Optický senzor převádí světelné paprsky na elektronický signál. Účelem optického senzoru je měřit fyzikální množství světla a podle typu senzoru jej poté převést do formy čitelné integrovaným měřicím zařízením. Optický Používají se senzory pro bezkontaktní detekci, počítání nebo polohování dílů. Optické senzory mohou být interní nebo externí. Externí senzory shromažďují a propouštějí požadované množství světla, zatímco interní senzory se nejčastěji používají k měření ohybů a jiných malých změn směru.
Měřené veličiny možné různými optickými senzory jsou teplota, rychlost kapaliny, tlak, výtlak (poloha), vibrace, chemické látky, silové záření, hodnota pH, napětí, akustické a elektrické pole
Typy optických senzorů
Existují různé druhy optických senzorů, nejběžnější typy, které používáme v našich aplikacích v reálném světě, jak je uvedeno níže.
- Fotovodivé zařízení používané k měření odporu převodem změny dopadajícího světla na změnu odporu.
- Fotovoltaický článek (solární článek) převádí množství dopadajícího světla na výstupní napětí.
- Fotodiody převést množství dopadajícího světla na výstupní proud.
Fototranzistory jsou typem bipolárního tranzistoru, kde je spojení základna-kolektor vystaveno světlu. Výsledkem je stejné chování fotodiody, ale s vnitřním ziskem.
Princip činnosti je přenos a příjem světla v optickém senzoru, objekt, který má být detekován, odráží nebo přerušuje a světelný paprsek vysílaný emitující diodou . V závislosti na typu zařízení se vyhodnocuje přerušení nebo odraz světelného paprsku. To umožňuje detekovat objekty nezávisle na materiálu, ze kterého jsou vyrobeny (dřevo, kov, plast nebo jiný). Speciální zařízení dokonce umožňují detekci průhledných objektů nebo objektů s různými barvami nebo rozdíly v kontrastu. Různé typy optických senzorů, jak je vysvětleno níže.
Různé typy optických senzorů
Jednocestné paprskové senzory
Systém se skládá ze dvou samostatných komponent, vysílače a přijímače jsou umístěny proti sobě. Vysílač promítá na přijímač světelný paprsek. Přerušení světelného paprsku je přijímačem interpretováno jako spínací signál. Není relevantní, kde k přerušení dojde.
Výhoda: Lze dosáhnout velkých operačních vzdáleností a rozpoznávání je nezávislé na povrchové struktuře objektu, jeho barvě nebo odrazivosti.
Aby byla zaručena vysoká provozní spolehlivost, je třeba zajistit, aby byl objekt dostatečně velký, aby světelný paprsek úplně přerušil.
Reflexní snímače
Vysílač i přijímač jsou oba ve stejné budově, prostřednictvím reflektoru je vyzařovaný světelný paprsek směrován zpět do přijímače. Přerušení světelného paprsku iniciuje spínací operaci. Místo, kde k přerušení dojde, nemá žádný význam.
Výhoda: Reflexní senzory umožňují velké pracovní vzdálenosti se spínacími body, které jsou přesně reprodukovatelné a vyžadují malé montážní úsilí. Všechny objekty přerušující světelný paprsek jsou přesně detekovány nezávisle na jejich povrchové struktuře nebo barvě.
Difúzní odrazové senzory
Vysílač i přijímač jsou v jednom krytu. Procházející světlo se odráží od detekovaného objektu.
Výhoda: Intenzita rozptýleného světla na přijímači slouží jako podmínka spínání. Bez ohledu na nastavení citlivosti se zadní část vždy odráží lépe než přední část. To vede k následkům chybných spínacích operací.
Různé zdroje světla pro optické senzory
Je jich mnoho typy světelného zdroje s. Slunce a světlo z hořících plamenů hořáku byly prvními světelnými zdroji používanými ke studiu optiky. Ve skutečnosti světlo přicházející z určité (opuštěné) hmoty (např. Ionty jodu, chloru a rtuti) stále poskytuje referenční body v optickém spektru. Jednou z klíčových součástí optické komunikace je monochromatický světelný zdroj. V optické komunikaci musí být světelné zdroje jednobarevné, kompaktní a dlouhodobé. Zde jsou dva různé typy světelného zdroje.
1. LED (světelná dioda)
Během procesu rekombinace elektronů s otvory na spojích n-dopovaných a p-dopovaných polovodičů se uvolňuje energie ve formě světla. Buzení probíhá působením vnějšího napětí a může docházet k rekombinaci nebo může být stimulováno jako další foton. To usnadňuje propojení LED světlo s optickým zařízením.
LED je polovodičové zařízení p-n, které vyzařuje světlo, když je na jeho dvě svorky přivedeno napětí
2. LASER (zesílení světla stimulovaným emisním zářením)
Laser vzniká, když elektrony v atomech ve speciálních brýlích, krystalech nebo plynech absorbují energii z elektrického proudu, které se stanou vzrušenými. Vzrušené elektrony se pohybují z oběžné dráhy s nižší energií na oběžnou dráhu s vyšší energií kolem jádra atomu. Když se vrátí do normálního nebo základního stavu, vede to k elektronům emitujícím fotony (částice světla). Tyto fotony jsou všechny na stejné vlnové délce a koherentní. Obyčejné viditelné světlo obsahuje několik vlnových délek a není koherentní.
Proces emise světla LASAR
Aplikace optických senzorů
Použití těchto optických senzorů sahá od počítačů po detektory pohybu. Aby optické senzory fungovaly efektivně, musí být správného typu pro danou aplikaci, aby si zachovaly svou citlivost na vlastnost, kterou měří. Optické senzory jsou nedílnou součástí mnoha běžných zařízení, včetně počítačů, kopírovacích strojů (xerox) a svítidel, která se ve tmě automaticky zapínají. A některé z běžných aplikací zahrnují výstražné systémy, synchronizátory pro fotografické záblesky a systémy, které dokážou detekovat přítomnost objektů.
Senzory okolního světla
většinou jsme tento senzor viděli na našich mobilních telefonech. Prodlouží životnost baterie a umožní snadno zobrazit displeje optimalizované pro dané prostředí.
Senzory okolního světla
Biomedicínské aplikace
optické senzory mají robustní aplikace v biomedicínské oblasti. Některé z příkladů Analýza dechu pomocí laditelného diodového laseru, Optické monitory srdečního tepu optický monitor srdečního tepu měří vaši srdeční frekvenci pomocí světla. LED svítí skrz kůži a optický senzor zkoumá světlo, které se odráží zpět. Protože krev absorbuje více světla, lze kolísání úrovně světla převést na srdeční frekvenci. Tento proces se nazývá fotopletysmografie.
Indikátor hladiny kapaliny na základě optického senzoru
Na základě optického senzoru Ukazatel hladiny kapaliny skládají se ze dvou hlavních částí, infračervené LED spojené se světelným tranzistorem a průhledného hranolového hrotu vpředu. LED promítá infračervené světlo ven, když je hrot senzoru obklopen vzduchem, světlo reaguje odrazem zpět do hrotu před návratem k tranzistoru. Když je senzor ponořen do kapaliny, světlo se rozptýlí a méně se vrací zpět do tranzistoru. Množství odraženého světla do tranzistoru ovlivňuje výstupní úrovně, což umožňuje snímání úrovně bodu
Optický snímač hladiny
Máte základní informace o optickém senzoru? Bereme na vědomí, že výše uvedené informace objasňují základy konceptu optického senzoru se souvisejícími obrázky a různými aplikacemi v reálném čase. Kromě toho jakékoli pochybnosti týkající se tohoto konceptu nebo implementovat jakékoli projekty založené na senzorech , uveďte své návrhy a komentáře k tomuto článku, které můžete napsat v sekci komentářů níže. Zde je otázka, jaké jsou různé světelné zdroje optického snímače?
