光电传感器原理及其实际应用（光电传感器的原理和产品应用）

　　各种传感器是构建物联网感知层的重要感知设备，是物联网获取信息和实现物体控制的初步环节。可以说，传感器对物联网有着非常重要的影响。

　　光电传感器是一种以光电元件为检测元件的传感器，具有反应快、精度高、非接触等优点，具有检测参数多、结构简单、形式灵活多样的优点。所以光电传感器广泛应用于监控领域。

　　光电传感器的工作原理。

　　光电传感器的感光元件采用光电效应，光电效应分为外和内光电效应(分为光电导向效应和光生伏特效应)。

　　内部光电效应:

　　(1)光电导向效应:当入射光子射入半导体表面时，半导体吸收入射光子，产生电子空穴，增加自身的电导率。

　　(2)光伏效应:当一定波长的光照射不均匀的半导体(如PN结)时，半导体内部在自建场的作用下会产生光电压。

　　当光线照射到半导体或绝缘体的表面时，刺激物体内部的束缚电子，从而改变物体的导电性能。这叫内光电效应。显然，辐射通量越大，刺激的电子越多，物体的电阻值越小。

　　光导管(又称光敏电阻)是利用内部光电效应制成的半导体设备。像硫化镉、硫化铅、硫化铟、硒化镉、硒化铅这样的都是半导体光导管。光导管的优点是体积小，坚固耐用。主要用于光谱仪的光接收器、光电控制、激光接收和远程检测。

　　外光电效应：

　　由光电效应或光致电离引起的光电发射。在光的作用下，电子可以从物体表面逸出，称为外部光电效应或光电发射。

　　当物质被光照射时，电子获得足够的光能后从物质表面放射的现象称为光电子发射效应。发射的电子称为光电子，发射光电子的物体称为光电发射器。光电形成的电流是光电流。

　　光电产品的应用。

　　太阳能总辐射传感器。

　　太阳能总辐射传感器采用光电原理，可用于测量太阳光下的总辐射值。辐射式传感器采用高精度感光元件，宽光谱吸收，全光谱吸收量高，稳定性好;同时，在感应元件外安装透光率高达95%的防尘罩，采用特殊处理，减少灰尘吸附，有效防止环境因素对内部元件的干扰，可以更准确地测量太阳辐射量。该产品采用标准Mod-bus通讯协议，可直接读取当前太阳辐射值，接线方式简单。外形小巧美观，安装空间小。该产品广泛应用于太阳能利用、气象、农业、建筑材料老化、空气污染等部门。

　　光电烟雾报警器。

　　光电感烟火灾检测报警器(以下简称报警器)可以检测火灾时产生的烟雾。报警器采用光电感烟装置和优良的生产工艺，工作稳定，外形美观，安装简单，无需调试，可广泛应用于商场、酒店、商店、仓库、机房、住宅等场所进行火灾安全检测。报警器内置蜂鸣器，报警后可发出强烈声音。

　　光合有效辐射传感器。

　　光合有效辐射传感器采用光电感应原理，可用于测量光谱范围在400~700nm之间的光合有效辐射。该传感器采用高精度光电感应元件，宽光谱吸收，400-700nm范围内吸收量大，稳定性好;当有光照时，产生与入射辐射强度成正比的电压信号，其灵敏度与入射光直射角度的余弦成正比。防尘罩采用特殊处理，减少灰尘吸附，有效防止环境因素对内部元件的干扰，更准确地测量光合有效辐射。