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邦納光電傳感器檢測原理及術語
點擊次數(shù)：727 發(fā)布時間：2013-7-6
邦納光電傳感器檢測原理及術語
美國邦納光電傳感器是一種小型電子設備，它可以檢測出其接收到的光強的變化。早期的用來檢測物體有無的光電傳感器是一種小的金屬圓柱形設備，發(fā)射器帶一個校準鏡頭，將光聚焦射向接收器，接收器出電纜將這套裝置接到一個真空管放大器上（見圖1）。在金屬圓筒內有一個小的白熾燈做為光源。這些小而堅固的白熾燈傳感器就是今天光電傳感器的雛形。
早期的光電傳感器使用白熾燈做為光源；隨著技術的進步，現(xiàn)在使用非常小的LED做為光源發(fā)光二極管zui早出現(xiàn)在19世紀60年代，現(xiàn)在我們可以經常在電氣和電子設備上看到這些二極管做為指示燈來用。LED就是一種半導體元件，其電氣性能與普通二極管相同，不同之處在于當給LED通電流時，它會發(fā)光。
由于LED是固態(tài)的，所以它能延長傳感器的使用壽命。因而使用LED的光電傳感器能被做得更小，且比白熾燈傳感器更可靠。不象白熾燈那樣，LED抗震動抗沖擊，并且沒有燈絲。另外，LED所發(fā)出的光能只相當于同尺寸白熾燈所產生光能的一部分。（激光二極管除外，它與普通LED的原理相同，但能產生幾倍的光能，并能達到更遠的檢測距離）LED能發(fā)射人眼看不到的紅外光，也能發(fā)射可見的綠光、黃光、紅光、藍光、藍綠光或白光。
到1970年，人們發(fā)現(xiàn)LED還有一個比壽命長更好的優(yōu)點，就是它能夠以非?？斓乃俣葋黹_關，開關速度可達到KHz。將接收器的放大器調制到發(fā)射器的調制頻率，那么它就只能對以此頻率振動的光信號進行放大。
我們可以將光波的調制比喻成無線電波的傳送和接收。將收音機調到某臺，就可以忽略其他的無線電波信號。經過調制的LED發(fā)射器就類似于無線電波發(fā)射器，其接收器就相當于收音機。
人們常常有一個誤解：認為由于紅外光LED發(fā)出的紅外光是看不到的，那么紅外光的能量肯定會很強。經過調制的光電傳感器的能量的大小與LED光波的波長無太大關系。一個LED發(fā)出的光能很少，經過調制才將其變得能量很高。一個未經調制的傳感器只有通過使用長焦距鏡頭的機械屏蔽手段，使接收器只能接收到發(fā)射器發(fā)出的光，才能使其能量變得很高。相比之下，經過調制的接收器能忽略周圍的光，只對自己的光或具有相同調制頻率的光做出響應。
未經調制的傳感器用來檢測周圍的光線或紅外光的輻射，如剛出爐的紅熱瓶子，在這種應用場合如果使用其它的傳感器，可能會有誤動作。
如果一個金屬發(fā)射出的光比周圍的光強很多的話，那么它就可以被周圍光源接收器可靠檢測到。周圍光源接收器也可以用來檢測室外光。
但是并不是說經調制的傳感器就一定不受周圍光的干擾，當使用在強光環(huán)境下時就會有問題。例如，未經過調制的光電傳感器，當把它直接指向陽光時，它能正常動作。我們每個人都知道，用一塊有放大作用的玻璃將陽光聚集在一張紙上時，很容易就會把紙點燃。設想將玻璃替換成傳感器的鏡頭，將紙?zhí)鎿Q成光電三極管，這樣我們就很容易理解為什么將調制的接收器指向陽光時它就不能工作了，這是周圍光源使其飽和了。
調制的LED改進了光電傳感器的設計，增大了檢測距離，擴展了光束的角度，人們逐漸接受了這種可靠易于對準的光束。到1980年，非調制的光電傳感器逐步就退出了歷史舞臺。
紅外光LED是效率zui高的光束，同時也是在光譜上與光電三極管zui匹配的光束但是有些傳感器需要用來區(qū)分顏色（如色標檢測），這就需要用可見光源。