Что такое оптический датчик?

Что такое оптический датчик?

Оптический датчик, также называемый светоприемным элементом, также является полупроводниковым устройством. Это одно из вспомогательных устройств, которое обнаруживает различные свойства света, преобразуя их в электрические сигналы, и является вспомогательным устройством, которое составляет машину. Технология оптического зондирования используется как метод зондирования света. И существуют различные типы датчиков света для всех видов ситуаций. Был разработан широкий спектр датчиков, от тех, которые определяют, находится ли световой объект в пределах указанного значения, и проходят, если он включен, и выходят из строя, если он выключен, до типов, которые обеспечивают уведомление, и высокочувствительных датчиков, которые могут обнаруживать отдельные фотоны.

Оптический датчик также используется в датчиках движения для автоматических дверей. Реакция датчика быстрая, поэтому нет дополнительной задержки по времени. Кроме того, поскольку они работают, обнаруживая свет, им не требуется контакт с людьми или предметами, и они не приводят к загрязнению объектов, которые они обнаруживают. Поэтому датчик можно использовать со спокойной душой. По этим причинам оптический датчик используется в промышленных и потребительских приложениях.

Свет включает в себя видимый свет и невидимый свет, такой как ультрафиолетовые и инфракрасные лучи. Поэтому при выборе оптического датчика необходимо выбрать датчик, подходящий для длины волны.

Существует два типа датчиков света: те, которые используют полупроводники, такие как фотодиоды, и те, которые используют фотоумножительные трубки.

Применение оптических датчиков

В последние годы автоматизация устройств в нашей повседневной жизни увеличивается, и применение оптических датчиков расширяется. Типичными примерами являются пульты дистанционного управления для телевизоров и аудиооборудования. Эти пульты дистанционного управления движутся в ответ на инфракрасные лучи, поэтому используются оптические датчики для инфракрасных лучей. Они также используются в автофокусировке камер и датчиках изображения. Другие датчики света также используются в смесителях для раковин, которые автоматически включаются и выключаются, когда они обнаруживают руку человека.

Как только вы выходите из дома, датчики света используются повсюду в нашей повседневной жизни.

В банкоматах оптические датчики используются для «обнаружения карт», «обнаружения купюр» и «обнаружения внутреннего механизма». В билетных автоматах они используются для «обнаружения монет», «обнаружения билетов» и «обнаружения купюр». Датчик движения используется для включения освещения, когда кто-то входит в туалет, и для выключения освещения, когда в туалете никого нет, что способствует экономии энергии.

Оптические датчики также используются для проверки содержания сахара во фруктах, и спрос на них растет, поскольку они могут измерять содержание сахара, не повреждая фрукты. Содержание сахара также можно измерить, применяя принцип, согласно которому чем больше сахара и кислотных компонентов растворено во фруктовом соке, тем больше показатель преломления света.

Они также применялись в астрономии. В прошлом астрономические изображения записывались на фотографические сухие пластины, но с 1990-х годов были приняты приборы с зарядовой связью (ПЗС).

Технология оптических датчиков

В последние годы технология оптических датчиков достигла значительного прогресса. В промышленной сфере неразрушающий контроль — это метод инспекции, который может исследовать состояние объекта, не разрушая его. В этом методе инспекции объект подвергается воздействию излучения или ультразвуковых волн для определения степени повреждения, не разрушая объект. Оптические датчики используют метод, называемый ближней инфракрасной спектроскопией, который похож на этот тип метода инспекции. Ближняя инфракрасная спектроскопия используется в ближних инфракрасных спектроскопических датчиках и представляет собой механизм, который не влияет на наблюдаемый объект. Инфракрасные лучи классифицируются на «ближние инфракрасные лучи», «средние инфракрасные лучи» и «дальние инфракрасные лучи», из которых ближние инфракрасные спектральные датчики обрабатывают ближние инфракрасные лучи.

Ближние инфракрасные спектроскопические датчики могут наблюдать широкий спектр материалов, от неорганических материалов до органических материалов. Например, они используются в сочетании с машинным обучением для проверки ухудшения свойств бетона в неорганических материалах, а в органических материалах — для наблюдения за количеством жира в телах людей и рыб.

Таким образом, технология оптических датчиков продолжает развиваться не только в одной области, но и путем внедрения дополнительных технологий.

Принцип действия оптических датчиков

Существует множество методов обнаружения для оптических датчиков. Два основных типа — это тип пропускания и тип обратного отражения. Тип пропускания требует наличия светоизлучающего проектора и светоприемного приемника и реагирует на наличие препятствия между ними. В типе обратного отражения проектор и приемник объединены в один блок, а свет, излучаемый проектором, обнаруживается, когда он прерывается отражателем, отражающимся назад.

В принципе, также существует два типа датчиков: один, использующий внутренний фотоэлектрический эффект, и другой, использующий внешний фотоэлектрический эффект.

Внутренний фотоэлектрический эффект

Этот тип датчика использует полупроводники, как типичные фотодиоды, и использует фотогальванический или фотопроводящий эффект. Кремниевые элементы охватывают диапазон видимого света, в то время как германиевые элементы охватывают длины волн от УФ до ИК. ПЗС, часто используемые в камерах, находятся в диапазоне видимого света.

Внешний фотоэлектрический эффект

При облучении света электроны выбрасываются из катода и собираются на аноде для усиления и обнаружения. Датчики, использующие фотоумножительные трубки, могут обнаруживать широкий диапазон от вакуумной ультрафиолетовой области до 1700 мкм. Датчики, использующие фототрубки, также могут обнаруживать от ультрафиолетового света до видимого света.

Особенности продуктов оптических датчиков

Оптические датчики доступны в следующих типах, которые разработаны для соответствия цели обнаружения и имеют особенности в оптическом пути.

1. Пропускающий фотодатчик

Свет, излучаемый светоизлучающим элементом, имеет U-образную структуру, при этом оба элемента обращены друг к другу, так что свет, излучаемый светоизлучающим элементом, попадает на светоприемный элемент на определенном расстоянии между ними. Свет, излучаемый светоизлучающим элементом, измеряется на выходе светоприемного элемента, который изменяется в зависимости от препятствия.

2. Отдельный фотодатчик

Светоизлучающий элемент и светоприемный элемент разделены в корпусе, а расстояние между длинными датчиками может быть реализовано для обеспечения любой желаемой настройки.

3. Отражательный фотодатчик

Светоизлучающие и светоприемные элементы выровнены в одном направлении или установлены под определенным углом. Свет от светоизлучающего элемента освещается определенным обнаруживаемым объектом, а отраженный от него свет измеряется светоприемным элементом.

4. Призматический фотодатчик

Светоизлучающие и светоприемные элементы выровнены в одном направлении и установлены на призме между светоизлучающими и светоприемными элементами для проведения измерений.

5. Фотодатчик привода

Благодаря объединению пропускающего фотодатчика с приводом (рычагом), который вращается, датчик отключается рычагом для выполнения механической дискриминации.