Optik bir sensör, ışık ışınlarını elektronik sinyale dönüştürür. Bir optik sensörün amacı, fiziksel bir ışık miktarını ölçmek ve sensörün türüne bağlı olarak bunu entegre bir ölçüm cihazı tarafından okunabilen bir forma dönüştürmektir. Optik Sensörler kullanılır temassız algılama, sayma veya parçaların konumlandırılması için. Optik sensörler dahili veya harici olabilir. Harici sensörler gerekli miktarda ışığı toplar ve iletirken, dahili sensörler çoğunlukla virajları ve yöndeki diğer küçük değişiklikleri ölçmek için kullanılır.
Farklı optik sensörler tarafından mümkün olan ölçüler Sıcaklık, Hız Sıvı seviyesi, Basınç, Yer Değiştirme (konum), Titreşimler, Kimyasal türler, Kuvvet radyasyonu, pH değeri, Gerinim, Akustik alan ve Elektrik alanıdır.
Optik Sensör Türleri
Aşağıda verildiği gibi, gerçek dünya uygulamalarımızda kullandığımız en yaygın türler olan farklı türde optik sensörler vardır.
- Gelen ışık değişikliğini direnç değişikliğine dönüştürerek direnci ölçmek için kullanılan foto iletken cihazlar.
- Fotovoltaik hücre (güneş pili), bir miktar gelen ışığı bir çıkış voltajına dönüştürür.
- Fotodiyotlar bir miktar gelen ışığı bir çıkış akımına dönüştürür.
Fototransistörler, taban kollektör bağlantısının ışığa maruz kaldığı bir tür bipolar transistördür. Bu, bir fotodiyot ile aynı davranışla sonuçlanır, ancak dahili bir kazanç sağlar.
Çalışma prensibi, ışığın bir optik sensörde iletilmesi ve alınmasıdır, algılanacak nesne bir ışığı yansıtır veya kesintiye uğratır. yayan diyot tarafından gönderilen ışık demeti . Cihazın türüne bağlı olarak, ışık demetinin kesintisi veya yansıması değerlendirilir. Bu, nesnelerin yapıldıkları malzemeden (ahşap, metal, plastik veya diğer) bağımsız olarak tespit edilmesini mümkün kılar. Özel cihazlar, saydam nesnelerin veya farklı renklere veya kontrast varyasyonlarına sahip olanların algılanmasına bile izin verir. Aşağıda açıklandığı gibi farklı optik sensör türleri.
Farklı Optik Sensör Türleri
Karşılıklı Sensörler
Sistem, verici ve alıcının karşılıklı olarak yerleştirildiği iki ayrı bileşenden oluşur. Verici, alıcıya bir ışık huzmesi gönderir. Işık demetindeki bir kesinti, alıcı tarafından bir anahtar sinyali olarak yorumlanır. Kesintinin nerede meydana geldiği önemli değildir.
Avantaj: Büyük çalışma mesafeleri elde edilebilir ve tanıma, nesnenin yüzey yapısından, renginden veya yansıtıcılığından bağımsızdır.
Yüksek bir operasyonel güvenilirliği garanti etmek için, nesnenin ışık huzmesini tamamen kesecek kadar büyük olduğundan emin olunmalıdır.
Retro-Reflektif Sensörler
Verici ve alıcı aynı evdedir, bir reflektör aracılığıyla yayılan ışık huzmesi alıcıya geri yönlendirilir. Işık demetindeki bir kesinti, bir anahtarlama işlemini başlatır. Kesintinin nerede meydana geldiği önemli değildir.
Avantaj: Geri yansıtıcı sensörler, çok az montaj çabası gerektiren tam olarak yeniden üretilebilen anahtarlama noktalarıyla büyük çalışma mesafeleri sağlar. Işık demetini kesintiye uğratan tüm nesneler, yüzey yapılarından veya renklerinden bağımsız olarak doğru bir şekilde algılanır.
Dağınık Yansıma Sensörleri
Hem verici hem de alıcı tek bir muhafaza içindedir. İletilen ışık, tespit edilecek nesne tarafından yansıtılır.
Avantaj: Alıcıdaki dağınık ışık yoğunluğu, anahtarlama koşulu olarak hizmet eder. Hassasiyet ayarı ne olursa olsun, arka kısım her zaman ön kısımdan daha iyi yansıtır. Bu, hatalı anahtarlama işlemlerine yol açar.
Optik Sensörler İçin Farklı Işık Kaynakları
Çok var ışık kaynağı türleri s. Yanan meşale alevlerinden gelen güneş ve ışık, optik üzerinde çalışmak için kullanılan ilk ışık kaynaklarıydı. Nitekim, belirli (çıkan) maddeden (örneğin, iyot, klor ve cıva iyonları) gelen ışık, optik spektrumdaki referans noktalarını hala sağlamaktadır. Optik iletişimdeki anahtar bileşenlerden biri, tek renkli ışık kaynağıdır. Optik iletişimlerde ışık kaynakları tek renkli, kompakt ve uzun ömürlü olmalıdır. İşte iki farklı ışık kaynağı türü.
1. LED (Işık Yayan Diyot)
Elektronların n katkılı ve p katkılı yarı iletkenlerin birleşim yerlerinde delikli rekombinasyon sürecinde ışık şeklinde enerji açığa çıkar. Eksitasyon, bir harici voltaj uygulanarak gerçekleşir ve rekombinasyon gerçekleşebilir veya başka bir foton olarak stimüle edilebilir. Bu, kuplajı kolaylaştırır LED optik bir cihazla ışık.
Bir LED, iki terminaline bir voltaj uygulandığında ışık yayan bir p-n yarı iletken cihazdır.
2. LAZER (Uyarılmış Emisyon Radyasyonuyla Işık Amplifikasyonu)
Bir lazer özel cam, kristal veya gazlardaki atomlardaki elektronlar, elektrik akımından enerji emdiklerinde heyecanlanırlar. Uyarılmış elektronlar, daha düşük enerjili bir yörüngeden atomun çekirdeği etrafındaki daha yüksek enerjili bir yörüngeye hareket eder. Normal veya temel durumuna döndüklerinde, bu elektronların fotonlar (ışık parçacıkları) yaymasına neden olur. Bu fotonların hepsi aynı dalga boyunda ve tutarlıdır. Sıradan görünür ışık, birden çok dalga boyunu içerir ve tutarlı değildir.
LASAR Işık Emisyon Süreci
Optik Sensörlerin Uygulamaları
Bu optik sensörlerin uygulamaları, bilgisayarlardan hareket dedektörlerine kadar uzanmaktadır. Optik sensörlerin etkili bir şekilde çalışması için, ölçtükleri özelliğe karşı hassasiyetlerini koruyabilmeleri için uygulama için doğru tipte olmaları gerekir. Optik sensörler, karanlıkta otomatik olarak açılan bilgisayarlar, fotokopi makineleri (xerox) ve aydınlatma armatürleri dahil olmak üzere birçok yaygın cihazın ayrılmaz parçalarıdır. Ve yaygın uygulamalardan bazıları arasında alarm sistemleri, fotografik flaşlar için senkronizasyonlar ve nesnelerin varlığını algılayabilen sistemler bulunur.
Ortam Işığı Sensörleri
Çoğunlukla bu sensörü cep telefonlarımızda gördük. Pil ömrünü uzatır ve çevre için optimize edilmiş, izlemesi kolay ekranlar sağlar.
Ortam Işığı Sensörleri
Biyomedikal Uygulamalar
optik sensörlerin biyomedikal alanda sağlam uygulamaları vardır. Örneklerden bazıları Ayarlanabilir diyot lazer kullanarak nefes analizi, Optik kalp atış hızı monitörleri Optik kalp atış hızı monitörü, ışık kullanarak kalp atış hızınızı ölçer. Deri boyunca bir LED parlar ve bir optik sensör geri yansıyan ışığı inceler. Kan daha fazla ışığı emdiği için ışık seviyesindeki dalgalanmalar kalp atış hızına çevrilebilir. Bu işleme fotopletismografi denir.
Optik Sensör Bazlı Sıvı Seviye Göstergesi
Optik Sensör Tabanlı Sıvı Seviye Göstergesi iki ana parçadan oluşur, bir ışık transistörü ile birleştirilmiş bir kızılötesi LED ve önde şeffaf bir prizma ucu. LED, dışarıya bir kızılötesi ışık yansıtır, sensör ucu hava ile çevrildiğinde ışık, transistöre dönmeden önce uçla birlikte geri sıçrayarak tepki verir. Sensör sıvıya daldırıldığında, ışık baştan sona dağılır ve daha azı transistöre geri döner. Transistöre yansıyan ışığın miktarı çıkış seviyelerini etkileyerek nokta seviyesi algılamayı mümkün kılar
Optik Seviye Sensörü
Optik sensör hakkında temel bilgilere sahip misiniz? Yukarıda verilen bilgilerin, ilgili görüntüler ve çeşitli gerçek zamanlı uygulamalarla birlikte optik sensör konseptinin temellerini açıkladığını kabul ediyoruz. Ayrıca, bu konseptle ilgili herhangi bir şüpheniz veya herhangi bir sensör tabanlı projeyi uygulamak için Lütfen bu yazı ile ilgili öneri ve görüşlerinizi aşağıdaki yorum bölümünde yazabilirsiniz. İşte size bir soru, bir optik sensörün farklı ışık kaynakları nelerdir?
