Chuong 08: Cảm biến quang và bức xạ ppt

Chương 8 CẢM BIẾN QUANG VÀ BỨC XẠ
Tham khảo tài liệu “sensors and transducers”
8.1 Bản chất của ánh sáng
8.2 Nhiệt độ màu
8.3 Thông lượng ánh sáng
8.4 Cảm biến quang
8.5 Quang trở và quang dẫn
8.6 Diode quang
8.7 Transistor quang
8.1 Cảm biến quang điện:
* Cấu tạo - nguyên lý hoạt động
Cảm biến quang điện gồm diode phát quang photodiode hay
phototransistor phát ánh sáng hồng ngoại hay màu xanh, đỏ.
Gồm bộ phát và bộ thu (có thể dùng gương phản xạ thay bộ
thu). Khoảng cách lên đến 10m.
Có các loại: loại truyền thu, loại phản xạ, loại khe
Opposed Mode Optical Sensor
1
Retroreflective Optical Sensor
Diffuse Optical Sensor
* Đặc điểm – lựa chọn ứng dụng cho cảm biến
 Ngõ ra cảm biến tiếp cận: công tắc thường mở, đóng; cực
thu hở NPN hay PNP.
VD: bộ phát thu CB Omron
2
8.2 Cảm biến thành phần khí, báo cháy
1. Cảm biến thành phần khí
* Nguyên lý hoạt động
Nồng độ khí cần đo = thể tích khí cần đo / tổng thể tích
Đơn vị ppm: 1/1.000.000
Các hiệu ứng vật lý được ứng dụng đo chất khí (mỗi CB chỉ nhạy

với một khí)
2 2 2 2
, , , , , , ,
x y
O CO CO NO NO SO C H
:
• Sự thay đổi điện trở
• Sự thay đổi điện dung
• Sự thay đổi độ dẫn nhiệt của các khí khác nhau
• Sự thay đổi về độ hấp thụ ánh sáng, hồng ngoại, sóng viba
• Sự thay đổi dòng điện qua các tế bào điện hoá
• Sự thay đổi thế điện cực Gate của MOSFET
• Sự thay đổi tần số rung của 1 bộ cộng hưởng
2. Cảm biến báo cháy
Để báo cháy ta dùng CB phát hiện khói và CB phát hiện cháy hay
kết hợp CB phát hiện nhiệt (thermal detector).
a. Cảm biến phát hiện khói (smoke sensor)
 Cảm biến phát hiện khói dùng phương pháp quang (photoelectric
detector: smoldering fires)
* Cấu tạo - nguyên lý hoạt động
Gồm bộ phát và thu quang, khi có khói xuất hiện sẽ làm phân tán
hay cản trở nguồn sáng.

Photoelectric Light Scattering Smoke Detector
3
Photoelectric Light Obscuration Smoke Detector
 Cảm biến phát hiện khói dùng nguyên lý ion (Ionization detector:
flaming fires)
* Cấu tạo - nguyên lý hoạt động
Gồm một nguồn phát tia phóng xạ

α
làm ion hóa không khí giữa 2
bản điện cực, kết quả hình thành dòng điện giữa 2 điện cực. Khi
có khói các ion va chạm và kết hợp với nhau làm suy yếu dòng
điện
Nguồn phát phóng xạ dễ bị ảnh hưởng do bụi bám
4
* Nối dây cho CB: two wire detector circuit

b. Cảm biến phát hiện cháy (Flame sensor)
 UV Flame Detectors: CB phát hiện dựa vào sự phát xạ tia tử ngoại
từ lửa
5
 IR Flame Detectors: CB phát hiện dựa vào sự phát xạ tia hồng
ngoại từ lửa
 Mercury Flame sensor
 Cảm biến Tế bào quang điện
 Cảm biến Quang điện trở
6