Rodzaje czujników optycznych i ich funkcje

Fotoczujniki

Fotosensory to urządzenia, które emitują wiązkę światła widzialnego lub podczerwonego z znajdującego się w nim elementu emitującego światło. Do wykrycia odbitej wiązki światła od celu zwykle stosuje się odblaskowy czujnik fotoelektryczny. Czujnik Thubeam służy do pomiaru zmiany ilości światła , który następuje w wyniku przecięcia przez cel osi optycznej, gdy wiązka światła jest emitowana z elementu emitującego światło, następnie odbierana przez element odbierający światło, a czujnik światła ma 3 modele, które są następujące:

model odblaskowy

Model ten zawiera elementy emitujące i odbierające światło w jednej komorze, w której czujnik odbiera światło odbite od celu. 

Model Thrubeama

Model ten zawiera nadajnik i odbiornik oddzielone od siebie, a gdy cel znajdzie się pomiędzy nadajnikiem a odbiornikiem, światło zostaje odcięte. 

model refleksyjny

Model ten zawiera w jednej komorze zarówno elementy emitujące, jak i odbierające światło, a gdy światło jest emitowane z elementu emitującego do odbłyśnika, zostaje odbite i zwrócone do elementu odbierającego światło, a gdy cel jest obecny, światło jest odcięte. 

 Odpowiednio czujniki światła to urządzenia fotoelektryczne, które przekształcają energię świetlną w postaci fotonów, zarówno widzialnych, jak i podczerwonych, na sygnały elektryczne w postaci elektronów. Urządzenia te są podzielone na kilka typów, z których niektóre są następujące:

Fotokomórki emitujące światło: są to urządzenia optyczne, które uwalniają wolne elektrony z materiału światłoczułego w przypadku zderzenia z fotonem o wystarczającej energii, przy czym ilość energii posiadanej przez foton zależy od częstotliwości światła, im wyższa częstotliwości, tym większa jest energia fotonu przekształcającego energię świetlną w energię elektryczną

Ogniwa przewodzące optycznie: działają na zasadzie zmiany oporu pod wpływem światła, a transmisja optyczna następuje poprzez zderzenie światła z materiałem półprzewodzącym, który kontroluje przepływ prądu, gdy przez niego przechodzi, co oznacza, że ​​więcej światła wytwarza więcej prądu przy określonym napięciu i materiały

•  Ogniwa fotowoltaiczne: Ogniwa te wytwarzają moc proporcjonalną do otrzymanej energii promieniowania światła, gdy energia świetlna pada na dwa materiały półprzewodnikowe, tworząc napięcie 0,5 V. Selen jest często używany, zwłaszcza w ogniwach słonecznych.

Urządzenia fotoprzewodzące  : są to urządzenia półprzewodnikowe, które wykorzystują światło do kontrolowania przepływu elektronów przez złącze, takie jak fotodioda.

 Czujnik fotoelektryczny jest rodzajem łącznika, gdyż w swojej zasadzie działania opiera się na obecności przełączników, które działają i zatrzymują się w zależności od otrzymania lub nieotrzymania światła, a czujniki te wyróżniają się tym, że wykrywają obecność lub nieobecność obiektu bez bezpośredniego kontaktu i nie zawierają części mechanicznych ulegających zużyciu. Przełączniki te można instalować na duże odległości, a czujniki te mają szerokie zastosowanie w przemyśle.

czujniki światłowodowe

Rodzaje czujników optycznych obejmują czujnik punktowy, czujnik rozproszony, czujnik zewnętrzny, czujnik wewnętrzny, czujnik promienia, czujnik odbiciowy rozproszony i czujnik odblaskowy, a zasada działania zależy od dwóch elementów; Są to nadajnik, czyli źródło optyczne, oraz odbiornik, czyli detektor optyczny. Istnieją dwa rodzaje tych urządzeń, których działanie zależy od miejsca zmiany strumienia światła w celu detekcji; Zewnętrzny czujnik optyczny jest przez to znany, jeśli wiązka światła opuszcza kabel światłowodowy przed kontynuowaniem swojej ścieżki, ale jeśli biegnie dalej w kablu światłowodowym i jest zmieniany w tym samym kablu, nazywa się go wewnętrznym czujnikiem optycznym.

 Istnieją trzy typy czujników optycznych w zależności od metody wykrywania optycznego i trybu urządzenia nadawczo-odbiorczego; Te typy są następujące:

•  Jednokierunkowy czujnik światła: umieszczenie nadajnika i odbiornika w czujniku światła, tak aby wskazywały na siebie i tworzyły prostą drogę dla wiązki światła, a gdy ciało przechodzi pomiędzy tą drogą, zmienia się natężenie światła, co oznacza, że ​​ciało zostało wykryte.

•  Czujnik odblaskowy: Nadajnik i odbiornik są równoległe i kiedy obiekt przechodzi przez nie, odbija się od transmitowanego światła, a odbiornik mierzy to odbicie.

•  Czujnik odbicia zwrotnego: nadajnik i odbiornik są umieszczone w jednym pomieszczeniu, dzięki czemu nadajnik wysyła wiązkę światła, która jest odbijana przez reflektor i odbierana przez odbiornik, a jeśli jakiś obiekt wejdzie pomiędzy drogę wiązki światła, zostanie załamuje się i w zależności od różnicy w natężeniu światła i innych czynników można wykryć ciało.

 Do najważniejszych zastosowań czujników optycznych można zaliczyć:

•  Satelity.

Fotografia  .

•  Instrumenty medyczne.

•  Aplikacje do kontroli jakości i procesów.

Czujniki pogłosu - promieniowanie ultrafioletowe

Czujniki te mierzą siłę lub natężenie promieniowania ultrafioletowego, a ten typ charakteryzuje się tym, że jego długość fali jest krótsza od promieni widzialnych, choć jest dłuższa od promieni rentgenowskich, oraz wskazuje się, że otrzymują one jeden rodzaj energii sygnały, a sygnały poza nimi są uważane za sygnały elektryczne kierowane bezpośrednio do licznika elektrycznego i mogą przetwarzać te sygnały na przetwornik analogowo-cyfrowy, a następnie na komputer w celu gromadzenia danych oraz generowania raportów i wykresów, i jest używany w kilku dziedzinach, takich jak: farmaceutyka, samochody i roboty, a także jest stosowany w przemyśle chemicznym.

 Do najbardziej znanych typów należą:

Rurki światła ultrafioletowego: służą do monitorowania zabiegów powietrza ultrafioletowego, zabiegów wody UV i promieniowania słonecznego .

•  Czujniki światła: służą do pomiaru natężenia padającego światła.

•  Czujniki widma ultrafioletu: Są to urządzenia stosowane w obrazowaniu naukowym i mierzące widmo promieni palących ludzką skórę.

Czujniki odblaskowe - podczerwień

Jest to urządzenie elektroniczne mierzące i wykrywające promieniowanie podczerwone, a urządzenia te dzielą się na dwa typy: aktywne i pasywne, przy czym aktywne czujniki działają poprzez emitowanie promieni z aktywnych czujników i ich wykrywanie, ponieważ składają się z dwóch części: diody elektroluminescencyjnej i odbiornika, dzięki czemu gdy do czujnika zbliży się jakikolwiek obiekt. Światło podczerwone jest odbijane od diody LED i wykrywane przez odbiornik. Jest szeroko stosowane w systemach wykrywania przeszkód takich jak roboty, natomiast czujniki pasywne wykrywają promienie i nie emitują promieniowania z diody LED.

 Do najważniejszych jego zastosowań należą prace wymagające detekcji ruchu, takie jak: systemy bezpieczeństwa wewnątrz domu oraz działa w przypadku wejścia poruszającego się obiektu, gdyż generuje promienie podczerwone w zasięgu czujnika czujki, urządzenie mierzy różnicę w poziomu promieniowania pomiędzy dwoma elementami termoelektrycznymi, wówczas czujnik wysyła sygnał elektroniczny do własnego komputera, który uruchamia alarm ostrzegawczy.

czujniki laserowe

Typ ten charakteryzuje się dużym oświetleniem, co pozwala na bardzo dokładne podanie pomiaru lub pozycjonowania, gdyż jest szybki w pomiarze, a jego typy to: czujniki odległości, projektory laserowe, kurtyny świetlne laserowe i fotoelektryczne czujniki laserowe.