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IFM光電開關(guān)工作原理有哪些,？

最近更新時(shí)間：2020-4-22

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IFM檢測(cè)開關(guān)LK1023上?，F(xiàn)貨庫(kù)存；IFM光電開關(guān)一般都具有良好的回差特性,，因而即使被檢測(cè)物在小范圍內(nèi)晃動(dòng)也不會(huì)影響驅(qū)動(dòng)器的輸出狀態(tài),，從而可使其保持在穩(wěn)定工作區(qū)。同時(shí),，自診斷系統(tǒng)還可以顯示受光狀態(tài)和穩(wěn)定工作區(qū),，以隨時(shí)監(jiān)視光電開關(guān)的工作。
采用集成電路技術(shù)和SMT表面安裝工藝而制造的新一代光電開關(guān)器件,，具有延時(shí),、展寬,、外同步、抗相互干擾,、可靠性高,、工作區(qū)域穩(wěn)定和自診斷等智能化功能。這種新穎的光電開關(guān)是一種采用脈沖調(diào)制的主動(dòng)式光電探測(cè)系統(tǒng)型電子開關(guān),，它所使用的冷光源有紅外光,、紅色光、綠色光和藍(lán)色光等,，可非接觸,，無損傷地迅速和控制各種固體、液體,、透明體,、黑體、柔軟體和煙霧等物質(zhì)的狀態(tài)和動(dòng)作,。

易福門接觸式行程開關(guān)：接觸式行程開關(guān)存在響應(yīng)速度低,、精度差、接觸檢測(cè)容易損壞被檢測(cè)物及壽命短等缺點(diǎn),，而晶體管接近開關(guān)的作用距離短,，不能直接檢測(cè)非金屬材料。但是,，新型光電開關(guān)則克服了它們的上述缺點(diǎn),，而且體積小、功能多,、壽命長(zhǎng),、精度高、響應(yīng)速度快,、檢測(cè)距離遠(yuǎn)以及抗光,、電、磁干擾能力強(qiáng),。

MGK系列光電開關(guān)是現(xiàn)代微電子技術(shù)發(fā)展的產(chǎn)物,，是HGK系列紅外光電開關(guān)的升級(jí)換代產(chǎn)品。與以往的光電開關(guān)相比具有自己顯著的特點(diǎn)：
具有自診斷穩(wěn)定工作區(qū)指示功能,，可及時(shí)告知工作狀態(tài)是否可靠,；
對(duì)射式、反射式,、鏡面反射式光電開關(guān)都有防止相互干擾功能,，安裝方便；
對(duì)ES外同步（外診斷）控制端的進(jìn)行設(shè)置可在運(yùn)行前預(yù)檢光電開關(guān)是否正常工作,。并可隨時(shí)接受計(jì)算機(jī)或可編程控制器的中斷或檢測(cè)指令,，外診斷與自診斷的適當(dāng)組合可使光電開關(guān)智能化,；
響應(yīng)速度快，高速光電開關(guān)的響應(yīng)速度可達(dá)到0.1ms,，每分鐘可進(jìn)行30萬次檢測(cè)操作,，能檢出高速移動(dòng)的微小物體；
采用集成電路和*SMT表面安裝工藝,，具有很高的可靠性,；體積小（zui小僅20×31×12mm）,、重量輕,，安裝調(diào)試簡(jiǎn)單，并具有短路保護(hù)功能,。
檢出距離：對(duì)射式和鏡面反射式光電開關(guān)的檢出距離是指光軸上無有效遮擋物野戰(zhàn),，可穩(wěn)定檢出的zui大距離。反射式光電開關(guān)的檢出距離則是可穩(wěn)定檢出標(biāo)準(zhǔn)檢測(cè)物的zui大距離,。
回差距離：回差距離指動(dòng)作距離與復(fù)位距離之差,。它用檢出距離的比率來表示，一般在檢出距離的20%以下,。
響應(yīng)時(shí)間：把從受光器初始有效受光到輸出動(dòng)作所需的時(shí)間稱作響應(yīng)時(shí)間,。
復(fù)位應(yīng)用時(shí)間：把從受光器初始有效遮光到輸出復(fù)位所需的時(shí)間稱為復(fù)位應(yīng)用時(shí)間。
暗動(dòng)：暗動(dòng)（DARKON）：即遮光動(dòng)作,。它表示在進(jìn)入受光器的光速減少到一定程序時(shí)或被全遮時(shí),，輸出晶體管將導(dǎo)通輸出。
亮動(dòng)：亮動(dòng)（LIGHTON）,，也稱受光動(dòng)作,。它是指進(jìn)入受光器的光束增加到一定量時(shí)，輸出晶體管導(dǎo)通且有輸出,。
外同步輸入功能：在一般情況下,，凡具有外部診斷輸入功能的光電開關(guān)，一般均具有外同步功能,。
也就是說,，可以據(jù)此在工作前預(yù)檢傳感器檢測(cè)是否正常。在工作中,，利用此性質(zhì)也可隨時(shí)接受控制系統(tǒng)發(fā)出的運(yùn)行或中斷指令,。易福門接觸式行程開關(guān)；如果將前一個(gè)輸出與后一個(gè)外同步輸入進(jìn)行串接,，則可實(shí)現(xiàn)與門等功能。
 

IFM光電開關(guān)工作原理
由振蕩回路產(chǎn)生的調(diào)制脈沖經(jīng)反射電路后,，由發(fā)光管GL輻射出光脈沖,。當(dāng)被測(cè)物體進(jìn)入受光器作用范圍時(shí),，被反射回來的光脈沖進(jìn)入光敏三極管DU。并在接收電路中將光脈沖解調(diào)為電脈沖信號(hào),，再經(jīng)放大器放大和同步選通整形,，然后用數(shù)字積分或RC積分方式排除干擾，zui后經(jīng)延時(shí)（或不延時(shí)）觸發(fā)驅(qū)動(dòng)器輸出光電開關(guān)控制信號(hào),。
放大器內(nèi)藏型是將放大器與傳感一體化,，采用集成電路和表面安裝工藝制成，使用直流電源工作,。其響應(yīng)速度局面（有0.1ms和1ms兩種）,，能檢測(cè)狹小和高速運(yùn)動(dòng)的物體。改變電源極性可轉(zhuǎn)換亮,、暗動(dòng),，并可設(shè)置自診斷穩(wěn)定工作區(qū)指示燈。兼有電壓和電流兩種輸出方式,，能防止相互干擾,，在系統(tǒng)安裝中十分方便。
電源內(nèi)藏型是將放大器,、傳感器與電源裝置一體化,，采用集成電路和表面安裝工藝制成。它一般使用交流電源,，適用于在生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)取代接觸式行程開關(guān),，可直接用于強(qiáng)電控制電路。也可自行設(shè)置自診斷穩(wěn)定工作區(qū)指示燈,，輸出備有SSR固態(tài)繼電器或繼電器常開,、常閉接點(diǎn)，可防止相互干擾,，并可緊密安裝在系統(tǒng)中,。
防止相互干擾，MGK系列新型光電開關(guān)通常都具有自動(dòng)防止相互干擾的功能,，因而不必?fù)?dān)心相互干擾,。然而，HGK系列對(duì)射式紅外光電開關(guān)在幾組并列靠,；近安裝時(shí),，則應(yīng)防止鄰組和相互干擾。防止這種干擾zui有效的辦法是投光器和受光器交叉設(shè)置,，超過2組時(shí)還拉開組距,。當(dāng)然，使用不同頻率的機(jī)種也是一種好辦法,。
光電開關(guān)防止相互干擾的有效辦法是拉開間隔,。而且檢測(cè)距離越遠(yuǎn),，間隔也應(yīng)越大，具體間隔應(yīng)根據(jù)調(diào)試情況來確定,。當(dāng)然,，也可使用不同工作頻率的機(jī)種。
鏡面角度影響：當(dāng)被測(cè)物體有光澤或遇到光滑金屬面時(shí),，一般反射率都很高,，有近似鏡面的作用，這時(shí)應(yīng)將投光器與檢測(cè)物體安裝成10～20°的夾角,，以使其光軸不垂直于被檢測(cè)物體,，從而防止誤動(dòng)作。
排除背景物影響：使用反射式擴(kuò)散型投,、受光器時(shí),，有時(shí)由于檢出物離背景物較近，光電開關(guān)或者背景是光滑等反射率較高的物體而可能會(huì)使光電開關(guān)不能穩(wěn)定檢測(cè),。因此可以改用距離限定型投,、受光器，或者采用遠(yuǎn)離背景物,、拆除背景物,、將背景物涂成無光黑色、或設(shè)法使背景物粗糙,、灰暗等方法加以排除,。
目前，這種新型的光電開關(guān)已被用作物位檢測(cè),、液位控制,、產(chǎn)品計(jì)數(shù)、寬度判別,、速度檢測(cè),、定長(zhǎng)剪切、孔洞識(shí)別,、信號(hào)延時(shí),、自動(dòng)門傳感、色標(biāo)檢出,、沖床和剪切機(jī)以及安全防護(hù)等諸多領(lǐng)域,。此外，利用紅外線的隱蔽性,，還可在銀行,、倉(cāng)庫(kù)、商店、辦公室以及其它需要的場(chǎng)合作為防盜警戒之用,。
在維修開關(guān)電源的時(shí)候可以采用降壓檢修法,。其方法是：將顯示器的電源插頭接在一個(gè)交流調(diào)壓器上，再把調(diào)壓器的輸出電壓調(diào)到100V左右,，然后通電檢修，并逐次提高電源電壓來檢修,。
故障實(shí)例一：開機(jī)便燒壞保險(xiǎn),，輸出電壓為零。這種情況一般是由于開關(guān)管被擊穿,，發(fā)射極和集電極短路所造成的,。此時(shí)可先將開關(guān)管拆下，測(cè)其發(fā)射極和集電極對(duì)地電阻,，如為零或很小,，則換掉即可。但也要檢查下其它元器件有無問題后方能開機(jī),。
放大器分離型是將放大器與傳感器分離,，并采用集成電路和混合安裝工藝制成，由于傳感器具有超小型和多品種的特點(diǎn),，而放大器的功能較多,。因此，該類型采用端子臺(tái)連接方式,，并可交,、直流電源通用。具有接通和斷開延時(shí)功能,，可設(shè)置亮,、音動(dòng)切換開關(guān)，能控制6種輸出狀態(tài),，兼有接點(diǎn)和電平兩種輸出方式,。

IFM光電開關(guān)按結(jié)構(gòu)可分為放大器分離型、放大器內(nèi)藏型和電源內(nèi)藏型三類,。IFM光電開關(guān)是傳感器大家族中的成員,，它把發(fā)射端和接收端之間光的強(qiáng)弱變化轉(zhuǎn)化為電流的變化以達(dá)到探測(cè)的目的。由于光電開關(guān)輸出回路和輸入回路是電隔離的（即電緣絕）,，所以它可以在許多場(chǎng)合得到應(yīng)用,。IFM光電開關(guān)是傳感器大家族中的成員，它把發(fā)射端和接收端之間光的強(qiáng)弱變化轉(zhuǎn)化為電流的變化以達(dá)到探測(cè)的目的,。由于光電開關(guān)輸出回路和輸入回路是電隔離的（即電緣絕）,，所以它可以在許多場(chǎng)合得到應(yīng)用。
故障實(shí)例二：光柵出現(xiàn)“S”形的扭曲。這種問題應(yīng)重點(diǎn)檢查濾波電路和穩(wěn)壓電路,一般是因?yàn)橛幸恢欢O管斷路,，由全波整流變成半波整流,，這也可能是其濾波電容容量減少所致
故障實(shí)例三：交流220V整流濾波電路出現(xiàn)短路性故障，且開機(jī)燒保險(xiǎn),。先檢查一下整流二極管有無短路,、濾波電容是否嚴(yán)重漏電。還可拔去消磁線圈插頭,，檢查一下消磁熱敏電阻有無短路性故障,，如有應(yīng)換新。
故障實(shí)例四：開機(jī)無光柵,、無顯示,、電源指示燈不亮，但未燒保險(xiǎn),。這時(shí)應(yīng)檢查交流互感變壓器是否開路,、整流電路的限流電阻有無開路（燒斷）失效，或整流二極管是否斷路,。
故障實(shí)例五：無光柵,、無顯示，且機(jī)內(nèi)發(fā)出異常聲響,。如發(fā)出“吱吱”聲,，說明振蕩頻率低，應(yīng)檢查與振蕩有關(guān)的元件,，如發(fā)出“嗒嗒”聲,，說明電源過流保護(hù)，應(yīng)檢查過流保護(hù)電路光電開關(guān)的分類,。
按檢測(cè)方式分
下面以上海中滬電子儀器廠的產(chǎn)品為例來介紹光電開關(guān)的分類方法：按檢測(cè)方式可分為反射式,、對(duì)射式和鏡面反射式三種類型。對(duì)射式檢測(cè)距離遠(yuǎn),，可檢測(cè)半透明物體的密度（透光度）,。反射式的工作距離被限定在光束的交點(diǎn)附近，以避免背景影響,。鏡面反射式的反射距離較遠(yuǎn),，適宜作遠(yuǎn)距離檢測(cè)，也可檢測(cè)透明或半透明物體,。
IFM光電開關(guān)可用于各種應(yīng)用場(chǎng)合,，避免強(qiáng)光源，光電開關(guān)在環(huán)境照度較高時(shí),，一般都能穩(wěn)定工作,。但應(yīng)回避將傳感器光軸正對(duì)太陽(yáng)光,、白熾燈等強(qiáng)光源。在不能改變傳感器（受光器）光軸與強(qiáng)光源的角度時(shí),，可在傳感器上方四周加裝遮光板或套上遮光長(zhǎng)筒,。
自診斷功能使用：在安裝或使用時(shí)，有時(shí)可能會(huì)由于臺(tái)面或背景影響以及使用振動(dòng)等原因而造成光軸的微小偏移,、透鏡沾污,、積塵、外部噪聲,、環(huán)境溫度超出范圍等問題,。這些問題有可能會(huì)使光電開關(guān)偏離穩(wěn)定工作區(qū)，這時(shí)可以利用光電開關(guān)的自診斷功能而使其通過STABLITY綠色穩(wěn)定指示燈發(fā)出通知,，以提醒使用者及時(shí)對(duì)其進(jìn)行調(diào)整。
IFM開關(guān)電源是利用現(xiàn)代電力電子技術(shù),，控制開關(guān)管開通和關(guān)斷的時(shí)間比率,，維持穩(wěn)定輸出電壓的一種電源，開關(guān)電源一般由脈沖寬度調(diào)制（PWM）控制IC和MOSFET構(gòu)成,。開關(guān)電源和線性電源相比,，二者的成本都隨著輸出功率的增加而增長(zhǎng)，但二者增長(zhǎng)速率各異,。線性電源成本在某一輸出功率點(diǎn)上,，反而高于開關(guān)電源，這一點(diǎn)稱為成本反轉(zhuǎn)點(diǎn),。隨著電力電子技術(shù)的發(fā)展和創(chuàng)新,，使得開關(guān)電源技術(shù)也在不斷地創(chuàng)新，這一成本反轉(zhuǎn)點(diǎn)日益向低輸出電力端移動(dòng),，這為開關(guān)電源提供了廣闊的發(fā)展空間,。

IFM開關(guān)電源的分類：
人們?cè)陂_關(guān)電源技術(shù)領(lǐng)域是邊開發(fā)相關(guān)電力電子器件，邊開發(fā)開關(guān)變頻技術(shù),，兩者相互促進(jìn)推動(dòng)著開關(guān)電源每年以超過兩位數(shù)字的增長(zhǎng)率向著輕,、小、薄,、低噪聲,、高可靠、抗干擾的方向發(fā)展,。開關(guān)電源可分為AC/DC和DC/DC兩大類,，DC/DC變換器現(xiàn)已實(shí)現(xiàn)模塊化，且設(shè)計(jì)技術(shù)及生產(chǎn)工藝在國(guó)內(nèi)外均已成熟和標(biāo)準(zhǔn)化,，并已得到用戶的認(rèn)可,，但AC/DC的模塊化,，因其自身的特性使得在模塊化的進(jìn)程中，遇到較為復(fù)雜的技術(shù)和工藝制造問題,。以下分別對(duì)兩類開關(guān)電源的結(jié)構(gòu)和特性作以闡述,。
IFM開關(guān)電源比線性電源會(huì)產(chǎn)生更多的干擾，對(duì)共模干擾敏感的用電設(shè)備,，應(yīng)采取接地和屏蔽措施,，按ICE1000、EN61000,、FCC等EMC限制,，開關(guān)電源均采取EMC電磁兼容措施，因此開關(guān)電源一般應(yīng)帶有EMC電磁兼容濾波器,。易福門接觸式行程開關(guān),；如利德華福技術(shù)的HA系列開關(guān)電源，將其FG端子接大地或接用戶機(jī)殼,，方能滿足上述電磁兼容的要求,。
IFM開關(guān)電源在設(shè)計(jì)中必須具有過流、過熱,、短路等保護(hù)功能,，故在設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)保護(hù)功能齊備的開關(guān)電源模塊，并且其保護(hù)電路的技術(shù)參數(shù)應(yīng)與用電設(shè)備的工作特性相匹配,，以避免損壞用電設(shè)備或開關(guān)電源,。
IFM開關(guān)電源的發(fā)展方向是高頻、高可靠,、低耗,、低噪聲、抗干擾和模塊化,。由于開關(guān)電源輕,、小、薄的關(guān)鍵技術(shù)是高頻化,，因此國(guó)外各大開關(guān)電源制造商都致力于同步開發(fā)新型高智能化的元器件,，特別是改善二次整流器件的損耗，并在功率鐵氧體（MnZn）材料上加大科技創(chuàng)新,，以提高在高頻率和較大磁通密度（Bs）下獲得高的磁性能,，而電容器的小型化也是一項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)。SMT技術(shù)的應(yīng)用使得開關(guān)電源取得了長(zhǎng)足的進(jìn)展,，在電路板兩面布置元器件,，以確保開關(guān)電源的輕、小,、薄,。
IFM開關(guān)電源的高頻化就必然對(duì)傳統(tǒng)的PWM開關(guān)技術(shù)進(jìn)行創(chuàng)新,，實(shí)現(xiàn)ZVS、ZCS的軟開關(guān)技術(shù)已成為開關(guān)電源的主流技術(shù),，并大幅提高了開關(guān)電源的工作效率,。對(duì)于高可靠性指標(biāo)，美國(guó)的開關(guān)電源生產(chǎn)商通過降低運(yùn)行電流,，降低結(jié)溫等措施以減少器件的應(yīng)力,，使得產(chǎn)品的可靠性大大提高。
IFM開關(guān)電源進(jìn)入更廣泛的應(yīng)用領(lǐng)域,，特別是在領(lǐng)域的應(yīng)用,，推動(dòng)了產(chǎn)品的小型化、輕便化,。另外開關(guān)電源的發(fā)展與應(yīng)用在節(jié)約能源,、節(jié)約資源及保護(hù)環(huán)境方面都具有重要的意義。開關(guān)電源中應(yīng)用的電力電子器件主要為二極管,、IGBT和MOSFET,。SCR在開關(guān)電源輸入整流電路及軟啟動(dòng)電路中有少量應(yīng)用，GTR驅(qū)動(dòng)困難,，開關(guān)頻率低，逐漸被IGBT和MOSFET取代,。
IFM開關(guān)電源的三個(gè)條件
IFM開關(guān)：電力電子器件工作在開關(guān)狀態(tài)而不是線性狀態(tài)
高頻：電力電子器件工作在高頻而不是接近工頻的低頻
直流：開關(guān)電源輸出的是直流而不是交流

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