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【摘 要】光电传感器的实质是一个能量转换器件，将物理量等难以感测的能量转化为更易测量的电信号。作为现代工业生产中获取信息的主要工具和途径，利用光电传感器监控各个生产流程并搜集数据，已经成为不少企业提升生产线自动化水平的一大措施。本文将浅析光电传感器在现代工业自动化控制中的主要功能和具体应用。
【关键词】光电传感器；自动控制；测量系统；电信号；具体应用
自动化系统对传感器有着较大的依赖性，甚至可以说传感器是支撑现代自动化生产功能实现的基础。现代工程项目的类型多种多样，与之配套的传感器的类型也十分繁多。光电传感器主要用于印刷、自动门、色质鉴别等与光电技术相关的工业领域。它具有可控性强、灵活精准、损伤小的优势，因此在众多领域得到了应用和推广。
一、光电传感器的几种类型
（一）1U型开关光电传感器
这种传感器的整体结构类似于U型槽，在槽的两边分别装上发射器与接收器，从而利用光轴控制光电开关来检测信号。当目标检测物进入U型槽范围内时，传感器的光轴将会被阻断，这时开关就能在安全的状态下检测到变量信号。因此，U型开关光电传感器具有快速检测、安全性强的特点，适用于可变形强物体和透明质物体的检测。
（二）对射式光电传感器
周围环境对于这类传感器的影响较少，可以在粉末颗粒较多区域和情况多变的荒野中应用。它的工作流程如下：（1）发射器发射红外线给接收器从而形成光路；（2）一旦目标检测物经过，光路即被接收装置控制；（3）接收器输出并接受感应信号。
（三）反射式光电传感器
该传感器基于光线反射原理，利用反光板将光线从发射装置反射给接收装置，从而完成较大范围内的光线传感过程。当目标检测物进入监测范围内时，光路将会被立即阻挡，接收器在感受不到光源的同时开关部件就会根据指令进行动作。该传感器同样适用于粉末颗粒较多区域和情况多变的荒野。
（四）漫反射式光电传感器
该传感器的工作原理类似于反射式光电传感器，最大的区别在于它的检测装置里没有反光板。在一般情况下该传感器的接收器无法接收发射光源，只有当目标检测物经过检测区域时光源被遮挡并被部分反射回接收器时传感器才会感受到光信号。这类传感器的自动控制性强，适用于需要灵活工作的工业系统，如商场厕所水龙头系统。
（五）光纤式光电传感器
该传感器利用光纤引导原理，控制光源并将其引到监测范围内，在光作用后光学性质也会随之发生改变，在接收器感应到被引导光线后就会形成光电开关对系统进行控制。
二、光电传感器的功能特点
（一）检测范围广
这里所指的范围广主要体现在检测种类和检测距离两个方面。一方面，相较于超声波等检测手段，光电传感能检测距离更远的对象。另一方面，光电传感的检测限制较少，能够检测金属、木材、透明质体等多种材质的物体。因此，光电传感的功能相较于一般检测手段较多，在保证检测质量的同时能够在更广的工业范围内进行应用。
（二）快速精准
光在传输速度上具有显著优势，因此光电传感器的反应时间较短，能够快速瞄准和检测目标物，而且它的内部构件都是运作更为灵活的电子材料，比一般机械材质的传感器响应速度明显要快许多。光感是一种新兴优势技术，更容易实现高级智能控制，而且感光技术形成的分辨率很高。光電传感器能够快速精准地瞄准目标检测物，可以根据目标物的移动灵活调试可视光速，还能通过小光束对微小物体进行高精度检测。
（三）损伤度小
光电传感器由电子材质的部件构成，可以避免和目标检测物进行机械性触碰，对检测物的损伤极小。在保护检测物的同时，也有利于传感器使用寿命的延长，能够在长期使用中为应用企业带来更为丰厚的经济效益，有着极佳的性价比。因此，光电传感器十分适用于对产品要求较高的工业生产系统。
（四）颜色判别能力强
光可以根据波长判别检测物体的颜色组合，有着精准的色系判断力，能够检测混色物体。光电传感器能够很快感应目标物对光的反射和吸收情况，通过检测数据有效判别不同目标物之间不同的颜色差异。
三、光电传感器的实际应用领域
（一）光电色质检测
光电传感技术对于颜色判别的能力较强，因此最早在颜色分选工业领域得到应用，目前已发展的较为成熟。以下以粮食生产领域为例。因各类谷物和杂粮的颜色较多较杂，利用人眼进行粮食分选难度很大，而光电传感器的出现就很好地解决了这一难题。光电传感器能够根据光学原理快速准确地判断粮食颗粒的光泽、色度、色质等，将条件合格的物料输入下一加工环节，用电压差淘汰颜色有偏差的物料，再用空气将不合格物品吹出，高质量、高效率地完成粮食物料分选工作。
（二）光电转速传感器
就光电转速传感器的功能来说，它是由光电传感技术转化改进而来的。一般在进行光电传感器实现转速的功能时，会先将调置盘固定在即将测定的转速轴上，然后通过传播恒定光到光电转换器上，由光敏传感器根据光性强度来调节电平，从而形成脉冲，最后依据脉冲的数量，我们就可以知道被测零件的转速。这在实际生活中的汽车制造等重工业中使用得较多，像自动抄表系统，就可以利用光电传感器将铝盘的转数转换成脉冲，再利用计算机数据处理技术，就能够形成一个自动抄表系统。
（三）印刷自动化
在传统的印刷技术中，我们会看到大部分是人工在进行流水线工作，通常是由一个人固定负责一道工序。这样的工作模式是生产力低下的时代的产物，但在今天经济高速发展的信息化时代，人们已经用光电传感器技术代替了手工操作。现在的印刷机一般都是采用光电开关来实现自动化操作。在印刷机正常工作时，检测器往往会及时而又准确地捕捉到纸带上反射的信号。如果，在印刷过程中一不小心出现了断纸的情况，检测器则在纸张断开的纸带部分无法接受到信号，因此就会自动采取一系列的程序，包括快速停机、停止给纸等动作，从而保证印刷机不会被断纸缠住卷筒。可以说，将传感器技术投入到印刷中，不仅大大提高了生产率，在一定程度上还可以说是解放了生产力，促进了社会的转型和发展。
终上所述，基于光电转换的现代化传感技术，在面对一些机器灵敏感的问题时，通常会是“先锋”，是基础应用科学中的一个重要学科。以往，由于缺乏传感器的检测技术，所以我们总是无法在高灵敏度领域取得重大成果。不过如今，光电传感器的出现，不仅在一些重要的科学领域有很大的突破，如激光武器的制造，另外在一些涉及到日常生活的行业中也有了广泛的应用，像在上面提到的光电传感器在印刷机中的使用。全球的传感器市场正在一步步扩大，甚至有些国家在传感器的主要技术上还有所延伸和提高，所以致使传感器的全球化市场日益趋向成熟。相信在未来的发展中，光电传感器研制技术将会在世界科技史上留下浓墨重彩的一笔。
参考文献：
[1] 蔡彬彬，张云.基于无线传感器网络的水环境监测系统设计[J]. 人民黄河. 2012（08）
[2] 汪俊，张晨曙，尹懿.基于铝合金焊缝自动跟踪的光电传感器（英文）[J]. 南昌工程学院学报. 2011（01）
[3] 刘芹，秦魏，赵继聪.光电传感器在自动控制窗帘中的应用[J]. 科技致富向导. 2011（08）
[4] 郭传宝，刘峰，朱本宏.光电传感器的应用[J]. 中国井矿盐. 2011（01）
【关键词】光电传感器；自动控制；测量系统；电信号；具体应用
自动化系统对传感器有着较大的依赖性，甚至可以说传感器是支撑现代自动化生产功能实现的基础。现代工程项目的类型多种多样，与之配套的传感器的类型也十分繁多。光电传感器主要用于印刷、自动门、色质鉴别等与光电技术相关的工业领域。它具有可控性强、灵活精准、损伤小的优势，因此在众多领域得到了应用和推广。
一、光电传感器的几种类型
（一）1U型开关光电传感器
这种传感器的整体结构类似于U型槽，在槽的两边分别装上发射器与接收器，从而利用光轴控制光电开关来检测信号。当目标检测物进入U型槽范围内时，传感器的光轴将会被阻断，这时开关就能在安全的状态下检测到变量信号。因此，U型开关光电传感器具有快速检测、安全性强的特点，适用于可变形强物体和透明质物体的检测。
（二）对射式光电传感器
周围环境对于这类传感器的影响较少，可以在粉末颗粒较多区域和情况多变的荒野中应用。它的工作流程如下：（1）发射器发射红外线给接收器从而形成光路；（2）一旦目标检测物经过，光路即被接收装置控制；（3）接收器输出并接受感应信号。
（三）反射式光电传感器
该传感器基于光线反射原理，利用反光板将光线从发射装置反射给接收装置，从而完成较大范围内的光线传感过程。当目标检测物进入监测范围内时，光路将会被立即阻挡，接收器在感受不到光源的同时开关部件就会根据指令进行动作。该传感器同样适用于粉末颗粒较多区域和情况多变的荒野。
（四）漫反射式光电传感器
该传感器的工作原理类似于反射式光电传感器，最大的区别在于它的检测装置里没有反光板。在一般情况下该传感器的接收器无法接收发射光源，只有当目标检测物经过检测区域时光源被遮挡并被部分反射回接收器时传感器才会感受到光信号。这类传感器的自动控制性强，适用于需要灵活工作的工业系统，如商场厕所水龙头系统。
（五）光纤式光电传感器
该传感器利用光纤引导原理，控制光源并将其引到监测范围内，在光作用后光学性质也会随之发生改变，在接收器感应到被引导光线后就会形成光电开关对系统进行控制。
二、光电传感器的功能特点
（一）检测范围广
这里所指的范围广主要体现在检测种类和检测距离两个方面。一方面，相较于超声波等检测手段，光电传感能检测距离更远的对象。另一方面，光电传感的检测限制较少，能够检测金属、木材、透明质体等多种材质的物体。因此，光电传感的功能相较于一般检测手段较多，在保证检测质量的同时能够在更广的工业范围内进行应用。
（二）快速精准
光在传输速度上具有显著优势，因此光电传感器的反应时间较短，能够快速瞄准和检测目标物，而且它的内部构件都是运作更为灵活的电子材料，比一般机械材质的传感器响应速度明显要快许多。光感是一种新兴优势技术，更容易实现高级智能控制，而且感光技术形成的分辨率很高。光電传感器能够快速精准地瞄准目标检测物，可以根据目标物的移动灵活调试可视光速，还能通过小光束对微小物体进行高精度检测。
（三）损伤度小
光电传感器由电子材质的部件构成，可以避免和目标检测物进行机械性触碰，对检测物的损伤极小。在保护检测物的同时，也有利于传感器使用寿命的延长，能够在长期使用中为应用企业带来更为丰厚的经济效益，有着极佳的性价比。因此，光电传感器十分适用于对产品要求较高的工业生产系统。
（四）颜色判别能力强
光可以根据波长判别检测物体的颜色组合，有着精准的色系判断力，能够检测混色物体。光电传感器能够很快感应目标物对光的反射和吸收情况，通过检测数据有效判别不同目标物之间不同的颜色差异。
三、光电传感器的实际应用领域
（一）光电色质检测
光电传感技术对于颜色判别的能力较强，因此最早在颜色分选工业领域得到应用，目前已发展的较为成熟。以下以粮食生产领域为例。因各类谷物和杂粮的颜色较多较杂，利用人眼进行粮食分选难度很大，而光电传感器的出现就很好地解决了这一难题。光电传感器能够根据光学原理快速准确地判断粮食颗粒的光泽、色度、色质等，将条件合格的物料输入下一加工环节，用电压差淘汰颜色有偏差的物料，再用空气将不合格物品吹出，高质量、高效率地完成粮食物料分选工作。
（二）光电转速传感器
就光电转速传感器的功能来说，它是由光电传感技术转化改进而来的。一般在进行光电传感器实现转速的功能时，会先将调置盘固定在即将测定的转速轴上，然后通过传播恒定光到光电转换器上，由光敏传感器根据光性强度来调节电平，从而形成脉冲，最后依据脉冲的数量，我们就可以知道被测零件的转速。这在实际生活中的汽车制造等重工业中使用得较多，像自动抄表系统，就可以利用光电传感器将铝盘的转数转换成脉冲，再利用计算机数据处理技术，就能够形成一个自动抄表系统。
（三）印刷自动化
在传统的印刷技术中，我们会看到大部分是人工在进行流水线工作，通常是由一个人固定负责一道工序。这样的工作模式是生产力低下的时代的产物，但在今天经济高速发展的信息化时代，人们已经用光电传感器技术代替了手工操作。现在的印刷机一般都是采用光电开关来实现自动化操作。在印刷机正常工作时，检测器往往会及时而又准确地捕捉到纸带上反射的信号。如果，在印刷过程中一不小心出现了断纸的情况，检测器则在纸张断开的纸带部分无法接受到信号，因此就会自动采取一系列的程序，包括快速停机、停止给纸等动作，从而保证印刷机不会被断纸缠住卷筒。可以说，将传感器技术投入到印刷中，不仅大大提高了生产率，在一定程度上还可以说是解放了生产力，促进了社会的转型和发展。
终上所述，基于光电转换的现代化传感技术，在面对一些机器灵敏感的问题时，通常会是“先锋”，是基础应用科学中的一个重要学科。以往，由于缺乏传感器的检测技术，所以我们总是无法在高灵敏度领域取得重大成果。不过如今，光电传感器的出现，不仅在一些重要的科学领域有很大的突破，如激光武器的制造，另外在一些涉及到日常生活的行业中也有了广泛的应用，像在上面提到的光电传感器在印刷机中的使用。全球的传感器市场正在一步步扩大，甚至有些国家在传感器的主要技术上还有所延伸和提高，所以致使传感器的全球化市场日益趋向成熟。相信在未来的发展中，光电传感器研制技术将会在世界科技史上留下浓墨重彩的一笔。
参考文献：
[1] 蔡彬彬，张云.基于无线传感器网络的水环境监测系统设计[J]. 人民黄河. 2012（08）
[2] 汪俊，张晨曙，尹懿.基于铝合金焊缝自动跟踪的光电传感器（英文）[J]. 南昌工程学院学报. 2011（01）
[3] 刘芹，秦魏，赵继聪.光电传感器在自动控制窗帘中的应用[J]. 科技致富向导. 2011（08）
[4] 郭传宝，刘峰，朱本宏.光电传感器的应用[J]. 中国井矿盐. 2011（01）