Basis en toepassingen van optische sensoren

Through-Beam Sensors

Het systeem bestaat uit twee afzonderlijke componenten, de zender en de ontvanger zijn tegenover elkaar geplaatst. De zender projecteert een lichtstraal op de ontvanger. Een onderbreking van de lichtstraal wordt door de ontvanger als een schakelsignaal geïnterpreteerd. Het is niet relevant waar de onderbreking plaatsvindt.

Voordeel: Er kunnen grote werkafstanden worden bereikt en de herkenning is onafhankelijk van de oppervlaktestructuur, kleur of reflectiviteit van het object.

Om een ​​hoge operationele betrouwbaarheid te garanderen, moet ervoor worden gezorgd dat het object groot genoeg is om de lichtstraal volledig te onderbreken.

Retro-reflecterende sensoren

Zender en ontvanger zitten beide in hetzelfde huis, via een reflector wordt de uitgestraalde lichtstraal terug naar de ontvanger gestuurd. Een onderbreking van de lichtstraal initieert een schakelhandeling. Waar de onderbreking plaatsvindt, is niet van belang.

Voordeel: Retroreflecterende sensoren maken grote werkafstanden met schakelpunten mogelijk, die nauwkeurig reproduceerbaar zijn met weinig montage-inspanning. Alle objecten die de lichtstraal onderbreken, worden nauwkeurig gedetecteerd, onafhankelijk van hun oppervlaktestructuur of kleur.

Diffuse reflectiesensoren

Zowel zender als ontvanger zitten in één behuizing. Het doorgelaten licht wordt gereflecteerd door het te detecteren object.

Voordeel: De diffuse lichtintensiteit op de ontvanger dient als schakelvoorwaarde. Ongeacht de gevoeligheidsinstelling reflecteert het achterste deel altijd beter dan het voorste deel. Dit leidt tot foutieve schakelhandelingen.

Verschillende lichtbronnen voor optische sensoren

Er zijn veel soorten lichtbronnen. De zon en het licht van brandende fakkelvlammen waren de eerste lichtbronnen die werden gebruikt om optica te bestuderen. Licht afkomstig van bepaalde (uittredende) materie (bijvoorbeeld jodium-, chloor- en kwik-ionen) levert trouwens nog steeds de referentiepunten in het optische spectrum. Een van de belangrijkste componenten in optische communicatie is de monochromatische lichtbron. Bij optische communicatie moeten lichtbronnen monochromatisch, compact en duurzaam zijn. Hier zijn twee verschillende soorten lichtbronnen.

1. LED (Light Emitting Diode)

Tijdens het recombinatieproces van elektronen met gaten op de kruispunten van n-gedoteerde en p-gedoteerde halfgeleiders, komt energie vrij in de vorm van licht. De excitatie vindt plaats door een externe spanning aan te leggen en de recombinatie kan plaatsvinden, of het kan worden gestimuleerd als een ander foton. Dit vergemakkelijkt het koppelen van de LED-lamp met een optisch apparaat.

2. LASER (Lichtversterking door gestimuleerde emissiestraling)

Een laser wordt gecreëerd, wanneer de elektronen in de atomen in speciale glazen, kristallen of gassen energie absorberen van een elektrische stroom, worden ze geëxciteerd. De aangeslagen elektronen bewegen van een baan met lagere energie naar een baan met hogere energie rond de atoomkern. Wanneer ze terugkeren naar hun normale of grondtoestand, leidt dit ertoe dat de elektronen fotonen (lichtdeeltjes) uitzenden. Deze fotonen hebben allemaal dezelfde golflengte en zijn coherent. Het gewone zichtbare licht omvat meerdere golflengten en is niet coherent.

Toepassingen van optische sensoren

Toepassing van deze optische sensoren varieert van computers tot bewegingsdetectoren. Om optische sensoren effectief te laten werken, moeten ze van het juiste type zijn voor de toepassing, zodat ze hun gevoeligheid behouden voor de eigenschap die ze meten. Optische sensoren zijn een integraal onderdeel van veel gangbare apparaten, waaronder computers, kopieermachines (xerox) en verlichtingsarmaturen die automatisch worden ingeschakeld in het donker. En enkele veelgebruikte toepassingen zijn alarmsystemen, synchro's voor fotografische flitsen en systemen die de aanwezigheid van objecten kunnen detecteren.

Omgevingslichtsensoren

meestal hebben we deze sensor op onze mobiele telefoons gezien. Het verlengt de levensduur van de batterij en zorgt voor gemakkelijk af te lezen schermen die zijn geoptimaliseerd voor de omgeving.

Biomedische toepassingen

optische sensoren hebben robuuste toepassingen op biomedisch gebied. Enkele voorbeelden Ademanalyse met afstembare diodelaser, optische hartslagmeters een optische hartslagmeter meet je hartslag met behulp van licht. Een led schijnt door de huid en een optische sensor onderzoekt het licht dat terugkaatst. Omdat bloed meer licht opneemt, kunnen schommelingen in het lichtniveau worden vertaald in hartslag. Dit proces wordt fotoplethysmografie genoemd.

Optische sensorgebaseerde vloeistofniveau-indicator

Optische sensorgebaseerde vloeistofniveau-indicator bestaat uit twee hoofdonderdelen:een infrarood-led in combinatie met een lichttransistor en een transparante prismatip aan de voorkant. De LED projecteert een infrarood licht naar buiten, wanneer de sensortip wordt omgeven door lucht, reageert het licht door terug te kaatsen in de tip voordat het terugkeert naar de transistor. Wanneer de sensor in vloeistof wordt gedompeld, verspreidt het licht zich overal en wordt er minder teruggevoerd naar de transistor. De hoeveelheid gereflecteerd licht naar de transistor is van invloed op de uitgangsniveaus, waardoor puntniveaumeting mogelijk wordt

Heb je de basisinformatie van een optische sensor? We erkennen dat de hierboven gegeven informatie de basisprincipes van het optische sensorconcept verduidelijkt met gerelateerde afbeeldingen en verschillende realtime toepassingen. Verder, als u twijfels heeft over dit concept of om sensorgebaseerde projecten te implementeren, geef dan uw suggesties en opmerkingen over dit artikel die u in de commentaarsectie hieronder kunt schrijven. Hier is een vraag voor jou, wat zijn de verschillende lichtbronnen van een optische sensor?