有時你不能使用傳統(tǒng)的傳感器。當您的設計涉及布線挑戰(zhàn)，噪聲過濾問題，電氣不友好的條件或其他惡劣或危險的環(huán)境時，或者甚至當您試圖處理傳感器在狹小空間中工作的大小時，這些問題可能會在一起足以讓你遠離傳統(tǒng)的解決方案。在這些情況下，如果在合理預算范圍內使用多個傳感器對大面積進行檢測是目標，那么工程師就可以考慮使用光學傳感器。

光學傳感器具有重要的特性，如電磁抗擾性，電氣隔離，寬動態(tài)范圍和多路復用功能，并且結構緊湊，重量輕。簡而言之，光學傳感器將光線轉換成可由儀器讀取的電子信號。傳感器，測量裝置和光源通常被集成并連接到電觸發(fā)器，該電觸發(fā)器通過增加或減少電輸出來對信號變化做出反應。光纖或集成光學電路中的信號從電路切換到電路。這些開關本質上是機械的（涉及磨損），電光或磁光，其中最后兩個具有更長的壽命。

光學傳感器測量距離，力和溫度的變化。使用四種不同的調制：強度，相位，頻率和極化。光學傳感器具有高動態(tài)范圍，易于多路復用，可提供接觸式和非接觸式模式，并具有適合各種應用的價格標簽。

外部傳感器是指在通過返回或接收光纖繼續(xù)進入探測器之前，光線離開傳輸光纖的傳感器。外部傳感器用于諸如溫度，壓力，液位和流量的應用中。它們比內在對應物敏感度低，易于多路復用。然而，它們可能表現(xiàn)出入口/出口連接問題。

對于內在傳感器，光線不會離開光纖，而是在光纖內部發(fā)生變化。該替代方案的應用包括旋轉，加速，應變，聲壓和振動。這些傳感器比外部傳感器更難以復用，但連接挑戰(zhàn)較少。它們具有更復雜的信號解調功能，使用起來更加昂貴。

光學傳感器最常用的應用包括能源，從電力，石油和天然氣應用，風力渦輪機葉片監(jiān)測，海上平臺到電力線監(jiān)測。它們還用于在橋梁，機場著陸帶，水壩，鐵路，機翼，油箱和船體等環(huán)境中進行監(jiān)控。光纖傳感器可在惡劣條件下正常工作，包括高振動，極熱，噪音，潮濕，腐蝕性或爆炸性環(huán)境。它們足夠小，可以放入狹窄的區(qū)域，并且柔軟的纖維可以精確定位在需要的地方。

兩種常見類型的光學傳感器是透射和反射傳感器。透射傳感器，也稱為中斷傳感器，包含一個彼此面對的紅外發(fā)射器和光電探測器（圖1）。當物體位于傳感路徑中的發(fā)射器和探測器之間時，它會中斷或破壞發(fā)射器的光束。到達檢測器的光能量減少。光能或光電流的這種變化用于影響應用中的事件。

圖1：透射式光學傳感器具有彼此面對的紅外發(fā)射器和光電探測器（由Vishay Semiconductor提供）。

反射式傳感器包含一個彼此相鄰的紅外發(fā)射器和光電探測器（圖2）。當物體處于感測區(qū)域中時，發(fā)射的光被反射回光電探測器，并且到達探測器的光能量增加。光能或光電流的這種變化類似地用作應用中的輸入信號。

圖2：反射型光學傳感器包含彼此相鄰的紅外發(fā)射器和光電探測器（由Vishay Semiconductor提供）。

一些值得注意的例子

Vishay Semiconductor的單通道TCPT1350X01和雙通道TCUT1350X01（圖3）是緊湊型透射傳感器，包括一個紅外發(fā)射器和一個或兩個光電晶體管探測器，面對面放置在一個表面貼裝封裝。 TCPT1350X01符合高工作溫度要求，適用于-40°C至+ 125°C的工作溫度范圍。兩個傳感器都具有光電晶體管輸出和0.3 mm的孔徑，每個傳感器的工作波長為950 nm，濕度敏感度（MSL）為1.

3：Vishay的TCPT135X01和TCUT1350X01具有紅外發(fā)射器和一個或兩個光電晶體管探測器。

Vishay Semiconductors傳感器具有5.5 x 4 x 4 mm的緊湊尺寸，可提供1.6 mA的典型輸出電流測試。這些器件具有3.0 mm的間隙寬度，可以與各種材料一起使用，并且比具有較小間隙的傳感器具有更寬松的機械公差，非常適合汽車和工業(yè)應用，例如用于編碼器和檢測的精確位置傳感器運動速度。通過雙通道，TCUT1350X01還可用于檢測電子助力轉向（EPS）系統(tǒng)等應用中的方向。

相比之下，Vishay的VCNL4000全集成接近和環(huán)境光傳感器與紅外發(fā)射器和I2C接口（圖4）是一個完全集成的接近和環(huán)境光數(shù)字16位分辨率傳感器，采用微型無引線封裝（LLP） ）用于表面安裝。它包括一個信號處理IC，并支持易于使用的I2C總線通信接口。

圖4：Vishay的VCNL4000系列是一款微型封裝的接近和環(huán)境光數(shù)字16位分辨率傳感器。

應用包括：用于移動設備的接近傳感器（如智能手機，觸摸電話，PDA和GPS），用于觸摸屏鎖定，省電等;集成環(huán)境光功能，用于顯示/鍵盤對比度控制和移動設備的調光;用于消費，計算和工業(yè)設備和顯示器的接近/光學開關;和用于消費者，計算和工業(yè)顯示器的調光控制。

TT Electronics/OPTEK Technology的OPB715Z光學反射物體傳感器系列（圖5）由一個封裝在紅外透射外殼中的GaAlAs LED和光學傳感器組成。該傳感器的特點是檢測0.5英寸的紙張，并具有較寬的工作距離范圍。這些設備旨在取代傳統(tǒng)的機械限位開關，這些開關需要長壽命和可靠性。這些開關可輕松安裝到0.036英寸（0.914毫米）20號厚的材料中，矩形開口為0.315 x 0.472英寸（8.0 x 12.0毫米）。

圖5：TT Electronics的OPTEK技術OPB715Z光學反射物體傳感器為設計人員提供了多種選擇。

傳感器的面板安裝塑料外殼可屏蔽雜散光，并采用18英寸（457毫米）UL認證的26-AWG引線端接。 LED是電流限制的，其輸出可以指定為TTL圖騰柱或TLL開路集電極。反向輸出選項可用于任一輸出配置。

內置放大器的歐姆龍E3Z光電傳感器（圖6）是一款緊湊型傳感器，據稱可提供較長的感應距離，并具有出色的抗干擾能力，可抵抗來自逆變器和其他感性負載的干擾。 Photo-IC的直通光束距離可達15米，反光反射距離可達4米（設置反射器，傳感器可檢測光線是否從反射器反射回來），1米反射漫反射。

圖6：歐姆龍的E3Z傳感器包括一個內置放大器，并提供長感應距離（由歐姆龍?zhí)峁?/p>

注塑技術確保IP67等級可承受水和灰塵。該器件具有開關可選，Light-ON/Dark-ON操作，并且是2米預接線型號的M8連接器。 NPN或PNP輸出型號可用。

具有光強度切換功能的E3Z傳感器還可以通過定期執(zhí)行傳感器測試來實現(xiàn)預防性維護。當在多塵，骯臟的環(huán)境中使用傳感器時，由于附著在傳感器的檢測表面上的灰塵或污垢導致的接收光強度降低，可能會發(fā)生錯誤。傳統(tǒng)的自診斷功能無法檢查光強度的操作余量，因為傳感器停止發(fā)光。但是，如果通過PLC發(fā)送的信號將事故級別切換為1/2時傳感器無法運行，則可以確定運行余量太小而需要維護。光學傳感器不僅適用于工業(yè)用途。他們正在蓬勃發(fā)展的安全和安全市場取得進展，并在生物技術領域扎根，特別是作為測量體溫，血壓和肌肉位移的醫(yī)療傳感器。成像傳感器正在體內用于觀察以及非侵入式掃描應用。化學傳感器識別和測量化合物和代謝變量的存在，檢測用于診斷的特定目標元素，并且還用于測量體內的化學反應。將所有這些發(fā)展添加到工業(yè)，消費者和其他應用中的當前用途，用于感應移動，位置，接近度，環(huán)境光，速度和方向，并且很容易理解為什么對光學傳感器的加速需求不會很快減弱。