Что такое отражатель освещения?

Что такое отражатель света?

Отражатель света — это устройство, которое обнаруживает присутствие объекта, проецируя свет от излучателя света и приемника света, направленных в одном направлении, и обнаруживая свет, отраженный объектом, с помощью приемника света.

Механизм, который использует свет для обнаружения объекта, обычно называется фотопрерывателем и относится к устройству, которое имеет возможность обнаруживать наличие или отсутствие и положение объекта с помощью света, используя набор излучателей света и фотоприемников.

Фотопрерыватели подразделяются на пропускающие и отражающие типы. Фотопрерыватели пропускающего типа обнаруживают объекты, перехватывая свет, когда он проходит между излучателем света и приемником.

Отражательные фотопрерыватели обнаруживают свет, излучаемый излучателем света, который отражается от объекта и обнаруживается фотодетектором.

Поскольку эти два типа обычно различаются термином фотопрерыватель для типа пропускания и отражатель освещения для типа отражения, в этой статье мы сосредоточимся исключительно на последнем типе.

Применение отражателей освещения

Световые отражатели в основном используются для обнаружения объектов на близком расстоянии. Они также могут использоваться для обнаружения черно-белых узоров, используя тот факт, что отражательная способность света различается в зависимости от цвета поверхности объекта, или для измерения расстояния, поскольку сила сигнала меняется в зависимости от расстояния между объектом и световым отражателем.

Конкретным примером является способность определять, находится ли объект в заданном положении. Это имеет место, например, при обнаружении состояния установки носителя в проигрывателе дисков. В энкодерах, используемых в различных устройствах, круглая щелевая пластина с выгравированной на ней щелью прикреплена к оси вращения, а фотоотражатель также используется в механизме, который определяет величину вращения путем подсчета этой щели.

Поскольку в сколотой части щели нет объекта, количество сколотых частей можно подсчитать по сигналу светоприемной части. Примером обнаружения цветовых различий является использование самоходного робота в качестве датчика в механизме, который определяет путь, когда он движется вдоль белой направляющей линии.

Другое применение фотоотражателя — измерение грубых расстояний, например, обнаружение оставшихся в принтере чернил или тонера.

Принцип работы отражателей освещения

Отражатели освещения состоят из светодиодного светоизлучающего элемента ближнего инфракрасного диапазона и фототранзисторного или фотодиодного светоприемного элемента, оба из которых ориентированы в одном направлении. Свет, излучаемый светоизлучающим элементом, отражается от обнаруживаемого объекта, а светоприемный элемент обнаруживает отраженный свет для обнаружения объекта.

Интенсивность отраженного света зависит, в частности, от расстояния между объектом и отражателем освещения. Чем ближе объект и отражатель освещения, тем сильнее будет отраженный свет, поэтому расстояние между объектом и фотопрерывателем можно приблизительно определить по силе отраженного света.

Кроме того, поскольку отражательная способность света меняется в зависимости от цвета и плотности объекта, определение интенсивности света также может использоваться для обнаружения различий в цвете и оттенках.

Другая информация о светоотражателях

Что следует учитывать при использовании отражающего фотомикродатчика

1. Окружающий свет
Поскольку светоприемный элемент светоотражателя конструктивно направлен наружу, необходимо учитывать тот факт, что окружающий свет имеет тенденцию проникать в светоприемную часть.

Обычно в светоприемной части осветительного рефлектора устанавливается фильтр, отсекающий видимый свет, который блокирует свет с длиной волны 700 нм или меньше, чтобы уменьшить влияние окружающего света, но даже это не предотвращает его полностью.

2. Влияние фона
Влияние фона означает, что свет, излучаемый излучателем света, отражается фоновым объектом, даже если нет объекта для обнаружения, что приводит к ложному обнаружению элементом приема света. Например, если лист бумаги проходит над рамой из нержавеющей стали или оцинкованной стали, и прохождение бумаги обнаруживается, может случиться, что уровень сигнала приема света без бумаги будет больше, чем уровень сигнала приема света при обнаружении бумаги.

Поэтому желательно, чтобы фон был абсолютно черным или имел большое доступное пространство.

3. Отражение света обнаруженным объектом
Важно отметить, что выходной уровень отраженного света сильно варьируется в зависимости от типа, расстояния и размера обнаруживаемого объекта. Первоначально фототок отражательного фотомикродатчика обеспечивает только уровень тока от нескольких десятков до нескольких сотен мкА даже при обнаружении объекта, поэтому необходимо признать, что выходной уровень самого элемента приема света низок.

Следует отметить, что даже когда окружающая среда темная, через фотодатчик протекают темновые токи и токи утечки, и они могут достигать 10 мкА и более при повышении температуры, и эти уровни шума нельзя игнорировать относительно уровня сигнала. Особое внимание следует уделять объектам с низкой отражательной способностью, так как отношение сигнала к шуму будет очень малым.

4. Обнаружение мелких или прозрачных объектов
Если обнаруживаемый объект небольшой или прозрачный, отраженный свет слабый, поэтому уровень выходного сигнала фотоприемника мал и может потеряться в шуме. Важно проверить характеристики фотопрерывателя с учетом размера обнаруживаемого объекта.