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1、光电传感器在包装工业中的应用一、 光电传感器的原理电传感器是一种小型电子设备，它可以检测出其接收到的光强的变化，早期的用来检测物体有无的光电传感器是一种小的金属圆柱形设备，发射器带一个校准镜头，将光聚集射向接收器，接收器出电缆将这套装置接受到一个真空管放大器上，在金属圆管内有一个小的白炽灯做为光源，这些小而坚固的白炽灯传感器就是今天光电传感器的雏形。发光二极管最早出现在19世纪60年代，现在我们可以经常在电气和电子设备上看到这些二极管做为指示灯来用。LED就是一种半导体元件，其电气性能与普通二极管相同，不同之处在于当给LED通电流时，它会发光。由于LED是固态的，所以它能延长传感器的使用寿命。
2、因而使用LED的光电传感器能被做得更小，且比白炽灯传感器更可靠。不像白炽灯那样，LED抗震动冲击，并且没有灯丝。另外，LED所发出的光只相当于同尺寸白炽灯所产生光能的一部分。（激光二极管除外，它与普通LED的原理相同，但能产生几倍的光能，并能达到更远的检测距离）LED能发射人眼看不到的红外光，也能发射可见的绿光、黄光、红光、蓝光、蓝绿光或白光。经过调制的LED 传感器能够以非常快的速度开关，开关速度可以达到KHz。将接收器的放大器调制到发射器的调制频率，那么它就只能对以此频率振动的光信号进行发大。它忽略了周围的光，只对自己的光或具有相同调制频率的光做出响应。调制LED改进了光电传感器的设计，增
3、大了检测距离，扩大了光束角度，并且具有相当快的响应速度。光电传感器由敏感元件、转换元件、基本转换电路三部分组成。它把光型号转换成为电信号，直接检测来自物体的辐射信息，也可以转换其它物理量成为光信号。其主要的原理是光电效应。当光照射到物质上的时候，物质上的电效应发生改变，这里的电效应宝库奥电子发射、电导率和电位电流等。然后通过类似光敏电阻这样的器件把光能转化成为电能，然后通过放大和去噪声处理就得到了所需要的输出信号。这里的输出电信号和原始的光信号接近线性的关系。二、 光电传感器在包装工业中的应用1、 输纸装置上的应用印刷机纸张在输送的过程中，主要有双张、空张、纸歪斜、纸晚到、堵纸以及卷筒纸断纸等
4、故障的发生。对于以上纸张输送故障都是利用光电传感器检测的，其检测的基本原理是利用纸张在输送过程中光线反射或透射过纸张的强弱或有无引起光电池电量变化，据此变化，判断故障情况，采取相应的控制策略”。 以双张检测为例，纸张在接受光线照射时，会有一部分光线透射过纸张。当人射光线强度一定时透射过纸张的光线的强度会由于纸张厚度的不同而发生变化。光电式双张检测器正是通过检测透射光强度的变化而判断纸张的厚度变化。如图2所示，在输纸板的上、下方分别装有光源5和光电元件3，光源5发出的光线透过纸张4照射在光电元件3上，使3产生微量的电信号并输入到电子线路2当中。电路的输出端接有一电流继电器l。当信号减小到设定的临
5、界值以下，便可判断产生了双张故障，进而控制后续部件的应对动作”l。卷筒纸光电断纸检测具有较高的检测灵敏度。光电检测头主要由发光头、接收头组成，纸带在发光头与接收头之间通过。如图3所示，当纸带正常运行时，检测器可以检测到经纸带表面反射回来的光信号，此时光电二极管(接收头)无光照射或光照微弱通过的光电流很小。当有断纸发生时，纸带表面无法反射回信号，光电管直接接受光照射，使光电流大大增加，根据此信号系统立即发生一系列的动作，即印刷装置离压并快速停机以防止断纸缠绕在印刷滚筒表面”。2、 印刷品质量检测的应用在印刷品质量检测方面，印刷图像套准检测，墨量、叠印、实地密度、反差等都可以采用光电传感器进行检测
6、。就其中的密度检测为例，它是利用对380720nm可见光范围内的光辐射具有足够灵敏度的光电传感元件（普遍采用光敏二极管）作辐射接收器。密度自带的标准光源照射到检测对象上，印品上油墨对入射光选择吸收后，入射到光敏二极管上的光照度发生变化，光电效应产生的光电流强度也随之变动，光敏二极管上将光信号转换为电信号输出到后续电路。由于密度计是测量入射光的选择吸收程度，因此，测量环境光源对密度检测有一定的影响，在检测时应严格控制环境光照条件，将环境对测量的干扰讲到最低。3、 包装的控制系统（图7）为包装机塑料薄膜位置控制系统原理。成卷的塑料薄膜上印有商标和文字，并有定位色标。包装时要求商标及文字定位准确，不
7、得将图案在中间切断。薄膜上商标的位置由光电系统检测，并经放大后去控制电磁离合器。薄膜上色标（不透光的一小块面积，一般为黑色）未到达定位色标位置时，光电系统因投光器的光线能透过薄膜而使电磁离合器有电而吸合，薄膜得以继续运动，薄膜上的色标到达定位色标位置时，因投光器的光线被色标挡住而发出到位的信号，此信号经光电变 换、放大后，使电磁离合器断电脱开，薄膜就准确地停在该位置，待切断后再继续运动。当薄膜上的色标未到达光电管时，光电继电器线圈无电流通过，伺服电机转动，带动薄膜继续前进。当色标到达光电管位置时，光电继电器线圈有电流，伺服电机立即停转，因而薄膜就停在那一个位置。当切断动作完成后，又使伺服电机继
8、续转动。如（图8）所示。4、 印刷过程中的应用在包装、印刷行业中特别是自动化程度高的产品生产线上，大量纸张、塑料等可挠性带材在运行中可能受到不可控制力的作用不能保持直线运行而使其幅宽中心线偏离基准中心线发生跑偏故障。“跑偏”不仅影响产品质量，还会增加能源和原材料的消耗，甚至使机组无法进行正常生产。因此在带材生产线中需要各种纠偏控制装置。纠偏装置的核心部分就是光电传感器，其纠偏过程是：光源发出的光线经过透镜I会聚为平行光束，投向透镜2，然后被会聚到光敏电阻上。在平行光束到达透镜2的途中，有部分光线受到被测带材的遮挡，使传至光敏电阻的光通量减少。在测量时带材正常运动时带材边缘位于透镜中心连线上即刚好挡住一半的光通量。当带材跑偏时，测量的光通量大干或小于一半的光通量。据此差值通过控制电路计算出纸张偏离透镜中心线的距离，即偏移量。然后通过纠偏机构(伺服电机驱动滚珠丝杆)进行纠偏如图4所示
