光電感應開關的特點

余晨陽 吳偉漢 胡欣軼 張民君 邵帥

摘要：本文主要針對光電感應開關的優點進行了深入的探討以及詳細的研究。同時，針對變電站輔助開關運行與維護中所存在的不足之處指出了具有建設性的意見和建議。并且在結合筆者自身實踐多年工作經驗的基礎之上提出一種采用光電傳感器檢測光電場的方式從而實現輸入開關位置檢測的作用。希望能夠為同行業工作者提供有效的參考，從而進一步地促進光電感應開關應用的不斷提升。

關鍵詞：傳感器;光電開關;原理;光電感應開關

引言：

光電開關也被稱之為光電傳感器，是傳感器家族中的一個重要成員。光電開關將發射端和接收端之間光的強弱變化使其轉化為電流的變化，從而達到探測的目的。因為光電開關輸出回路和輸入回路是電隔離，因此開關能夠在許多的場合中得到有效的應用。

1、光電開關工作原理

光電開關被人們稱作為是光電接近開關。光電開關通過借助被檢測物對光束的遮擋或反射從而通過同步回路和選通電路檢測相關物體是否存在。通常情況下，被檢測物不僅簡單方面的局限在金屬范疇內，在所有可以反射光線的物質中都能夠得到有效的應用。光電開關將輸入電流在發射器上轉換成光信號并且發射出去，借助接收器將接收到的光線進行強弱分析，從而探測物體的有無。絕大多數情況下，在光電開關選用方面多數光電開關選用的是波長接近可見光的紅外線光波型。

2、光電開關的分類以及其術語解釋

2.1光電開關的分類

按照光電開關的種類進行劃分，光電開關可以分為5大主要類型：

第1類，漫反射式光電開關。

漫反射式光電開關從本質上而言是一個傳感器。該傳感器集發射器和接收器于一身。在該傳感器周圍如果出現被檢測物，物體就會把光電開關發射器發射的足夠量的光線直接地反射到所對應的接收器中。在這種情況之下，由于漫反射式光電開關自身的性能的影響，光電開關就會產生開關信號。如果在檢測過程當中被檢測物表面光亮并且具有較高的反光率，在此種檢測條件之下漫反射式光電開關可以作為一種首選的檢測模式。

第2類，鏡反射式光電開關。

與漫反射式光電開關相同鏡，反射式光電開關，同樣也即發射器和接收器于一體。通過發射器發出的光線經過反射鏡進行。反射將其接收到接收器中能夠讓光電開關接收到所產生的檢測。開關信號。不是。

第3類，對射式光電開關。

對射式光電開關涵蓋了在結構上相互分離且光軸相對放置的發射器和接收器。如果被檢測物不透明，在這種條件之下采用對射式光電開關是一種最為保險的檢測方式。

第4類，槽式光電開關

通常情況下，槽式光電開關采用的是標準的U字形結構。槽式光電開關發射器和接收器分別在U型槽的左右兩邊，組成一光軸。在檢測過程當中，如果被檢測物經過U型槽，并且阻斷光軸，在這一條件之下光電開關就會產生開關量信號。絕大多數情況下槽式光電開關在其實際應用過程當中較為適合檢測高速運動條件下的物體，這種檢測方式能夠有效地分辨出透明和半透明物體。檢測過程當中這種方式安全可靠，且檢測效率精準性較高。

第5類，光纖式光電開關

光纖式光電開關所用到的塑料或玻璃光纖傳感器作為引導光線的主要材質。光纖式光電開關在其實際使用過程當中對于距離相對較遠的被檢測物體具有較高的檢測效果。

2.2術語解釋

在光電開關應用過程當中，相關工作人員會采用一些專業化的術語。其主要內容包括以下幾點：

第一，檢測距離。檢測距離主要是指檢測體找一個固定的方向進行移動。開關動作時測得的基準位置到檢測面的空間距離。其中，額定動作距離主要是指靜開關動作距離的標稱值。第二，回差距離。回差距離主要指的是動作距離和復位距離之間的絕對值。第三，響應頻率。響應頻率是作業過程當中工作人員常要用到的一項專業術語。其主要是指一秒的時間間隔內允許光電開關發生動作的循環次數。第四，輸出狀態。輸出狀態可以分為常開和常閉兩種狀態。如果在檢測過程當中不存在檢測物體，常開型的光電開關所接通的負載會由于光電開關內部的輸出晶體管所產生的阻斷效果不工作，如果在檢測過程當中檢測到被檢物體，并且晶體管導通，就會產生負載得電工作。第四，表面反射率。通常情況下，漫反射式光電開關發出的光線必須要經過檢測物體表面才能夠反射到接收器中。檢測距離和被檢測物體的表面反射率在一定程度上直接地決定著接收器所接受到光的強度，粗糙地表面反射回的光線強度定然會不超過光滑面反射回的強度。除此之外，在檢測過程當中，相關工作人員必須要確保被檢測物體的表面垂直于光電開關的發射光線。只有在此種條件之下所檢測到的表面反射率才能更加精準，具有較高的代表性。

3、變電站輔助開關運行與維護中存在的問題

通常情況下，變電站輔助開關運行維護中存在的不足之處包括以下幾點內容：一般情況下會出現輔助開關的轉動部件磨損和變形等問題。同時，觸點會由于潮濕和氧化以及拉弧燒灼等因素的影響使得其不能夠正確的顯示開關閘當前的開合狀態。在這種情況之下會使得相關操作人員因此而產生錯判、誤判等問題。易引發帶地刀合閘、帶負荷拉刀閘等安全事故。除此之外，性能劣化后的輔助開關接觸不良會使得開關刀閘量信號抖動。情況嚴重的話在一個月之內會產生上萬次的開關刀閘假動作信號，導致通道阻塞影響變電站遙測、遙控系統運行質量。筆者所提出的裝置采用光電傳感器檢測光電場的方式實現輔助開關位置檢測。在檢測過程當中不需要接觸，徹底地杜絕了傳動的磨損以及變形等問題。開關或刀閘動作時，通過光電傳感器檢測到光電變化（遮光板固定在連桿機構上），輸出信號給電壓比較器之后驅動直流繼電器動作，顯示正確的開關刀閘信號量。該裝置在設計的過程當中采用到的是全封閉的封裝形式，因此在安裝過程中較為簡便。

4、結束語

綜上所述，本文詳細地介紹了光電開關的原理、術語以及其種類。并且分析了常規情況下變電站輔助開關運行維護過程中所存在的一些不足之處。并且筆者也提出了采用光電傳感器檢測光電場的方式實現開關狀態檢測的裝置，希望能夠為同行業工作者提供有效的參考。

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