光电开关的结构和分类

广州市超毅电子有限公司
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——对射式光电开关的简介
对射光电开关的结构对射式光电开关又叫对射式光学传感器，以下是对射式光电开关的结构：
主要择写：
（1）发射器红外灯自动开关
（2）接收器
光敏晶体管
对射式光电开关的结构图对射式光电开关的工作原理
当物体进入发射器跟接收器之间的，形成阻挡的时候，物件被检测。

对射式光电开关原理[1]
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很多感应类电器就是应用这个原理来生产感应产品。

生活中的对射式光电开关应用例子：
坐电梯，当有人进去时，阻碍了门两边的红外发射接收对管时，电梯门停止关闭。

投币器，当有硬币进入时，阻碍了对射式光电开关的对射，机器产生了一个命令，
自动洗衣服或者游戏开始的命令。

打印机，当纸张推出时，阻碍了对射式光电开关的对射打印机知道到第几张纸，或者停止打印。

对射式光电开关的应用，主要应用于烟雾报警器、传真机、小家电、照相机、投币机、扫描仪、光碟机、DSC（数位相机）等产品
-----精心整理，希望对您有所帮助!。

光电开关传感器工作原理光电开关传感器是一种常用的非接触式传感器，可以将光信号转换为电信号，用于探测、检测和测量目标物体的位置、距离和运动等信息。

它采用了光电效应和光电转换原理，利用光的传输和接收来实现各种工作功能。

一、光电开关传感器的基本结构光电开关传感器主要由光源、传输路径、接收器和信号处理部分组成。

1. 光源：光电开关传感器通常使用发光二极管作为光源，它可以产生一个具有一定方向性的光束。

2. 传输路径：传输路径是光线传输的通道，通常是由透镜、光纤等组成，用于将光束从光源传输到接收器。

3. 接收器：接收器通常由光敏元件（如光电二极管、光敏电阻等）和信号处理电路组成，它用于接收传输路径中的光信号，并将其转换为相应的电信号。

4. 信号处理部分：信号处理部分主要由电路和控制器组成，它用于对接收到的电信号进行处理和分析，以实现不同的应用需求。

二、光电开关传感器的工作原理光电开关传感器的工作原理基于光电效应和光电转换原理，其工作过程可以分为发射和接收两个阶段。

1. 发射阶段：在发射阶段，光源产生一束光线，并通过传输路径将光束发送到目标物体上。

光束会与目标物体进行反射、散射或者吸收等相互作用。

2. 接收阶段：接收器接收从目标物体反射、散射或者透过的光信号，并将其转换为相应的电信号。

光敏元件在接收到光信号后会产生电流或者电压。

3. 信号处理阶段：接收到的电信号由信号处理部分进行处理和分析。

通过设定电信号的阈值和逻辑关系，可以判断目标物体的存在与否、位置、距离等信息，并根据需求输出相应的信号或者控制动作。

三、光电开关传感器的应用领域光电开关传感器广泛应用于各个领域，例如自动化生产线、流水线、机械装配、仓储物流等环境中。

1. 目标检测：光电开关传感器可以用于检测目标物体的存在与否。

当物体进入传感器的检测范围内时，光线被物体反射或者散射，通过接收器接收到的信号可以判断目标物体的位置和状态。

2. 物体计数：光电开关传感器可以用于实现物体的计数。

光电开关的结构和分类光电开关可分为遮断型和反射型两大类。

遮断型光电开关的发射器和接收器相对安放，轴线严格对准。

当有物体在两者中间通过时，红外光束被遮断，接收器接收不到红外线而产生一个负脉冲信号。

遮断型光电开关的检测距离一般可达十几米，对所有能遮断光线的物体均可检测。

两个柱形结构相对而立，每隔数十毫米安装一对发光二极管和光敏接收管，形成光幕，当有物体遮挡住光线时，传感器发出报警信号。

动。

光幕用于自动收费系统的车辆检测机床的安全区域设置及入侵报警反射型光电开关反射型光电开关分为两种情况：反射镜反射型及被测物漫反射型（简称散射型）。

反射镜反射型光电开关采用较为方便的单侧安装方式，但需要调整反射镜的角度以取得最佳的反射效果。

反射镜通常使用三角棱镜，它对安装角度的变化不太敏感，有的还采用偏光镜，它能将光源发出的光转变成偏振光（波动方向严格一致的光）反射回去，提高抗干扰能力。

调制型光电开关原理光电开关的LED多采用中频（40kHz左右）窄脉冲电流驱动，从而发射40kHz调制光脉冲。

相应地，接收光电元件的输出信号经40kHz选频交流放大器及专用的解调芯片处理，可以有效地防止太阳光、日光灯的干扰，又可减小发射LED的功耗。

定区域反射式光电开关原理定区域式光电开关有一个非常确定的检测区域，不经过该区域的被测物体不会引起光电开关产生开关信号。

反射镜反射型光电开关工作原理反射镜反射型光电开关集光发射器和光接受器于一体，与反射镜相对安装配合使用。

反射镜使用偏光三角棱镜，能将发射器发出的光转变成偏振光反射回去，光接收器表面覆盖一层偏光透镜，只能接受反射镜反射回来的偏振光。

漫反射型光电开关原理漫反射型光电开关集光发射器和光接受器于一体。

当被测物体经过该光电开关时，发射器发出的光线经被测物体表面反射由接受器接受，于是产生开关信号。

光电开关可分为对射型、漫反射型、镜面反射型：对射型光电开关:由发射器和接收器组成，结构上是两者相互分离的，在光束被中断的情况下会产生一个开关信号变化，典型的方式是位于同一轴线上的光电开关可以相互分开达50米。

特征：辨别不透明的反光物体；有效距离大，因为光束跨越感应距离的时间仅一次；不易受干扰，可以可靠合适的使用在野外或者有灰尘的环境中；装置的消耗高，两个单元都必须敷设电缆。

漫反射型光电开关:是当开关发射光束时，目标产生漫反射，发射器和接收器构成单个的标准部件，当有足够的组合光返回接收器时，开关状态发生变化，作用距离的典型值一直到3米。

特征：有效作用距离是由目标的反射能力决定，由目标表面性质和和颜色决定；较小的装配开支，当开关由单个元件组成时，通常是可以达到粗定位；采用背景抑制功能调节测量距离；对目标上的灰尘敏感和对目标变化了的反射性能敏感。

镜面反射型光电开关:由发射器和接收器构成的情况是一种标准配置，从发射器发出的光束在对面的反射镜被反射，即返回接收器，当光束被中断时会产生一个开关信号的变化。

光的通过时间是两倍的信号持续时间，有效作用距离从0.1米至20米。

特征：辨别不透明的物体；借助反射镜部件，形成高的有效距离范围；不易受干扰，可以可靠合适的使用在野外或者有灰尘的环境中。

按检测方式可分为漫射式、对射式、镜面反射式、槽式光电开关和.光纤式光电开关对射型由发射器和接收器组成，结构上是两者相互分离的，在光束被中断的情况下会产生一个开关信号变化，典型的方式是位于同一轴线上的光电开关可以相互分开达50米。

特征:辨别不透明的反光物体;有效距离大，因为光束跨越感应距离的时间仅一次;不易受干扰，可以可靠合适的使用在野外或者有灰尘的环境中;装置的消耗高，两个单元都必须敷设电缆。

漫反射型是当开关发射光束时，目标产生漫反射，发射器和接收器构成单个的标准部件，当有足够的组合光返回接收器时，开关状态发生变化，作用距离的典型值一般到3米。

一、实训目的本次实训旨在使学生了解漫反射光电开关的工作原理、结构特点以及应用领域，掌握漫反射光电开关的安装、调试和故障排除方法，提高学生在实际工程中应用光电传感器的实践能力。

二、实训内容1. 漫反射光电开关的工作原理漫反射光电开关是一种集发射器和接收器于一体的传感器，其工作原理基于漫反射原理。

当发射器发射的光线照射到被检测物体上时，物体表面凹凸不平，光线在物体表面发生漫反射，反射光线进入接收器，若反射光强达到设定阈值，则光电开关输出高电平信号，反之输出低电平信号。

2. 漫反射光电开关的结构特点漫反射光电开关主要由以下部分组成：（1）发射器：产生一定波长的光，如红外光、可见光等。

（2）接收器：接收反射光，将光信号转换为电信号。

（3）信号处理电路：对电信号进行处理，产生控制信号。

（4）外壳：保护内部元件，提高防护等级。

3. 漫反射光电开关的应用领域漫反射光电开关广泛应用于以下领域：（1）工业自动化：如生产线检测、计数、定位等。

（2）物流仓储：如货物搬运、货架管理、盘点等。

（3）智能交通：如车辆检测、车牌识别、交通流量监测等。

（4）智能家居：如门禁、照明、安防等。

三、实训步骤1. 安装与调试（1）根据实际需求选择合适的漫反射光电开关。

（2）按照产品说明书进行安装，确保光电开关的安装位置合理。

（3）调整发射器和接收器的角度，使两者之间的光路对准。

（4）使用调试工具对光电开关进行测试，确保其工作正常。

2. 故障排除（1）检查光电开关的电源电压是否正常。

（2）检查发射器和接收器之间的光路是否通畅，是否存在遮挡物。

（3）检查信号处理电路是否正常，是否存在短路、断路等故障。

（4）检查外壳是否完好，是否存在损坏。

四、实训结果与分析1. 实训结果通过本次实训，学生掌握了漫反射光电开关的工作原理、结构特点以及应用领域，学会了漫反射光电开关的安装、调试和故障排除方法。

2. 实训分析（1）漫反射光电开关具有结构简单、安装方便、响应速度快、抗干扰能力强等优点。

E3F-DS30C4光电开关工作原理1. 简介E3F-DS30C4光电开关是一种常见的光电传感器，用于检测物体的存在或位置。

它由发光头和接收头组成，通过发射和接收红外光来实现物体的检测。

本文将详细介绍E3F-DS30C4光电开关的工作原理。

2. 光电传感器基本原理光电传感器是一种利用光学原理实现物体检测的传感器。

它通过发射和接收光信号来判断物体的存在与否，具有非接触、高精度、高速度等特点。

3. E3F-DS30C4光电开关结构E3F-DS30C4光电开关由发射头和接收头组成。

发射头通常由一个红外LED（Light Emitting Diode）组成，用于发射红外光信号。

接收头通常由一个红外光敏二极管组成，用于接收被物体反射回来的红外光信号。

4. 工作原理E3F-DS30C4光电开关的工作原理可以分为两个步骤：发送红外信号和检测反射信号。

4.1 发送红外信号当E3F-DS30C4光电开关通电后，发射头内的红外LED开始发出红外光。

红外光是一种波长较长的电磁波，无法被人眼直接看到。

这种波长的选择是因为大多数物体对于红外光有较高的反射能力。

4.2 检测反射信号发射出的红外光会照射到物体上，并被物体表面所反射。

接收头接收到被物体反射回来的红外光，并将其转化为电信号。

当没有物体遮挡时，接收头收到的反射信号强度较高；当有物体遮挡时，接收头收到的反射信号强度较低。

通过检测接收头输出电信号的强度，可以判断是否有物体存在。

5. 工作距离E3F-DS30C4光电开关具有一定的工作距离。

工作距离是指从发射头到检测物体之间的距离范围。

工作距离受多种因素影响，包括发射功率、接收灵敏度、环境光干扰等。

通常情况下，E3F-DS30C4光电开关的工作距离为0-30cm。

6. 应用领域E3F-DS30C4光电开关广泛应用于自动化控制领域，用于检测物体的存在或位置。

它可以被用于自动门、流水线、包装机械等设备中，实现物体的检测与控制。

光电开关的结构分类及应用光电开关是一种通过光电传感器探测物体存在或不存在的一种电器元件。

它利用光电传感器将光信号转换成电信号，并根据检测到的光信号变化来实现对电气设备的控制。

光电开关具有灵敏度高、响应速度快、使用寿命长等优点，被广泛应用于自动化控制领域。

下面将介绍光电开关的结构、分类及应用。

一、光电开关的结构光电开关的主要结构包括发射器、接收器和判断电路。

发射器通过光源发射光束，光束经过被检测物体反射或透过后被接收器接收。

接收器接收到的光信号转换成电信号后，通过判断电路对信号进行处理，实现对电器设备的控制。

光电开关的发射器通常采用红外LED或激光二极管作为光源，具有功耗小、寿命长等特点。

接收器常常选用光电二极管或光电三极管，用于接收发射器发射的光信号。

判断电路主要用于判断接收器接收到的光信号强度，根据强弱来控制开关的状态。

二、光电开关的分类根据光电开关的工作原理和传感器类型的不同，光电开关可以分为多种类型，常见的分类包括：1.依据工作原理分类-阻挡式光电开关：通过物体挡住或透过光束来实现信号检测。

-反射式光电开关：通过物体反射光束来实现信号检测。

-透射式光电开关：通过物体透过光束来实现信号检测。

2.依据传感器类型分类-光电二极管光电开关：使用光电二极管作为接收器。

-光电三极管光电开关：使用光电三极管作为接收器。

-激光光电开关：使用激光作为发射器。

3.依据工作距离分类-近距离光电开关：适用于近距离物体检测。

-远距离光电开关：适用于远距离物体检测。

三、光电开关的应用光电开关具有灵敏度高、响应速度快、使用寿命长等优点，被广泛应用于自动化控制领域。

以下是光电开关常见的应用领域：1.工业自动化：光电开关广泛应用于工业生产线上的物体检测、计数、定位等领域。

例如在流水线上使用光电开关探测物体的到达和离开，实现自动化生产。

2.包装行业：光电开关用于包装机械上实现物体的检测和定位，确保包装作业的准确性和高效性。

3.照明控制：光电开关可以根据外部光线强弱控制室内灯光的亮度和开关，实现节能环保的照明控制。

酒瓶的不间断传送。

表1 给出了光电开关的检测分类方式及特点说明。

二按结构分类光电开关可用于各种应用场合, 图3 所示为光电开关在多种场合的应用例图。

另外, 在使用光电开关时,还应注意环境条件,以使光电开关能够正常可靠的工作。

一避免强光源光电开关在环境照度较高时, 一般都能稳定工作。

但应回避将传感器光轴正对太阳光、白炽灯等强光源。

在不能改变传感器( 受光器) 光轴与强光源的角度时, 可在传感器上方四周加装遮光板或套上遮光长筒。

二防止相互干扰MGK 系列新型光电开关通常都具有自动防止相互干扰的功能, 因而不必担心相互干扰。

然而,HGK 系列对射式红外光电开关在几组并列靠近安装时, 则应防止邻组和相互干扰。

防止这种干扰最有效的办法是投光器和受光器交叉设置, 超过2 组时还应拉开组距。

当然, 使用不同频率的机种也是一种好办法。

HGK 系列反射式光电开关防止相互干扰的有效办法是拉开间隔。

而且检测距离越远, 间隔也应越大,具体间隔应根据调试情况来确定。

当然,也可使用不同工作频率的机种。

三镜面角度影响当被测物体有光泽或遇到光滑金属面时, 一般反射率都很高,有近似镜面的作用,这时应将投光器与检测物体安装成10～20°的夹角, 以使其光轴不垂直于被检测物体,从而防止误动作。

四排除背景物影响使用反射式扩散型投、受光器时, 有时由于检出物离背景物较近, 光电开关或者背景是光滑等反射率较高的物体而可能会使光电开关不能稳定检测。

因此可以改用距离限定型投、受光器, 或者采用远离背景物、拆除背景物、将背景物涂成无光黑色、或设法使背景物粗糙、灰暗等方法加以排除。

五自诊断功能使用在安装或使用时,有时可能会由于台面或背景影响以及使用振动等原因而造成光轴的微小偏移、透镜沾污、积尘、外部噪声、环境温度超出范围等问题。

这些问题有可能会使光电开关偏离稳定工作区, 这时可以利用光电开关的自诊断功能而使其通过STABL ITY 绿色稳定指示灯发出通知,以提醒使用者及时对其进行调整。

槽型光电开关工作原理
槽型光电开关是一种常见的传感器，它通过光电效应来检测物体的存在与否。

其工作原理如下：
1. 发光器部分：
槽型光电开关的发光器部分通常由一个发光二极管（LED）组成。

当LED接通后，电流通过LED引发光电效应，使其发出
光线。

2. 接收器部分：
槽型光电开关的接收器部分通常由一个光敏电阻或光敏二极管组成。

当光线照射到接收器上时，光敏电阻或光敏二极管的电阻值会发生变化。

这种变化会被转化为电信号，用于判断物体的存在与否。

3. 槽型结构：
槽型光电开关通常采用U型槽或V型槽的结构。

物体在槽中
通过时，会遮挡住发光器发出的光线，从而导致接收器上的光敏电阻或光敏二极管的电阻值发生变化。

根据接收器输出的电信号的变化，可判断物体是否存在于槽中。

4. 输出信号：
槽型光电开关的输出信号通常是一个开关信号，通过判断接收器电阻值的变化来确定物体的存在与否。

当物体存在于槽中时，输出信号为“开”状态；当物体不在槽中时，输出信号为“关”状态。

总结：
槽型光电开关通过发光器将光线照射到接收器上，根据物体是否遮挡光线来判断物体的存在与否。

输出信号则通过检测接收器上的光敏电阻或光敏二极管电阻值的变化来实现。

这种工作原理使得槽型光电开关在自动化控制系统中得到广泛应用。

微型光电开关原理
微型光电开关是一种常见的光电元件，由光电二极管、光源和信号处理电路组成。

它的工作原理主要基于光电效应。

当光源发出的光照射到光电二极管上时，光电二极管会产生电流。

光电二极管的内部结构中有一个PN结，其中P区受到正
向电压，N区受到逆向电压。

当光照射到PN结上时，光子的
能量能够激发电子从价带跃迁到导带，形成电流。

光电二极管产生的电流经过信号处理电路的放大、滤波和逻辑处理等步骤后，最终通过输出接口控制相关的设备或系统运行。

光电开关可以用于工业自动化中的光电传感、物体检测以及光电隔离等应用场合。

微型光电开关具有体积小、灵敏度高、响应速度快等特点。

它可以在狭小的空间中安装，并且对光源的位置要求相对较低。

此外，微型光电开关还能够在恶劣的环境中正常工作，如高温、高湿、腐蚀等条件下。

总的来说，微型光电开关利用光电效应实现了光信号到电信号的转换，通过信号处理电路将输出信号转化为控制信号，使得它在工业自动化中具有重要的应用价值。

光电开关的三种类型
光电开关是一种利用光电效应进行检测的传感器，广泛应用于自动化控制领域。

根据其结构和工作原理的不同，光电开关可以分为三种类型：反射型、穿刺型和对射型。

反射型光电开关
反射型光电开关是通过反射光线来检测物体的存在与否。

它由一个光源和一个
光敏接收器组成，通常被安装在物体的正面和背面。

当物体进入光线的覆盖范围，光线被反射回光敏接收器处，从而触发输出信号。

这种类型的光电开关具有检测距离远、操作简单、安装方便等优点，广泛应用于包装机械、物流设备、托盘输送系统等领域。

穿刺型光电开关
穿刺型光电开关是通过直接穿过物体来检测其存在与否。

它由一个发射器和一
个接收器组成，通常需要安装在物体的两侧。

当物体进入光线的覆盖范围，光线被物体遮挡，产生光敏接收器所接收到的影响，从而产生输出信号。

这种类型的光电开关具有检测精度高、适用范围广、抗干扰能力强等优点，广泛应用于纺织机械、印刷机械、电子设备等领域。

对射型光电开关
对射型光电开关是利用两个相对放置的发射器和接收器来检测物体的存在与否。

当物体进入光线的覆盖范围，光线在物体表面反射产生影响，从而被另一个接收器接收到，产生输出信号。

这种类型的光电开关具有检测灵敏、精度高、抗干扰能力强等优点，广泛应用于自动物流、制造业、包装机械等领域。

总之，光电开关具有广泛的应用前景，不同类型的光电开关应用于不同的领域，可以根据实际需要进行选择和使用。

光电检测元件的种类及结构
（一）种类
1、光电池是根据光生伏特效应制成的将光能转变成电能的一种器件；
2、种类：
氧化亚铜光电池：转换效率低；
硒光电池：光谱特性与人眼视觉相近，频谱较宽，多用于曝光表以及照度计；
硅光电池：转换效率高（17％）；
薄膜光电池：抗辐射能力强，重量轻，阵列结构简化；
紫光电池：把硅光电池的PN结减薄至结深为0.2～0.3微米，光谱响应峰值移到600纳米左右；
异质结光电池：转换效率可达30％，工艺还不成熟。

敏二极管的反向偏置接法
在没有光照时，由于二极管反向偏置，所以反向电流很小，这时的电流称为暗电流，相当于普通二极管的反向饱和漏电流。

当光照射在二极管的PN结（又称耗尽层）上时，在PN结附近产生的电子-空穴对数量也随之增加，光电流也相应增大，光电流与照度成正比。

光敏（电）三极管
光敏三极管芯片结构
光敏三极管有两个PN结。

与普通三极管相似，有电流增益，灵敏度比光敏二极管高。

多数光敏三极管的基极没有引出线，只有正负（c、e）两个引脚，所以其外型与光敏二极管相似，从外观上很难区别。

光电开关及光电耦合器
从原理上讲，光电开关及光电断续器没有太大的差别，都是由红外线发射元件与光敏接收元件组成，只是光电断续器是整体结构，其检测距离只有几毫米至几十毫米，而光电开
关的检测距离可达几米至几十米。

被测物遮挡光通量的应用实例
带材走偏时，边缘经常与传送机械发生碰撞，易出现卷边，造成废品。

当带材处于正确位置（中间位置）时，放大器输出电压Uo为零；当带材左偏时，遮光面积减小，输出电压反映了带材跑偏的方向及大小。

光电开关电气符号
光电开关就像一只微小的定时器，能够控制电路中其他元件的工作状态。

对于光电开关电气符号，人们对它的认识有着许多种，比如符号的含义、它的种类、安装要求等。

首先，光电开关的电气符号的含义，一般经常用到的有“V”和“~”，分别表示“阀、按钮、元件”和“电源”，两个符号互相联系，就会形成一个电路。

而第三个符号是“-”，它表示“地线”，电路也
必须接地。

有时候，符号会加入交流电的“分路”来表示“L1”和“L2”，以区分其它的“热点”。

其次，光电开关的种类也有不同。

根据其结构，光电开关可以分为继电器和继电器开关两种。

继电器的结构简单，但外壳尺寸较大；而继电器开关的外壳尺寸较小，但结构较复杂。

而根据功能，又可以分为单控、双控和多控三种。

单控开关指只用一次控制就可以控制电路，双控开关指需要两次控制便可控制电路；多控开关指需要三次以上控制才能控制电路。

再次，光电开关的安装要求也是需要重视的。

在安装之前，要先测量安装位置尺寸，以决定安装的光电开关的型号大小；其次，要检查电路电压，以决定在安装光电开关时应选择的种类，确保电路的安全；最后，要确定在安装光电开关时的接线方案，以及在控制电路时的电流大小，防止超出允许范围。

总之，光电开关电气符号是电路设计中不可缺少的重要组成部分。

它是一种可控制电路状态的小型定时器，要求我们在使用时，正确理
解、熟悉它的电气符号，正确使用它的各种类型，以及安装时注意安全要求，以实现电路的可靠性，提高设备的安全性和稳定性。