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色差仪的光电传感器原理

一般知道色差仪组成的人们都知道其中光电感应器可以说是这种仪器的最主要核心技术之一,色差仪能否实现测量,测量的精度和分析的准确度都靠这种仪器来完成。所以要想学习好色差仪的使用原理和组成结构光电感应器的研究是必不可少的。
 
光电传感器的的物理基础就是光电效应。且光电效应包括外光电效应和内光电效应。外光电效应是在光线作用下,电子逸出物体表面向外发射称外光电效应,即为经典归纳的爱因斯坦光电效应方程。
 
内光电效应是当光照射在物体上,使物体的电阻率1/R发生变化或产生光电动势的效应。内光电效应又可以分为以下两类:一是半导体材料受光照时,材料的电导率增大的光电导效应;二是不均匀半导体或均匀半导体中的光生电子和空穴,在空间分开形成PN结并产生电位差的光生伏特效应。
 
色差仪的工作原理中就是利用了光电传感器灵敏感到由紫外线到红外线光的能量,并能将光能转化成电信号的能力。色差仪应用这种器件检测时,是将其物理量的变化转换为光量的变化,再通过光电器件转化为电量。其工作原理是利用物质的光电效应。
 
物质在光的照射下释放电子的现象称为光电效应,工业生产中的光电积分色差仪主要就是采用这种原理研发而得的。从物理学得知,光具有波.粒二重性;光在传播时体现出波动性;当光与物质互相作用时体现出粒子性。此时,光可以被当做是一种以光速运动的粒子流,每一束粒子流称为光子。光子运动的速度c=3×108m/s每一个光子的能量为:E=h.f式子中,f为光的频率;h为普朗克常数。
 
式表明,光子的能量与光的频率成正比。当色差仪的标准光源发射光照射到某一物体时,就可以看做该物体受到一连串能量为E光子的轰击,而光电效应就是构成物体材料能吸收到光子能量的结果。由于被光照射的物体材料不同,所产生的光电效应也不同。
 
色差仪的光电传感器在一般情况下,有三部分构成。它们分为:发送器、接收器和检测电路。发送器对准被测产品目标发射光束,发射的光束一般来源于色差仪的标准照明系统中的半导体光源,发光二极管(LED)、激光二极管及红外发射二极管。光束不间断地发射,或者改变脉冲宽度。接收器有光电二极管、光电三极管、光电池组成。在接收器的前面,装有光学元件如透镜和光圈等。在其后面是检测电路,它能滤出有效信号和应用该信号,这就是实现了光信号箱电信号转变的过程。此外,光电开关的结构元件中还有发射板和光导纤维。三角反射板是结构牢固的发射装置。它由很小的三角锥体反射材料组成,能够使光束准确地从反射板中返回,具有实用意义。它可以在与光轴0到25的范围改变发射角,使光束几乎是从一根发射线,经过反射后,还是从这根反射线返回。
 
工作方式
 
⑴槽型光电传感器把一个光发射器和一个接收器面对面地装在一个槽的两侧的是槽形光电。发光器能发出红外光或可见光,在无阻情况下光接收器能收到光。但当被检测物体从槽中通过时,光被遮挡,光电开关便动作。输出一个开关控制信号,切断或接通负载电流,从而完成一次控制动作。槽形开关的检测距离因为受整体结构的限制一般只有几厘米。
 
⑵对射型光电传感器若把发光器和收光器分离开,就可使检测距离加大。由一个发光器和一个收光器组成的光电开关就称为对射分离式光电开关,简称对射式光电开关。它的检测距离可达几米乃至几十米。使用时把发光器和收光器分别装在检测物通过路径的两侧,检测物通过时阻挡光路,收光器就动作输出一个开关控制信号。
 
⑶反光板型光电开关把发光器和收光器装入同一个装置内,在它的前方装一块反光板,利用反射原理完成光电控制作用的称为反光板反射式(或反射镜反射式)光电开关。正常情况下,发光器发出的光被反光板反射回来被收光器收到;一旦光路被检测物挡住,收光器收不到光时,光电开关就动作,输出一个开关控制信号它的检测头里也装有一个发光器和一个收光器,但前方没有反光板。正常情况下发光器发出的光收光器是找不到的。当检测物通过时挡住了光,并把光部分反射回来,收光器就收到光信号,输出一个开关信号。
 
了解以上的光电感应器的相关信息,我们不难从中看出色差仪实现色彩光学信息向色彩数字信息转变的过程,可以说没有光电感应器,这种检测原理是无法实现,色差仪的检测和分析可能也就无法成功,所以说光电感应器是色差仪检测的核心技术之一。

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