模拟式光电传感器及应用优化

模拟式光电传感器将被测量转换成连续变化的光电流，因此要求光电元件的光照特性为单值线性，且光源的光照均匀恒定。有以下几种情况：

①被测物体本身是辐射源，由它释放出的光射向光电元件。例如，光电高温计，利用高温物体释放的光强与温度的关系进行测量；防火报警装置等。

②被测物体位于恒定光源和光电元件之间，根据被测物对光的吸收程度来测定参数，如测量气体、液体的混浊度。

【例8.1】　烟尘浊度监测仪。

为消除工业烟尘污染，首先要知道烟尘排放量，因此必须对烟尘源进行监测。烟尘浊度是通过光在烟道里传输过程中的变化情况来检测的，如果烟尘浓度增加，光源发出的光被烟尘颗粒吸收和折射的程度加大，到达光检测器的光量减小，因而光检测器输出信号的强弱便可反映烟尘浊度的变化。

图8.41是吸收式烟尘浊度监测仪的结构组成。为检测出对人体危害最大的亚微米颗粒的浊度，同时避免水蒸气和CO2对光源衰减的影响，选取可见光（波长为400～700 nm的白炽光）作光源。光检测器是光谱响应范围为400～600 nm的光电管，以获取随浊度变化的相应电信号。刻度校正用于调零和调满刻度，以保证测试准确性。显示器可显示浊度瞬时值。报警电路由多谐振荡器组成，当放大器输出浊度信号超过规定值时，多谐振荡器工作，输出信号经放大后推动喇叭发出报警信号。

图8.41　吸收式烟尘浊度监测仪结构组成

③恒定源发出的光射到被测物体上，再从其表面反射到光电元件上，根据反射的光通量的多少测定被测物表面的性质和状态。

【例8.2】　测量零件表面粗糙度。

如图8.42所示，光源发出的光照射在转动的工件上，经工件表面反射后，由光电元件接收。工件表面粗糙度的变化引起反射光的强弱不同，光电元件接收到的光量就不一样，这样，输出信号的强弱能反映出工件表面的粗糙程度。(www.xing528.com)

图8.42　测量工件表面粗糙度

【例8.3】　测量工件表面位移。

如图8.43所示，当工件位移为Δh时，光斑移动Δl，由光电阵列元件的输出可获得工件的尺寸信号。

图8.43　测量工件的尺寸（表面位置）

④被测物位于恒定光源与光电元件之间，根据被测物阻挡光通量的多少来测定被测参数。

【例8.4】　如图8.44所示，利用这种透射式光电传感器，将被测对象作为光闸，可测量狭缝的大小。

图8.44　透射式光电传感器测狭缝的大小

⑤时差测距。光电测距仪就是利用时差测距的原理。恒定光源发出的光投射到目的物，然后反射回光电元件，根据发射与接收的时间差可测量距离。