光傳感器是利用光敏元件將光信號轉換為電信號的傳感器。現在常用光敏元件的感應波長在可見光波長附近,如紅外線波長和紫外線波長。光傳感器不只是應用于光的測量,更常用于作為探測元件,組成其它類型的傳感器,對非電量(如溫度等)進行檢測,只要將這些非電量轉換為光信號的變化,便可實現對非電量的檢測。
目前,典型的光傳感器有紅外線傳感器﹑紫外線傳感器﹑光纖傳感器﹑色彩傳感器﹑CCD圖像傳感器等,但各種光傳感器具體采用的光敏元件和工作原理是有一定的差別。
(1)紅外線傳感器
紅外線傳感器采用熱電型紅外線光敏元件和量子型紅外線光敏元件來制作。我們常用來作為防盜報警﹑來客告知和非接觸開關等。紅外線領域的熱釋電紅外線傳感器就是采用熱電型紅外線光敏元件來制作。
紅外線傳感器的基本原理是熱釋電效應,即當一些晶體受熱時,在晶體的兩端將會產生數量相等的但正負相反的電荷,產生電極化現象。在熱電型紅外線光敏元件兩端并聯上電阻,當元件受熱時,電阻上就有電流通過,在電阻的兩端就能得到電壓信號。
(2)紫外線傳感器
紫外線傳感器是一種專門用來檢測紫外線的光電器件。它對紫外線特別敏感,尤其對木材﹑化纖織物﹑紙張﹑油類﹑塑料橡膠和可燃氣體等燃燒時產生的紫外光反應特別強烈。
紫外線傳感器的陰極和陽極之間加有電壓,當紫外線透過石英玻璃管照在陰極時,由于陰極上涂敷有電子放射物質,陰極就會發射光電子,在強電場的作用下,光電子被吸向陽極,光電子高速運動時與管內的氣體分子相碰撞而使氣體分子電離,氣體電離產生的電子再與氣體分子相碰撞,最終使陰極和陽極間被大量的光電子和離子所充斥,引起光放電現象,電路中形成很大的電流。
(3)圖像傳感器
圖像傳感器也是采用光電轉換原理,它用來攝取平面光學圖像并將其轉換為電子圖像信號的器件。
圖像傳感器具有兩個功能。第一是將光信號轉換為電信號;第二是將平面圖像的像素進行點陣取樣。因為圖像傳感器主要用于攝像,因此又稱為攝像管。圖像傳感器發展非常迅速,從光電攝像管﹑超光電攝像管﹑光導攝像管﹑二次電子導電硅管到最新發展的電荷耦合(CCD)圖像傳感器。
光傳感器的品種和類別是目前傳感器中最多的一種,因此,它的應用也是最為廣泛的。從電影放映機﹑燈光的自動控制﹑安全監控﹑人心率測定﹑條碼掃描等到工業生產到處可見光傳感器的應用。
光傳感器應用于自動化生產線上產品計算和生產質量的檢驗。圖像傳感器目前在機械人視覺和自動化生產線上得到了廣泛的應用,圖像傳感器實時獲取檢測對象的圖像,通過轉化成為電腦能接收和分析的數據,從而達到對操作對象進行識別的目的。