机器人工作区安全检测,车库门车辆通过检测,上料机和卸料机的侵入检测,38,贴片机的侵入检测,光幕传感器,39,固态图象传感器的应用：用CCD线阵型摄象机作流水线零件尺寸在线检测。,图3.117CCD线阵摄象机作二维零件尺寸在线检测,40,采用摄像机利用三角法测量物体位置。,图3.118三角法原理测量物体位移及轮廓,41,用三角法测量工件轮廓。,图3.119三角法三维轮廓尺寸测量,42,采用面阵式CCD摄象机利用投影法测量物体三维表面形貌。,图3.120投影法测量物体三维形貌,43,用莫尔条纹法来测量物体的三维形貌。,图3.121莫尔条纹法测量物体的三维形貌,44,图3.122莫尔条纹结构例,45,单CCD摄像机是指摄像机里只有一片CCD并用其进行亮度信号以及彩色信号的光电转换，其中色度信号是用CCD上的一些特定的彩色遮罩装置并结合后面的电路完成的。由于一片CCD同时完成亮度信号和色度信号的转换，因此难免两全，使得拍摄出来的图像在彩色还原上达不到专业水平很的要求。为了解决这个问题，便出现了摄像机。3CCD，顾名思义，就是一台摄像机使用了3片CCD。,46,我们知道，光线如果通过一种特殊的棱镜后，会被分为红，绿，蓝三种颜色，而这三种颜色就是我们电视使用的三基色，通过这三基色，就可以产生包括亮度信号在内的所有电视信号。如果分别用一片CCD接受每一种颜色并转换为电信号，然后经过电路