Un sensor òptic converteix els rajos de llum en un senyal electrònic. El propòsit d’un sensor òptic és mesurar una quantitat física de llum i, segons el tipus de sensor, el tradueix en una forma que es pot llegir mitjançant un dispositiu de mesura integrat. Icalptica S’utilitzen sensors per a la detecció, recompte o posicionament de peces sense contacte. Els sensors òptics poden ser interns o externs. Els sensors externs recullen i transmeten la quantitat necessària de llum, mentre que els sensors interns s'utilitzen amb més freqüència per mesurar les corbes i altres petits canvis de direcció.
Els mesuraments possibles per diferents sensors òptics són la temperatura, el nivell de velocitat del líquid, la pressió, el desplaçament (posició), les vibracions, les espècies químiques, la radiació de força, el valor del pH, la deformació, el camp acústic i el camp elèctric.
Tipus de sensors òptics
Hi ha diferents tipus de sensors òptics, els tipus més comuns que hem utilitzat a les nostres aplicacions del món real, tal com es mostra a continuació.
- Dispositius fotoconductors que s’utilitzen per mesurar la resistència convertint un canvi de llum incident en un canvi de resistència.
- La cèl·lula fotovoltaica (cèl·lula solar) converteix una quantitat de llum incident en una tensió de sortida.
- Els fotodíodes convertir una quantitat de llum incident en un corrent de sortida.
Els fototransistors són un tipus de transistor bipolar on la unió base-col·lector està exposada a la llum. Això resulta en el mateix comportament d’un fotodiode, però amb un guany intern.
El principi de funcionament és la transmissió i recepció de llum en un sensor òptic, l'objecte a detectar reflecteix o interromp a feix de llum enviat per un díode emissor . Depenent del tipus de dispositiu, s’avalua la interrupció o la reflexió del feix de llum. Això permet detectar objectes independentment del material amb què es construeixin (fusta, metall, plàstic o altres). Els dispositius especials permeten fins i tot la detecció d’objectes transparents o amb diferents colors o variacions de contrast. Diferents tipus de sensors òptics, tal com s’explica a continuació.
Diferents tipus de sensors òptics
Sensors de feix transversal
El sistema consta de dos components separats: el transmissor i el receptor es col·loquen oposats l'un a l'altre. El transmissor projecta un feix de llum sobre el receptor. El receptor interpreta una interrupció del feix de llum com un senyal d’interruptor. És irrellevant on es produeix la interrupció.
Avantatge: Es poden aconseguir grans distàncies de funcionament i el reconeixement és independent de l’estructura superficial, el color o la reflectivitat de l’objecte.
Per garantir una gran fiabilitat operativa, s’ha d’assegurar que l’objecte és prou gran per interrompre completament el feix de llum.
Sensors retro-reflectants
El transmissor i el receptor es troben a la mateixa casa, a través d’un reflector, el feix de llum emès es torna cap al receptor. Una interrupció del feix de llum inicia una operació de commutació. Allà on es produeix la interrupció no té cap importància.
Avantatge: Els sensors retro-reflectants permeten grans distàncies de funcionament amb punts de commutació, que es reprodueixen exactament i requereixen poc esforç de muntatge. Tots els objectes que interrompen el feix de llum es detecten amb exactitud independentment de la seva estructura superficial o color.
Sensors de reflexió difusa
Tant el transmissor com el receptor es troben en un mateix allotjament. La llum transmesa és reflectida per l'objecte que es vol detectar.
Avantatge: La intensitat de la llum difusa al receptor serveix com a condició de commutació. Independentment del paràmetre de sensibilitat, la part posterior sempre reflecteix millor que la part davantera. Això condueix a la conseqüència d'operacions de commutació errònies.
Diferents fonts de llum per a sensors òptics
Hi ha molts tipus de font de llum s. El sol i la llum de les flames de la torxa cremant van ser les primeres fonts de llum utilitzades per estudiar l’òptica. De fet, la llum que prové de certes matèries (sortides) (per exemple, ions iode, clor i mercuri) encara proporciona els punts de referència de l’espectre òptic. Un dels components clau de la comunicació òptica és la font de llum monocromàtica. En les comunicacions òptiques, les fonts de llum han de ser monocromàtiques, compactes i de llarga durada. Aquí hi ha dos tipus diferents de fonts de llum.
1. LED (díode emissor de llum)
Durant el procés de recombinació d’electrons amb forats a les unions de semiconductors dopats amb n i dopats amb p, s’allibera energia en forma de llum. L'excitació té lloc aplicant una tensió externa i la recombinació pot estar tenint lloc, o pot ser estimulada com un fotó més. Això facilita l'acoblament el LED llum amb un dispositiu òptic.
Un LED és un dispositiu semiconductor p-n que emet llum quan s’aplica una tensió a través dels seus dos terminals
2. LÀSER (Amplificació de la llum per radiació per emissió estimulada)
Un làser es crea, quan els electrons dels àtoms de vidres especials, cristalls o gasos absorbeixen energia d’un corrent elèctric, s’exciten. Els electrons excitats passen d’una òrbita d’energia inferior a una òrbita d’energia superior al voltant del nucli de l’àtom. Quan tornen al seu estat normal o fonamental, això provoca que els electrons emetin fotons (partícules de llum). Aquests fotons tenen la mateixa longitud d’ona i són coherents. La llum visible ordinària comprèn múltiples longituds d'ona i no és coherent.
Procés d’emissió de llum LASAR
Aplicacions de sensors òptics
L’aplicació d’aquests sensors òptics va des d’ordinadors fins a detectors de moviment. Perquè els sensors òptics funcionin eficaçment, han de ser el tipus correcte per a l’aplicació, de manera que mantinguin la seva sensibilitat a la propietat que mesuren. Els sensors òptics són parts integrants de molts dispositius habituals, com ara ordinadors, fotocopiadores (xerox) i aparells de llum que s’encenen automàticament a les fosques. I algunes de les aplicacions habituals inclouen sistemes d’alarma, sincrons per a flaixos fotogràfics i sistemes que poden detectar la presència d’objectes.
Sensors de llum ambiental
sobretot hem vist aquest sensor als nostres telèfons mòbils. Ampliarà la durada de la bateria i permetrà visualitzacions fàcils de visualitzar optimitzades per al medi ambient.
Sensors de llum ambiental
Aplicacions biomèdiques
els sensors òptics tenen aplicacions robustes en el camp biomèdic. Alguns exemples d’anàlisi de la respiració mitjançant làser de díode sintonitzable, Monitors de ritme cardíac òptics un pulsòmetre òptic mesura la freqüència cardíaca mitjançant la llum. Un LED brilla per la pell i un sensor òptic examina la llum que es reflecteix cap enrere. Com que la sang absorbeix més llum, les fluctuacions del nivell de llum es poden traduir en freqüència cardíaca. Aquest procés s’anomena fotopletismografia.
Indicador de nivell de líquid basat en un sensor òptic
Basat en sensor òptic Indicador de nivell de líquid consten de dues parts principals: un LED d’infrarojos unit a un transistor de llum i una punta de prisma transparent a la part frontal. El LED projecta una llum infraroja cap a l'exterior, quan la punta del sensor està envoltada d'aire, la llum reacciona rebotant cap endins a la punta abans de tornar al transistor. Quan el sensor es submergeix en líquid, la llum es dispersa i es retorna menys al transistor. La quantitat de llum reflectida al transistor afecta els nivells de sortida, cosa que fa possible la detecció de nivells puntuals
Sensor de nivell òptic
Teniu la informació bàsica d’un sensor òptic? Reconeixem que la informació proporcionada anteriorment aclareix els conceptes bàsics del concepte de sensor òptic amb imatges relacionades i diverses aplicacions en temps real. A més, qualsevol dubte sobre aquest concepte o per implementar qualsevol projecte basat en sensors Si us plau, doneu els vostres suggeriments i comentaris sobre aquest article que podeu escriure a la secció de comentaris següent. Aquí teniu una pregunta, quines són les diferents fonts de llum d’un sensor òptic?
