1,光電傳感器產品在工業自動化系統中的應用,2,1.傳感器產品概述2.光電傳感器,3,1.概述,1.1自動化系統中檢測的基本概念1.2傳感器產品種類1.3傳感器組成和技術,4,1.1檢測的基本概念1.1.1檢測的對象和目的對象:被控制的裝置由于其運行、停止、故障等原因而導致的變化；機械運動所導致的部件或物料的位移，如物料輸送運動；液面升降等物理運動所導致的局部（內部的）環境變化，如壓力變化、溫度變化等。目的:感受檢測對象的狀態；將檢測到的狀態轉化為可被識別的電氣參量，傳送至控制系統；由控制系統做出判斷，進而進行相應的動作。,5,自動化系統中數據采集是通過傳感器將一個物理量轉換成一個處理單元可理解的信號。,傳感器的種類,機電類產品特點優點適合于低速和終端限位高重復精度缺點與被檢測物體接觸機械磨損低動作頻率需施加觸發力,電子產品特點優點無接觸檢測壽命長允許更大的動作頻率輸出信號可靠缺點傳感距離受環境狀況影響輸出端參數受環境溫度影響,機電產品限位開關壓力開關,電子產品接近開關光電開關壓力變送器超聲波傳感器旋轉編碼器識別系統視覺系統,1.1.2檢測元件,6,1.3傳感器的組成和技術,傳感器輸出電氣信號為0或1和模擬信號這個信號將被傳送到處理模塊(可編程控制器),7,2光電傳感器,2.1工作原理2.2光電傳感器應用舉例,8,一個發射器、一個接收器一個濾波器及一個透鏡,直流3線PNP/NPN常開/常閉10-30伏交流/直流供電，2線20-264伏,繼電器輸出、模擬量輸出,等等.,集成電路,光學集成電路微處理器信號輸出,2.1工作原理,9,光柵,電子板,光電器件支撐,光電器件,發射+接收鏡頭,連接器,塑料管,產品內部結構,2.1工作原理,10,2.1工作原理檢測原理:將光學運動轉化為電信號的傳感器，由“光發射器”與“光敏接收器”兩個部分組成。當傳感界面上有物體運動時，就會影響“光發射器”的所發光束的正常發射軌道，從而改變“光敏接收器”的接收狀況，開關的電氣機構就會被觸發動作。,工作原理：是基于光通量變化的檢測；物體的存在是通過光束的中斷或者光強度的變化而被檢測出來的。適用范圍：光電元件適用于檢測所有種類的物體。三個基本型式：對射式：用于長的作用距離和反射物體；光束的發射器和接收器是分開的。反射式：用于中等作用距離(70%左右的用途)，發射器和接收器裝在同一只殼體中的。光束的返回是由一只反向器保證的。漫射式：用于小的作用距離，接收器和發射器在同一只殼體內，物體反射光束。,11,不同的系統,2.1工作原理,12,漫反射系統,優點:單一的元件(發射+接受),高反射系數的目標檢測(從0.6到0.9).缺點:檢測距離短受物體反射性能的影響(表面狀態及顏色)，死區受背景的影響注意：固定和調整時很敏感,2.1工作原理,13,漫射系統的限制,注:如果背景的反射系數被檢測物體的反射系數,不可能檢測，,必須使用帶背景抑制的光電元件.,2.1工作原理,14,帶背景抑制的漫反射系統,優點：單一的元件(發射+接受)檢測不受背景的影響給定距離的檢測，不受物體本身顏色的影響缺點：檢測距離短死區特征：固定和調整時很敏感,2.1工作原理,15,光電傳感器是光學傳感器，包括光發射器和相應的光感應接收器.直接反射傳感器根據反射原理工作.這類光電傳感器可以區分放在檢測區內的被測物體和檢測區外的物體(背景).檢測區外的每個物體可以看見但不考慮.,帶背景抑制的漫射系統,背景抑制漫射系統,2.1工作原理,16,原理:接收系統包括兩個光電二極管,使用三角形方法,可以區分檢測區內物體和檢測區外物體.,帶背景抑制的漫射系統,背景抑制漫射系統,2.1工作原理,17,反射系統,優點：檢測距離適中單一的元件(發射+接受)易于安裝缺點：對發光物體較敏感死區受反射板型式的影響注意：通常，被測物體應大于反射板避免發光體及背景的影響,2.1工作原理,18,極化反射系統,2.1工作原理,19,極化反射系統,優點：單一的元件(發射+接受)檢測距離平均或稍低高反射系數物體的檢測易于安裝缺點：反射板種類繁多注意：通常，被測物體必須大于反射板某些塑料會使光線偏振態改變(例如膠卷，填充料.),過濾發射光線可以只發射垂直偏鎮光線.反射器包括相當數量的三角體，具有去光線極化的特點,2.1工作原理,20,對射系統,優點：用于長距離的檢測精確、可靠的檢測適用于粗糙的環境可檢測發光物體沒有死區缺點：需兩個元件(發射器與接受器分離)長距離檢測很難調整注意：光束的直徑取決于能被檢測物體的最小尺寸,2.1工作原理,21,光電開關-各種形狀和材料物體的接近檢測光電檢測,適用于一些檢測系統環境敏感感應距離：幾百毫米至300米,極化反射:透明物體,帶背景抑制模式,對射模式:不透明物體,穿透光束:可檢測300米遠,漫射模式,光纖:微小物體,2.2光電傳感器應用,22,2.2.1XUM-W含水液體傳感器,應用:注水控制液位控制功能:透明或有顏色的液體通過不透明容器或標簽的檢測.注入時不會因泡沫而受到干擾.,基本特性:額定感應距離:50m(根據應用在10到20cm使用)工作溫度:0.40C防護等級:IP65連接方法:預接線2m,直徑4mm,4槽輸出:100mAPNP&NPN供電電壓:12.24VDC,23,發射元件的特點是發射1450nm波長的光.這個波長的光會被水分子吸收80%:,(nm),舉例:水的吸收峰值=1450nm硝酸鹽的吸收峰值=214nm磷酸鹽的吸收峰值=258nm,24,當灌碳酸飲料瓶時，不受泡沫影響,發射器,接收器,沒有檢測,接收器,檢測,發射器,25,產品在以下工業中的特殊應用:,化妝品工業,監測香水瓶的灌裝,監測塑料管液體物質的液位.,醫藥工業,透過標簽檢測液體