광전 센서의 응용 광전 센서의 작동 원리
광전 센서는 현대 사회의 일상 생활과 생산 자동화에 널리 사용됩니다. 광전 센서는 빛 신호를 전기 신호로 변환하는 장치이므로 직접 사용되는 것은 측광, 자동 제어, 사진 촬영, 비디오 녹화, 거리 측정 및 기타 용도입니다. 다음으로, 편집자는 광전 센서의 응용과 광전 센서의 작동 원리를 소개합니다.
광전 센서 적용
1. 연기 탁도 모니터
산업 연기 오염을 방지하는 것은 환경 보호의 중요한 임무 중 하나입니다. 산업 연기 오염을 제거하려면 먼저 연기 배출량을 알아야하므로 연기 소스를 모니터링하고 자동으로 표시하며 표준 경보를 초과해야합니다. 연도 내 연기의 탁도는 연도 내 빛 투과율의 변화를 통해 감지됩니다. 연도 탁도가 증가하면 광원에서 방출되는 빛이 연기 입자에 의해 흡수 및 굴절되어 광검출기에 도달하는 빛이 감소합니다. 따라서 광검출기 출력 신호의 강도는 연도 탁도의 변화를 반영할 수 있습니다.
2. 바코드 스캐닝 펜
스캐닝 펜 헤드가 바코드 위에서 움직일 때 검은색 선이 나타나면 LED의 빛이 검은색 선에 흡수되어 포토 트랜지스터는 반사를 받지 않습니다. 높은 임피던스를 나타내는 빛은 차단 상태입니다. 백색구간을 만나면 발광다이오드에서 방출된 빛이 포토트랜지스터의 베이스에 반사되어 포토트랜지스터가 광전류를 발생시켜 켜진다. 전체 바코드가 스캔된 후 포토트랜지스터는 바코드를 전기 펄스 신호로 변형합니다. 증폭 및 성형 후 신호는 펄스열을 형성하며 이는 컴퓨터에서 처리되어 바코드 정보 인식을 완료합니다.
3. 제품 카운터
제품이 컨베이어 벨트 위에서 움직일 때 광원에서 광전 센서까지의 빛 경로를 지속적으로 차단하여 광전 펄스 회로에서 전기를 발생시킵니다. 펄스 신호를 하나씩. 제품이 빛을 차단할 때마다 광전 센서 회로는 펄스 신호를 생성하므로 출력 펄스 수는 카운트 회로에 의해 계산되어 표시 회로에 표시됩니다.
4. 광전 연기 경보
연기가 없으면 발광 다이오드에서 방출되는 빛이 직선으로 전파되고 광전 삼극관은 신호를 수신하지 않습니다. 연기가 발생하면 발광 다이오드에서 방출되는 빛이 연기 입자에 의해 굴절되어 삼극관이 빛을 수신하고 신호를 출력하여 경보를 보냅니다.
5. 속도를 측정합니다
모터의 회전축을 흑백으로 칠해 회전시키면 반사광과 비반사광이 번갈아 나타나며 광전센서가 빛을 받습니다. 반사된 신호는 간헐적인 전기 신호로 출력되며, 이는 증폭기 및 성형 회로에 의해 증폭 및 성형되어 구형파 신호를 출력합니다. 마지막으로 전자 디지털 디스플레이는 모터의 회전 속도를 출력합니다.
6. 광전 감지 및 자동 제어에 태양전지 적용
태양전지를 광전 감지로 사용하는 경우 기본 원리는 포토다이오드와 동일하지만 기본 구조 및 제조 프로세스는 완전히 동일합니다. 광전지는 작동하기 위해 외부 전압이 필요하지 않기 때문에 광전 변환 효율이 높고 스펙트럼 범위가 넓으며 주파수 특성이 좋고 잡음이 적기 때문에 광전 판독, 광전 결합, 격자 거리 측정, 레이저 시준 및 영화 오디오 재생, UV 모니터 및 가스터빈 화염 보호 장치 등
광전 센서의 작동 원리
광전 센서의 물리적 기반은 광전 효과입니다. 즉, 반도체 재료의 많은 전기적 특성이 빛에 노출되면 변합니다. 광전 효과는 일반적으로 외부 광전 효과와 내부 광전 효과의 두 가지 범주로 구분됩니다. 외부 광전 효과는 물질이 광자를 흡수하고 자유 전자를 여기시키는 행동을 말합니다. 금속 표면에 특정 빛이 조사되면 금속은 광자를 흡수하고 방출된 전자를 광전자라고 합니다. 빛의 파장은 특정 임계값(특정 임계값보다 높은 빛의 주파수와 동일)보다 작아야 전자가 방출될 수 있습니다. 임계값은 한계 주파수와 한계 파장입니다. E=hn-W로부터, 입사 광자의 에너지 hn이 일함수 W보다 크다면, 일부 광전자는 금속 표면을 떠난 후에도 여전히 잔류 에너지를 갖고 있으며, 이는 일부 광전자가 특정 운동 에너지를 가짐을 의미합니다. 전자가 다르면 특정 금속에서 이탈하는 데 필요한 작업이 다르기 때문에 광자의 에너지를 흡수하고 금속에서 탈출한 후 남아 있는 운동 에너지도 다릅니다.
일함수 W는 금속에서 전자를 제거하는 데 필요한 일의 최소값이므로 운동에너지가 가장 큰 광전자의 운동에너지를 E로 표현하면 다음과 같은 관계 E=hn-W( 여기서 h는 플랑크 상수, n은 입사광의 주파수를 나타냅니다. 이 관계를 일반적으로 아인슈타인의 광전 효과 방정식이라고 합니다.