Optični senzor pretvori svetlobne žarke v elektronski signal. Namen optičnega senzorja je izmeriti fizično količino svetlobe in jo, odvisno od vrste senzorja, pretvoriti v obliko, ki jo lahko bere integrirana merilna naprava. Optično Uporabljajo se senzorji za brezkontaktno zaznavanje, štetje ali pozicioniranje delov. Optični senzorji so lahko notranji ali zunanji. Zunanji senzorji zbirajo in oddajajo potrebno količino svetlobe, medtem ko se notranji senzorji najpogosteje uporabljajo za merjenje ovinkov in drugih manjših sprememb smeri.
Merilne vrednosti, ki jih omogočajo različni optični senzorji, so temperatura, hitrost tekočine, tlak, premik (položaj), vibracije, kemične vrste, sila sevanja, vrednost pH, sev, zvočno polje in električno polje
Vrste optičnih senzorjev
Obstajajo različne vrste optičnih senzorjev, najpogostejše vrste, ki jih uporabljamo v naših resničnih aplikacijah, kot je navedeno spodaj.
- Fotoprevodne naprave, ki se uporabljajo za merjenje upora s pretvorbo spremembe vpadne svetlobe v spremembo upora.
- Fotonapetostna celica (sončna celica) pretvori količino vpadne svetlobe v izhodno napetost.
- Fotodiode pretvorite količino vpadne svetlobe v izhodni tok.
Fototranzistorji so vrsta bipolarnega tranzistorja, kjer je stičišče osnovni kolektor izpostavljeno svetlobi. Posledica tega je enako obnašanje fotodiode, vendar z notranjim dobitkom.
Načelo delovanja je oddajanje in sprejemanje svetlobe v optičnem senzorju, predmet, ki ga zaznamo, odseva ali prekine a svetlobni žarek, ki ga oddaja oddajajoča dioda . Glede na vrsto naprave se oceni prekinitev ali odboj svetlobnega žarka. To omogoča zaznavanje predmetov neodvisno od materiala, iz katerega so izdelani (les, kovina, plastika ali drugo). Posebne naprave omogočajo celo zaznavanje prozornih predmetov ali tistih z različnimi barvami ali kontrastnimi različicami. Različne vrste optičnih senzorjev, kot je razloženo spodaj.
Različne vrste optičnih senzorjev
Prehodni senzorji
Sistem je sestavljen iz dveh ločenih komponent, oddajnik in sprejemnik sta nameščena nasproti drug drugemu. Oddajnik projicira svetlobni žarek na sprejemnik. Prekinitev svetlobnega žarka sprejemnik razume kot preklopni signal. Kjer pride do prekinitve, ni pomembno.
Prednost: Doseči je mogoče velike operativne razdalje, prepoznavanje pa je neodvisno od strukture površine, barve ali odbojnosti predmeta.
Za zagotovitev visoke operativne zanesljivosti je treba zagotoviti, da je predmet dovolj velik, da popolnoma prekine svetlobni žarek.
Retro-odsevni senzorji
Oddajnik in sprejemnik sta v isti hiši, skozi odsevnik je oddani svetlobni žarek usmerjen nazaj v sprejemnik. Prekinitev svetlobnega snopa sproži preklopno operacijo. Kje pride do prekinitve, ni pomembno.
Prednost: Odsevni senzorji omogočajo velike delovne razdalje s preklopnimi točkami, ki so natančno ponovljive in zahtevajo malo namestitve. Vsi predmeti, ki prekinjajo svetlobni žarek, se natančno zaznajo neodvisno od njihove površinske strukture ali barve.
Difuzni odsevni senzorji
Tako oddajnik kot sprejemnik sta v enem ohišju. Oddano svetlobo odbije predmet, ki ga je treba zaznati.
Prednost: Intenzivnost razpršene svetlobe na sprejemniku služi kot preklopni pogoj. Ne glede na nastavitev občutljivosti se zadnji del vedno odraža bolje kot sprednji del. To vodi do napačnih preklopnih operacij.
Različni viri svetlobe za optične senzorje
Veliko jih je vrste svetlobnih virov s. Sonce in svetloba iz gorečih plamenov bakel sta bila prva vira svetlobe, ki sta se uporabljala za preučevanje optike. Pravzaprav svetloba, ki prihaja iz nekaterih (izstopajočih) snovi (npr. Joda, klora in živega srebra), še vedno zagotavlja referenčne točke v optičnem spektru. Ena ključnih komponent v optični komunikaciji je enobarvni svetlobni vir. V optičnih komunikacijah morajo biti svetlobni viri enobarvni, kompaktni in dolgotrajni. Tu sta dve različni vrsti svetlobnega vira.
1. LED (svetleča dioda)
Med postopkom rekombinacije elektronov z luknjami na stičiščih n-dopiranih in p-dopiranih polprevodnikov se energija sprošča v obliki svetlobe. Vzbujanje poteka z uporabo zunanje napetosti in lahko pride do rekombinacije ali pa jo spodbudimo kot drug foton. To olajša spenjanje LED svetlobo z optično napravo.
LED je polprevodniška naprava p-n, ki oddaja svetlobo, ko je na njenih dveh sponkah napetost
2. LASER (Ojačanje svetlobe s stimuliranim sevalnim sevanjem)
Laser nastane, ko elektroni v atomih v posebnih kozarcih, kristalih ali plinih absorbirajo energijo iz električnega toka, ki se vzbudijo. Vzbujeni elektroni se iz nižjeenergijske orbite premaknejo v višjeenergijsko orbito okoli jedra atoma. Ko se vrnejo v normalno ali osnovno stanje, to privede do tega, da elektroni oddajajo fotone (delce svetlobe). Vsi ti fotoni so na isti valovni dolžini in koherentni. Navadna vidna svetloba ima več valovnih dolžin in ni koherentna.
LASAR postopek oddajanja svetlobe
Uporaba optičnih senzorjev
Uporaba teh optičnih senzorjev sega od računalnikov do detektorjev gibanja. Za učinkovito delovanje optičnih senzorjev morajo biti tipični za uporabo, tako da ohranijo občutljivost na lastnost, ki jo merijo. Optični senzorji so sestavni deli številnih običajnih naprav, vključno z računalniki, fotokopirnimi stroji (xerox) in svetilkami, ki se samodejno vklopijo v temi. Nekatere pogoste aplikacije vključujejo alarmne sisteme, sinhronizacije za fotografske bliskavice in sisteme, ki lahko zaznajo prisotnost predmetov.
Senzorji zunanje svetlobe
večinoma smo ta senzor videli na naših prenosnih enotah. Podaljšal bo življenjsko dobo baterije in omogočil zaslone, ki jih je mogoče enostavno videti, optimizirane za okolje.
Senzorji zunanje svetlobe
Biomedicinske aplikacije
optični senzorji imajo močne aplikacije na biomedicinskem področju. Nekaj primerov Analiza dihanja z nastavljivim diodnim laserjem, Optični merilniki srčnega utripa optični merilnik srčnega utripa meri vaš srčni utrip s pomočjo svetlobe. Skozi kožo zasveti LED, optični senzor pa pregleda svetlobo, ki se je odbijala nazaj. Ker kri absorbira več svetlobe, lahko nihanja ravni svetlobe pretvorimo v srčni utrip. Ta postopek se imenuje fotopletizmografija.
Indikator nivoja tekočine na osnovi optičnih senzorjev
Na osnovi optičnih senzorjev Kazalnik nivoja tekočine sestavljena iz dveh glavnih delov, infrardeče LED, povezane s svetlobnim tranzistorjem, in prosojne konice prizme spredaj. LED projicira infrardečo svetlobo navzven, ko je konica senzorja obdana z zrakom, svetloba reagira tako, da se vrne nazaj v konico, preden se vrne na tranzistor. Ko je senzor potopljen v tekočino, se svetloba razprši in manj se vrne v tranzistor. Količina odbojne svetlobe na tranzistorju vpliva na izhodne ravni, kar omogoča zaznavanje ravni točke
Optični senzor nivoja
Ali imate osnovne informacije o optičnem senzorju? Priznavamo, da zgornje informacije pojasnjujejo osnove koncepta optičnega senzorja s povezanimi slikami in različnimi aplikacijami v realnem času. Nadalje, kakršni koli dvomi glede tega koncepta oz za izvajanje projektov, ki temeljijo na senzorjih , prosimo, dajte svoje predloge in komentarje o tem članku, ki jih lahko napišete v spodnjem oddelku za komentarje. Tukaj je vprašanje za vas, kakšni so različni viri svetlobe optičnega senzorja?
