探究自动控制中光电传感器的应用

王永庆

通化钢铁集团板石矿业有限责任公司 吉林白山 134300

光电传感器的应用领域广，使用率高，在科学事业中发挥着不可或缺的作用，相对比其他检测方法，光电传感器应用于自动控制中具有结构简单且高精度的特点，另外伴随社会的进步科学的发展，光电传感器的品种也是越来越多，放眼未来，各个领域中光电传感器的应用还会随之开发，前景非常广阔。

1 光电传感器的概述、原理及优势

1.1 概述

光电式传感器是以光电器件作为转换元件的传感器。它可用于检测直接引起光量变化的非电物理量，如光强、光照度、辐射测温、气体成分分析等；也可用来检测能转换成光量变化的其他非电量，如零件直径、表面粗糙度、应变、位移、振动、速度、加速度，以及物体的形状、工作状态的识别等。

1.2 原理

光电传感器主要是由发射器单元、接收器单元以及检测电路单元组成，信息技术时代的今天，在自动控制技术中应用范围颇广的传感器有着巨大作用，在工作实际中，光电传感器的应用是最为广泛的，其利用光电器件，可以有效将光信号转换为电信号，对数据和信息的传递进行优化，是其更好的传递。

1.3 优势

（1）应用范围广。相比较其他传感器，光电传感器对形状结构复杂的物体也可以进行很好的检测，制约因素较少，工作范围更加广泛，需要被检测的物体只要满足阻挡或反射光束的条件，就可以满足检测的要求，进行检测。包括木材、玻璃、陶瓷、塑料等等，都可以被很好的检测出来。

（2）分辨率高。光电传感器因其采用高端设计的技术，在对有关数据处理时可以达到综合性和集中性处理的优势，也就是说，光电传感器在检测时，检测光束集中在范围较小的区域，能加集中，那么对检测的实际精度也有提高，那么检测的实际分辨率是相对较高的，可以全面优化检查的整体效果。

（3）无距离限制。光电传感器相对其他传感器，可以更好的对长距离进行检测，比如磁检测和超声波检测的检测距离较长，可以用光电传感器来很好的进行测量。

2 自动控制中光电传感器的应用

2.1 烟尘浊度监测仪

随着环境的严峻化，我国出台了环保要求的政策，那么在矿山生产中，烟尘污染的防治工作也是极为重要的。要想消除烟尘带来的污染首要任务是了解烟尘排放量，那么对烟尘源进行检测是必要工作，光电传感器的应用可以是其达到自动显示和超标报警。烟道里的烟尘浊度是用通过光在烟道里传输过程中的变化大小来检测的。如果烟道浊度增加，光源发出的光被烟尘颗粒的吸收和折射增加，到达光检测器的光减少，因而光检测器输出信号的强弱便可反映烟道浊度的变化。

2.2 电光转速传感器

光电转换器是在目标速度轴上设置带有小孔设置的特殊调速盘，然后将白炽灯配置上旋转盘的另外一侧，那么白炽灯的光纤就可以通过孔洞向另一侧光敏二极管位置传送。红外光发光二极管和高灵敏度光电晶体管之间有物体存在，那么传感器就会输出低电平产生脉冲。在光电池传感器接收器的后部安装电机，将边缘设计圆孔的旋转盘安装在电机轴上，圆孔中心放置检测到的物体，在旋转状态的转盘上传感器会产生删除脉冲进而算出轮子速度。

2.3 光电色质检

在初始阶段中光电色质检测主要是应用于分离以及谷物加工。不同的材料材质，其光学特性有着区别，那么结合材料特性和光电技术，运用选色机可以将不同颜料的粒状材料进行分离，然后结合材料的类型，可分为杂粮色分选机、大米色分选机以及茶叶色分选机，不同颜色产生的电压差来进行甄别，有效对已经包装好的产品进行检测和处理。

2.4 自动传感门

在门的互射范围内，分别在同一高度且方向并齐的位置安装发射器和接收器。安装后，传感器可以检测出光轴上大于25mm不透明的物体。比如，在地铁的安全门和地铁的车厢车体上安装自动传感门，一旦发生乘客或者乘客物品在屏蔽门的空隙中被夹到，那么红外光纤则会被挡住，传感器就会检测到障碍物并显示出来，即刻将发出警报声或警报信号传递给列车管理员以及列车司机。为了避免传感器误报行为，需要减少传感器间的干扰，主要是调整传感门中同一类型的发射器和接收器的频率，频率保持一致，可以很好的避免干扰。另外需要注意的是，外部光可以直接干扰到传感器，外部灰尘也会影响传感器透镜功能，需要在接受装置的透镜前面加上较长的套筒进行保护，可以有效的减少传感器误判的发生。

2.5 光电传感器应用于自动抄表系统

随着微电子技术、传感器技术、计算机技术及现代通讯技术的发展，可以利用光电传感器来研制自动抄表系统。电能表的铝盘受电涡流和磁场的作用下产生的转矩驱动而旋转。采用光电传感器则可将铝盘的转数转换成脉冲数。如：在旋转的光亮的铝盘上局部涂黑，再配以反射式光电发射接收对管，则当铝盘旋转时，在局部涂黑处便产生脉冲，并可将铝盘的转数采样转换为相应的脉冲数，并经光电耦合隔离电路，送至CPU的T0端口进行计数处理。采用光电耦合隔离器可有效地防止干扰信号进入微机。再结合其它传输方式便可以形成自动抄表系统。

3 结语

光电传感器是传感器进化的一种，在自动化控制、自动化生产中都有着巨大的价值，可以有效的提高控制效率和工业生产效率。应用范围广、反应精准且反应速度更、非接触性都是光电传感器的应用优势，另外传感器的结构较为简单，有灵活、多样的表现形式，体积也较小，更是颇受工作中的垂青。希望对其整体技术的不断完善和精进，在未来，光电传感器的前景一定更加广阔。