Optiskais sensors pārveido gaismas starus elektroniskā signālā. Optiskā sensora mērķis ir izmērīt gaismas fizisko daudzumu un, atkarībā no sensora veida, pēc tam pārveido to formā, kuru var nolasīt ar integrētu mērīšanas ierīci. Optiskais Tiek izmantoti sensori detaļu bezkontaktu noteikšanai, skaitīšanai vai pozicionēšanai. Optiskie sensori var būt gan iekšēji, gan ārēji. Ārējie sensori savāc un pārraida nepieciešamo gaismas daudzumu, savukārt iekšējos sensorus visbiežāk izmanto, lai izmērītu līkumus un citas nelielas virziena izmaiņas.
Dažādu optisko sensoru iespējamie mērījumu lielumi ir temperatūra, šķidruma ātrums, spiediens, pārvietošanās (stāvoklis), vibrācijas, ķīmiskās sugas, spēka starojums, pH vērtība, celms, akustiskais lauks un elektriskais lauks.
Optisko sensoru veidi
Ir dažādi optisko sensoru veidi, visizplatītākie veidi, kurus mēs esam izmantojuši reālās pasaules lietojumprogrammās, kā norādīts zemāk.
- Fotovadošās ierīces, ko izmanto, lai izmērītu pretestību, pārveidojot krītošās gaismas izmaiņas pretestības izmaiņās.
- Fotoelektriskais elements (saules elements) pārveido krītošās gaismas daudzumu par izejas spriegumu.
- Fotodiodes pārveidot krītošās gaismas daudzumu izejas strāvā.
Fototransistori ir bipolāru tranzistoru veids, kur bāzes un kolektora savienojums ir pakļauts gaismai. Tā rezultātā notiek tāda pati fotodiodes darbība, bet ar iekšēju ieguvumu.
Darbības princips ir gaismas pārraidīšana un uztveršana optiskajā sensorā, atklājamais objekts atstaro vai pārtrauc gaismas stars, ko izstaro izstarojošā diode . Atkarībā no ierīces veida tiek novērtēts gaismas kūļa pārtraukums vai atstarojums. Tas ļauj atklāt objektus neatkarīgi no materiāla, no kura tie ir izgatavoti (koks, metāls, plastmasa vai cits). Īpašas ierīces ļauj pat atklāt caurspīdīgus objektus vai tos, kuru kontrasts ir atšķirīgs. Dažādu veidu optiskie sensori, kā paskaidrots turpmāk.
Dažādi optisko sensoru veidi
Caurspīdīgie sensori
Sistēma sastāv no diviem atsevišķiem komponentiem, raidītājs un uztvērējs ir novietoti pretī viens otram. Raidītājs projicē gaismas staru uz uztvērēju. Gaismas stara pārtraukumu uztvērējs interpretē kā slēdža signālu. Nav nozīmes, kur notiek pārtraukums.
Priekšrocība: Var sasniegt lielus darbības attālumus, un atpazīšana nav atkarīga no objekta virsmas struktūras, krāsas vai atstarošanas.
Lai garantētu augstu uzticamību ekspluatācijā, jāpārliecinās, ka objekts ir pietiekami liels, lai pilnībā pārtrauktu gaismas staru.
Atstarojošie sensori
Raidītājs un uztvērējs atrodas vienā mājā, caur atstarotāju izstarotais gaismas stars tiek virzīts atpakaļ uz uztvērēju. Gaismas stara pārtraukums sāk pārslēgšanas darbību. Vietai, kur notiek pārtraukums, nav nozīmes.
Priekšrocība: Atstarojošie sensori nodrošina lielus darbības attālumus ar pārslēgšanās punktiem, kas ir precīzi atveidojami un prasa nelielu montāžas piepūli. Visi priekšmeti, kas pārtrauc gaismas staru, tiek precīzi noteikti neatkarīgi no to virsmas struktūras vai krāsas.
Difūzie atstarošanas sensori
Gan raidītājs, gan uztvērējs atrodas vienā korpusā. Pārraidīto gaismu atstaro atklājamais objekts.
Priekšrocība: Izkliedētās gaismas intensitāte uztvērējā kalpo kā komutācijas nosacījums. Neatkarīgi no jutības iestatīšanas aizmugurējā daļa vienmēr atspoguļojas labāk nekā priekšējā daļa. Tas noved pie kļūdainu pārslēgšanās darbību sekām.
Dažādi gaismas avoti optiskajiem sensoriem
Tur ir daudz gaismas avota veidi s. Saule un gaisma no degošās lāpas liesmām bija pirmie gaismas avoti, ko izmantoja optikas izpētē. Faktiski gaisma, kas nāk no noteiktas (izietas) vielas (piemēram, joda, hlora un dzīvsudraba joniem), joprojām nodrošina optiskā spektra atskaites punktus. Viena no galvenajām optiskās komunikācijas sastāvdaļām ir vienkrāsains gaismas avots. Optiskajos sakaros gaismas avotiem jābūt vienkrāsainiem, kompaktiem un ilgstošiem. Šeit ir divi dažādi gaismas avotu veidi.
1. LED (gaismas diode)
Veicot elektronu rekombinācijas procesu ar caurumiem n-leģēto un p-leģēto pusvadītāju krustojumos, enerģija izdalās gaismas formā. Uzbudinājums notiek, izmantojot ārēju spriegumu, un rekombinācija var notikt, vai arī to var stimulēt kā citu fotonu. Tas atvieglo savienošanu gaismas diode gaisma ar optisko ierīci.
Gaismas diode ir p-n pusvadītāju ierīce, kas izstaro gaismu, ja tās diviem spailēm tiek piemērots spriegums
2. LĀZERIS (gaismas pastiprināšana ar stimulētu izstarojumu)
Lāzers tiek radīts, kad elektroni īpašajos stiklos, kristālos vai gāzēs esošajos atomos absorbē enerģiju no elektriskās strāvas, ko tie uzbudina. Uzbudinātie elektroni pārvietojas no zemākas enerģijas orbītas uz augstākas enerģijas orbītu ap atoma kodolu. Atgriežoties normālā stāvoklī vai pamatstāvoklī, elektroni izstaro fotonus (gaismas daļiņas). Šie fotoni ir vienā viļņa garumā un koherenti. Parastā redzamā gaisma sastāv no vairākiem viļņu garumiem un nav koherenta.
LASAR gaismas izstarošanas process
Optisko sensoru pielietojums
Šo optisko sensoru pielietojums ir no datoriem līdz kustības detektoriem. Lai optiskie sensori darbotos efektīvi, tiem jābūt pareizam lietojuma tipam, lai tie saglabātu jutīgumu pret izmērīto īpašību. Optiskie sensori ir neatņemamas daudzu izplatītu ierīču sastāvdaļas, tostarp datori, kopēšanas aparāti (xerox) un gaismas ķermeņi, kas automātiski ieslēdzas tumsā. Dažas no izplatītākajām lietojumprogrammām ietver trauksmes sistēmas, fotografēšanas zibspuldžu sinhronizāciju un sistēmas, kas var noteikt objektu klātbūtni.
Apkārtējās gaismas sensori
galvenokārt mēs esam redzējuši šo sensoru savos mobilajos tālruņos. Tas paildzinās akumulatora darbības laiku un ļaus ērti apskatīt videi optimizētus displejus.
Apkārtējās gaismas sensori
Biomedicīnas lietojumi
optiskajiem sensoriem ir spēcīga pielietošana biomedicīnas jomā. Daži no piemēriem Elpas analīze, izmantojot noregulējamo diode lāzeru, Optiskie sirdsdarbības monitori optiskais pulsa monitors mēra jūsu sirdsdarbības ātrumu, izmantojot gaismu. Caur ādu spīd gaismas diode, un optiskais sensors pārbauda gaismu, kas atstarojas. Tā kā asinis absorbē vairāk gaismas, gaismas līmeņa svārstības var pārvērst sirdsdarbības ātrumā. Šo procesu sauc par fotopletismogrāfiju.
Uz optisko sensoru balstīts šķidruma līmeņa indikators
Pamatojoties uz optisko sensoru Šķidruma līmeņa indikators sastāv no divām galvenajām daļām - infrasarkanais LED, savienots ar gaismas tranzistoru, un caurspīdīgs prizmas uzgalis priekšpusē. Gaismas diodes projicē infrasarkano staru uz āru, kad sensora galu ieskauj gaiss, gaisma reaģē, atsitoties atpakaļ ar galu, pirms atgriešanās pie tranzistora. Kad sensors ir iemērkts šķidrumā, gaisma izkliedējas visā un mazāk tiek atgriezta tranzistorā. Atstarotās gaismas daudzums tranzistorā ietekmē izejas līmeņus, padarot iespējamu punktu līmeņa noteikšanu
Optiskais līmeņa sensors
Vai esat ieguvis optiskā sensora pamatinformāciju? Mēs atzīstam, ka iepriekš sniegtā informācija precizē optiskā sensora koncepcijas pamatus ar saistītiem attēliem un dažādām reāllaika lietojumprogrammām. Turklāt jebkādas šaubas par šo koncepciju vai lai īstenotu visus uz sensoriem balstītus projektus , lūdzu, sniedziet savus ierosinājumus un komentārus par šo rakstu, kuru varat rakstīt zemāk esošajā komentāru sadaļā. Šeit ir jautājums jums, kādi ir optiskā sensora dažādie gaismas avoti?
