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[摘 要]光电传感器是现时代应用较为广泛的一种信息科学技术，不仅在人们日常生产及生活中得到了应用，还在自动控制领域得到了应用，使各领域的自动化水平越来越高。发展至今，光电传感器的种类已经实现了多样化，能够将各种光信号转化为电信号，最终实现自动化控制，因此将光电传感器应用于自动控制中是必要和重要的，理应得到重视。对此，本文作者根据自己对光电传感器的了解，详细分析了光电传感器在自动控制中的应用。
[关键词]光电传感器；自动控制；应用探讨
中图分类号：P687 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2018）44-0088-02
光电传感器也称为光电式传感器，是以光电器件作为转换元件的传感器。它可用于检测直接引起光量变化的非电物理量，如光强、光照度、辐射测温、气体成分分析等；也可用来检测能转换成光量变化的其他非电量，如零件直径、表面粗糙度、应变、位移、振动、速度、加速度，以及物体的形状、工作状态的识别等。光电式传感器具有非接触、响应快、性能可靠等特点，因此在工业自动化装置和机器人中获得广泛应用。基于此，下文先简要论述了光电传感器的种类，然后详细分析了光电传感器在自动控制中的应用优点、最后深入探讨了光电传感器在自动控制中的应用，希望能够给相关工作人员提供一定的参考价值。
1 光电传感器的种类
1.1对射式传感器
对射光电传感器是最为常见的光电传感器类型，在自动控制中的应用非常广泛，长期以来都在光电传感器应用体系中得到重视，其相对于其他光电传感器具有以下几个特点：第一，能够将发射装置、接收装置等分开安装，然后由发射装置在不受任何干扰的情况下发射信号，最后又由接收装置接收信号，由此形成一个可循环的信号传感系统，实现优于磁性、超声波等无法长距离的检测手段；第二，光电池类传感器因工作时无需外加电压，光电转换率高，可通过传感信号对电路等发出指令的，然后使电路实现自动控制；第三，该传感器能够适用于各种恶劣环境，诸如粉尘环境、雾霾环境和野外环境等[1]。
1.2漫反射式传感器
漫反射光电传感器与其他光电传感器相比，具有以下特点：第一，发射及接收装置能够同时进行安装，但安装程序相对来说比较简单，因为中间省略掉了反光板安装环节；第二，如果检测中需要应用到反光板，则可以直接将反光板安装到被检测物上，因此具有检测灵活性强和检测便利性强的特点。漫反射式传感器能够应用于自动开关设置、自动控制安全门设置等领域。
1.3反射式传感器
反射光电传感器的特点及优势如下：第一，安装使用时便于光路对齐，接线较简便，因为能够对发射装置、接收装置及反光板进行同时安装；第二，不受被检物的形状、颜色和材质影响，即在受到检测物介入时依然可以进行检测，相应的接收装置还能够接收信息；第三，相对于对射式光电传感器，节省安装使用空间。主要应用范围为多种控制环境中[2] 和高速计数。
1.4光纤传感器
光纤光电传感器简称光纤传感器，其特点在于：第一，利用光纤能够将光源连接到被检测点，然后促使调制区光线作用于被测物体，使原来的光学性质发生改变，进而放射出光信号，然后由接收装置将信号接收；第二，光纤传感器具有很强的创新性，以光纤传感实现创新后的具体表现，其抗电磁干扰性能强，所以具有很强的灵敏度，使所测得的信号增强和更准确，在很多恶劣环境中都优先应用到。
例如，在石油测井技术中，可以利用光纤传感器实现井下石油流量、温度、压力和含水率等物理量的测量。还可应用于土木工程领域，用来测量混凝土结构变形及内部应力，检测大型结构、桥梁健康状况等。
1.5槽型传感器
槽型光电传感器也被称为U型光电传感器，是我们日常生活中最常见的传感器之一，有以下显著特征：第一，槽型传感器两端的端点均可以安装发射及接收装置；第二，对检测物体的限制少：由于以检测物体引起的遮光和反射为检测原理，所以不象接近传感器等将检测物体限定在金属，它可对玻璃、塑料、木材、液体等几乎所有物体进行检测。这种 U 型光电传感器相比反射式传感器更利于测量透明或半透明物体[3]。
2光电传感器在自动控制中的应用优点
2.1能够对多种物体进行检测
很多文献资料显示，只要能对光线产生反射作用的物体，光电传感器均能够对其进行检测和控制。除了材质非常硬的金属和玻璃以外，其他的软橡胶物体及流质物体均可以用光电传感器进行测量。
2.2具有很高的分辨率和响应迅速
用于光电传感检测的仪器——光电仪器，在检测过程中能够将发射光集中到一个点上，所以能够高精准度的检测到物体中的各种元素，因此具有很高的分辨率，与其他检测仪器相比，对微小颗粒和高精度要求的位置测量其测量结果更为准确。另外，光电传感器主要应用光为传播介质，而光的传播速度特别快，配合电子零件的电路判断，这使得光电传感器的工作速度相比过往的传统传感器，减少机械工作时间，因此具有响应迅速的应用优势[3-4]。
圖1槽型传感器示意图
2.3能够免接触调整
由于无须机械性地接触检测物体来实现检测，因此不会对检测物体和传感器造成损伤，传感器能长期使用；在调整时，是投射可见光束来便于对检测物体的位置进行调整。从而实现了免接触调整。
2.4能够对颜色进行辨别
根据不同颜色的物体对光的反射率和吸收率各不相同的光色物理原理，传感器对待测物体反射回来的光线的波长进行分析可得知物体的颜色 。
3光电传感器的应用
3.1烟尘浊度监测仪应用
防止工业烟尘污染是环保的重要任务之一。为了消除工业烟尘污染，首先要知道烟尘排放量，因此必须对烟尘源进行监测、自动显示和超标报警。烟道里的烟尘浊度是用通过光在烟道里传输过程中的变化大小来检测的。如果烟道浊度增加，光源发出的光被烟尘颗粒的吸收和折射增加，到达光检测器的光减少，因而光检测器输出信号的强弱便可反映烟道浊度的变化。 3.2光电耦合器应用
由于光电耦合器具有可单向传递信息、通频带宽、寄生反馈小、消噪能力强、抗电磁干扰性能好等特点，因而无论在数字电路还是在模拟电路中均得到了越来越广泛的应用。
例如，光电耦合器应用于驱动电路时，可以在微机控制系统中大量应用在开关量的控制，由于微机的I/O输出驱动能力有限，一般不足以驱动一些点磁执行器件，需加接驱动介面电路，为避免微机受到干扰，须采取隔离措施。可控硅所在的主电路一般是交流强电回路，电压较高，电流较大，不易与微机直接相连，可应用光耦合器将微机控制信号与可控硅触发电路进行隔离。
再如，光电耦合器应用于高压稳压电路时，驱动管需采用耐压较高的晶体管，当输出电压增大时，晶体管的偏压增加，发光二极管的正向电流增大，使光敏管极间电压减小，调整管偏压降低而内阻增大，使输出电压降低，而保持输出电压的稳定。
3.3自动门传感应用
可将光电传感器的发射装置和接收装置分别安装在自动门开合点两边。当有物体在门缝中时，物体会遮住光线的传播，开合点的传感器就会发出开的指令，使自动门不会关闭导致人或物被夹坏[4]。
3.4 铭板捺印的应用
铭板贴纸正常捺印时，反射式传感器会区分出铭板与底纸的不同反射（光）信号，来控制捺印机构只对铭板部分进行打码；底纸断裂时，纸张无法反射光信号，传感器发出停止指令让设备报警提示。
3.5新型的光纤应变传感器应用
光纤传感器可以黏贴在结构物表面用于测量，同时也可以通过预埋实现结构物内部物理量的测量。利用预先埋入的光纤传感器，可以对混凝土结构内部损伤过程中内部应变的测量，再根据荷载-应变关系曲线斜率，可确定结构内部损伤的形成和扩展方式。
结语
总而言之，光电传感器已经在各自动控制领域中得到了广泛应用，不仅提高了自动控制系统的运行效率及自动控制水平，还促进了我国各行各业自动化及信息化发展。通过上文的分析结果显示，光电传感器不但具备了可测多类型物体的优势，还具备了测量快速快、测量结果准确、远距离测量和颜色分辨等优势，因此具有很大的发展及应用空间。全球的传感器市场在不断变化的创新之中呈现出快速增长的趋势。有关专家指出，传感器领域的主要技术将在现有基础上予以延伸和提高，各国将竞相加速新一代传感器的开发和产业化，竞争也将日益激烈。
参考文献
[1]杜文锋.光电传感器在自动控制中的应用分析[J].中國设备工程，2017（18）：130-131.
[2]梁潇怀.光电传感器在自动控制领域的应用[J].信息记录材料，2017，18（08）：12-13.
[3]黄滔，邝仕强.光电传感器在自动控制系统中的应用分析[J].信息与电脑（理论版），2017（09）：149-150.
[4]梁潇怀.光电传感器在自动控制领域的应用[J].信息记录材料，2017，18（08）：12-13.
[关键词]光电传感器；自动控制；应用探讨
中图分类号：P687 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2018）44-0088-02
光电传感器也称为光电式传感器，是以光电器件作为转换元件的传感器。它可用于检测直接引起光量变化的非电物理量，如光强、光照度、辐射测温、气体成分分析等；也可用来检测能转换成光量变化的其他非电量，如零件直径、表面粗糙度、应变、位移、振动、速度、加速度，以及物体的形状、工作状态的识别等。光电式传感器具有非接触、响应快、性能可靠等特点，因此在工业自动化装置和机器人中获得广泛应用。基于此，下文先简要论述了光电传感器的种类，然后详细分析了光电传感器在自动控制中的应用优点、最后深入探讨了光电传感器在自动控制中的应用，希望能够给相关工作人员提供一定的参考价值。
1 光电传感器的种类
1.1对射式传感器
对射光电传感器是最为常见的光电传感器类型，在自动控制中的应用非常广泛，长期以来都在光电传感器应用体系中得到重视，其相对于其他光电传感器具有以下几个特点：第一，能够将发射装置、接收装置等分开安装，然后由发射装置在不受任何干扰的情况下发射信号，最后又由接收装置接收信号，由此形成一个可循环的信号传感系统，实现优于磁性、超声波等无法长距离的检测手段；第二，光电池类传感器因工作时无需外加电压，光电转换率高，可通过传感信号对电路等发出指令的，然后使电路实现自动控制；第三，该传感器能够适用于各种恶劣环境，诸如粉尘环境、雾霾环境和野外环境等[1]。
1.2漫反射式传感器
漫反射光电传感器与其他光电传感器相比，具有以下特点：第一，发射及接收装置能够同时进行安装，但安装程序相对来说比较简单，因为中间省略掉了反光板安装环节；第二，如果检测中需要应用到反光板，则可以直接将反光板安装到被检测物上，因此具有检测灵活性强和检测便利性强的特点。漫反射式传感器能够应用于自动开关设置、自动控制安全门设置等领域。
1.3反射式传感器
反射光电传感器的特点及优势如下：第一，安装使用时便于光路对齐，接线较简便，因为能够对发射装置、接收装置及反光板进行同时安装；第二，不受被检物的形状、颜色和材质影响，即在受到检测物介入时依然可以进行检测，相应的接收装置还能够接收信息；第三，相对于对射式光电传感器，节省安装使用空间。主要应用范围为多种控制环境中[2] 和高速计数。
1.4光纤传感器
光纤光电传感器简称光纤传感器，其特点在于：第一，利用光纤能够将光源连接到被检测点，然后促使调制区光线作用于被测物体，使原来的光学性质发生改变，进而放射出光信号，然后由接收装置将信号接收；第二，光纤传感器具有很强的创新性，以光纤传感实现创新后的具体表现，其抗电磁干扰性能强，所以具有很强的灵敏度，使所测得的信号增强和更准确，在很多恶劣环境中都优先应用到。
例如，在石油测井技术中，可以利用光纤传感器实现井下石油流量、温度、压力和含水率等物理量的测量。还可应用于土木工程领域，用来测量混凝土结构变形及内部应力，检测大型结构、桥梁健康状况等。
1.5槽型传感器
槽型光电传感器也被称为U型光电传感器，是我们日常生活中最常见的传感器之一，有以下显著特征：第一，槽型传感器两端的端点均可以安装发射及接收装置；第二，对检测物体的限制少：由于以检测物体引起的遮光和反射为检测原理，所以不象接近传感器等将检测物体限定在金属，它可对玻璃、塑料、木材、液体等几乎所有物体进行检测。这种 U 型光电传感器相比反射式传感器更利于测量透明或半透明物体[3]。
2光电传感器在自动控制中的应用优点
2.1能够对多种物体进行检测
很多文献资料显示，只要能对光线产生反射作用的物体，光电传感器均能够对其进行检测和控制。除了材质非常硬的金属和玻璃以外，其他的软橡胶物体及流质物体均可以用光电传感器进行测量。
2.2具有很高的分辨率和响应迅速
用于光电传感检测的仪器——光电仪器，在检测过程中能够将发射光集中到一个点上，所以能够高精准度的检测到物体中的各种元素，因此具有很高的分辨率，与其他检测仪器相比，对微小颗粒和高精度要求的位置测量其测量结果更为准确。另外，光电传感器主要应用光为传播介质，而光的传播速度特别快，配合电子零件的电路判断，这使得光电传感器的工作速度相比过往的传统传感器，减少机械工作时间，因此具有响应迅速的应用优势[3-4]。
圖1槽型传感器示意图
2.3能够免接触调整
由于无须机械性地接触检测物体来实现检测，因此不会对检测物体和传感器造成损伤，传感器能长期使用；在调整时，是投射可见光束来便于对检测物体的位置进行调整。从而实现了免接触调整。
2.4能够对颜色进行辨别
根据不同颜色的物体对光的反射率和吸收率各不相同的光色物理原理，传感器对待测物体反射回来的光线的波长进行分析可得知物体的颜色 。
3光电传感器的应用
3.1烟尘浊度监测仪应用
防止工业烟尘污染是环保的重要任务之一。为了消除工业烟尘污染，首先要知道烟尘排放量，因此必须对烟尘源进行监测、自动显示和超标报警。烟道里的烟尘浊度是用通过光在烟道里传输过程中的变化大小来检测的。如果烟道浊度增加，光源发出的光被烟尘颗粒的吸收和折射增加，到达光检测器的光减少，因而光检测器输出信号的强弱便可反映烟道浊度的变化。 3.2光电耦合器应用
由于光电耦合器具有可单向传递信息、通频带宽、寄生反馈小、消噪能力强、抗电磁干扰性能好等特点，因而无论在数字电路还是在模拟电路中均得到了越来越广泛的应用。
例如，光电耦合器应用于驱动电路时，可以在微机控制系统中大量应用在开关量的控制，由于微机的I/O输出驱动能力有限，一般不足以驱动一些点磁执行器件，需加接驱动介面电路，为避免微机受到干扰，须采取隔离措施。可控硅所在的主电路一般是交流强电回路，电压较高，电流较大，不易与微机直接相连，可应用光耦合器将微机控制信号与可控硅触发电路进行隔离。
再如，光电耦合器应用于高压稳压电路时，驱动管需采用耐压较高的晶体管，当输出电压增大时，晶体管的偏压增加，发光二极管的正向电流增大，使光敏管极间电压减小，调整管偏压降低而内阻增大，使输出电压降低，而保持输出电压的稳定。
3.3自动门传感应用
可将光电传感器的发射装置和接收装置分别安装在自动门开合点两边。当有物体在门缝中时，物体会遮住光线的传播，开合点的传感器就会发出开的指令，使自动门不会关闭导致人或物被夹坏[4]。
3.4 铭板捺印的应用
铭板贴纸正常捺印时，反射式传感器会区分出铭板与底纸的不同反射（光）信号，来控制捺印机构只对铭板部分进行打码；底纸断裂时，纸张无法反射光信号，传感器发出停止指令让设备报警提示。
3.5新型的光纤应变传感器应用
光纤传感器可以黏贴在结构物表面用于测量，同时也可以通过预埋实现结构物内部物理量的测量。利用预先埋入的光纤传感器，可以对混凝土结构内部损伤过程中内部应变的测量，再根据荷载-应变关系曲线斜率，可确定结构内部损伤的形成和扩展方式。
结语
总而言之，光电传感器已经在各自动控制领域中得到了广泛应用，不仅提高了自动控制系统的运行效率及自动控制水平，还促进了我国各行各业自动化及信息化发展。通过上文的分析结果显示，光电传感器不但具备了可测多类型物体的优势，还具备了测量快速快、测量结果准确、远距离测量和颜色分辨等优势，因此具有很大的发展及应用空间。全球的传感器市场在不断变化的创新之中呈现出快速增长的趋势。有关专家指出，传感器领域的主要技术将在现有基础上予以延伸和提高，各国将竞相加速新一代传感器的开发和产业化，竞争也将日益激烈。
参考文献
[1]杜文锋.光电传感器在自动控制中的应用分析[J].中國设备工程，2017（18）：130-131.
[2]梁潇怀.光电传感器在自动控制领域的应用[J].信息记录材料，2017，18（08）：12-13.
[3]黄滔，邝仕强.光电传感器在自动控制系统中的应用分析[J].信息与电脑（理论版），2017（09）：149-150.
[4]梁潇怀.光电传感器在自动控制领域的应用[J].信息记录材料，2017，18（08）：12-13.