论光电传感器的发展趋势及应用

  论光电传感器的发展趋势及应用

王繁,郑晓龙,邓康

欣灵电气股份有限公司  325600

摘要：光电传感器以其所表现出的反应时间短、是非接触式测量、准确度较高、稳定性好的优越特性,在电子工业、国防工程、信息与自动监控系统等方面获得十分广泛,同时随着现代科技的发展,光电传感器智能化、模块化、多能化等趋势也将会越来越突出,并促进了其在许多领域中的广泛应用。文章通过联系光电传感器概述,对光电传感器的历史发展过程做出了详细分析,并试图从宏观与微观层次出发,对光电传感器的实际运用情况做出深入探讨,以供参考。

关键词：光电传感器；发展趋势；应用；分析

在现代科技的不断发展背景下,各类电子产品在现实生产与生活中也受到影响较为广泛,而光电传感器作为一种重要的信息感测传输装置,能够利用自身感应能力,将关键的数据信息有效地传输出去,而且还能够同时实现信息记录、保存、展示等多项功能要求,因此相应的信息传输速率也相当快,而光电传感器也现开始逐步渗入各行各业的应用领域中,因此做好光电传感器的发展趋势和应用分析也就变得非常有必要了,不但能够完成光电感应器检测、自动调整等功能,还能够促使其使用的范围更加扩展。鉴于此,本文对光电传感器的发展趋势及应用展开深入探究。

一、光电传感器概述

光电传感器主要是利用将光能量的改变转换为电信号的改变来实现检测的目的,其中光电传感器的物理核心是光电效应,具体而言就是零点五导体收音机中的很多电子功能都会因为光照射作用而改变,一般是由发送器、接收机以及测量线路等组成。其中,发射器所指向的对象是发射光束,其光束则是来自于半导体光源,当光束不间断的发送时,将会使输出长度产生变化,而接收机必须包括光电二极管、光电池等组件,以及其后的检测回路,才能够滤出有效讯号[2]。也因为光电传感器所采用的感光器件有光敏电阻、光敏二极管等,所以具有的抗干扰能力较高、准确度较高等的优势,同时还经过设计使投光光束聚焦,从而能够做到完全无机械接触地测量物,并且整个过程中并没有对感应器产生损伤,而且还能够利用被投光光线波长与测量物色彩的组成不同这一特性,进行对测量物颜色的有效识别[1]。

二、光电传感器的发展趋势

光电传感器的主要发展趋势有:(1)从技术层面上朝着智能化方面发展,向光电传感器的智能化发展,重点是将以传统光电传感器技术为基础,并将其与现代计算机技术、微处理器等信息技术有效融合一起,在实现传感器与自身测量技术高效运用的同时,使光电传感器还具有了计算机计算、储存等新功能,不但能够对数据进行分类运算,还可以结合分析成果,对内部的测试体系加以完整优化,结果数据信息将会更加富有可靠性。从根本上入手,光电传感器向智能化发展,即使光电传感器可以实现自主检测与标定,对相关数据信息实现智能化管理,运行中又可以与信息性功能相结合,在对数据信息实现有效控制的同时,可以实现更多繁琐、复杂的操作。(2)工程层面朝着模块化方面推进,随着科技蓬勃发展,各类新材料也涌现起来,同时对此类新型材料加以利用,更可以促进光电传感器模块化开发步伐,尤其是当单一器件出现失效现象之后,整个传感器系统稳定可靠运行也不会受到影响，而要取得这一效果，就要实现装置分级启动功能，简单来说就是在某一模块或部件达到满负荷运行状态以后，系统可以自动开启另一模块组件功能，并切实保障整个系统安全稳定运行，资金节省、效率较高等优点,也非常突出。(3)在应用层面向着全面的信息化趋势发展,在进入信息化时期之后,各类信息系统就显得越来越复杂,同时由于其的自动化、智能化程度也日益增强,可获取的信息资料量也日益增加,在不同工程体系中,光电传感器都与其有着非常紧密的关系,要想在各类信息系统中起到良好效果,就必须对其加以持续完善改进,同时也通过发挥光电传感器的优势特性,推动了其在许多行业中得以高效运用和扩展。(4)在功能方面向着多能化方向发展,过去的光电传感器大多只针对某一物理量,并不能适应现代复杂化的要求,这时候必须坚持与时俱进,加快科技创新升级,使光电传感器在功能上越来越齐全,并向着更多功能的方向发展,特别是在通过光电传感器对多种不同物理量进行同时检测方面，尽管现有光电传感器已经具备灵敏度高、可靠性强、抗干扰能力强的优势，但是系统实际运行中也会受到环境、操作等因素影响，并且选择哪一种光电传感器，也需要充分考虑其结构和工作原理进行科学合理选择运用，甚至还可以与其他学科、技术等进行相互整合，使光电传感器更好实现多能化目标[2]。

三、光电传感器的具体应用分析

（一）检测转速快慢

通过光电传感器可以对相应的旋转臂进行检测,因为在转轴上有黑与白二个典型的颜色,在电动机刚开始进行运转的同时会有几个不同颜色的光来做反映,从而通过光电感应器可以采集到不同的光反射信息,在完成了反馈以后再得出相应可以得到的检测信息,之后还会把电机的控制以一定的形式显示出来,最后会显示相应的电子数据在显示器上让我们知晓,检测得出的结论通常都具备比较好的精度,不必要人们做重复的测试判断,由于输出的信息形式为一个方形的波信号,对整体电路工作不产生很大的消极影响。

（二）检测工艺器件表面

光电传感器可以做成很多激光管的类型,激光管上可以产生常见的光并且经过各种形式的透镜实现了光转移,而这些不同的射纹在分布到工艺元件上之后也可以产生典型的光带类型,针对光的种类大都不同来对光通量进行实时控制,而对于在工艺漆件上产生的表面粗糙,甚至是细纹的现象也可以针对不同光种类大小来进行判断,只要产生偏转的光都能够被硅原料的电池所产生光吸收,而且还能够把多余的光作为正电信号转换为电力能源,不至于造成一些能源损失。

（三）连续检测烟尘的浑浊度

光电传感器一般是利用几个相互平行的光源,在烟筒内来回循环进行光的收集,之后再把收集到的光能通过一些烟尘浑浊度的变化改变,成为各种形式的光能量向外释放,最后再由放大器将这些信息完全收集到里面,然后再和所规定的标准值进行比较,如果产生了一些光信号的异常现象,会进行提示并对这种情况采取合理解决对策,主要的通知方法就是通过一些新号喇叭来报警。

（四）填充测量

现在很多的包装公司在计算一些填充材料的时候通常都是采用普通的容积计算技术来计量,但是这种方法计算出来的重量通常都会和一般的值之间产生一些误差,而一旦产生了范围之外的偏差就需要花费大量的工时来对其进行调整补充,所计算量的变化通常都会是很大,由于这会关系到最后称重物的外形,如果与外型不符甚至达不到工艺水平,最后制成的成品也就不可以被准许出厂,堆积之后还是会产生巨大的成本损失,但是在使用光电感应器对填充料高度进行测量的同时,也可以对所填充的材料高度算出大量的误差值,因此光伏发电的接头里面必须要包含丰富的光电信号作为执行过程,不合理的包装物也要及时做出抛弃处理,以防止拉着最终工艺水平的后腿[3]。

四、结语

随着光电传感器在社会各领域中广泛应用，相关技术人员也要对其引起高度重视，并加强光电传感器研究与创新，在充分利用现代先进技术不断完善和优化光电传感器的功能和可靠性的同时，进一步扩大光电传感器可应用范围，确保现代市场对光电传感器的需求得到有效满足，并推动光电传感器行业朝着更好方向迈进。

参考文献：

[1] 吴刚,刘月明,楼俊. 光纤水质传感器的研究现状和发展趋势[J]. 传感器与微系统,2012,31(10):6-8,15.

[2]施德恒. 人眼、光电传感器件及光学系统的激光防护[J]. 航天电子对抗,2001(3):17-21.

[3] 冯俊艳,冯其波,匡萃方. 高精度激光三角位移传感器的技术现状[J]. 应用光学,2004,25(3):33-36.

第一作者：

姓名：王繁；出身年月：1984/12/29；性别：男；籍贯：浙江温州；民族：汉；学历：本科；

现有职称：中级工程师；研究方向：机电一体化及工业自动化；

单位及邮编：欣灵电气股份有限公司 325600（单位信息是刊登书上得，必填）

如有其他作者请注明其他作者姓名、单位及单位邮编（不需要详情），标明第一作者，第二作者顺序；

第二作者：姓名：郑晓龙 单位： 欣灵电气股份有限公司  邮编325600；

第三作者：姓名：邓康   单位： 欣灵电气股份有限公司