光電傳(chuan) 感器是一種小型電子設備，它可以檢測出其接收到的光強的變化。早期的用來檢測物體(ti) 有無的光電傳(chuan) 感器，光電傳(chuan) 感器是一種小的金屬圓柱形設備，發射器帶一個(ge) 校準鏡頭，將光聚焦射向接收器，接收器出電纜將這套裝置接到一個(ge) 真空管放大器上。在金屬圓筒內(nei) 有一個(ge) 小的白熾燈做為(wei) 光源。這些小而堅固的白熾燈傳(chuan) 感器就是今天光電傳(chuan) 感器的雛形。

　　LED(發光二極管)

　　發光二極管最早出現在19世紀60年代，現在我們(men) 可以經常在電氣和電子設備上看到這些二極管做為(wei) 指示燈來用。LED就是一種半導體(ti) 元件，其電氣性能與(yu) 普通二極管相同，不同之處在於(yu) 當給LED通電流時，它會(hui) 發光。由於(yu) LED是固態的，所以它能延長傳(chuan) 感器的使用壽命。因而使用LED的光電傳(chuan) 感器能被做得更小，且比白熾燈傳(chuan) 感器更可靠。不象白熾燈那樣，LED抗震動抗衝(chong) 擊，並且沒有燈絲(si) 。另外，LED所發出的光能隻相當於(yu) 同尺寸白熾燈所產(chan) 生光能的一部分(激光二極管除外，它與(yu) 普通LED的原理相同，但能產(chan) 生幾倍的光能，並能達到更遠的檢測距離)LED能發射人眼看不到的紅外光，也能發射可見的綠光、黃光、紅光、藍光、藍綠光或白光。

　　經調製的LED傳(chuan) 感器

　　1970年，人們(men) 發現LED還有一個(ge) 比壽命長更好的優(you) 點，就是它能夠以非常快的速度來開關(guan) ，開關(guan) 速度可達到KHz。將接收器的放大器調製到發射器的調製頻率，那麽(me) 它就隻能對以此頻率振動的光信號進行放大。

　　我們(men) 可以將光波的調製比喻成無線電波的傳(chuan) 送和接收。將收音機調到某台，就可以忽略其他的無線電波信號。經過調製的LED發射器就類似於(yu) 無線電波發射器，其接收器就相當於(yu) 收音機。

　　人們(men) 常常有一個(ge) 誤解：認為(wei) 由於(yu) 紅外光LED發出的紅外光是看不到的，那麽(me) 紅外光的能量肯定會(hui) 很強。經過調製的光電傳(chuan) 感器的能量的大小與(yu) LED光波的波長無太大關(guan) 係。一個(ge) LED發出的光能很少，經過調製才將其變得能量很高。一個(ge) 未經調製的傳(chuan) 感器隻有通過使用長焦距鏡頭的機械屏蔽手段，使接收器隻能接收到發射器發出的光，才能使其能量變得很高。相比之下，經過調製的接收器能忽略周圍的光，隻對自己的光或具有相同調製頻率的光做出響應。

　　未經調製的傳(chuan) 感器用來檢測周圍的光線或紅外光的輻射，如剛出爐的紅熱瓶子，在這種應用場合如果使用其它的傳(chuan) 感器，可能會(hui) 有誤動作。

　　如果一個(ge) 金屬發射出的光比周圍的光強很多的話，那麽(me) 它就可以被周圍光源接收器可靠檢測到。周圍光源接收器也可以用來檢測室外光。

　　但是並不是說經調製的傳(chuan) 感器就一定不受周圍光的幹擾，當使用在強光環境下時就會(hui) 有問題。例如，未經過調製的光電傳(chuan) 感器，當把它直接指向陽光時，它能正常動作。我們(men) 每個(ge) 人都知道，用一塊有放大作用的玻璃將陽光聚集在一張紙上時，很容易就會(hui) 把紙點燃。設想將玻璃替換成傳(chuan) 感器的鏡頭，將紙替換成光電三極管，這樣我們(men) 就很容易理解為(wei) 什麽(me) 將調製的接收器指向陽光時它就不能工作了，這是周圍光源使其飽和了。

　　調製的LED改進了光電傳(chuan) 感器的設計，增大了檢測距離，擴展了光束的角度，人們(men) 逐漸接受了這種可靠易於(yu) 對準的光束。到1980年，非調製的光電傳(chuan) 感器逐步就退出了曆史舞台。#p#分頁標題#e#

　　紅外光LED是效率最高的光束，同時也是在光譜上與(yu) 光電三極管最匹配的光束。

　　但是有些傳(chuan) 感器需要用來區分顏色(如色標檢測)，這就需要用可見光源。

　　在早期，色標傳(chuan) 感器使用白熾燈做光源，使用光電池接收器，直到後來發明了高效的可見光LED。現在，多數的色標傳(chuan) 感器都是使用經調製的各種顏色的可見光LED發射器。經調製的傳(chuan) 感器往往犧牲了響應速度以獲取更長的檢測距離，這是因為(wei) 檢測距離是一個(ge) 非常重要的參數。未經調製的傳(chuan) 感器可以用來檢測小的物體(ti) 或動作非常快的物體(ti) ，這些場合要求的響應速度都非常快。但是，現在高速的調製傳(chuan) 感器也可以提供非常快的響應速度，能滿足大多數的檢測應用。

　　超聲波傳(chuan) 感器

　　聲波傳(chuan) 感器所發射和接收的聲波，其振動頻率都超過了人耳所能聽到的範圍。它是通過計算聲波從(cong) 發射，經被測物反射回到接收器所需要的時間，來判斷物體(ti) 的位置。對於(yu) 對射式超聲波傳(chuan) 感器，如果物體(ti) 擋住了從(cong) 發射器到接收器的聲波，則傳(chuan) 感器就會(hui) 檢測到物體(ti) 。與(yu) 光電傳(chuan) 感器不同，超聲波傳(chuan) 感器不受被測物透明度和反光率的影響，因此在許多使用超聲波傳(chuan) 感器的場合就不適合使用光電傳(chuan) 感器來檢測。

　　光纖

　　安裝空間非常有限或使用環境非常惡劣的情況下，我們(men) 可以考慮使用光纖。光纖與(yu) 傳(chuan) 感器配套使用，是無源元件，另外，光纖不受任何電磁信號的幹擾，並且能使傳(chuan) 感器的電子元件與(yu) 其他電的幹擾相隔離。

　　光纖有一根塑料光芯或玻璃光芯，光芯外麵包一層金屬外皮。這層金屬外皮的密度比光芯要低，因而折射率低。光束照在這兩(liang) 種材料的邊界處(入射角在一定範圍內(nei) ，)，被全部反射回來。根據光學原理，所有光束都可以由光纖來傳(chuan) 輸。

　　兩(liang) 條入射光束(入射角在接受角以內(nei) )沿光纖長度方向經多次反射後，從(cong) 另一端射出。另一條入射角超出接受角範圍的入射光，損失在金屬外皮內(nei) 。這個(ge) 接受角比兩(liang) 倍的最大入射角略大，這是因為(wei) 光纖在從(cong) 空氣射入密度較大的光纖材料中時會(hui) 有輕微的折射。光在光纖內(nei) 部的傳(chuan) 輸不受光纖是否彎曲的影響(彎曲半徑要大於(yu) 最小彎曲半徑)。大多數光纖是可彎曲的，很容易安裝在狹小的空間。

    玻璃光纖

　　玻璃光纖由一束非常細(直徑約50μm)的玻璃纖維絲(si) 組成。典型的光纜由幾百根單獨的帶金屬外皮玻璃光纖組成，光纜外部有一層護套保護。光纜的端部有各種尺寸和外形，並且澆注了堅固的透明樹脂。檢測麵經過光學打磨，非常平滑。這道精心的打磨工藝能顯著提高光纖束之間的光耦合效率。

　　玻璃光纖內(nei) 的光纖束可以是緊湊布置的，也可隨意布置。緊湊布置的玻璃光纖通常用在醫療設備或管道鏡上。每一根光纖從(cong) 一端到另一端都需要精心布置，這樣才能在另一端得到非常清晰的圖像。由於(yu) 這種光纖費用非常昂貴並且多數的光纖應用場合並不需要得到一個(ge) 非常清晰的圖像，所以多數的玻璃光纖其光纖束是隨意布置的，這種光纖就非常便宜了，當然其所得到的圖像也隻是一些光。#p#分頁標題#e#

　　玻璃光纖外部的保護層通常是柔性的不鏽鋼護套，也有的是PVC或其他柔性塑料材料。有些特殊的光纖可用於(yu) 特殊的空間或環境，其檢測頭做成不同的形狀以適用於(yu) 不同的檢測要求。

　　玻璃光纖堅固並且性能可靠，可使用在高溫和有化學成分的環境中，它可以傳(chuan) 輸可見光和紅外光。常見的問題就是由於(yu) 經常彎曲或彎曲半徑過小而導致玻璃絲(si) 折斷，對於(yu) 這種應用場合，我們(men) 推薦使用塑料光纖。

　　塑料光纖

　　塑料光纖由單根的光纖束(典型光束直徑為(wei) 0.25到1.5mm)構成，通常有PVC外皮。它能安裝在狹小的空間並且能彎成很小的角度。

　　多數的塑料光纖其檢測頭都做成探針形或帶螺紋的圓柱形，另一端未做加工以方便客戶根據使用將其剪短。邦納公司的塑料光纖都配有一個(ge) 光纖刀。不像玻璃光纖，塑料光纖具有較高的柔性，帶防護外皮的塑料光纖適於(yu) 安裝在往複運動的機械結構上。塑料光纖吸收一定波長的光波，包括紅外光，因而塑料光纖隻能傳(chuan) 輸可見光。與(yu) 玻璃光纖相比，塑料光纖易受高溫，化學物質和溶劑的影響。

　　對射式和直反式光纖玻璃光纖和塑料光纖既有“單根的”-對射式，也有“分叉的”-直反式。單根光纖可以將光從(cong) 發射器傳(chuan) 輸到檢測區域，或從(cong) 檢測區域傳(chuan) 輸到接收器。分叉式的光纖有兩(liang) 個(ge) 明顯的分支，可分別傳(chuan) 輸發射光和接收光，使傳(chuan) 感器既可以通過一個(ge) 分支將發射光傳(chuan) 輸到檢測區域，同時又通過另一個(ge) 分支將反射光傳(chuan) 輸回接收器。

　　直反式的玻璃光纖，其檢測頭處的光纖束是隨意布置的。直反式的塑料光纖，其光纖束是沿光纖長度方向一根挨一根布置。

　　光纖的特殊應用

　　由於(yu) 光纖受使用環境影響小並且抗電磁幹擾，因而能被用在一些特殊的場合，如：適用於(yu) 真空環境下的真空傳(chuan) 導光纖(VFT)和適用於(yu) 爆炸環境下的光纖。在這兩(liang) 個(ge) 應用中，特製的光纖安裝在特殊的環境中，經一個(ge) 法蘭(lan) 引出來接到外麵的傳(chuan) 感器上，光纖和法蘭(lan) 的尺寸多種多樣。本安型傳(chuan) 感器，如NAMUR型的傳(chuan) 感器，可直接用在特殊或有爆炸性危險的環境中。