《光电传感器的应用》PPT课件.ppt

光电传感器的应用光电传感器的应用、光源本身是被测物的应用实例、光源本身是被测物的应用实例二、被测物吸收光通量的应用实例二、被测物吸收光通量的应用实例三、被测物体反射光通量的应用实例三、被测物体反射光通量的应用实例 12/4/20221一、一、1.热释电传感器简介热释电传感器简介 热释电红外传感器是一种能检测人或动物发射的红外线热释电红外传感器是一种能检测人或动物发射的红外线而输出电信号的传感器。早在而输出电信号的传感器。早在1938年，有人提出过利用热释电年，有人提出过利用热释电效应探测红外辐射，但并未受到重视，直到六十年代才又兴起效应探测红外辐射，但并未受到重视，直到六十年代才又兴起了对热释电效应的研究和对热释电晶体的应用。热释电晶体已了对热释电效应的研究和对热释电晶体的应用。热释电晶体已广泛用于红外光谱仪、红外遥感以及热辐射探测器。除了在楼广泛用于红外光谱仪、红外遥感以及热辐射探测器。除了在楼道自动开关、防盗报警上得到应用外，在更多的领域得到应用。道自动开关、防盗报警上得到应用外，在更多的领域得到应用。比如：在房间无人时会自动停机的空调机、饮水机；电视机能比如：在房间无人时会自动停机的空调机、饮水机；电视机能判断无人观看或观众已经睡觉后自动关机的电路；开启监视器判断无人观看或观众已经睡觉后自动关机的电路；开启监视器或自动门铃上的应用；摄影机或数码照相机自动记录动物或人或自动门铃上的应用；摄影机或数码照相机自动记录动物或人的活动等等的活动等等 您可以根据自己的奇思妙想，结合其他电路开发出更加优您可以根据自己的奇思妙想，结合其他电路开发出更加优秀的新产品。或自动化控制装置。秀的新产品。或自动化控制装置。12/4/20222热释电传感器在人体检测、报警中的应用热释电传感器在人体检测、报警中的应用 热释电元件在红外线检测中得到广泛的热释电元件在红外线检测中得到广泛的应用。它可用于能产生远红外辐射的人体检应用。它可用于能产生远红外辐射的人体检测，如防盗门、宾馆大厅自动门、自动灯的测，如防盗门、宾馆大厅自动门、自动灯的控制等。控制等。热释电元件外形热释电元件外形 12/4/20223热释电传感器的内部电路热释电传感器的内部电路两块反向两块反向串联的热串联的热释电晶片释电晶片场场效应管效应管12/4/20224热释电传感器工作原理热释电传感器工作原理 热释电晶片表面必须罩上一块由一组平热释电晶片表面必须罩上一块由一组平行的棱柱型透镜所组成菲涅尔透镜，每一透行的棱柱型透镜所组成菲涅尔透镜，每一透镜单元都只有一个不大的视场角，当人体在镜单元都只有一个不大的视场角，当人体在透镜的监视视野范围中运动时，顺次地进入透镜的监视视野范围中运动时，顺次地进入第一、第二单元透镜的视场，晶片上的两个第一、第二单元透镜的视场，晶片上的两个反向串联的热释电单元将输出一串交变脉冲反向串联的热释电单元将输出一串交变脉冲信号。当然，如果人体静止不动地站在热释信号。当然，如果人体静止不动地站在热释电元件前面，它是电元件前面，它是“视而不见视而不见”的。的。12/4/20225菲涅尔透镜菲涅尔透镜菲涅尔透镜菲涅尔透镜热释电晶片热释电晶片12/4/20226菲涅尔透镜外形菲涅尔透镜外形 传感器不加菲涅尔传感器不加菲涅尔透镜时，其检测距离透镜时，其检测距离小于小于2m，而加上该透而加上该透镜后，其检测距离可镜后，其检测距离可增加增加3倍以上倍以上。12/4/20227热释电套件热释电套件12/4/20228热释电报警器热释电报警器菲涅尔透镜菲涅尔透镜设定按钮设定按钮高高分贝喇叭分贝喇叭12/4/20229热释电报警器（续）热释电报警器（续）菲涅尔透镜菲涅尔透镜 5mm接插件接插件12/4/202210热释电报警器（续）热释电报警器（续）吸吸顶顶式式 热释电报警器热释电报警器12/4/202211热释电传感器应用热释电传感器应用 热释电传热释电传感器用于自动感器用于自动亮灯，当然也亮灯，当然也可以用于防盗可以用于防盗热释电传感器热释电传感器的感应范围的感应范围12/4/202212热释电感应灯热释电感应灯热释电热释电传感器传感器12/4/202213自动感应灯自动感应灯（参考施特朗公司资料）（参考施特朗公司资料）12/4/202214热释电传感器在智能空调中的应用热释电传感器在智能空调中的应用 智能空调能检测智能空调能检测出屋内是否有人，微出屋内是否有人，微处理器据此自动调节处理器据此自动调节空调的出风量，以达空调的出风量，以达到节能的目的。到节能的目的。空调中，热空调中，热释电释电传感器的菲涅尔传感器的菲涅尔透镜做成球形状，从而能感受到屋内透镜做成球形状，从而能感受到屋内一定空间角范围里是否有人，以及人一定空间角范围里是否有人，以及人是静止着还是走动着。是静止着还是走动着。上上下下范范围围左右范围左右范围12/4/2022152.2.红外线辐射温度计：红外线辐射温度计：红外辐射温度计既可用于高温测量，红外辐射温度计既可用于高温测量，又可用于冰点以下的温度测量，所以是辐又可用于冰点以下的温度测量，所以是辐射温度计的发展趋势。市售的红外辐射温射温度计的发展趋势。市售的红外辐射温度计的温度范围可以从度计的温度范围可以从-30-3030003000，中，中间分成若干个不同的规格，可根据需要选间分成若干个不同的规格，可根据需要选择适合的型号。择适合的型号。12/4/202216红外线辐射温度计外形红外线辐射温度计外形 激光仅激光仅 用于瞄准用于瞄准12/4/202217红外线辐射温度计外形红外线辐射温度计外形 红外线辐射温度计红外线辐射温度计用于食品温度测量用于食品温度测量12/4/202218红外线辐射温度计红外线辐射温度计在非接触体温测量中的应用在非接触体温测量中的应用耳温仪耳温仪12/4/202219红外线辐射温度计用于人体额温测量红外线辐射温度计用于人体额温测量12/4/202220 红外线辐射温度计在红外线辐射温度计在非接触温度测量中的应用非接触温度测量中的应用集成集成IC 温度测量温度测量12/4/202221 红外线辐射温度计在非接触温度红外线辐射温度计在非接触温度测量中的应用（续）测量中的应用（续）利用红色激光瞄准被测利用红色激光瞄准被测物（冷藏牛奶和面食）物（冷藏牛奶和面食）12/4/202222红外线辐射温度计在非接触温度测量中的红外线辐射温度计在非接触温度测量中的应用（续）应用（续）利用红色激光瞄准被利用红色激光瞄准被测物（电控柜、天花测物（电控柜、天花板内的布线层）板内的布线层）温度温度 采集系统采集系统12/4/202223二、被测物吸收光通量的应用实例二、被测物吸收光通量的应用实例 光电式浊度计和光电式浊度计和含沙量测量含沙量测量将将装有浊装有浊水的水的试管试管插入仪器中插入仪器中12/4/202224 2.2.烟雾报警器烟雾报警器外形外形 （参考（参考南京千里通公司南京千里通公司 无线无线烟雾报警器烟雾报警器资料）资料）无烟雾时，光敏无烟雾时，光敏元件接收到元件接收到LED发射发射的恒定红外光。而在的恒定红外光。而在火灾发生时，烟雾进火灾发生时，烟雾进入检测室，遮挡了部入检测室，遮挡了部分红外光，使光敏三分红外光，使光敏三极管的输出信号减弱，极管的输出信号减弱，经阀值判断电路后，经阀值判断电路后，发出报警信号。发出报警信号。烟雾烟雾报警报警12/4/202225无线无线烟雾报警器内部结构烟雾报警器内部结构 可发出高分贝可发出高分贝笛鸣声的蜂鸣器笛鸣声的蜂鸣器12/4/202226无线火灾烟雾传感器无线火灾烟雾传感器 无线火灾烟雾传感器可以固定在墙体或者天花无线火灾烟雾传感器可以固定在墙体或者天花板上。它内部使用一节板上。它内部使用一节9伏层叠电池供电，工作在警伏层叠电池供电，工作在警戒状态时，工作电流仅为戒状态时，工作电流仅为15微安，报警发射时工作微安，报警发射时工作电流为电流为20毫安。当探测到初期明火或者烟雾达到一毫安。当探测到初期明火或者烟雾达到一定浓度时，传感器的报警蜂鸣器立即发出定浓度时，传感器的报警蜂鸣器立即发出90分贝的分贝的连续报警，工作指示灯快速连续闪烁，无线发射器连续报警，工作指示灯快速连续闪烁，无线发射器发出无线报警信号，通知远方的接收主机，将报警发出无线报警信号，通知远方的接收主机，将报警信息传递出去。信息传递出去。无线发射器的报警距离在空旷地可无线发射器的报警距离在空旷地可以达到以达到200米，在有阻挡的普通家庭环境中可以达到米，在有阻挡的普通家庭环境中可以达到20米。米。12/4/202227三、被测物体反射光通量的应用实例三、被测物体反射光通量的应用实例 1.反射式反射式 烟雾报警器烟雾报警器 在没有烟雾在没有烟雾时，由于红外对时，由于红外对管相互垂直，烟管相互垂直，烟雾室内又涂有黑雾室内又涂有黑色吸光材料，所色吸光材料，所以红外以红外LED发出发出的红外光无法到的红外光无法到达红外光敏三极达红外光敏三极管。管。当烟雾进入烟雾室后，烟雾的固体粒子对当烟雾进入烟雾室后，烟雾的固体粒子对红外光产生漫反射（图中只画出几个微粒的反红外光产生漫反射（图中只画出几个微粒的反射示意），使部分红外光到达光敏三极管，有射示意），使部分红外光到达光敏三极管，有光电流输出。光电流输出。12/4/202228 2.2.光电式转速表光电式转速表 光电式光电式转速表属于转速表属于反射式光电反射式光电传感器，它传感器，它可以在距被可以在距被测物数十毫测物数十毫米外非接触米外非接触地测量其转地测量其转速。速。n=60(f/z)12/4/202229水泵水泵转速测量转速测量12/4/202230光电式转速表外形光电式转速表外形 12/4/2022313.3.色标传感器色标传感器 色色饱和图饱和图 色标传感器常用于检测色标传感器常用于检测特定色标或物体上的斑点，特定色标或物体上的斑点，它是通过与非色标区相比较它是通过与非色标区相比较来实现色标检测，而不是直来实现色标检测，而不是直接测量颜色。接测量颜色。人眼对各色光的敏感程度人眼对各色光的敏感程度12/4/202232色标传感器的用途色标传感器的用途 现代化工业生产中，颜色检测和颜色现代化工业生产中，颜色检测和颜色识别等的应用越来越多。例如，在包装生识别等的应用越来越多。例如，在包装生产中机器要确定哪种产品放在什么颜色的产中机器要确定哪种产品放在什么颜色的包装中、如何保证产品的正面朝向包装盒包装中、如何保证产品的正面朝向包装盒的玻璃纸窗口等等。色标传感器常用于检的玻璃纸窗口等等。色标传感器常用于检测特定色标或物体上的斑点，它是通过与测特定色标或物体上的斑点，它是通过与非色标区相比较来实现色标检测，而不是非色标区相比较来实现色标检测，而不是直接测量颜色。直接测量颜色。12/4/202233各种色标传感器外形各种色标传感器外形色标传感器色标传感器能识别能识别红、绿、蓝等颜色红、绿、蓝等颜色12/4/202234色标传感器外形（续）色标传感器外形（续）12/4/202235色标传感器在流水线上检测产品的颜色色标传感器在流水线上检测产品的颜色12/4/202236产品包装色彩检测、分选产品包装色彩检测、分选12/4/2022374.光电自动门光电自动门自动门光电传感器自动门光电传感器放大图放大图有效检测区域有效检测区域12/4/202238四、被测物遮挡光通量的应用实例四、被测物遮挡光通量的应用实例 1.光电式带材跑偏检测器光电式带材跑偏检测器 光电传感器光电传感器 带材走偏带材走偏时，边缘经常时，边缘经常与传送机械发与传送机械发生碰撞，易出生碰撞，易出现卷边，造成现卷边，造成废品。废品。当带材处于正确位置（中间位置）时，放大器输出电压当带材处于正确位置（中间位置）时，放大器输出电压Uo为零；当带材左偏时，遮光面积减小，输出电压反映了带为零；当带材左偏时，遮光面积减小，输出电压反映了带材跑偏的方向及大小。材跑偏的方向及大小。12/4/202239 休休 息息 一一 下下12/4/202240