(52)--3.5.3 光电式传感器应用举例2.ppt
3新型传感器
3NewTypeSensors
1
3.1气敏和湿敏传感器
2
3.2感应同步器
3
3.5光电式传感器
4
3.6光纤式传感器
5
3.7超声波传感器
CONTENT
3.5光电传感器
03
3.5PhotoelectricSensor
3.5光电传感器
光电池主要有两大类型的应用：
将光电池作光伏器件使用，利用光伏作用直接将太阳能转换成电能，即太阳能电池。这是人们探索新能源的一个重要研究课题。
将光电池作光电转换器件应用，需要光电池具有灵敏度高、响应时间短等特性，但不必需要像太阳电池那样的光电转换效率。这一类光电池需要特殊的制造工艺，主要用于光电检测和自动控制系统中。
3.光电池应用
PhotoelectricSensor
3.5光电传感器
3.光电池应用
（1）太阳能电池电源系统
发电装置：
单体太阳能电池——太阳电池组件——阵列
调节控制器：充放电自动控制
阻塞二极管：避免蓄电池对太阳电池放电
PhotoelectricSensor
3.5光电传感器
3.光电池应用
（1）太阳能电池电源系统
PhotoelectricSensor
3.5光电传感器
3.光电池应用
（1）太阳能电池电源系统
每一片光电池的最大输出电压约为0.6V，每平方米光电池晴天的输出电流约为10A。
光电池串联，能提高输出电压；光电池并联，可以提高输出电流。
PhotoelectricSensor
嫦娥一号上的光电池板
3.5光电传感器
3.光电池应用
（2）光电池在光电检测和自动控制方面的应用
光电池作为光电探测使用时，其基本原理与光敏二极管相同，但它们的基本结构和制造工艺不完全相同。由于光电池工作时不需要外加电压；光电转换效率高，光谱范围宽，频率特性好，噪声低等，它已广泛地用于检测与自动控制方面。
PhotoelectricSensor
3.5光电传感器
3.光电池应用
（2）光电池在光电检测和自动控制方面的应用
在带材生产线上，由于带材横向厚度及压辊压力不均等原因，导致带材边缘与加工机械的中心线不平行或不重合，从而发生带材横向运行偏差，称为“跑偏”。需要以带材边缘纵向为基准，实行边缘位置控制，称为“纠偏”。
光电传感器
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。
应用举例：带材跑偏检测仪
课题来源
PhotoelectricSensor
1－被测带材
2－开卷电动机
3－开卷辊4－伺服液压缸
5－活塞6－滑台
7－光电传感器
在带钢纠偏装置中，边缘位置检测传感器的位置固定不动，开卷机的开卷辊可左右移动。在伺服液压缸的推动下，开卷机构（包括减速箱和开卷辊等）沿着导轨作垂直于带材行进方向的纠偏运动。
设计思想
3.5光电传感器
PhotoelectricSensor
光电式带材跑偏测控系统指标
带钢最大传送速度：10m/s
纠偏最大动态范围：±100mm
纠偏误差：±0.5mm
跑偏检测传感器响应时间：≤100μs
液压比例伺服阀响应时间：≤50ms
伺服液压缸最大驱动速度：20mm/s
电液伺服最大推力：6×104N
（可按需要配置液压系统）
环境工作温度：-20～70℃
3.5光电传感器
PhotoelectricSensor
带材跑偏检测仪
1）边缘位置检测传感器的确定
为了不影响带钢的运动，边缘位置检测必须采用非接触测量。非接触测量有电涡流、电容、霍尔、磁电式、超声波和光电传感器。其中光电具有有效检测距离远、响应速度快等优点，因此在本课题中选用光电传感器。
3.5光电传感器
2)光电元件的选择
光源采用发光二极管，可见光和红外光都可以用于边缘检测，但是若采用红外光则用户无法看到光斑的位置即无法调试，因此在这里选择红色发光二极管作为光源。
光敏元件可以光敏电阻、光敏二极管、光敏三极管、光电池等。光敏电阻温漂较大，不适用精密检测；光敏晶体管受光面积小，不适用带材纠偏动态检测；而光电池的面积较大，输出电流与光照度成正比，因此本课题选择光电池。
PhotoelectricSensor
带材跑偏检测仪
3.5光电传感器
3）光电传感器工作原理
1－LED光源
2－扩束透镜
3－平行光束镜
4－会聚透镜
5－光电池E1
6－带材
7－温度补偿
光电池E2
8－遮光罩
9－跑偏指示
PhotoelectricSensor
E1、E2是相同型号的光电池,E1作为测量元件装在带材下方,而E2用遮光罩罩住,与A2共同起温度补偿作用。
3.5光电传感器
PhotoelectricSensor
带材跑偏检测