日期：2021-12-09
光電開關是各種光電檢測系統中光電轉換的關鍵部件。它是一種將光信號(可見光和紫外激光)轉換為電信號的裝置。以光電元件為敏感元件的光電傳感器種類繁多，應用廣泛。光電器件包括光電池、光電倍增管、光敏電阻、光電二極管、光電晶體管、光電池等。
光電開關一、光電效應
光電開關一般由處理路徑和處理元件兩部分組成。是基于光電效應，將測量到的變化轉化為光信號變化，再借助光電元件將非電信號進一步轉化為電信號。光電效應是指用光照射物體，光可以看作是一系列具有一定能量的光子轟擊物體。此時，光子能量轉移給電子，一個光子的全部能量一次被一個電子吸收。電子得到光子傳遞的能量后，其狀態會發生變化，從而使被光照射的物體產生相應的電效應。
光電開關二、暗電流
該光電二極管是最常見的光傳感器。光電二極管的外觀與一般二極管相同。沒有光時，和普通二極管一樣。反向電流很小，稱為光電二極管的暗電流。在光照下，載流子被激發，產生電子空洞，稱為光電載流子。在外電場作用下，光電載流子參與傳導，形成遠大于暗電流的反向電流。這種反向電流稱為光電流。光電流的大小與光強成正比，因此在負載電阻上可以得到隨光強變化的電信號。
光電開關三、信號功能
光電三極管除了具有光電二極管將光信號轉換為電信號的功能外，還具有放大電信號的功能。光電三極管的外觀與一般的三極管沒有太大區別。一般光敏三極管只引出發射極和集電極兩個極，基極不引出。外殼上還有一個供光線進入的窗口。為了增加照度，底面積非常大。由于發射面積小，入射光主要被基區吸收。集電極結在工作期間反向偏置，發射結正向偏置。無光時流過管子的電流為暗電流。有光時，大量電子-空穴對被激發，使基極產生的電流Ib增大。此時流過管子的電流稱為光電流。
光電開關四、光電晶體管
發射器瞄準目標發射光束。發出的光束一般來自光源、發光二極管(LED)、激光二極管和紅外發光二極管。光束不間斷地發射，或改變脈沖寬度。接收器由光電二極管、光電晶體管和光電管組成。在接收器的前面，安裝了鏡頭和光圈等光學元件。后面是檢測電路，可以濾除有效信號并施加信號。發射器有一個校準鏡頭，可將光線聚焦到接收器，接收器出口電纜將設備連接到真空管放大器。金屬圓筒內有一盞小白熾燈作為光源。這些小巧而堅固的白熾燈傳感器是當今光電傳感器的原型。接收器由光電二極管、光電晶體管和光電管組成。
光電開關五、槽光電傳感器
它是一種槽形光電器件，在槽的兩側面對面安裝光發射器和接收器。光發射器可以發出紅外光或可見光，在不遮擋的情況下，光接收器可以接收光。但是，當被檢測物體通過插槽時，光線被阻擋，光電開關動作。輸出開關控制信號，切斷或接通負載電流，完成控制動作。由于整體結構的限制，槽式開關的檢測距離一般只有幾厘米。
光電開關六、準直光電傳感器
如果光發射器和光接收器分開，可以增加檢測距離。由光發射器和光接收器組成的光電開關稱為分束光電開關。其探測距離可達數米甚至數十米。使用時，光發射器和光接收器分別安裝在檢測對象路徑的兩側。當檢測物體通過時，光路被阻擋，光接收器動作，輸出開關控制信號。
光電開關七、反射式光電開關
發光裝置和受光裝置安裝在同一裝置內，前面裝有反射板。反射板式光電開關利用反射原理完成光電控制功能。在正常情況下，光發射器發出的光被反射器反射回來并被光接收器接收。一旦光路被檢測物體阻擋而受光器沒有接收到光，光電開關動作并輸出開關控制信號。
光電開關八、漫反射式光電開關
它的探測頭也裝有光發射器和光接收器，但前面沒有反射器。一般情況下，光發射器發出的光是受光器無法發現的。當檢測物體通過時，它會阻擋光線并將光線部分反射回來。接收器接收信號并輸出切換信號。
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