En optisk sensor omvandlar ljusstrålar till en elektronisk signal. Syftet med en optisk sensor är att mäta en fysisk mängd ljus och, beroende på sensortyp, översätta den sedan till en form som kan läsas av en integrerad mätanordning. Optisk Sensorer används för kontaktfri detektering, räkning eller positionering av delar. Optiska sensorer kan vara antingen interna eller externa. Externa sensorer samlar in och sänder en nödvändig mängd ljus, medan interna sensorer oftast används för att mäta böjningar och andra små riktningsförändringar.
Mätvärdena för olika optiska sensorer är temperatur, hastighet vätskenivå, tryck, förskjutning (position), vibrationer, kemiska arter, kraftstrålning, pH-värde, stam, akustiskt fält och elektriskt fält
Typer av optiska sensorer
Det finns olika typer av optiska sensorer, de vanligaste typerna som vi har använt i våra verkliga applikationer enligt nedan.
- Fotokonduktiva anordningar som används för att mäta motståndet genom att omvandla en förändring av infallande ljus till en förändring av motstånd.
- Solcellen (solcellen) omvandlar en mängd infallande ljus till en utspänning.
- Fotodioderna konvertera en mängd infallande ljus till en utström.
Fototransistorer är en typ av bipolär transistor där bas-kollektorövergången utsätts för ljus. Detta resulterar i samma beteende hos en fotodiod, men med en intern förstärkning.
Funktionsprincipen är sändning och mottagning av ljus i en optisk sensor, objektet som ska detekteras reflekterar eller avbryter a ljusstråle skickas ut av en emitterande diod . Beroende på typ av enhet utvärderas ljusstrålens avbrott eller reflektion. Detta gör det möjligt att upptäcka föremål oberoende av materialet de är konstruerade av (trä, metall, plast eller annat). Speciella enheter möjliggör till och med detektering av transparenta föremål eller de med olika färger eller variationer i kontrast. Olika typer av optiska sensorer som förklaras nedan.
Olika typer av optiska sensorer
Genomstrålningssensorer
Systemet består av två separata komponenter som sändaren och mottagaren är placerade mittemot varandra. Sändaren projicerar en ljusstråle på mottagaren. Ett avbrott i ljusstrålen tolkas som en brytarsignal av mottagaren. Det är irrelevant där avbrottet inträffar.
Fördel: Stora arbetsavstånd kan uppnås och igenkänningen är oberoende av objektets ytstruktur, färg eller reflektionsförmåga.
För att garantera en hög driftsäkerhet måste man vara säker på att objektet är tillräckligt stort för att avbryta ljusstrålen helt.
Retroreflekterande sensorer
Sändare och mottagare är båda i samma hus, genom en reflektor riktas den utsända ljusstrålen tillbaka till mottagaren. Ett avbrott i ljusstrålen initierar en omkopplingsoperation. Där avbrottet inträffar är det ingen betydelse.
Fördel: Retroreflekterande sensorer möjliggör stora arbetsavstånd med kopplingspunkter, som är exakt reproducerbara och kräver lite monteringsansträngning. Alla objekt som avbryter ljusstrålen detekteras exakt oberoende av deras ytstruktur eller färg.
Diffusa reflektionsgivare
Både sändare och mottagare finns i ett hus. Det sända ljuset reflekteras av objektet som ska detekteras.
Fördel: Den diffusa ljusintensiteten vid mottagaren fungerar som omkopplingsvillkor. Oavsett känslighetsinställning reflekterar den bakre delen alltid bättre än den främre delen. Detta leder till konsekvenser till felaktiga omkopplingsoperationer.
Olika ljuskällor för optiska sensorer
Det är många typer av ljuskälla s. Solen och ljuset från brinnande fackellågor var de första ljuskällorna som användes för att studera optik. I själva verket ger ljus som kommer från viss (utträffad) materia (t.ex. jod, klor och kvicksilverjoner) fortfarande referenspunkterna i det optiska spektrumet. En av nyckelkomponenterna i optisk kommunikation är den monokromatiska ljuskällan. I optisk kommunikation måste ljuskällorna vara monokromatiska, kompakta och långvariga. Här är två olika typer av ljuskälla.
1. LED (ljusdiod)
Under rekombinationsprocessen av elektroner med hål vid korsningarna av n-dopade och p-dopade halvledare frigörs energi i form av ljus. Exciteringen sker genom att applicera en extern spänning och rekombinationen kan äga rum, eller den kan stimuleras som en annan foton. Detta underlättar kopplingen lysdioden ljus med en optisk enhet.
En LED är en p-n halvledaranordning som avger ljus när en spänning appliceras över dess två terminaler
2. LASER (ljusförstärkning genom stimulerad strålning)
En laser skapas när elektronerna i atomerna i speciella glasögon, kristaller eller gaser absorberar energi från en elektrisk ström blir de upphetsade. De upphetsade elektronerna rör sig från en bana med lägre energi till en bana med högre energi runt atomens kärna. När de återgår till sitt normala eller jordade tillstånd leder detta till att elektronerna avger fotoner (ljuspartiklar). Dessa fotoner har alla samma våglängd och är sammanhängande. Det vanliga synliga ljuset består av flera våglängder och är inte sammanhängande.
LASAR Process för ljusemission
Tillämpningar av optiska sensorer
Tillämpningen av dessa optiska sensorer sträcker sig från datorer till rörelsedetektorer. För att optiska sensorer ska fungera effektivt måste de vara rätt typ för applikationen så att de bibehåller sin känslighet för den egendom de mäter. Optiska sensorer är integrerade delar av många vanliga enheter, inklusive datorer, kopieringsmaskiner (xerox) och ljusarmaturer som tänds automatiskt i mörkret. Och några av de vanliga applikationerna inkluderar larmsystem, synkroniseringar för fotografiska blixtar och system som kan upptäcka närvaron av objekt.
Omgivande ljussensorer
mestadels har vi sett den här sensorn på våra mobila telefoner. Det förlänger batteriets livslängd och gör det lätt att visa skärmar som är optimerade för miljön.
Omgivande ljussensorer
Biomedicinska applikationer
optiska sensorer har robusta applikationer inom det biomedicinska området. Några av exemplen Andningsanalys med avstämbar diodelaser, Optiska pulsmätare en optisk pulsmätare mäter din hjärtfrekvens med ljus. En LED lyser genom huden och en optisk sensor undersöker ljuset som reflekteras tillbaka. Eftersom blod absorberar mer ljus kan fluktuationer i ljusnivå översättas till hjärtfrekvens. Denna process kallas fotopetysmografi.
Optisk sensorbaserad vätskenivåindikator
Baserad på optisk sensor Vätskenivåindikator består av två huvuddelar, en infraröd LED kombinerad med en ljustransistor, och en transparent prisma-spets i fronten. LED-lampan projicerar ett infrarött ljus utåt, när sensorspetsen omges av luft reagerar ljuset genom att studsa tillbaka med spetsen innan den återvänder till transistorn. När sensorn doppas i vätska sprids ljuset genom och mindre återförs till transistorn. Mängden reflekterat ljus till transistorn påverkar utgångsnivåerna, vilket gör att punktnivåavkänning är möjlig
Optisk nivåsensor
Har du grundinformation om en optisk sensor? Vi erkänner att ovanstående information klargör grunderna för optisk sensorkoncept med relaterade bilder och olika realtidsapplikationer. Dessutom är alla tvivel angående detta koncept eller att genomföra sensorbaserade projekt , vänligen ge dina förslag och kommentarer till den här artikeln som du kan skriva i kommentarsektionen nedan. Här är en fråga till dig, vilka olika ljuskällor har en optisk sensor?
