光電傳感器的應(yīng)用實(shí)例介紹

1. 火焰探測(cè)報(bào)警器
圖 8 - 23 是采用硫化鉛光敏電阻為探測(cè)元件的火焰探測(cè)器電路圖。 硫化鉛光敏電阻的暗電阻為1 MΩ， 亮電阻為 0.2 MΩ(光照度 0.01 W/m2下測(cè)試的)，峰值響應(yīng)波長(zhǎng)為2.2μm。 硫化鉛光敏電阻處于V1管組成的恒壓偏置電路，其偏置電壓約為 6 V，電流約為 6μΑ。V2管集電極電阻兩端并聯(lián) 68 μF的電容， 可以抑制 100 Hz以上的高頻，使其成為只有幾十赫茲的窄帶放大器。V2、V3構(gòu)成二級(jí)負(fù)反饋互補(bǔ)放大器， 火焰的閃動(dòng)信號(hào)經(jīng)二級(jí)放大后送給中心控制站進(jìn)行報(bào)警處理。采用恒壓偏置電路是為了在更換光敏電阻或長(zhǎng)時(shí)間使用后，器件阻值的變化不致于影響輸出信號(hào)的幅度， 保證火焰報(bào)警器能長(zhǎng)期穩(wěn)定地工作。

2. 光電式緯線探測(cè)器
光電式緯線探測(cè)器是應(yīng)用于噴氣織機(jī)上， 判斷緯線是否斷線的一種探測(cè)器。圖 8 -24 為光電式緯線探測(cè)器原理電路圖。當(dāng)緯線在噴氣作用下前進(jìn)時(shí)，紅外發(fā)射管VD發(fā)出的紅外光，經(jīng)緯線反射，由光電池接收，如光電池接收不到反射信號(hào)時(shí)，說(shuō)明緯線已斷。因此利用光電池的輸出信號(hào)，通過(guò)后續(xù)電路放大、脈沖整形等，控制機(jī)器正常運(yùn)轉(zhuǎn)還是關(guān)機(jī)報(bào)警。
由于緯線線徑很細(xì)，又是擺動(dòng)著前進(jìn)，形成光的漫反射， 削弱了反射光的強(qiáng)度，而且還伴有背景雜散光，因此要求探緯器具備高的靈敏度和分辨力。為此，紅外發(fā)光管VD采用占空比很小的強(qiáng)電流脈沖供電，這樣既保證發(fā)光管使用壽命， 又能在瞬間有強(qiáng)光射出，以提高檢測(cè)靈敏度。一般來(lái)說(shuō)，光電池輸出信號(hào)比較小，需經(jīng)放大、脈沖整形以提高分辨力。

光電式緯線探測(cè)器電路圖原理圖

3. 燃?xì)鉄崴髦忻}沖點(diǎn)火控制器
由于煤氣是易燃、易爆氣體，所以對(duì)燃?xì)馄骶咧械狞c(diǎn)火控制器的要求是安全、穩(wěn)定、可靠。為此電路中有這樣一個(gè)功能， 即打火確認(rèn)針產(chǎn)生火花，才可打開(kāi)燃?xì)忾y門(mén)；否則燃?xì)忾y門(mén)關(guān)閉， 這樣就保證使用燃?xì)馄骶叩陌踩浴?br /> 圖 8 - 25 為燃?xì)鉄崴髦械母邏捍蚧鸫_認(rèn)電路原理圖。 在高壓打火時(shí)，火花電壓可達(dá)一萬(wàn)多伏，這個(gè)脈沖高電壓對(duì)電路工作影響極大，為了使電路正常工作，采用光電耦合器VB進(jìn)行電平隔離，大大增強(qiáng)了電路抗干擾能力。當(dāng)高壓打火針對(duì)打火確認(rèn)針?lè)烹姇r(shí)，光電耦合器中的發(fā)光二極管發(fā)光， 耦合器中的光敏三極管導(dǎo)通， 經(jīng)V1、V2、V3放大，驅(qū)動(dòng)強(qiáng)吸電磁閥，將氣路打開(kāi)，燃?xì)馀龅交鸹慈紵?若高壓打火針與打火確認(rèn)針之間不放電，則光電耦合器不工作，V1等不導(dǎo)通，燃?xì)忾y門(mén)關(guān)閉。

燃?xì)鉄崴鞯母邏捍蚧鸫_認(rèn)電路原理圖

4. CCD圖像傳感器應(yīng)用
CCD圖像傳感器在許多領(lǐng)域內(nèi)獲得廣泛的應(yīng)用。 前面介紹的電荷耦合器件(CCD)具有將光像轉(zhuǎn)換為電荷分布，以及電荷的存儲(chǔ)和轉(zhuǎn)移等功能， 所以它是構(gòu)成CCD固態(tài)圖像傳感器的主要光敏器件，取代了攝像裝置中的光學(xué)掃描系統(tǒng)或電子束掃描系統(tǒng)。
CCD圖像傳感器具有高分辨力和高靈敏度，具有較寬的動(dòng)態(tài)范圍，這些特點(diǎn)決定了它可以廣泛用于自動(dòng)控制和自動(dòng)測(cè)量，尤其適用于圖像識(shí)別技術(shù)。 CCD圖像傳感器在檢測(cè)物體的位置、工件尺寸的精確測(cè)量及工件缺陷的檢測(cè)方面有獨(dú)到之處。下面是一個(gè)利用CCD圖像傳感器進(jìn)行工件尺寸檢測(cè)的例子。

圖 8 - 26 為應(yīng)用線型CCD圖像傳感器測(cè)量物體尺寸系統(tǒng)。 物體成像聚焦在圖像傳感器的光敏面上，視頻處理器對(duì)輸出的視頻信號(hào)進(jìn)行存儲(chǔ)和數(shù)據(jù)處理，整個(gè)過(guò)程由微機(jī)控制完成。 根據(jù)幾何光學(xué)原理，可以推導(dǎo)被測(cè)物體尺寸計(jì)算公式， 即D=np/M

式中： n——覆蓋的光敏像素?cái)?shù)；
p——像素間距；
M——倍率。И
微機(jī)可對(duì)多次測(cè)量求平均值，精確得到被測(cè)物體的尺寸。 任何能夠用光學(xué)成像的零件都可以用這種方法，實(shí)現(xiàn)不接觸的在線自動(dòng)檢測(cè)的目的。