光電傳感器作為生活中最常見的傳感器涉及內(nèi)容頗多，上一期帶大家了解了其基本原理，一些行業(yè)“黑話”，以及對射式和鏡面反射式光電傳感器的工作區(qū)別（點(diǎn)擊回顧）。本期專門講解漫反射傳感器，以及哪些技術(shù)可以用來消除目標(biāo)物背后背景的誤觸發(fā)，和此舉的優(yōu)缺點(diǎn)。
01 工作原理
漫反射式光電傳感器的發(fā)射器和接收器在同一個外殼中。傳感器評估被目標(biāo)物反射回來的光束。為了選擇正確的應(yīng)用，需要謹(jǐn)慎地考慮目標(biāo)物的特性及其后方的背景。漫反射式光電傳感器的過量增益較對射式光電傳感器少，但通常比鏡面反射式光電傳感器多。
漫反射式傳感器的靈敏度很高。2%的目標(biāo)物反射光已經(jīng)可以讓傳感器的輸出切換。
優(yōu)勢：
● 無需反射鏡或其他組件即可直接感應(yīng)物體
● 相較對射式或鏡面反射式傳感器購買及安裝成本更低
劣勢：
● 感應(yīng)距離短
● 受目標(biāo)物特性影響大，例如顏色、材質(zhì)、大小和形狀
● 反光的或近距離的背景可能會影響檢測
● 高度反光的背景，例如窗玻璃或衣服上的安全膠帶，可能會在比規(guī)定感應(yīng)范圍更遠(yuǎn)的距離處導(dǎo)致錯誤信號
漫反射式光電傳感器的輸出：
亮通模式下當(dāng)目標(biāo)物存在時，輸出切換
暗通模式下當(dāng)目標(biāo)物不存在時，輸出切換
02 目標(biāo)物的影響
1.物體越大，反射的光越多，感應(yīng)距離越遠(yuǎn)。
2.對于可見紅光傳感器，淺色相比深色可以在更遠(yuǎn)的范圍被檢測到。目標(biāo)物顏色對紅外光傳感器的影響要小得多。與平坦或無光澤的表面相比，高反光的表面可以在更遠(yuǎn)的范圍被感應(yīng)到。
3.光滑表面比粗糙表面具有更好的反射質(zhì)量。例如，光滑的藍(lán)色塑料目標(biāo)可以比藍(lán)色絲絨目標(biāo)反射更多的光。
4.垂直于傳感器的平面目標(biāo)比成一定角度的平面目標(biāo)可以反射更多的光。此外，非平面目標(biāo)往往會使光線偏離傳感器，從而導(dǎo)致能量和感應(yīng)范圍的損失。
03 背景干擾
漫反射傳感器檢測反射到接收器中所有的光，無論其來源如何。從背景反射的光看起來與來自目標(biāo)物的光一樣，當(dāng)背景比目標(biāo)物更反光并且目標(biāo)物和背景靠得很近時尤其麻煩。
● 固定范圍原理
● 三角測量原理
● 二極管陣列原理
● PMD光飛行時間原理
優(yōu)勢：
● 不受背景干擾
● 無需反射器或額外的外殼即可直接感應(yīng)目標(biāo)
● 采購和安裝成本低于對射式和鏡面反射式傳感器
● 有可用于短距離應(yīng)用與顏色不相關(guān)的版本
劣勢：
● 感應(yīng)范圍小于標(biāo)準(zhǔn)漫反射傳感器
● 比標(biāo)準(zhǔn)漫反射傳感器更貴
● 感應(yīng)距離短
● 高度依賴于目標(biāo)物特性，例如顏色、紋理、大小和形狀
● 可能存在靠近傳感器面的“死區(qū)”
04 固定范圍原理
發(fā)射器鏡頭和接收器鏡頭互成一定角度來確立檢測區(qū)域。檢測區(qū)域中的物體將光線反射到接收透鏡中以此被感應(yīng)到。檢測區(qū)域外的物體（太近或太遠(yuǎn)）不能將光線返回到接收器。此方法通常只適用于短距離且檢測范圍不可調(diào)整。
05 二極管陣列原理
這種方法類似于三角測量原理，只是接收器是一個63二極管陣列。額外的接收器可以實現(xiàn)精確的背景抑制（即目標(biāo)和背景可以非常接近）。二極管陣列傳感器配備有微處理器并可通過按鈕進(jìn)行電子編程。
06 PMD光飛行時間原理
PMD（光子混合設(shè)備）通過測量光從傳感器發(fā)出到目標(biāo)物并再次返回所需的時間來確定傳感器和物體（以及傳感器和背景）之間的距離。
激光二極管用以產(chǎn)生調(diào)制激光束，被目標(biāo)物反射的光通過透鏡被引導(dǎo)到光敏芯片（PMD Smart Pixel）上，然后芯片比較入射光波并得出關(guān)于目標(biāo)物的距離。
激光光波從光源發(fā)出。當(dāng)光從目標(biāo)物反射回來時，相位模式會相應(yīng)發(fā)生變化，并且這種變化與距離成正比。
這項專利技術(shù)支持：
● 小反射目標(biāo)的穩(wěn)定檢測
● 不受顏色和角度影響因此可快速安裝
● 通過IO-Link傳輸測量的距離信息
ifm的ODG、O1D、O5D和OID激光測距傳感器均采用該技術(shù)。
PMD技術(shù)適用于：
● 顆粒
● 散裝物料
● 不透明液體
它不適用于：
● 透明固體目標(biāo)
● 透明液體和油
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