Optinis jutiklis šviesos spindulius paverčia elektroniniu signalu. Optinio jutiklio paskirtis yra išmatuoti fizinį šviesos kiekį ir, atsižvelgiant į jutiklio tipą, paversti jį tokia forma, kurią galėtų įskaityti integruotas matavimo prietaisas. Optinis Naudojami jutikliai detalių aptikimui, skaičiavimui ar padėčiai nustatyti be kontakto. Optiniai jutikliai gali būti vidiniai arba išoriniai. Išoriniai jutikliai surenka ir perduoda reikiamą šviesos kiekį, o vidiniai jutikliai dažniausiai naudojami posūkiams ir kitiems mažiems krypties pokyčiams matuoti.
Skirtingais optiniais jutikliais galima matuoti temperatūrą, skysčio greitį, slėgį, poslinkį (padėtį), vibracijas, chemines medžiagas, jėgos spinduliuotę, pH reikšmę, deformaciją, akustinį lauką ir elektrinį lauką.
Optinių jutiklių tipai
Yra įvairių tipų optiniai jutikliai, dažniausiai naudojami tipai, kuriuos naudojome realaus pasaulio programose, kaip nurodyta toliau.
- Fotolaidūs įtaisai, naudojami pasipriešinimui matuoti, paverčiant krintančios šviesos pokyčius pasipriešinimo pokyčiais.
- Fotoelektros elementas (saulės elementas) krintančios šviesos kiekį paverčia išėjimo įtampa.
- Fotodiodai konvertuoti krintančios šviesos kiekį į išėjimo srovę.
Fototransistoriai yra bipolinių tranzistorių tipas, kai pagrindo ir kolektoriaus jungtis yra veikiama šviesos. Tai lemia tą patį fotodiodo elgesį, tačiau su vidiniu pelnu.
Veikimo principas yra šviesos perdavimas ir priėmimas optiniame jutiklyje, aptinkamas objektas atspindi arba pertraukia šviesos spindulys, kurį siunčia diodas . Atsižvelgiant į prietaiso tipą, įvertinamas šviesos pluošto pertraukimas ar atspindys. Tai leidžia aptikti daiktus nepriklausomai nuo medžiagos, iš kurios jie pagaminti (medžio, metalo, plastiko ar kitos). Specialūs prietaisai leidžia aptikti net permatomus objektus arba tuos, kurių spalvos ar kontrastas skiriasi. Skirtingi optinių jutiklių tipai, kaip paaiškinta toliau.
Skirtingi optinių jutiklių tipai
Šviesos spindulių jutikliai
Sistema susideda iš dviejų atskirų komponentų, siųstuvas ir imtuvas yra vienas priešais kitą. Siųstuvas projektuoja šviesos spindulį ant imtuvo. Šviesos pluošto pertraukimą imtuvas interpretuoja kaip jungiklio signalą. Nesvarbu, kur įvyksta pertrauka.
Privalumas: Galima pasiekti didelius veikimo atstumus, o atpažinimas nepriklauso nuo objekto paviršiaus struktūros, spalvos ar atspindžio.
Norint užtikrinti aukštą eksploatacinį patikimumą, reikia įsitikinti, kad objektas yra pakankamai didelis, kad visiškai pertrauktų šviesos spindulį.
Šviesą atspindintys jutikliai
Siųstuvas ir imtuvas yra tame pačiame name, per reflektorių skleidžiama šviesos pluoštas nukreipiamas atgal į imtuvą. Nutraukus šviesos spindulį, pradedama perjungti. Tai, kur įvyksta pertrauka, neturi reikšmės.
Privalumas: Šviesą atspindintys jutikliai leidžia atlikti didelius atstumus perjungimo taškais, kurie yra tiksliai atkuriami ir reikalauja mažų montavimo pastangų. Visi objektai, pertraukiantys šviesos spindulį, tiksliai nustatomi, neatsižvelgiant į jų paviršiaus struktūrą ar spalvą.
Difuziniai atspindžio jutikliai
Tiek siųstuvas, tiek imtuvas yra viename korpuse. Perduodamą šviesą atspindi aptinkamas objektas.
Privalumas: Difuzinis šviesos intensyvumas imtuve yra perjungimo sąlyga. Nepaisant jautrumo nustatymo, galinė dalis visada atspindi geriau nei priekinė dalis. Tai lemia klaidingas perjungimo operacijas.
Skirtingi optinių jutiklių šviesos šaltiniai
Yra daug šviesos šaltinio tipai s. Saulė ir degančių degiklio liepsnų šviesa buvo pirmieji šviesos šaltiniai, naudojami tiriant optiką. Tiesą sakant, šviesa, gaunama iš tam tikrų (išeinančių) medžiagų (pvz., Jodo, chloro ir gyvsidabrio jonų), vis dar teikia atskaitos taškus optiniame spektre. Vienas pagrindinių optinio ryšio komponentų yra vienspalvis šviesos šaltinis. Optiniame ryšyje šviesos šaltiniai turi būti vienspalviai, kompaktiški ir ilgaamžiai. Čia yra du skirtingi šviesos šaltinių tipai.
1. LED (šviesos diodas)
Rekombinacijos eigoje elektronų, kurių skylės yra n-legiruotų ir p-legiruotų puslaidininkių sandūrose, energija išsiskiria šviesos pavidalu. Sužadinimas vyksta naudojant išorinę įtampą ir gali vykti rekombinacija, arba ji gali būti stimuliuojama kaip kitas fotonas. Tai palengvina sujungimą šviesos diodas šviesa su optiniu prietaisu.
Šviesos diodas yra p-n puslaidininkinis įtaisas, kuris skleidžia šviesą, kai įtampa per du jo gnybtus
2. LASERIS (šviesos stiprinimas stimuliuojant spinduliuotę)
Lazeris yra sukurtas, kai specialiuose stikluose, kristaluose ar dujose esančiuose atomuose esantys elektronai sugeria energiją iš sužadintos elektros srovės. Sujaudinti elektronai juda iš mažesnės energijos orbitos į didesnės energijos orbitą aplink atomo branduolį. Grįžus į įprastą ar pagrindinę būseną, elektronai skleidžia fotonus (šviesos daleles). Šie fotonai yra vienodo bangos ilgio ir darni. Įprastoje matomoje šviesoje yra keli bangos ilgiai ir ji nėra vientisa.
LASAR šviesos spinduliavimo procesas
Optinių jutiklių taikymas
Šiuos optinius jutiklius galima naudoti nuo kompiuterių iki judesio detektorių. Kad optiniai jutikliai veiktų veiksmingai, jie turi būti tinkamo tipo, kad išlaikytų jautrumą matuojamai savybei. Optiniai jutikliai yra neatsiejama daugelio įprastų prietaisų, įskaitant kompiuterius, kopijavimo aparatus („Xerox“) ir šviestuvus, kurie automatiškai įsijungia tamsoje, dalys. Kai kurios įprastos programos apima signalizacijos sistemas, fotografinių blyksčių sinchronizavimą ir sistemas, kurios gali aptikti objektų buvimą.
Aplinkos šviesos jutikliai
dažniausiai mes matėme šį jutiklį savo mobiliuosiuose telefonuose. Tai prailgins baterijos veikimo laiką ir leis lengvai peržiūrėti, optimizuotus aplinkai, ekranus.
Aplinkos šviesos jutikliai
Biomedicinos programos
optiniai jutikliai yra tvirtai pritaikomi biomedicinos srityje. Keletas pavyzdžių Kvėpavimo analizė naudojant derinamąjį diodinį lazerį, Optiniai širdies ritmo matuokliai optinis širdies ritmo matuoklis matuoja jūsų širdies ritmą naudojant šviesą. Šviesos diodas šviečia per odą, o optinis jutiklis tiria šviesą, kuri atspindėjo atgal. Kadangi kraujas sugeria daugiau šviesos, šviesos lygio svyravimus galima paversti širdies ritmu. Šis procesas vadinamas fotopletizmografija.
Optinio jutiklio skysčio lygio indikatorius
Optinio jutiklio pagrindu Skysčio lygio indikatorius susideda iš dviejų pagrindinių dalių - infraraudonųjų spindulių šviesos diodų, sujungtų su šviesos tranzistoriumi, ir skaidrios prizmės antgalio priekyje. Šviesos diodas projektuoja infraraudonųjų spindulių šviesą į išorę, kai jutiklio antgalį supa oras, šviesa reaguoja atsimušdama atgal į viršų prieš grįždama į tranzistorių. Kai jutiklis panardinamas į skystį, šviesa pasklinda po visą, o į tranzistorių grįžta mažiau. Atsispindėjusios tranzistoriaus šviesos kiekis daro įtaką išėjimo lygiams, todėl įmanoma nustatyti taško lygį
Optinis lygio jutiklis
Ar turite pagrindinę informaciją apie optinį jutiklį? Mes pripažįstame, kad aukščiau pateikta informacija paaiškina optinio jutiklio koncepcijos pagrindus susijusiais vaizdais ir įvairiomis realaus laiko programomis. Be to, bet kokios abejonės dėl šios koncepcijos ar įgyvendinti bet kokius jutikliais pagrįstus projektus , pateikite savo pasiūlymus ir komentarus apie šį straipsnį, kuriuos galite parašyti žemiau esančiame komentarų skyriuje. Štai jums klausimas, kokie yra skirtingi optinio jutiklio šviesos šaltiniai?
