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邦納光電傳感器檢測(cè)原理及術(shù)語(yǔ)
點(diǎn)擊次數(shù)：822 發(fā)布時(shí)間：2013-7-6
邦納光電傳感器檢測(cè)原理及術(shù)語(yǔ)
美國(guó)邦納光電傳感器是一種小型電子設(shè)備,，它可以檢測(cè)出其接收到的光強(qiáng)的變化,。早期的用來(lái)檢測(cè)物體有無(wú)的光電傳感器是一種小的金屬圓柱形設(shè)備,，發(fā)射器帶一個(gè)校準(zhǔn)鏡頭,，將光聚焦射向接收器,，接收器出電纜將這套裝置接到一個(gè)真空管放大器上（見圖1）,。在金屬圓筒內(nèi)有一個(gè)小的白熾燈做為光源,。這些小而堅(jiān)固的白熾燈傳感器就是今天光電傳感器的雛形,。
早期的光電傳感器使用白熾燈做為光源；隨著技術(shù)的進(jìn)步,，現(xiàn)在使用非常小的LED做為光源發(fā)光二極管zui早出現(xiàn)在19世紀(jì)60年代,，現(xiàn)在我們可以經(jīng)常在電氣和電子設(shè)備上看到這些二極管做為指示燈來(lái)用。LED就是一種半導(dǎo)體元件,，其電氣性能與普通二極管相同,，不同之處在于當(dāng)給LED通電流時(shí)，它會(huì)發(fā)光,。
由于LED是固態(tài)的,，所以它能延長(zhǎng)傳感器的使用壽命。因而使用LED的光電傳感器能被做得更小,，且比白熾燈傳感器更可靠,。不象白熾燈那樣，LED抗震動(dòng)抗沖擊,，并且沒有燈絲,。另外,，LED所發(fā)出的光能只相當(dāng)于同尺寸白熾燈所產(chǎn)生光能的一部分。（激光二極管除外,，它與普通LED的原理相同,，但能產(chǎn)生幾倍的光能，并能達(dá)到更遠(yuǎn)的檢測(cè)距離）LED能發(fā)射人眼看不到的紅外光,，也能發(fā)射可見的綠光,、黃光、紅光,、藍(lán)光,、藍(lán)綠光或白光。
到1970年,，人們發(fā)現(xiàn)LED還有一個(gè)比壽命長(zhǎng)更好的優(yōu)點(diǎn),，就是它能夠以非常快的速度來(lái)開關(guān),，開關(guān)速度可達(dá)到KHz,。將接收器的放大器調(diào)制到發(fā)射器的調(diào)制頻率，那么它就只能對(duì)以此頻率振動(dòng)的光信號(hào)進(jìn)行放大,。
我們可以將光波的調(diào)制比喻成無(wú)線電波的傳送和接收,。將收音機(jī)調(diào)到某臺(tái)，就可以忽略其他的無(wú)線電波信號(hào),。經(jīng)過(guò)調(diào)制的LED發(fā)射器就類似于無(wú)線電波發(fā)射器,，其接收器就相當(dāng)于收音機(jī)。
人們常常有一個(gè)誤解：認(rèn)為由于紅外光LED發(fā)出的紅外光是看不到的,，那么紅外光的能量肯定會(huì)很強(qiáng),。經(jīng)過(guò)調(diào)制的光電傳感器的能量的大小與LED光波的波長(zhǎng)無(wú)太大關(guān)系。一個(gè)LED發(fā)出的光能很少,，經(jīng)過(guò)調(diào)制才將其變得能量很高,。一個(gè)未經(jīng)調(diào)制的傳感器只有通過(guò)使用長(zhǎng)焦距鏡頭的機(jī)械屏蔽手段，使接收器只能接收到發(fā)射器發(fā)出的光,，才能使其能量變得很高,。相比之下，經(jīng)過(guò)調(diào)制的接收器能忽略周圍的光,，只對(duì)自己的光或具有相同調(diào)制頻率的光做出響應(yīng),。
未經(jīng)調(diào)制的傳感器用來(lái)檢測(cè)周圍的光線或紅外光的輻射，如剛出爐的紅熱瓶子,，在這種應(yīng)用場(chǎng)合如果使用其它的傳感器,，可能會(huì)有誤動(dòng)作。
如果一個(gè)金屬發(fā)射出的光比周圍的光強(qiáng)很多的話，那么它就可以被周圍光源接收器可靠檢測(cè)到,。周圍光源接收器也可以用來(lái)檢測(cè)室外光,。
但是并不是說(shuō)經(jīng)調(diào)制的傳感器就一定不受周圍光的干擾，當(dāng)使用在強(qiáng)光環(huán)境下時(shí)就會(huì)有問題,。例如,，未經(jīng)過(guò)調(diào)制的光電傳感器，當(dāng)把它直接指向陽(yáng)光時(shí),，它能正常動(dòng)作,。我們每個(gè)人都知道，用一塊有放大作用的玻璃將陽(yáng)光聚集在一張紙上時(shí),，很容易就會(huì)把紙點(diǎn)燃,。設(shè)想將玻璃替換成傳感器的鏡頭，將紙?zhí)鎿Q成光電三極管,，這樣我們就很容易理解為什么將調(diào)制的接收器指向陽(yáng)光時(shí)它就不能工作了,，這是周圍光源使其飽和了。
調(diào)制的LED改進(jìn)了光電傳感器的設(shè)計(jì),，增大了檢測(cè)距離,，擴(kuò)展了光束的角度，人們逐漸接受了這種可靠易于對(duì)準(zhǔn)的光束,。到1980年,，非調(diào)制的光電傳感器逐步就退出了歷史舞臺(tái)。
紅外光LED是效率zui高的光束,，同時(shí)也是在光譜上與光電三極管zui匹配的光束但是有些傳感器需要用來(lái)區(qū)分顏色（如色標(biāo)檢測(cè)）,，這就需要用可見光源,。