Фото-электрический датчик

Материал из свободной русской энциклопедии «Традиция»
Перейти к навигации Перейти к поиску
Icons-mini-icon 2main.png Основная статья: Датчик
Рис.1. Важные обьекты, когда для обнаружения несанкционированного доступа к защищенной двери применена лучевая система защиты. Если балка повреждена, детектор выдает сигнал тревоги.

Фото-электрический датчик или Фотоэлектрический датчик — (телекоммуникация) или фото глаз, оборудование, используемое для того, чтобы обнаружить расстояние, отсутствие или присутствие объекта с помощью световой передачи, часто инфракрасной и фотоэлектрическим приемником (фото-электрическим датчиком). Фотоэлектрические датчики широко используются в промышленном производстве. Существуют три различных полезных вида:

  • Противоположность (через луч);
  • Светоотражающий;
  • Близость зондирования (рассеянный).

Таким образом:

  • Датчик — это термин систем управления, первичный преобразователь, элемент измерительного, сигнального, регулирующего или управляющего устройства системы, преобразующий контролируемую величину в удобный для использования сигнал. [1][2]
  • Фото-электрический датчик — это устройство для обнаружения расстояния, отсутствие или присутствие объекта с помощью системы световой передачи и фотоэлектрическим приемником (фото-электрическим датчиком), например, детектором (см. рис.1).
  • Фото-датчик — это светочувствительное квантовое устройство, состоящее из главного элемента Фотоэлектрической матрицы, предназначенной для преобразования спроецированного на матрицу оптического изображения в электрический сигнал и его сканирования.

Телекоммуникация[править]

Телекоммуникация — комплекс технических средств, предназначенных для передачи информации на расстояние. Информация поступает в самых разнообразных видах: как цифровые сигналы, звуки, печатные слова или изображения. Пересылка выполняется посредством ТЕЛЕГРАФА, ТЕЛЕФОНА и РАДИО, по проводам или РАДИОВОЛНАМИ; иногда эти способы комбинируются.[3]

Виды[править]

Автономный фотоэлектрический датчик[править]

Рис.2. Автономный фото-электрический датчик, улавливающий посторонний объект ОУ или измеряемый диаметр d.

Все фотодатчики по характеру формирования воздействия светового потока на фотоэлемент можно разделить на несколько видов.

  • 1) Фото-электрические датчики, у которых световой поток изменяется за счет перемещения объекта управления (контроля) или изменения размеров объекта.
  • 2) Фото-электрические датчики, у которых световой поток попадает на фото элемент после отражения от объекта управления (контроля).

Фото-электрические датчики (фотодатчики) используются в автоматике для преобразования в электрический сигнал различных неэлектрических величин: механических перемещений, скорости размеров движущихся деталей, температуры, освещенности, прозрачности жидкой или газовой среды и т. д.

  • 1) Автономный фотоэлектрический датчик, который содержит оптику, вместе с электроникой. Для этого требуется только источник питания. Датчик выполняет свою модуляцию, демодуляцию, усиления и выходные коммутации. Некоторые автономные датчики обеспечивают такие опции, как встроенный контроль таймеров или счётчиков. В свете технического прогресса, автономные фотоэлектрические датчики становятся все меньше и меньше. Фотодатчики 1), у которых световой поток изменяется за счет перемещения объекта управления (контроля) или изменения размеров объекта
  • 1) В Фото-электрических датчиках (см. рис.2) источник света 1 и оптическая система (конденсор) 2 формируют параллельный и равномерный световой поток Ф. В этом световом потоке помещается деталь З, размеры которой нужно контролировать, или заслонка 4, связанная механически с ОУ и перекрывающая часть светового потока. При изменении размера детали d или при перемещении заслонки х изменяется количество света (лучистой энергии), попадающего на фотоэлемент 5. Для повышения чувствительности световой поток Ф1, содержащий информацию о размерах детали (или о перемещении объекта), собирается оптической системой 6 и фокусируется на светочувствительную поверхность фотоэлемента. По такому принципу работают датчики фотоэлектрических микрометров, датчики длины, площади, деформаций и т.д. На этом принципе основана работа и дискретных фотодатчиков, таких, как фото-электрические датчики (преобразователи) «угол — код», датчики частоты вращения, фотосчитывающие датчики с перфолент, перфокарт, фотодатчики конца магнитной ленты, датчики размеров петли магнитной ленты, находящейся в кармане лентопротяжного механизма ЗУ на магнитной ленте, и т.п.
Рис.3. Фотодатчики, у которых световой поток попадает на фото элемент после отражения от объекта управления (контроля).
  • 2) В Фото-электрических датчиках (см. рис.3) световой поток попадает на фото элемент после отражения от объекта управления (контроля).
  • 2) В этих фотодатчиках источник света 1 и оптическая система 2 формируют узкий световой луч, который после отражения от объекта З попадает через собирающую и фокусирующую оптическую систему 4 на фотоэлемент 5. Количество отраженного света, попадающего на фотоэлемент, зависит от отражательной способности поверхности объекта (чистоты обработки, блесткости, наличия участков, покрытых краской, и т. п.). Такие фотодатчики используются в читающих автоматах, способных автоматически считывать и кодировать информацию с текстовых и графических документов, в измерителях чистоты поверхности, фотоэлектрических рефлектометрах, гигрометрах и пр.

Дистанционные фотоэлектрические датчики[править]

Дистанционные фотоэлектрические датчики, используемые для дистанционного зондирования, содержат только оптические компоненты датчиков. Схема для входного питания, усиления и выходной коммутации находится в другом месте, обычно в панели управления. Это обеспечивает датчику быть очень маленьким. Кроме того, элементы управления для датчика являются более доступными, так как они могут быть больше.

Когда пространство ограничено или окружающая среда слишком враждебна даже для удаленных сенсоров, может быть использована световолноводная оптика, волоконно-оптические пассивные механические компоненты зондирования. Они могут быть использованы с удаленных или автономных датчиков. У них нет электрической схемы и отсутствие движущихся частей, и могут безопасно при помощи труб проводить свет в агрессивных средах.[4]

Зондируемые режимы[править]

Некоторые типы дыма можно использовать оптоэлектронным датчиком, чтобы предупредить тлеющие пожароы.

Композиционно луч состоит из приемника, расположенного в зоне прямой видимости передатчика. В этом режиме, объект обнаруживается, когда луч света блокируется от попадания на приемник от передатчика.

Расположение световозвращающих мест передатчика и приемника такое же использует отражатель, чтобы пройти световому лучу от передатчика к приемнику. Объект ощущается, когда луч прерывается и не доходит до приемника.

Близость зондирования (рассеянный способ) расположение, в котором излучение должно отражаться от объекта для того, чтобы достичь приемника. В этом режиме, объект обнаруживается, когда приемник видит передачу источника, а не когда не виден объект. Как в рефлективном датчике, в диффузионном датчике излучатели и приемники расположены в одном корпусе. Но цель выступает в качестве отражателя, так что обнаружения света — отраженного от объекта возмущения.Излучатель посылает пучок света (чаще всего импульсного инфракрасного, видимого красного или лазера), который диффундирует во всех направлениях, заполняя зону обнаружения. В этом случае цель входит в зону и отклоняет часть светового пучка, идущего на приемник. Обнаружение происходит и выход будет включен или выключен, когда достаточное количество света попадает на приемник.

Некоторые фото глаза два различных функциональных типа, легко функционируют и не замеченными действуют. Свет работы фото глаз вступает в силу, когда приемник "получает" сигнал передатчика. Скрыто действуют "глаза", когда приемник "не получает" сигнал передатчика.

Диапазон обнаружения фотоэлектрического датчика — его "поле зрения", или максимальное расстояние, с которого датчик может получить информацию, за вычетом минимального расстояния. Минимальный обнаруженный предмет является наименьшим объектом действия датчика. Более точные датчики часто могут иметь минимальные обнаруживаемые объекты с мизерного размера.

Разница между режимами[править]

Название Преимущества Недостатки
При помощи луча
  • Самый точный
  • Длинный диапазон зондирования
  • Очень надежный
  • Необходимо установить в двух точках на системе: излучатель и приемник
  • Дорого - надо купить оба излучателя и приемника
Светоотражающие
  • Лишь немного менее точен, чем через-луч
  • Диапазон измерений лучше, чем диффузный
  • Очень надежный
  • Необходимо установить в двух точках на системе: датчик и отражатель
  • Немного дороже, чем диффузный
  • Диапазон измерений меньше, чем через-луч
Диффузный
  • Установить только в одной точке
  • Стоимость меньше, чем через-луч или светоотражающие
  • Менее точные, чем через - луч или светоотражающие
  • Больше времени установки, участвующих компонентов

[5]

См. также[править]

Примечания[править]

Викисклад[править]