光電傳感器然后借助光電元件進一步將光信號轉換成電信號。光電傳感器一般由光源、光學通路和光電元件三部分組成。光電檢測方法具有精度高、反應快、非接觸等優點，而且可測參數多，傳感器的結構簡單，形式靈活多樣，因此，光電式傳感器在檢測和控制中應用非常廣泛。 光電傳感器是各種光電檢測系統中實現光電轉換的關鍵元件，它是把光信號(紅外、可見及紫外光輻射)轉變成為電信號的器件。

　　光電傳感器的概述：

　　光電傳感器是指能夠將可見光轉換成某種電量的傳感器。光敏二極管是最常見的光傳感器。光敏二極管的外型與一般二極管一樣，只是它的管殼上開有一個嵌著玻璃的窗口，以便于光線射入，為增加受光面積，PN結的面積做得較大，光敏二極管工作在反向偏置的工作狀態下，并與負載電阻相串聯，當無光照時，它與普通二極管一樣，反向電流很小(<µA)，稱為光敏二極管的暗電流;當有光照時，載流子被激發，產生電子-空穴，稱為光電載流子。在外電場的作用下，光電載流子參于導電，形成比暗電流大得多的反向電流，該反向電流稱為光電流。光電流的大小與光照強度成正比，于是在負載電阻上就能得到隨光照強度變化而變化的電信號。

　　光電傳感器工作原理：

　　光電傳感器是通過把光強度的變化轉換成電信號的變化來實現控制的。

　　光電傳感器在一般情況下，有三部分構成，它們分為：發送器、接收器和檢測電路。

　　發送器對準目標發射光束，發射的光束一般來源于半導體光源，發光二極管(LED)、激光二極管及紅外發射二極管。光束不間斷地發射，或者改變脈沖寬度。接收器有光電二極管、光電三極管、光電池組成。在接收器的前面，裝有光學元件如透鏡和光圈等。在其后面是檢測電路，它能濾出有效信號和應用該信號。

　　此外，光電開關的結構元件中還有發射板和光導纖維。

　　光電傳感器的分類：

　　3.1.槽型光電傳感器

　　把一個光發射器和一個接收器面對面地裝在一個槽的兩側的是槽形光電。發光器能發出紅外光或可見光，在無阻情況下光接收器能收到光。但當被檢測物體從槽中通過時，光被遮擋，光電開關便動作。輸出一個開關控制信號，切斷或接通負載電流，從而完成一次控制動作。槽形開關的檢測距離因為受整體結構的限制一般只有幾厘米。

　　3.2.對射型光電傳感器

　　若把發光器和收光器分離開，就可使檢測距離加大。由一個發光器和一個收光器組成的光電開關就稱為對射分離式光電開關，簡稱對射式光電開關。它的檢測距離可達幾米乃至幾十米。使用時把發光器和收光器分別裝在檢測物通過路徑的兩側，檢測物通過時阻擋光路，收光器就動作輸出一個開關控制信號。

　　3.3.反光板型光電開關

　　把發光器和收光器裝入同一個裝置內，在它的前方裝一塊反光板，利用反射原理完成光電控制作用的稱為反光板反射式(或反射鏡反射式)光電開關。正常情況下，發光器發出的光被反光板反射回來被收光器收到;一旦光路被檢測物擋住，收光器收不到光時，光電開關就動作，輸出一個開關控制信號。

　　3.4.擴散反射型光電開關

　　它的檢測頭里也裝有一個發光器和一個收光器，但前方沒有反光板。正常情況下發光器發出的光收光器是找不到的。當檢測物通過時擋住了光，并把光部分反射回來，收光器就收到光信號，輸出一個開關信號。

　　光電傳感器選型：

　　4.1.槽寬，檢測物體需通過槽型光耦的槽，才能對紅外光實現阻斷，所以光電傳感器的槽寬要寬于檢測物體，并要有一定的余量，便于安裝。

　　4.2.槽型光耦的分辨率，如檢測物是一個齒盤，其齒盤齒的寬度是d，齒盤齒槽的寬度是3，則槽型光耦的光縫寬度要求小于d，且小于f，這樣才能保證能將紅外光有效的阻斷和導通，在滿足上述條件下，選擇光縫寬大的槽型光耦。

　　4.3.槽型光耦有帶固定孔和不帶固定空兩種，根據實際情況選擇。

　　4.4.安裝位置。傳感器安裝時，應使檢測齒盤的外徑超過槽型光耦光軸1-2mm。這樣才能有效阻斷光線。

　　光電傳感器的作用：

　　光電傳感器是各種光電檢測系統中實現光電轉換的關鍵元件，它是把光信號(紅外、可見及紫外光輻射)轉變成為電信號的器件。光電式傳感器是以光電器件作為轉換元件的傳感器。它可用于檢測直接引起光量變化的非電量，如光強、光照度、輻射測溫、氣體成分分析等;也可用來檢測能轉換成光量變化的其他非電量，如零件直徑、表面粗糙度、應變、位移、振動、速度、加速度，以及物體的形狀、工作狀態的識別等。光電式傳感器具有非接觸、響應快、性能可靠等特點，因此在工業自動化裝置和機器人中獲得廣泛應用。近年來，新的光電器件不斷涌現，特別是CCD圖像傳感器的誕生，為光電傳感器的進一步應用開創了新的一頁。

　　光電傳感器的結構：

　　6.1.發送器

　　發送器帶一個校準鏡頭，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。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如今光電傳感器的雛形。

　　6.2.接收器

　　接收器有光電二極管、光電三極管及光電池組成。光敏二極管是現在最常見的傳感器。光電傳感器光敏二極管的外型與一般二極管一樣，只是它的管殼上開有一個嵌著玻璃的窗口，以便于光線射入，為增加受光面積，PN結的面積做得較大，光敏二極管工作在反向偏置的工作狀態下，并與負載電阻相串聯，當無光照時，它與普通二極管一樣，反向電流很小稱為光敏二極管的暗電流;當有光照時，載流子被激發，產生電子-空穴，稱為光電載流子。

　　6.3.角反射板

　　角反射板是結構牢固的發射裝置，它由很小的三角錐體反射材料組成，能夠使光束準確地從反射板中返回。它可以在與光軸0到25的范圍改變發射角，使光束幾乎是從一根發射線，經過反射后，仍從這根反射線返回。

　　光電傳感器的外圍電路參數選擇：

　　7.1.在選擇槽型光耦的外圍電路時，先確定槽型光耦接收管的負載電阻是多少，再根據槽型光耦的轉換效率選擇紅外發射管的電流。

　　7.2.被測物體的運動速度越快(如1-2kHz),原則上紅外接收管的負載電阻取值應小些。

　　光電傳感器優點：

　　8.1.檢測距離長

　　如果在對射型中保留10m以上的檢測距離等，便能實現其他檢測手段(磁性、超聲波等) 無法離檢測。

　　8.2.對檢測物體的限制少

　　由于以檢測物體引起的遮光和反射為檢測原理，所以不象接近傳感器等將檢測物體限定 在金屬，它可對玻璃.塑料.木材.液體等幾乎所有物體進行檢測。

　　8.3.響應時間短

　　光本身為高速，并且傳感器的電路都由電子零件構成，所以不包含機械性工作時間，響應時間非常短。

　　8.4.分辨率高

　　能通過高級設計技術使投光光束集中在小光點，或通過構成特殊的受光光學系統，來實現高分辨率。也可進行微小物體的檢測和高精度的位置檢測。

　　8.5.可實現非接觸的檢測

　　可以無須機械性地接觸檢測物體實現檢測，因此不會對檢測物體和傳感器造成損傷。因此，傳感器能長期使用。

　　8.6.可實現顏色判別

　　通過檢測物體形成的光的反射率和吸收率根據被投光的光線波長和檢測物體的顏色組合 而有所差異。利用這種性質，可對檢測物體的顏色進行檢測。

　　8.7.便于調整

　　在投射可視光的類型中，投光光束是眼睛可見的，便于對檢測物體的位置進行調整。

　　光電傳感器的應用：

　　9.1.煙塵濁度監測儀

　　防止工業煙塵污染是環保的重要任務之一。為了消除工業煙塵污染，首先要知道煙塵排放量，因此必須對煙塵源進行監測、自動顯示和超標報警。煙道里的煙塵濁度是用通過光在煙道里傳輸過程中的變化大小來檢測的。如果煙道濁度增加，光源發出的光被煙塵顆粒的吸收和折射增加，到達光檢測器的光減少，因而光檢測器輸出信號的強弱便可反映煙道濁度的變化。

　　9.2.光電池在光電檢測和自動控制方面的應用

　　光電池作為光電探測使用時，其基本原理與光敏二極管相同，但它們的基本結構和制造工藝不完全相同。由于光電池工作時不需要外加電壓;光電轉換效率高，光譜范圍寬，頻率特性好，噪聲低等，它已廣泛地用于光電讀出、光電耦合、光柵測距、激光準直、電影還音、紫外光監視器和燃氣輪機的熄火保護裝置等。

　　光電傳感器的使用注意事項：

　　10.1.使用中光電傳感器的前端面與被檢測的工件或物體表面必須保持平行，這樣光電傳感器的轉換效率最高。

　　10.2.安裝焊接時，光電傳感器的引腳根部與焊盤的最小距離不得小于5mm，否則焊接時易損壞管芯。或引起管芯性能的變化。焊接時間應小于4秒。

　　10.3.對射式光電傳感器最小可檢測寬度為該種光電開關透鏡寬度的80%。

　　10.4.當使用感性負載(如燈、電動機等)時，其瞬態沖擊電流較大，可能劣化或損壞交流二線的光電傳感器，在這種情況下，請將負載經過交流繼電器來轉換使用。

　　10.5.紅外線光電傳感器的透鏡可用擦鏡紙擦拭，禁用稀釋溶劑等化學品，以免永久損壞塑料鏡。

　　10.6.針對用戶的現場實際要求，在一些較為惡劣的條件下，如灰塵較多的場合，所生產的光電傳感器在靈敏度的選擇上增加了50%，以適應在長期使用中延長光電傳感器維護周期的要求。

　　10.7.光電傳感器必須安裝在沒有強光直接照射處，因強光中的紅外光將影響接收管的正常工作。

　　光電傳感器與視覺傳感器之比較：

　　與光電傳感器相比,視覺傳感器賦予機器設計者更大的靈活性.以往需要多個光電傳感器的應用,現在可以用一個視覺傳感器來檢驗多項特征.視覺傳感器能夠檢驗大得多的面積,并實現了更佳的目標位置和方向靈活性.這使視覺傳感器在某些原先只有依靠光電傳感器才能解決的應用中受到廣泛歡迎.在傳統上,這些應用還需要昂貴的配件,以及能夠確保目標物體始終以同一位置和姿態出現的精確運動控制.

　　此外,由于一個基本視覺傳感器的本錢僅相當于數個具有較貴配件的光電傳感器,因此價格已不再是題目.

　　視覺傳感器為應用的切換提供了無與倫比的靈活性.例如,生產工序的切換(從單份裝酸奶切換成冰淇淋桶)可能僅需數秒鐘,并且可遠控完成.附加的檢驗條件可輕松地添加到此應用中。

　　光電傳感器的發展趨勢：

　　光電傳感器(光電開關)是光電接近開關的簡稱，它是利用被檢測物對光束的遮擋或反射，由同步回路選通電路，從而檢測物體有無的。物體不限于金屬，所有能反射光線的物體均可被檢測。光電開關將輸入電流在發射器上轉換為光信號射出，接收器再根據接收到的光線的強弱或有無對目標物體進行探測。安防系統中常見的光電開關煙霧報警器，工業中經常用它來記數機械臂的運動次數。

　　光電傳感器(光電開關)市場在過去的三年里經歷了猶如過山車般的跌宕起伏。如今該市場回到了類似之前平穩的發展狀態。雖然光電傳感器市場極其依賴的投資環境近來已經變得愈發惡劣，但ARC依然對該市場在未來幾年的發展持樂觀態度。

　　總的來說，對傳感器整體的需求增長快于對工業自動化領域傳感器的需求增長。與此同時，投資環境的影響力還是大于工廠的技術影響和趨勢。光電傳感器的發展深受經濟周期的影響。

　　通常，備件業務、現代化項目以及更長期的項目生產周期支撐著自動化的需求。但傳感器供應商不能光依靠這些。相比之下，由于經銷商會在項目開發的初期清空或滿載庫存，因此，要通過經銷商取得較高銷售份額的話就要注重投資的效果。

　　靈活性和多樣化是傳感器供應商的制勝法寶。許多供應商正采用更加以解決方案為導向的業務模式，能夠專注于測量、質量控制或者安全應用等領域。

　　除了安防系統中常見的光電開關煙霧報警器，工業中經常用它來記數機械臂的運動次數。光電開關還在許多方面得到了應用，例如在行程控制、直徑限制 光電開關、轉速檢測、氣流量控制等方面。我們相信光電開關會做得越來越先進，它的應用也會越來越廣泛。

　　傳感器市場前景預測：

　　咨詢公司INTECHNOCONSULTING的傳感器市場報告顯示，2008年全球傳感器市場容量為506億美元，預計2010年全球傳感器市場可達600億美元以上。調查顯示，東歐、亞太區和加拿大成為傳感器市場增長最快的地區，而美國德國、日本依舊是傳感器市場分布最大的地區。就世界范圍而言，傳感器市場上增長最快的依舊是汽車市場，占第二位的是過程控制市場，看好通訊市場前景。

　　一些傳感器市場比如壓力傳感器、溫度傳感器、流量傳感器、水平傳感器已表現出成熟市場的特征。流量傳感器、壓力傳感器、溫度傳感器的市場規模最大，分別占到整個傳感器市場的21%、19%和14%。傳感器市場的主要增長來自于無線傳感器、MEMS(Micro-Electro-MechanicalSystems，微機電系統)傳感器、生物傳感器等新興傳感器。其中，無線傳感器在2007-2010年復合年增長率預計會超過25%。

　　目前，全球的傳感器市場在不斷變化的創新之中呈現出快速增長的趨勢。有關專家指出，傳感器領域的主要技術將在現有基礎上予以延伸和提高，各國將競相加速新一代傳感器的開發和產業化，競爭也將日益激烈。新技術的發展將重新定義未來的傳感器市場，比如無線傳感器、光纖傳感器、智能傳感器和金屬氧化傳感器等新型傳感器的出現與市場份額的擴大。