什么是光傳感器?
光電傳感器是各種光電檢測(cè)系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)光電轉(zhuǎn)換的關(guān)鍵元件,而光電材料是光電傳感器中的重要組成部分。光照在光電材料上時(shí),材料表面的電子吸收能量。當(dāng)電子吸收的能量足夠大時(shí),電子會(huì)克服原子核對(duì)它的束縛力,脫離材料表面而進(jìn)入外界空間,從而改變光電材料的導(dǎo)電性。
光傳感器的分類及用途
光傳感器是一種傳感裝置,主要由光敏元件組成,主要分為環(huán)境光傳感器、紅外光傳感器、太陽光傳感器、紫外光傳感器四類,主要應(yīng)用在改變車身電子應(yīng)用和智能照明系統(tǒng)等領(lǐng)域。
1. 對(duì)射式光電傳感器。所謂的對(duì)射式傳感器就是指組成傳感器的發(fā)射器和接受器是分開放置的,發(fā)射器發(fā)射紅外光后,會(huì)經(jīng)過一定距離的傳輸后才能到達(dá)接受器的位置處,并且與接受器形成一個(gè)通路,當(dāng)我們需要檢測(cè)的物體通過對(duì)射式光電傳感器時(shí),光路就會(huì)被檢測(cè)物體所阻擋,這是接受器就會(huì)及時(shí)的反應(yīng)并輸出一個(gè)開關(guān)控制信號(hào),在粉塵污染比較嚴(yán)重的環(huán)境中或是野外的環(huán)境中都可以應(yīng)用對(duì)射式光電傳感器。
2. 漫反射式光電傳感器。這種傳感器的檢測(cè)頭內(nèi)部也是裝有發(fā)射器和接受器的,但是并沒有反光板的,一般情況下,接受器是無法接收到發(fā)射器所發(fā)出的光的,但是當(dāng)需要我們檢測(cè)的物體通過光電傳感器時(shí),物體會(huì)將光線反射回去,接受器接收到光信號(hào),輸出一個(gè)開關(guān)控制信號(hào),漫反射式光電傳感器大多應(yīng)用在自動(dòng)沖水系統(tǒng)中。
3. 反射式光電傳感器。在一個(gè)接頭裝置的內(nèi)部同時(shí)裝有發(fā)射器、接受器以及反光板。發(fā)射器所發(fā)出的光電在反射原理的作用下會(huì)反射給接受器,這種光電控制的作用也就是所謂的反光板反射式的光電開關(guān)。通常情況下,反光板會(huì)將發(fā)射器所發(fā)射的光反射回去的,接受器可以接收到,當(dāng)檢測(cè)的物體擋住了光路,接受器就接收不到反射光,這時(shí)開關(guān)就會(huì)產(chǎn)生作用,輸出開關(guān)信號(hào)。反射式光電傳感器一般用于辨別不透明度的物體,并且有效的距離較大,可用于粉塵污染較為嚴(yán)重的環(huán)境中。
4. 槽形光電傳感器。其通常也被叫做U 型光電開關(guān),在U 型槽的兩側(cè)分別裝有發(fā)射器和接受器,并且兩者形成一個(gè)統(tǒng)一的光軸。當(dāng)我們所檢測(cè)的物體通過U 型槽時(shí),光軸就會(huì)被隔斷,這是光電開關(guān)就會(huì)產(chǎn)生反應(yīng),輸出開關(guān)信號(hào)。槽形光電開關(guān)的穩(wěn)定性和安全性都很高,所以一般用于透明物體、半透明物體以及高速變化物體的檢測(cè)工作中。
5. 光纖式光電傳感器。這種光電傳感器的工作原理就是將光源處的光用光纖接到檢測(cè)點(diǎn)的位置處,調(diào)制區(qū)內(nèi)部的光會(huì)與待測(cè)的物體相互作用,從而改變光的光學(xué)性質(zhì),之后光接受器就會(huì)接收到檢測(cè)點(diǎn)位置處的光信號(hào),也就形成了光纖式光電開關(guān)。
光傳感器的具體用途改變車身電子應(yīng)用
環(huán)境光檢測(cè)
在車身電子應(yīng)用中,環(huán)境光傳感器用于調(diào)節(jié)儀表盤的背光強(qiáng)度,以及導(dǎo)航系統(tǒng)(GPS)、溫度控制及DVD屏幕中的LCD背光強(qiáng)度。這對(duì)于像BMW的iDrive及Prius的Multi-Info等顯示屏而言尤其重要。例如,當(dāng)日光變得昏暗并且漆黑一片時(shí),儀表盤背光將進(jìn)行不同程度地調(diào)節(jié),以達(dá)到最佳可見度,并降低可能對(duì)駕駛者造成的強(qiáng)光。使用這些傳感器可消除在白天打開車大燈時(shí)煩人的顯示屏自動(dòng)亮度調(diào)節(jié)等程序,環(huán)境光傳感器的關(guān)鍵功能是利用380nm~780nm的敏感度可見波長,復(fù)制了人眼的敏感度。
隧道檢測(cè)
隧道檢測(cè)需要兩個(gè)傳感器的輸入。第一個(gè)傳感器具有“向上看”的較寬視野,以及相對(duì)較長的平均移動(dòng)時(shí)間段,長時(shí)間段可防止車燈打開和關(guān)閉。第二個(gè)傳感器具有“向前看”的較窄視野,以及相對(duì)較短的平均移動(dòng)時(shí)間段。這可使隧道傳感器對(duì)突然的日光變化做出快速反應(yīng),并打開車大燈,以及在進(jìn)入隧道時(shí)可調(diào)節(jié)顯示屏的背光亮度。前向傳感器消除了在進(jìn)入橋下或遮天蔽日的大樹下時(shí)打開及關(guān)閉車燈。在這些情況下,該傳感器仍將“看到”前方的光線。
當(dāng)進(jìn)入隧道時(shí),隧道傳感器信號(hào)將下降,而寬視野傳感器的信號(hào)將仍保持高強(qiáng)度;車大燈將打開。當(dāng)出了隧道時(shí),隧道傳感器信號(hào)將加強(qiáng),而寬視野傳感器信號(hào)將下降;車大燈將關(guān)閉。憑借不同的平均移動(dòng)時(shí)間段,控制器可做出明確的區(qū)別。
智能照明系統(tǒng)
為了提高工作環(huán)境的舒適性,照明控制系統(tǒng)采取光傳感器,根據(jù)當(dāng)前環(huán)境的照度自動(dòng)控制照明設(shè)備,從而使照度控制在舒適的范圍內(nèi)。在傳統(tǒng)的照明控制系統(tǒng)中,往往采用普通光傳感器結(jié)合A/D轉(zhuǎn)換器(ADC)。由于光傳感器檢測(cè)到的光信號(hào)既包含可見光成分又有紅外光成分,濾除紅外光對(duì)光傳感器檢測(cè)結(jié)果。
典型應(yīng)用:
背光調(diào)節(jié):電視機(jī)、電腦顯示器、LCD背光、手機(jī)、數(shù)碼相機(jī)、MP4、PDA、GPS;
節(jié)能控制:室外廣告機(jī)、感應(yīng)照明器具、玩具;儀器 儀表:測(cè)量光照度的儀器及工業(yè)控制;