Un senzor optic transformă razele de lumină într-un semnal electronic. Scopul unui senzor optic este de a măsura o cantitate fizică de lumină și, în funcție de tipul de senzor, îl traduce apoi într-o formă care poate fi citită de un dispozitiv de măsurare integrat. Optic Se folosesc senzori pentru detectarea, numărarea sau poziționarea pieselor fără contact. Senzorii optici pot fi interni sau externi. Senzorii externi adună și transmit o cantitate necesară de lumină, în timp ce senzorii interni sunt utilizați cel mai adesea pentru a măsura îndoirile și alte mici schimbări de direcție.
Măsurătorile posibile prin diferiți senzori optici sunt Temperatura, viteza nivelului lichidului, presiunea, deplasarea (poziția), vibrațiile, speciile chimice, forța radiației, valoarea pH-ului, deformarea, câmpul acustic și câmpul electric
Tipuri de senzori optici
Există diferite tipuri de senzori optici, cele mai comune tipuri pe care le-am folosit în aplicațiile noastre din lumea reală, așa cum se arată mai jos.
- Dispozitive fotoconductive utilizate pentru măsurarea rezistenței prin transformarea unei schimbări a luminii incidente într-o schimbare a rezistenței.
- Celula fotovoltaică (celula solară) transformă o cantitate de lumină incidentă într-o tensiune de ieșire.
- Fotodiodele convertiți o cantitate de lumină incidentă într-un curent de ieșire.
Fototransistorii sunt un tip de tranzistor bipolar în care joncțiunea bază-colector este expusă la lumină. Acest lucru are ca rezultat același comportament al unei fotodiode, dar cu un câștig intern.
Principiul de funcționare este transmiterea și recepția luminii într-un senzor optic, obiectul care trebuie detectat reflectă sau întrerupe o fascicul luminos trimis de o diodă emitentă . În funcție de tipul de dispozitiv, se evaluează întreruperea sau reflexia fasciculului de lumină. Acest lucru face posibilă detectarea obiectelor independent de materialul din care sunt construite (lemn, metal, plastic sau altele). Dispozitivele speciale permit chiar și detectarea obiectelor transparente sau a celor cu culori diferite sau variații de contrast. Diferite tipuri de senzori optici, după cum se explică mai jos.
Diferite tipuri de senzori optici
Senzori transversali
Sistemul este format din două componente separate, transmițătorul și receptorul sunt plasate opuse una față de cealaltă. Transmițătorul proiectează un fascicul de lumină pe receptor. O întrerupere a fasciculului de lumină este interpretată ca un semnal de comutare de către receptor. Este irelevant acolo unde are loc întreruperea.
Avantaj: Se pot atinge distanțe mari de funcționare, iar recunoașterea este independentă de structura suprafeței, culoarea sau reflectivitatea obiectului.
Pentru a garanta o fiabilitate operațională ridicată trebuie să ne asigurăm că obiectul este suficient de mare pentru a întrerupe complet fasciculul de lumină.
Senzori retro-reflectorizanti
Transmițătorul și receptorul sunt ambele în aceeași casă, printr-un reflector, fasciculul de lumină emis este direcționat înapoi către receptor. O întrerupere a fasciculului de lumină inițiază o operație de comutare. Acolo unde are loc întreruperea nu are nicio importanță.
Avantaj: Senzorii retro-reflectorizanți permit distanțe mari de funcționare cu puncte de comutare, care sunt reproductibile exact, necesitând un efort de montaj redus. Toate obiectele care întrerup fasciculul de lumină sunt detectate cu precizie independent de structura sau culoarea suprafeței lor.
Senzori de reflecție difuză
Atât emițătorul, cât și receptorul se află într-o singură carcasă. Lumina transmisă este reflectată de obiectul care urmează să fie detectat.
Avantaj: Intensitatea luminii difuzate la receptor servește drept condiție de comutare. Indiferent de setarea sensibilității, partea din spate se reflectă întotdeauna mai bine decât partea din față. Acest lucru duce la consecința unor operațiuni de comutare eronate.
Diferite surse de lumină pentru senzorii optici
Există multe tipuri de sursă de lumină s. Soarele și lumina din flăcările făcute de torță au fost primele surse de lumină folosite pentru studierea opticii. De fapt, lumina care provine din anumite materii (ieșite) (de exemplu, ionii de iod, clor și mercur) oferă încă punctele de referință din spectrul optic. Una dintre componentele cheie în comunicația optică este sursa de lumină monocromatică. În comunicațiile optice, sursele de lumină trebuie să fie monocromatice, compacte și de durată. Iată două tipuri diferite de surse de lumină.
1. LED (diodă emițătoare de lumină)
În timpul procesului de recombinare a electronilor cu găuri la joncțiunile semiconductorilor dopați n și dopați p, energia este eliberată sub formă de lumină. Excitația are loc prin aplicarea unei tensiuni externe și recombinarea poate avea loc sau poate fi stimulată ca un alt foton. Acest lucru facilitează cuplarea LED-ul lumina cu un dispozitiv optic.
Un LED este un dispozitiv semiconductor p-n care emite lumină atunci când se aplică o tensiune peste cele două terminale ale sale
2. LASER (Amplificarea luminii prin radiații cu emisii stimulate)
Un laser se creează, atunci când electronii din atomi în pahare speciale, cristale sau gaze absorb energia de la un curent electric, devin excitați. Electronii excitați se deplasează de la o orbită cu energie inferioară la o orbită cu energie mai mare în jurul nucleului atomului. Când revin la starea lor normală sau de bază, acest lucru duce la electronii emit fotoni (particule de lumină). Acești fotoni sunt toți la aceeași lungime de undă și coerență. Lumina vizibilă obișnuită cuprinde mai multe lungimi de undă și nu este coerentă.
Procesul de emisie de lumină LASAR
Aplicații ale senzorilor optici
Aplicarea acestor senzori optici variază de la computere la detectoare de mișcare. Pentru ca senzorii optici să funcționeze eficient, trebuie să fie de tipul corect pentru aplicație, astfel încât să își mențină sensibilitatea la proprietatea pe care o măsoară. Senzorii optici sunt părți integrante ale multor dispozitive obișnuite, inclusiv computere, aparate de copiat (xerox) și corpuri de iluminat care se aprind automat în întuneric. Și unele dintre aplicațiile obișnuite includ sisteme de alarmă, sincrone pentru blițuri fotografice și sisteme care pot detecta prezența obiectelor.
Senzori de lumină ambientală
în cea mai mare parte am văzut acest senzor pe telefoanele noastre mobile. Acesta va prelungi durata de viață a bateriei și permite afișaje ușor de vizualizat, optimizate pentru mediu.
Senzori de lumină ambientală
Aplicații biomedicale
senzorii optici au aplicații robuste în domeniul biomedical. Unele dintre exemple Analiza respirației folosind laser cu diodă reglabilă, Monitoare optice de ritm cardiac un monitor optic al ritmului cardiac vă măsoară ritmul cardiac folosind lumina. Un LED strălucește prin piele, iar un senzor optic examinează lumina care se reflectă înapoi. Deoarece sângele absoarbe mai multă lumină, fluctuațiile nivelului luminii se pot traduce în ritm cardiac. Acest proces se numește fotopletismografie.
Indicator de nivel al lichidului pe bază de senzor optic
Bazat pe senzor optic Indicator de nivel al lichidului constă din două părți principale un LED cu infraroșu cuplat cu un tranzistor de lumină și un vârf de prismă transparent în față. LED-ul proiectează o lumină cu infraroșu spre exterior, când vârful senzorului este înconjurat de aer, lumina reacționează revenind cu vârful înainte de a reveni la tranzistor. Când senzorul este scufundat în lichid, lumina se dispersează și se întoarce mai puțin la tranzistor. Cantitatea de lumină reflectată către tranzistor afectează nivelurile de ieșire, făcând posibilă detectarea nivelului punctului
Senzor optic de nivel
Aveți informațiile de bază despre un senzor optic? Recunoaștem că informațiile furnizate mai sus clarifică noțiunile de bază ale conceptului senzorului optic cu imagini conexe și diverse aplicații în timp real. Mai mult, orice îndoieli cu privire la acest concept sau pentru a implementa orice proiecte bazate pe senzori , vă rugăm să dați sugestii și comentarii cu privire la acest articol pe care le puteți scrie în secțiunea de comentarii de mai jos. Iată o întrebare pentru dvs., care sunt diferitele surse de lumină ale unui senzor optic?
