《传感器》-7光电传感器的应用

东营科技职业学院光电式传感器的应用

光电式转速检测利用光敏元件的光电效应把转速转换成与之对应的脉冲信号,然后根据单位时间内产生的脉冲数来测量物体转速。这种传感器结构简单、使用方便,适宜测量中、高速转速。按照光信号的传播方式,光电式转速检测可分为透射式和反射式两种。光电式转速检测

如图所示为透射式光电转速检测的工作原理图。它是由光源、调制盘和光敏元件组成。转盘圆周均布有若干透光缝隙,使用时转盘安装在被测电机轴上连同被测电机轴一起转动。光电式转速检测

光源发出的光,透过转盘缝隙,照射在光敏元件上就会产生脉冲信号。当转盘随被测轴每转动一周,光敏元件输出与转盘缝隙数相等的脉冲个数,根据测量时间t内的脉冲数,即可测出转速n为光电式转速检测

如图所示为反射式光电式转速检测,它由发送器、接收器和检测电路三部分构成。发送器对准目标发射光束,发射的光束一般来源于半导体光源,发光二极管(LED)、激光二极管及红外发射二极管。光束不间断地发射,或者改变脉冲宽度。接收器有光电二极管、光电三极管、光电池组成。在接收器的前面,装有光学元件,如透镜和光圈等。光电式转速检测

由于能源成本日益攀升,太阳能等新能源正逐渐成为一项可行的替代能源。2011年,全球太阳能等新能源产业进入快速发展阶段,中国太阳能产业的发展速度尤为显著。1.镓氮砷合金材料提高太阳能电池效率

美国劳伦斯·伯克利国家实验室科研人员伍雷戴克·瓦卢克维领导的研究小组,用一种名为镓氮砷(GaNAs)合金的特殊材料和简单的组合方法,制造的多带型太阳能电池效率达到40％以上。

GaNAs半导体合金具有独特的电子带状结构,能使太阳能电池效率更高。瓦卢克维小组通过工程改良方法,用GaNAs合金制造了一种单一材料的多带型太阳能电池(multibandsolarcells),能吸收多波段的太阳光谱。2.碳纳米管、dna等材料太阳能电池可自我修复

美国研究人员正在研制一种新式太阳能电池,通过使用碳纳米管和dna等材料,该电池能像植物体内天然的光合作用系统一样进行自我修复,从而延长电池寿命并减少制造成本。

研究人员解释,在新电池中碳纳米管的主要功能是固定dna片段。科学家也对dna进行编程,让其具有核苷酸所拥有的特定序列,使其能识别并且依附染料。一旦dna识别出染料分子,系统就开始自我组装,完成染料更新,就像植物体内时时刻刻都在进行的自我再生。3.金属“二钌富瓦烯”可无限期存储太阳能美国科学家发现一种罕见的金属“二钌富瓦烯”,能够吸收阳光并以热量的形式无限期存储,需要的时候再将存储的热量释放。这一发现为研制下一代太阳能装置铺平了道路,即能够利用太阳能并无限期存储热量。

利用这项新技术的主要障碍是二钌富瓦烯较为稀有,使用成本极高。科学家认为根据钌储存和释放能量的工作原理,有望发现其他具有类似特性同时造价较为低廉的材料。

4.以半导体和富勒烯为原料的太阳能电池薄膜美国能源部布鲁克海文国家实验室和洛斯阿拉莫斯国家实验室的科学家们研发出了一种可吸收光线并将其大面积转化成为电能的新型透明薄膜。这种薄膜以半导体和富勒烯为原料,具有微蜂窝结构。该技术可被用于开发透明的太阳能电池板,甚至还可以用这种材料制成可以发电的窗户。“这是一种成本低廉而效益