光电检测论文1-光电传感器技术及其应用

无损检测领域的光学方法

定义：

光电传感器是采用光电元件作为检测元件的传感器。它首先把被测量的变化转换成光信号的变化，然后借助光电元件进一步将光信号转换成电信号。

原理：

光敏二极管是最常见的光传感器。光敏二极管工作在反向偏置的工作状态下，并与负载电阻相串联，当无光照时，它与普通二极管一样，反向电流很小，称为光敏二极管的暗电流；当有光照时，载流子被激发，产生电子-空穴，称为光电载流子。在外电场的作用下，光电载流子参于导电，形成比暗电流大得多的反向电流，该反向电流称为光电流。光电流的大小与光照强度成正比，于是在负载电阻上就能得到随光照强度变化而变化的电信号。

分类(按检测方式分类)：

1)对射型

检测方式:

为了使投光器发出的光能进入受光器，对向设置投光器与受光器。

如果检测物体进入投光器和受光器之间遮蔽了光线，进入受光器的光量将减少。

掌握这种减少后便可进行检测。

特长：

动作的稳定度高，检测距离长。（数cm～数十m）

即使检测物体的通过线路变化，检测位置也不变。

检测物体的光泽、颜色、倾斜等的影响很少。

(2)扩散反射型

检测方式:

在投受光器一体型中，通常光线不会返回受光部。如果投光部发出的光线碰到检测物体，检 测物体反射的光线将进入受光部，受光量将增加。掌握这种增加后，便可进行检测。 特长：

检测距离为数cm～数m。

便于安装调整。

在检测物体的表面状态（颜色、凹凸）中光的反射光量会变化，检测稳定性也变化。

(3)回归反射型

检测方式:

在投受光器一体型中，通常投光部发出的光线将反射到相对设置的反射板上，回到受光部。 如果检测物体遮蔽光线，进入受光部的光量将减少。

特长:

检测距离为数cm～数m。

布线.光轴调整方便（可节省工时）。

检测物体的颜色、倾斜等的影响很少。

光线通过检测物体2次，所以适合透明体的检测。

检测物体的表面为镜面体的情况下，根据表面反射光的受光不同，有时会与无检测物体的状 态相同，无法检测。这种影响可通过MSR功能来防止。

(4)距离设定型

检测方式:

作为传感器的受光元件，使用比例光电二极管或位置检测元件。通过检测物体反射的投光光束将在受光元件上成像。这一成像位置以根据检测物体距离不同而差异的三角测距原理为检测原理。

特长:

可对微小的段差进行检测（BGS、FGS）。

不易受检测物体的颜色影响（BGS、FGS）。

不易受背景物体的影响（BGS）。

有时会受检测物体的斑点影响（BGS、FGS）。

(5)限定反射型

检测方式:

与扩散反射型相同，接受从检测物体发出的反射光进行检测。设置为在投光器和受光器上仅入射

正反射光，仅对离开传感器一定距离（投光光束与受光区域重叠的范围）的检测物体进行检测。

特长:

可检测微妙的段差。

限定与传感器的距离，只在该范围内有检测物体时进行检测。

不易受检测物体的颜色的影响。

不易受检测物体的光泽、倾斜的影响。

应用：

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。

在工业自动化装置和机器人中获得广泛应用。

CCD图像传感器在光电传感器的应用。

新型光电传感器的应用：

透射式光电传感器在烟尘浊度监测上的应用 漫反射型光电传感器

漫射-聚焦型传感器

一种实用背景抑制漫反射光电传感器 镜面反射(回射)式传感器

有偏光镜的镜面反射式光电传感器 遮光式光电传感器