03.05 光纖傳感器和光電傳感器有什麼不同?

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光纖傳感器

  • 光纖傳感器簡單來講,是利用光纖自身受被測量影響出現光信號傳輸特性的變化或者利用其它敏感元件感受被測量變化,並對光信號的變化解調成相應電信號變化的傳感器。
  1. 功能型光纖傳感器(英文Functional Fiber,縮寫為FF),又稱傳感型光纖傳感器。光在光纖中傳輸都是有一定的傳輸特性,當光纖自身因被測量產生各種形式的傳輸特性(光強度、光相位、光頻率、光波長、光偏振)的變化時,在傳感器末端對變化的光信號進行相應的電信號轉變,從而達到檢測被測量的變化。這種光纖傳感器不僅傳輸光線,而且充當敏感元件。例如長距離的主幹管道洩漏位置檢測,可以在管道下面沿線佈置一條功能型光纖,當某一位置發生洩漏會產生溫度、壓力等物理量的變化,然後改變光纖內光信號的傳輸特性,通過解調確定洩漏位置。
  2. 非功能型光纖傳感器(Non Functional Fiber縮寫為NFF),又稱傳光型光纖傳感器。這種傳感器是利用其它敏感元件感受被測量的變化,光纖僅僅充當光信號的傳輸介質。例如在電力、礦井等高壓、高磁性環境中,如果其他敏感元件產生的信號通過導線以電的形式進行傳輸,很容易受到環境的影響,對傳輸的信號產生干擾,這時候採用光纖以光的形式傳輸就可以保持信號的穩定。

光電傳感器

光電傳感器是直接將光信號轉換成電信號的器件。該傳感器是利用能產生光電效應的材料製成,當光線照射時,傳感器內產生電壓、電流、阻值等物理量的變化而達到檢測被測量變化的功能。

  • 在日常生活中應用非常廣泛,例如電視、空調、風扇、機頂盒等用紅外遙控器進行遙控,就是利用安裝在被遙控電器內的接受紅外光二極管、三極管等光電傳感器,將紅外遙控編碼後通過紅外線發射器射出的紅外線進行接受後解碼,從而達到遙控的目的。

  • 工廠流水線上利用對射激光等光電傳感器對產品數量、規格等數據進行智能檢測。
  • 照明設備中利用光敏電阻、紅外感應器等光電傳感器,實現夜晚自動照明、人體感應亮燈的智能控制。

光纖傳感器實際上在感應器的末端包含了光電傳感器,光纖傳感器可以看作是特殊的光電傳感器,只是光信號的傳輸介質是光纖,而且光纖傳感器在前端可以外接其他類型的傳感器進行被測量檢測。光纖傳感器可以看成是一個系統的光電傳感器,因此光纖傳感器具有環境的干擾小、傳輸距離遠、大範圍分佈式檢測、功耗小、可傳輸信息量大、應用前景廣等特點。


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光纖傳感器與光電傳感器根本就是兩種完全不同的東西,光纖是用來傳輸數據的,類似模擬量控制,當然也可以用作某臨界點的開關控制;光電傳感器、接近傳感器是用來做控制的,即0/1信號。

1、結構不同

光電傳感器:光電傳感器是將光信號轉換為電信號的一種器件。其工作原理基於光電效應。光電效應是指光照射在某些物質上時,物質的電子吸收光子的能量而發生了相應的電效應現象。

光纖傳感器:光纖傳感器是一種將被測對象的狀態轉變為可測的光信號的傳感器。光纖傳感器的工作原理是將光源入射的光束經由光纖送入調製器,在調製器內與外界被測參數的相互作用, 使光的光學性質如光的強度、波長、頻率、相位、偏振態等發生變化,成為被調製的光信號,再經過光纖送入光電器件、經解調器後獲得被測參數。

2、功能不同

光電傳感器:暫態響應範圍寬,諧波測量能力強,暫態特性的優劣是判斷一種互感器能否在電力系統中獲得應用的一個重要參數,特別是與繼電保護動作時間的配合。傳統電磁式互感器由於存在鐵芯,對高頻信號的響應特性較差,不能正確反映一次側的暫態過程。

而光電互感器傳測量的頻率範圍主要由電子線路部分決定,沒有鐵芯飽和的問題,因此能夠準確反映一次側的暫態過程。一般可設計到0.1 Hz到1 MHz,特殊的可設計到200 MHz的帶通。光電傳感器的結構可以測量高壓電力線路上的諧波。而電磁感應互感器是難以達到的。


光電傳感器

光纖傳感器


3、用途不同

光纖傳感器:城市建設中橋樑、大壩、油田等的干涉陀螺儀和光柵壓力傳感器的應用。光纖傳感器可預埋在混凝土、碳纖維增強塑料及各種複合材料中,用於測試應力鬆弛、施工應力和動荷載應力,從而評估橋樑短期施工階段和長期營運狀態的結構性能。

在電力系統,需要測定溫度、電流等參數,如對高壓變壓器和大型電機的定子、轉子內的溫度檢測等,由於電類傳感器易受電磁場的干擾,無法在這類場合中使用,只能用光纖傳感器。

光電傳感器:用光電元件作敏感元件的光電傳感器,其種類繁多,用途廣泛。按光電傳感器的輸出量性質可分為兩類:把被測量轉換成連續變化的光電流而製成的光電測量儀器,可用來測量光的強度以及物體的溫度、透光能力、位移及表面狀態等物理量。

例如:測量光強的照度計,光電高溫計,光電比色計和濁度計,預防火災的光電報警器,構成檢查被加工零件的直徑、長度、橢圓度及表面粗糙度等自動檢測裝置和儀器,其敏感元件均用光電元件。半導體光電元件不僅在民用工業領域中得到廣泛的應用,在軍事上更有它重要的地位。


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光纖傳感器和光電傳感器都是自動化設備上常用的傳感器

光纖傳感器和光電傳感器都是通過光電原理設計傳感器,廣泛應用於自動化設備上。光電傳感器較為簡單一些,價格也較低,常用於檢測較大的物體;光纖傳感器可以檢測較為精細的物體。


光電傳感器

光電傳感器由紅外發射電路、紅外接收電路、信號放大處理電路、信號輸出電路組成。

紅外發射電路:通過紅外發射二極管對外發出紅外線信號。

紅外接收電路:接收紅外發射二極管發出的紅外線信號。

信號放大處理電路:對紅外接收電路接收到紅外信號進行放大處理。

信號輸出電路:根據接收到的紅外信號狀態輸出高、低電平信號。

分對射型、漫反射型和槽型。對射型需要將射器和接收器分開安裝,漫反射是發射接收一體的,槽型也是

漫反射型:紅外發射電路,紅外接收電路,信號放大處理電路、信號輸出電路都在同一個裝置,當遇到檢測物時,接收電路會接收到被反射回來的紅外線信號。

對射型:紅外發射電路在發射器,紅外接收電路、信號放大處理電路和信號輸出電路在接收器。沒有被檢測特時,接收器會收到發射器發出的紅外線信號,當出現被檢測時,紅外線信號被阻擋。

槽型:原理是一樣的,紅外發射電路和紅外接收電路分別設置在槽的兩端,當被檢測物進入檢測槽時,紅外線信號被阻擋。

光纖傳感器

光纖傳感器同樣有著發射電路和接收電路,大多數光纖傳感器使用紅外線作為光源,使用光纖導光,發出的微弱光信號受到弱小物體的影響後,光的強度、波長、頻率、相位、偏振態等就會發生變化,反射回的光信號經過光纖送回光電器件、經過解調器放大處理後就可以獲得被檢測的參數。

因為發出和返回的光信號都可以通過光纖傳遞,而光纖比較細小,可以彎折,安裝就非常靈活,可以安裝在適當的位置去檢測非常細小的物體。

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 光電傳感器

  光電傳感器有反射型和對射型,需要有紅外光(940nm)發射單元電路和紅外光(940nm)接收單元電路,放大單元電路,信號處理單元電路和信號輸出電路。

  對射型光電傳感器,需要發射器和接收器配合使用。紅外光發射電路裝在發射器,紅外光接收電路,放大電路,信號處理電路和信號輸出電路裝在接收器。當發射器發出的紅外光被被檢測物檔住時,接收器收不到紅外光信號時信號輸出電路就會輸出相應的電平信號

  反射型光電傳感器,紅外光發射電路,紅外光接收電路,放大電路,信號處理電路和信號輸出電路都裝在同一個裝置中。當被檢測物把發射電路發出的紅外光信號反射回來時,接收電路就會收到紅外光信號,經過放大電路和信號處理電路處理後,輸出電路就會輸出相應的電平信號

  光纖傳感器

  光纖傳感器也叫光纖信號放大傳感器,當纖傳感器需要和光纖配合使用

  光纖傳感器將發出的紅外光信號導入到光纖中,光纖頭可以放置在需要檢測物的位置

  被檢測物經過,或者被檢測物發生變化時,紅外光的光學性質會發生變化(比如光的強度、波長、頻率、相位、偏振態等)

  紅外光信號通過光纖導回到光纖傳感器,經過信號接收電路、信號放大電路、信號處理電路的處理,輸出電路就會輸出相應的電平信號

  當纖放器也分對射型(雙光纖線)和反射型(單光纖線)

  光纖傳感器與光電傳感器的區別

  由上面分析可知,光電傳感器只能檢測到比較大的不透明物體;光纖傳感器可以檢測到比較精細的物體,甚至還可以檢測到半透明物和液體的變化;光纖傳感器可以實現精確的檢測.



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很高興回答這個問題。下面我就對這兩種傳感器的認識分享一下我的看法。

概述

光纖傳感器和光電傳感器被廣泛應用在自動化設備上。主要是給PLC或其它一些控制器提供開關量信號。那麼它們有什麼不同呢?我個人認為主要有以下幾點不同。

工作原理不同

光纖傳感器的工作原理:光纖傳感器工作原理是用被測量的變化調製傳輸光光波的某一參數,使其隨之變化,然後對已調製的光信號進行檢測,從而得到被測物理量。

在光纖傳感器中,由於光纖不僅可以作為光波的傳播媒質,並且在光纖中傳播的光波因外界因素的變化而改變,同時也可將光纖作為傳感元件來探測如振幅、相位、偏振態、波長等物理量。

由於其獨特的工作原理,導致光纖傳感器具有很多優點:

  1. 高靈敏度

  2. 輕細柔韌便於安裝

  3. 電絕緣性及化學穩定性。光纖本身是一種高絕緣、化學性穩定的物質,適用於電力系統及化學系統中需要高壓隔離和易燃易爆等惡劣的環境中

  4. 良好的安全性。光纖傳感器是電無源的敏感元件,在應用於測量時,不存在漏電及電擊等安全隱患。

  5. 抗電磁干擾。一般情況下光波頻率比電磁輻射頻率高,因此光在光纖中傳播不會受到電磁噪聲的影響。

  6. 可分佈式測量。一根光纖可以實現長距離連續測控,能準確測出任一點上的應變、損傷、振動和溫度等信息,並由此形成很大範圍內的監測區域,提高對環境的檢測水平。

在我們公司使用的很多設備上有廣泛的應用

光電傳感器的工作原理:光電傳感器是通過把光強度的變化轉換成電信號的變化來實現控制的。在一般情況下,有三部分構成,它們是:發送器、接收器和檢測電路。

應用場合不同

光纖傳感器由光纖和光纖放大器組成。而光纖頭僅需要佔用很小的安裝空間。從下面幾張圖片就能看出。


光電傳感器為集成一體式,安裝空間相對比較大。它分類和工作方式分為如下幾種形式。

槽型光電傳感器

對射型光電傳感器

反射型光電傳感器

反光板型光電傳感器,由於沒有找到應用場合。無圖片說明。

希望我的回答對題主有幫助。


我愛工控


光纖傳感器與光電傳感器,都是以光線作為檢測載體,並將光信號轉變為電信號,進行計量的傳感器,因而容易被混淆。

不過,由於二者的工作原理完全不同,因而導致,

①結構不同,測控距離不同,安裝條件不同;

②對被測量對象和傳感器安裝環境條件要求的苛刻程度不同,測量精度不同,應用場合不同;

③成本價格不同。

既然如此諸多的不同,皆源於二者工作原理的不同,那麼我們就在它們的工作原理不同上多著點筆墨,其它各種不同產生的道理,也就容易理解了。

光電傳感器的核心部分是光電敏感元器件,被檢測的物理量是光。隨著光敏元器件使用材料的不同,原理也各不相同,它們中有光敏電阻器器、光敏二極管、光敏三極管、光電池、光電耦合器件、CCD器件。其中,最便宜、最常見的光敏元器件是光敏電阻器,光敏電阻器的核心材料是硫化鎘,在光照射下硫化鎘的電阻率會變小,電流變大,該變大了的電流經過放大後可以觸發繼電器,常用來製作路燈自動開關。光敏二極管是利用光對載流子的激發作用,改變二極管的導通狀態;光電三極管利用光對載流子的激發作用,代替三極管的基極輸入信號,控制三極管的工作狀態。光電二極管和光電三極管所使用的材料都是硅或鍺。光電池是利用光(生)伏(特)材料硫化鈰,在光線照射下,直接將光能置換成電能;近來,越來越受歡迎的硅太陽能電池和碲化鎘薄膜太陽能電池,也可以作為光電傳感器使用。光電耦合器件的整體是個U形槽或V型形槽,槽的一側有一個發光二極管,另一側有一個光電二極管或光電三極管,當U型槽內有障礙物通過時,或者V形槽兩側面共同指向的某個空間範圍出現可以反射回來光線的人或物體時,光電二極管(或光電三極管)受光激發的狀態發生一次脈衝狀改變,可以完成一次自動計數過程或者將自動開關門打開。CCD器件是由光電三極管組成的龐大陣列,屬於數碼相機、手機照相攝像不可缺少的器件,每當相機處於工作狀態時,任一瞬間都僅有一隻光電三極管得到供電進入工作過程,掃描電源輪流對每一個光電三極管供電,實現探測到整個視場範圍內的全部圖像信息。下面的圖1~圖6,依次分別是光敏電阻器原理圖、光電二極管原理圖、光電三極管原理圖、光電池原理圖、光電耦合器件原理圖、CCD器件示意圖。

光纖傳感器離不開光纖、光源,同時也離不了光電元件(實際上就是光電傳感器,不過因為它現在的身份是光纖傳感器的一部分,所以在名稱上不可與光纖傳感器平起平坐,於是不再叫光電傳感器,而稱為光電元件)。按照其對被檢測物理量的感應功能機理不同可分為,功能型光纖傳感器(FF,Functional Fiber)和非功能型光纖傳感器(NFF,Non Functional Fiber)。功能型光纖傳感器是將多模光纖作為敏感元件,利用聲音、光、電場、溫度、壓力、速度,位置等多種物理量能夠對多模光纖內部最初傳輸進來的標準光線強度或相位、頻率、偏振狀態進行調製的原理,得到承載了被檢測信息的光線,然後經解調,就得到了改變標準光線狀態的被測因素信號。這種功能型光纖傳感器結構緊湊,靈敏度高;成本也最高。常用於光纖陀螺、光纖水聽器等場合。非功能型光纖傳感器採用單模光纖,傳輸的光線從進入光纖到出光纖都不會改變,被檢測的光線物理量的變化靠其它光纖敏感元件來置換測量,成本較低,因此成為光纖傳感器實用化的主力,例如在變頻電壓傳感器、變頻電流傳感器、變頻功率傳感器中,常可見到它的身影,複雜的電磁場環境對單模光纖內部傳輸的光線不產生影響。

圖7和圖8分別是功能型光纖傳感器(多模光纖傳感器)原理圖與非功能型光纖傳感器(單模光纖傳感器)原理圖。










梁瑞林


光纖傳感器和光電傳感器雖然都帶“光”字,不同之處還是很明顯的,下面我和朋友們談談這兩種傳感器之間的區別吧!我想從以下幾點來說明。

第一點光電傳感器和光纖傳感器工作原理不同

首先從兩者的工作原理來講,首先說一下光電傳感器它是依據光電效應的原理來工作的,也就是說當光照射到由半導體制成的光電傳感器上時就會發出光電子的一種現象,可以把光能轉化為電能。比如常用作光控場合的光敏電阻、光敏二極管和光敏三極管等都是根據這種效應進行工作的。而光纖傳感器是通過光的全反射原理來工作的,對於光的全反射原理在中學物理中就學過,比如光折射和反射的斯涅爾定律就用數學關係式很清楚地表達了光反射原理。所以我們運用光導纖維的傳光特點就可以把被測量轉化成光特性的改變,比如可以改變光的頻率、波長、強度和相位等。

第二點是光電傳感器和光纖傳感器製作材料不同

光電傳感器的製作材料主要是具有光電效應的半導體材料或者金屬材料製作而成,比如光電二極管和光電三極管的製造材料一般有硅材料或者鍺材料,光敏電阻的材料由硫化鎘或者銻化銦等材料製作;而光纖傳感器是由光透射率高的玻璃纖維(主要是由石英玻璃)構成,成分比較單一。

第三點是光電傳感器和光纖傳感器的結構不同

光電傳感器的比較簡單,比如光電二極管就有引腳、外殼、管芯以及玻璃聚光鏡等部分構成;而光纖傳感器的結構相對複雜些,除了光纖外還有一些複雜的外設作為輔助控制。

第四點是光電傳感器和光纖傳感器所測量的範圍不同

光電傳感器所測量的範圍相對較少,一般有光強度、光照度、速度和應變位移等;而

光纖傳感器所測量的範圍比較廣,大約可以測量70多個物理量,比如壓力、震動、速度、電流、溫度、流量、磁場等,所以光纖傳感器今後發展的前潛力是巨大的,可謂是後來者居上。

以上就是我對這個問題的看法,歡迎朋友們參與討論,敬請關注電子及工控技術,感謝點贊。


電子及工控技術


2款產品外觀、特點、功能有不同。 光纖傳感器特點:智能調整 簡單穩定;只需一鍵即可完成設置;高速反應25um;穩定而精準的檢測;投光量可調節;出線方式可調。 光纖傳感器功能:節省維護工時,裝備基準值追蹤週期設定功能;窗口檢測;可進行防止相互干擾;3種檢測模式;簡單的兩點教導;全自動教導;備有3種類型的定時器;數字顯示反轉設定功能;可節省消耗電量。 光電傳感器特點:多種規格、檢測距離可選 光電傳感器功能: 全新升級一鍵設定;高精度,節省空間;可視光源,可檢測暗色物體;抗干擾,可有效應用於段差檢測及異色工件的穩定檢測。謝謝🙏


李紅俞


光纖傳感器和光電傳感器的區別:

首先,分別介紹一下什麼是光纖傳感器和光電傳感器。

光纖傳感器:光纖傳感器技術是20世紀70年代隨著光通信技術的發展而逐步形成的一門科學技術。光纖傳感器與傳統的傳感器相比有一些獨特的特點:動態範圍大,靈敏度高,抗電磁干擾,耐高溫,耐腐蝕,結構簡單,耗電少等一系列特點。

光纖傳感器可以測量各種非電量,如位移,溫度,速度,振動,磁場,電場,電壓,化學量,振動等。

光纖傳感器的基本組成如下圖:

光纖是一種多層介質結構的同心圓柱體,包括纖芯,包層和保護層。纖芯由高度透明的材料製成,是光波的主要傳輸通道。纖芯材料主要成分為SiO2。

光電傳感器:是指利用光電器件把光信號轉換成電信號(如,電壓,電荷,電阻,電流)的器件。

光電傳感器工作時,先將被測量轉換為光量的變化,然後通過光電器件把光量的變化轉換為相應的電量變化,從而實現對非電量的測量。

光電傳感器的特點:結構簡單 ,高精度,高分辨率,高可靠性,高抗干擾能力,可實現非接觸式測量。

光纖傳感器和光電傳感器的區別:光電傳感器一般適用於檢測較大的不透明物體。光纖傳感器可以檢測細小的物體,可以實現精確的檢測。


靜則進


簡單來說,光纖傳感器是由調製器將電能轉換成光源,通過光纖傳輸並射到被測物上,使得光學特性發生變化,再重新通過光纖傳回,經過調製器轉換成電信號。

光纖傳感器優點是,通過光纖傳輸過程中抗干擾好,也不容易干擾別的設備。再有不怕潮溼,可以彎曲等優點。缺點是,光纖頭與被測物的距離比較近。

光電傳感器,就是電源轉換成光信號,直接射到被測物上,再直接反射回傳感器。它的特點是,傳感器與被測物之間只能是直線傳輸,但可以檢測較遠距離。


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