光电开关(基础)

检测方式
检测体
优点
缺点
对照型（透过型） 不透明体 可进行长距离的检测（几 光轴调校困难
十米）
配线困难
检测精度高
能检测小物体
镜片反射型
透明体
光轴调校容易
要注意检测物体的反射率
不透明体 振 动 等 产 生 的 光 轴 偏 移 需要反射板
（使用偏 少
光镜片型） 配线容易
检测距离为几米
漫反射型
透明体
可检测透明体
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5．4 动作角度 用于对照型、镜片反射型，作为光电开关可能动作的角度范围。过狭，设定时光轴调整困难；过宽， 易由于靠近邻近的光电开关产生干扰。
5．5 回差 在标准动作状态用标准检测物体时，对动作距离于复归距离的差与检测距离之比率成为回差。
5．6 光轴 光电开关动作角度的中心轴。
5．7 缝隙 用于把光电开关投光部或受光部的有效光学面积做小，一般由圆形缝隙和长方形缝隙。
光照射在镜面体上时： 从投射部射出的横向（或纵向）光波照射在镜面体上，光波偏向不发生变化，该光波被偏光滤光片 切断，受光部接收不到光线，认为有物体遮挡。
4．3 漫反射型 投光部设置在受光部统一轴线上或近旁，物体在它前面通过或接近时，产生的反射光量发生变化， 此种检测方式为慢反射型。
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4．4 各种检测方式比较
4．2 镜片反射型 投光部与受光部一体的开关，与反射板相向设置，由于物体通过其间，通过光量的变化来检测的方 式
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偏光镜片反射型 当检测体为镜面体或光亮的检测体时，发光器发出的光照到检测体产生反射光或光亮的物体本身发 出的光与照射到反光板反射回来的光无法区别，而偏光镜片反射型能确实解决镜面体或光亮物体的 检测。 光照射在反光板上时： 从投光部射出的横向（或纵向）光波照射在反光板上，反光板将横向（或纵向）光波改变为纵向（或 横向），受光部接收到纵向（或横向）光波后认为没有物体遮挡。
动作距离阴间出物体表面状
不透明体 检测距离为几十厘米
态而异
要注意检测体以外的反射光
4．5 其它
光电开关的构成可大致分为放大器内藏型和放大器分离型——光纤型。两种类型还各自有其特点：
项目
放大器内藏型
光纤型
特长
设定（检测）距离长
传感器超小型
抗噪音能力强
能检测为小物体
价格便宜
特点
体积大
设定（检测）距离短
成本较高
9．2．1 对照型光纤头：型号——HPF-T□□□ 根据现场安装需求，有 M3、M4 螺纹连接，有无固定装置的，有不同外径的，有弯头的连接和侧面投 受光的。 选择对照型光纤头，到货时为一对；一个用作投光器，另一个用作受光器，两个光纤头相同，连接 到本体的不同接口后被赋予不同的作用。 -9-
9．2．2 漫反射型光纤头：型号——HPF-D□□□ 根据现场的安装需求，有多种安装连接尺寸与安装方式可选。光纤头连接两根光纤，一个接放大器 的投光接口，另一个接放大器的受光接口。
YAS-JZ-TRAIN-003C
光电开关
基础篇
山武自动化仪表（上海）有限公司 计装中心
2006 年 1 月
1． 定义：
以光为媒体，由发光体与受光体间的光路遮挡或由反射光的光亮变化为信号，检测物体的位 置、有无等的装置。光电开关于接近开关同样是无接触式的，受检测体的制约少，且检测距离长， 应用广泛。
9．3 HPX 系列放大器 根据检测条件有多种机型对应
9．3．1 高灵敏度型（HPX-H□）: 细径透过型光纤；可对微小物体进行检测，与漫反射型光纤头配合可方便地对反射率差 的检测体或微小物体进行检测。
9．3．2 低回差型（HPX-A□）: 对色标检测、透明体检测等，在检测到无体育检测到无物体时，光量差极小的场合下， 使用此型号。
代表机种
HPA HPJ
HPX
FE7B FE7D FE8B
FE5F
5．相关用语解说
5．1 投光部 内藏发光二极管灯光源，具有放射锁定光的功能，包含透镜灯光学系部分。
5．2 受光部 内藏检测来自投光部发出的光的光敏晶体管（光电三极管）灯光点变换元件，具有受光锁定功能， 包含透镜等的光学系部分。
5．3 检测距离 光电开关稳定动作的距离范围称为检测距离。对照型为投光器与受光器的距离，镜片反射型为光电 开关与反射板的距离，慢反射型光电开关为用标准检测体能稳定动作的距离范围。
·镜头容易受有机尘土等的影响
镜头免受污染后，光会散射或被遮光，所以在有活水蒸汽、尘土等较多的环境下使用的场合，需施
加适当的保护装置。
·受环境强光的影响
几乎不受一般照明光的影响，但像太阳光那样的强光直接照射受光体时，会造成误动作或损坏。
3． 光电开关的主要用途：
特别要求规格
装置
用途
检测距离长
传送带、停车场、电梯
5．9 DARK ON（暗通） 受光部接收不到光信号后，开关导通，反之不导通。对于对射型和镜片反射型的光电开关，当没有 物体时，光线不被遮挡，受光部接收到光线，开关断开；有物体时，光线被遮挡，受光部接收不到 光线，开关导通。对于漫反射型光电开关，当没有物体时，光线不被反射，受光部接收不到光线， 开关导通；当有物体时，光线被物体反射，受光部接收到光线，开关断开。
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7．使用上注意
7．1 检测体的影响 7．1．1 检测体大小的影响
对于透过型，若物体大于最小检测体，则能检测。但因通过位置变化的关系，一般来说，有些场 所需要最小检测体的几倍以上。
7．1．2 检测物体材质的影响 对于透过型检测物体必须为不透明体。（检测体半透明的场合，必须使用代灵敏度调整的光电开 关。）对于漫反射型，检测距离按检测体的材质而异。下面的图表示代表材质的相对检测距离（白 志为 1）。
根据此色差，可以通过光电开关来检测不同颜色的物体和不同材质的物体。
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7．2 安装上的注意 7．2．1 相互干扰
在多个光电开关并列使用的场合，有可能产生相互干扰，并因此可能产生误动作。
7．2．2 周伟物体的反射 光电开关直接在平面（特别是光滑平面的场合）或靠近状态下安装的场合，如下图的光会造成动 作不稳定，请更改按钻高度或加遮光板等。
8．3 偏光镜片反射型光电开关 ﹒检测距离：2.5m（检测距离与配用的反射板有关，请参阅特性曲线图） ﹒动作方式：亮 ON/暗 ON 切换 ﹒输出状态：HPB-P1、3——NPN 输出，HPB-P2、4——PNP 输出 ﹒光量调整：HPB-P1、2 无光量调整，HPB-P3、4 有光量调整
8．4 漫反射型光电开关 ﹒检测距离：0.5m（检测距离低于 0.05m 时有测量盲区，请换用 HPB-D 型） ﹒动作方式：亮 ON/暗 ON 切换 ﹒输出状态：HPB-A1——NPN 输出，HPB-A2——PNP 输出
通过检测、
受检测对象物的制约少 塑料加工机械、橡胶加工机械 进入监测、
响应速度快
自动组装机械、包装机械
位置检测、
检测微小物体
半导体制造机械
时刻检测、
可对区域进行检测
冲压机械、无人搬运车
方向辨别、
小型、便携
自动组装机械
安全确认
4． 检测方式
4．1 对照型（透过型） 受光器宇投光器相向设置，由于物体通过其间，透光量产生变化的检测方式。
2． 光电开关的特点：
·检测距离长
与接近开关等比较，光电开关的检测距离非常长，且是无接触式的，所以不会损伤检测物体，也不
受检测物体的影响。
·几乎不受检测物体的制约
由于是采用对检测对象的表面进行反射及光透过方式，不像接近开关只能对金属，还能对玻璃、塑
料、木制物体、液体等各种物质进行检测。
·响应速度快
与接近开关同样，由于无机械运动，所以能对高速运动的物体进行检测。
5．8 LIGHT ON（亮通） 受光部接收到光信号后，开关导通，反之不导通。对于对射型和镜片反射型的光电开关，当没有物 体时，光线不被遮挡，受光部接收到光线，开关导通；有物体时，光线被遮挡，受光部接收不到光 线，开关断开。对于漫反射型光电开关，当没有物体时，光线不被反射，受光部接收不到光线，开 关断开；当有物体时，光线被物体反射，受光部接收到光线，开关导通。
9．1 概述 光纤型传感器分为光线头与放大器（或成本体）两部分。为配合现场安装及检测物体的需求有多种 安装头可选；为满足输出特性需求有高Baidu Nhomakorabea敏度、低回差、高速检测和标记检测四种放大器本体可选； 在确定检测距离时，要考虑安装头与放大器组合（详细请柬 CP-GC1003C，B-85）。
9．2 光纤 按检测方式分：有对照型光纤头和漫反射型光纤头，各种光纤头均可与各型号的放大器组合。 按光纤材质分：有塑料光纤和玻璃光纤。 ●塑料光纤 由有机玻璃的树脂制成，用 1 根Φ0.5～Φ2.0 的单线，外皮由聚乙烯或聚氯乙烯保护套保 护。这种光纤有重量轻、成本低的优点；缺点是光的透过性比玻璃光纤差，耐热性差。 ●玻璃光纤 用 30～50μ的纤维结成Φ1～4 的束，用不锈钢材料的弹性管或其它经过煅烧的金属管保 护，用手可以弯曲。玻璃材料光纤有对光的透过率高、耐热性好的优点，但价格较高。 光纤单元的附件——透镜：在检测微小物体时，可在光纤头上加装凸透镜，使光线聚光，减小光斑， 从而实现对微小物体的检测；当然此时的光纤需选用可安装透镜的光纤。（检测微小物体时也可选用 细径光纤）
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6．光电开关的接线
光电开关按照其内部的光电元件来分，有 NPN、PNP、NMOS、PMOS 几种，其中 NMOS 与 NPN 型、 PMOS 与 PNP 型接线相同。对照型光电开关需两侧配线，即对投光器和受光器分别配线，其他配线 均为单侧配线。各种开关均有褐色、蓝色、黑色连线，其中褐色线为电源（+），蓝色线为电源（-）， 黑色线为信号线；其中 NPN 型负载接在褐色线与黑色线之间，PNP 型负载接在黑色线与蓝色线之间。 另外，有些光电开关带有自诊断功能，主要是对接收到的光量在稳定的入射光量与稳定的遮光量之 间时进行诊断输出，诊断输出信号线为橙色线。请看下面接线图：
另外，还有些光电开关他的动作特性（亮通/暗通）可由外部开关来切换，切换开关信号线为粉色线， 棋具体接线请看下图：
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说明： ● 自诊断功能：自诊断功能有两种，一种是入光诊断，另一种是遮光诊断。
① 入光诊断：受污染或螺丝松动产生光轴偏移时，光强度会减弱，检测减弱量并输出。 ② 遮光诊断：确认将某个光强度的功能。对反射型，用于诊断有无背景的影响。 ●外部诊断功能：透过型光电传感器的投光器中的投光器中设计有开关回路，通过投光器的 ON-OFF， 可确认受光器的动作，通过外部信号客队光电传感器进行诊断的功能。
7．2．3 安装面的影响 安装面粗糙时，如下图的反射光造成动作不稳定。请更改安装高度、安装角度等使其动作稳定。
8．HPB 系列放大器内藏型光电开关（CP-GC1003C，B-145）
8．1 概述 HPB 系列是一种通用型放大器内藏型光电开关，最适用于物流装置使用。防护等级为 IP67。各种检 测方式齐全。
9．3．3 高速检测型（HPX-F□）: 微小物体的高速通过，要求高速响应的应用场合，实现了相应时间为 50μs 的检测。
9．3．4 标记检测型（HPX-V□）: 采用绿色光源，可对用红光检测困难的标志进行检测。
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10．光电开关产品一览表
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8．5 宽光芒漫反射型光电开关 ﹒检测距离：50mm ﹒动作方式：亮 ON/暗 ON 切换 ﹒输出状态：HPB-D1——NPN 输出，HPB-D2——PNP 输出
9．HPX 系列 通用电位器调谐光纤传感器（CP-GC1003C,B-83）
使用光纤传感器的场合： ① 检测微小物体 ② 检测距离很短 ③ 检测环境温度高 ④ 检测位置安装空间小
8．2 对射型光电开关（HPB-T1~4） ﹒检测距离：10m（检测距离小于 10m 时均可测量，无盲区） ﹒动作方式：亮 ON/暗 ON 切换 ﹒输出状态：HPB-T1、3——NPN 输出，HPB-T2、4——PNP 输出 -8-
﹒光量调整：HPB-T1、2 无光量调整，HPB-T3、4 有光量调整 （检测半透明物体时使用光量调整型）