光傳感器是利用光的各種特性來檢驗物體是否存在或表面狀態(tài)的變化等。
光電傳感器通常由傳輸光線的投射位置和接收光線的照明位置組成。當(dāng)投射的光線被檢測到的物體系統(tǒng)遮擋或反射回來時，到達(dá)光線位置的受光量會發(fā)生變化。只要檢測到光線位置的任何變化，就會轉(zhuǎn)換成電子信號并導(dǎo)出。一般來說，可視光(主要是紅色，綠色和紅色用來判斷顏色)和紅外線占絕大多數(shù)。
光電傳感器主要可以分為三類。
特點(diǎn)
?檢驗距離較長
以對比型為例，其檢測距離可達(dá)10m以上，長度可達(dá)其它檢測方法(磁力、超聲等)所望塵莫及。
?對檢驗對象的限制較少。
與近接傳感器不同，只能檢測金屬材料的物體。這種傳感器的檢測原理是通過檢測物體擋住光線，所以大多數(shù)物體，如玻璃、木材和液體，都可以檢測到。
?應(yīng)答時間短
光是自己以極高的速度行進(jìn)，除了架構(gòu)傳感器電路所需的機(jī)器動作時間外，所需的響應(yīng)時間極短。
?解析度更高
通過先進(jìn)的設(shè)計技術(shù)，投光光束必然會變成較小的光斑，而且由于該產(chǎn)品采用了特殊的光學(xué)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，因此可以達(dá)到高分辨率的目的。這樣，即使是細(xì)微的物體檢測或需要高精度的位置檢測也能得到解決。
?通過非接觸方式完成檢驗
無論是檢測物體還是傳感器，機(jī)器本身都不需要接觸物體就可以進(jìn)行檢測。這樣，傳感器就可以長期使用。
?判斷顏色
根據(jù)投光波長和檢測物體的顏色組合，檢測物體形成的光源反射率和吸收率是不同的。光電傳感器就是通過這個特性來檢測物體的顏色。
?調(diào)節(jié)更簡單
其中一種型號的光電傳感器采用投射可視光的方式，投射光束可以一目了然，所以在定位物體時更容易檢查。
原理
1.光的特性
如果光線進(jìn)入氣體或水中，常以直線方式前進(jìn)。
對比傳感器采用狹縫板對細(xì)小物體進(jìn)行檢測，這就是利用光線的原理。
?映射
如果光源由折光率不同的介質(zhì)，進(jìn)入另一介質(zhì)面，則會改變行進(jìn)方向。
?反射(正反射，回歸反射，擴(kuò)散反射)
光直射在鏡子或玻璃等平面上后，反射的視角與入射角相同，這就是所謂的“正反射”。
由三個平面直角交叉而成的形狀，即所謂的“三面直角棱鏡”。
將光源投射到三面直角棱鏡后，光源會反復(fù)反射，折射光的最終到達(dá)方向與投射方向相反。這種反射方式被稱為“回歸反射”。
原則上，大多數(shù)回歸反射板都是由邊緣數(shù)厘米的三面直角棱鏡正確排列而成。
此外，像白紙這樣不光澤的表面被稱為“擴(kuò)散反射”，因為光線會反射到所有方向。擴(kuò)散反射產(chǎn)品的檢測方法就是利用這個原理。
?偏光
光波的振動方向?qū)⒋怪庇谛旭偡较?。光電傳感器主要使用LED作為光源。LED投射的光線會向垂直于行駛方向的各個方向振動，稱為“無偏光”。單角度限制無偏光振動方向的光學(xué)濾鏡稱為“偏光濾鏡”。也就是說，當(dāng)LED投射光源時，通過偏光濾鏡的光線只會向單個方向振動，這種狀態(tài)稱為“偏光”(準(zhǔn)確地說，應(yīng)該稱為“直偏光”)。這樣，朝向某個方向(例如，垂直通過水的方向振動)的振動方向只能向振動。
2.燈源
?亮燈方式
〈脈沖變光的方法〉
大多數(shù)光電傳感器大多采用脈沖調(diào)變光，其原理是在固定周期內(nèi)反復(fù)投光。
這種方法不容易受到外界光線的影響，適合遠(yuǎn)距離檢查。內(nèi)置模型，避免相互影響功能，其投光周期會因影響光源或外界光線的因素而在固定范圍內(nèi)發(fā)生變化。
〈直流光方式〉
這種方法將繼續(xù)投射固定光量的光，用于標(biāo)記傳感器。雖然DC光具有高速反應(yīng)性，但其缺陷是檢測距離短，容易受到外界的影響。
?燈源的顏色和類型
3.三角測距
三角測距法主要用于距離設(shè)定型光電傳感器的檢測原理。下圖顯示了三角測距法的原理。
投光元件投射的光線會擴(kuò)散并反射到測試對象上。折射光會通過光照鏡片顯示在位置測試元件上(半導(dǎo)體元件會根據(jù)光源與測試元件接觸的位置導(dǎo)出信號)。當(dāng)測試對象放置在光學(xué)系統(tǒng)附近的位置A時，折射光會顯示在位置測試元件的A位置。此外，如果放置在遠(yuǎn)離光學(xué)系統(tǒng)的位置B，折射光會變成
就像B的位置一樣。所以，只要對元件上的顯像位置進(jìn)行測量，就可以計算出與檢測對象之間的距離。
分類
根據(jù)檢測方法進(jìn)行分類
檢測方式
在受光器的對面設(shè)置投光器，方便投光器的光線投射到受光器中。
如果檢測對象放置在投光器和受光器之間，并且光源被遮擋，進(jìn)入受光器的光量就會降低。
另外，檢測方法與對比型相同，在傳感器的形狀上，投光位置一體成型，稱為“溝型”。
特點(diǎn)
?運(yùn)動穩(wěn)定性高，檢測距離長(數(shù)cm)～數(shù)十m)
?即使檢驗對象通過路徑發(fā)生變化，檢驗位置仍然不變。
?檢測物體的光澤、顏色和坡度不易受到影響。
擴(kuò)散反射型(2)
檢測方式
投影儀與受光器一體成型，光源不會回到一般的光照位置。當(dāng)投影位置投射的光線接觸到檢測對象時，檢測對象反射的光線會進(jìn)入光照位置，增加受光量。
特點(diǎn)
?檢驗距離為cm～數(shù)m
?更容易安裝和調(diào)整
?折射光量、檢驗穩(wěn)定性和距離因測試對象的表面狀態(tài)(顏色、凹凸面)而異。
(3)回歸反射型
檢測方式
選擇投影儀和受光器一體成型的方法。一般來說，投影儀投射的光線會反射到設(shè)置在對面反射板上，然后回到光線位置。當(dāng)檢查對象的光線被遮擋時，進(jìn)入光線位置的光量會減少。
特點(diǎn)
?檢驗距離為cm～數(shù)m
?更容易調(diào)節(jié)布線和光軸(減少工作時間)
?檢驗對象的顏色、坡度不易受到影響。
?光源可以檢測物體2次，所以適合檢測透明物體。
?當(dāng)測試對象的表面是鏡面時，一旦表面接收到折射光，就像沒有放置測試對象的狀態(tài)一樣，這將導(dǎo)致傳感器無法測試。這時，只要使用MSR功能，問題就可以解決。
?近距離有盲點(diǎn)
(4)距離設(shè)定型
檢測方式
傳感器的照明元件由兩個分割的光電二極體或位置檢測元件組成。檢測對象反射的投光光束會顯示在照明元件上，顯示位置會隨著檢測對象的距離而變化，即通過“三角測距”原理進(jìn)行檢測。
下圖顯示了使用兩個分割光電二極體的檢測方法。兩個分割光電二極體的一端(靠近外殼端)稱為N(Near)側(cè)面，另一端稱為F(Far)側(cè)面。當(dāng)測試對象存在于設(shè)定距離的位置時，折射光會顯示在N側(cè)和F側(cè)的中間點(diǎn)，此時兩側(cè)光電二極體接收到的光量是相同的。當(dāng)測試對象放置在離設(shè)定距離更近的傳感器位置時，折射光會顯示在N側(cè)。相反，當(dāng)測試對象存在于比設(shè)定距離更遠(yuǎn)的位置時，折射光會顯示在F側(cè)。此時，只要計算傳感器通過計算N側(cè)受光量和F側(cè)受光量之間的差異，就可以推斷出測試對象的位置。
