Ljósnemjarar eru tæki sem nýta ljósrafmagnsáhrifin til að greina nærveru eða staðsetningarbreytingar hluta. Þeir eru mikið notaðir í iðnaðar sjálfvirkni, vélfærafræði, lækningatækjum, umhverfisvöktun og öðrum sviðum.
Notkun ljósnema
1. Iðnaðar sjálfvirkni
Í iðnaðar sjálfvirkni eru ljósnemar notaðir til að greina nærveru, staðsetningu, stærð og hraða hluta. Til dæmis, á sjálfvirkum samsetningarlínum, geta skynjarar sannreynt hvort hlutar séu rétt staðsettir, eða á pökkunarlínum geta þeir skoðað hvort vörur séu fullbúnar.
2. Vélfærafræði
Í vélfærafræði eru ljósnemar notaðir til að sigla, forðast hindranir og bera kennsl á hluti. Til dæmis nota sjálfstýrð ökutæki skynjara til að bera kennsl á umferðarmerki, gangandi vegfarendur og önnur farartæki.
3. Læknatæki
Í lækningatækjum gera ljósnemar kleift að-snertilausar mælingar eins og hjartsláttarmælingu, blóðþrýstingsmælingu og hitastigsgreiningu.
4. Umhverfisvöktun
Ljósnemjarar nema ljósstyrk, lit, reyk og aðrar umhverfisbreytur í umhverfisvöktun til að meta loftgæði, birtuskilyrði og fleira.
5. Öryggiskerfi
Í öryggiskerfum gera ljósnemar kleift að greina innbrot, aðgangsstýringu og neyðarstöðvunaraðgerðir.
Meginreglur ljósnema
1. Ljósræn áhrif
Ljósrafmagnsáhrif vísa til fyrirbærisins þar sem efni gefur frá sér rafeindir þegar það er upplýst af ljósi. Þetta myndar grunninn að ljósnema.
2. Ljósnæm frumefni
Kjarni ljósnema samanstendur af ljósnæmum þáttum eins og ljósdíóðum, ljóstransistorum og ljósmargfaldarrörum. Þessir íhlutir breyta ljósmerkjum í rafmagnsmerki.
3. Mótun og demodulation
Í ákveðnum forritum nota skynjarar mótuð ljósmerki til að auka merki ónæmi fyrir truflunum og bæta greiningarnákvæmni.
4. Merkjavinnsla
Rafboðin frá ljósnemum þurfa venjulega vinnslu-eins og mögnun, síun og umbreytingu-til að uppfylla síðari kröfur um gagnavinnslu og eftirlit.
Tegundir ljósnema
1. Ljósmyndadíóða
Ljósdíóða er hálfleiðara tæki sem myndar straum þegar ljós lendir á PN mótum þess.
2. Phototransistor
Svipað og ljósdíóða magnar ljóstransistor merkið og gefur sterkari útgang.
3. Ljósmagnaðir rör
Ljósmargfaldarrör geta magnað dauf ljósmerki tugþúsundum sinnum, sem gerir þau tilvalin fyrir skynjun með mikilli-næmni.
4. Ljósleiðari skynjari
Ljósleiðaraskynjarar nota ljósleiðara sem ljósflutningsmiðil, sem býður upp á kosti eins og sterka and-trufluvirkni og fyrirferðarlítil stærð.
Hönnunarsjónarmið fyrir ljósnema
1. Val á ljósgjafa
Val á viðeigandi ljósgjafa er mikilvægt fyrir frammistöðu skynjara, þar á meðal bylgjulengd, styrkleika og stöðugleika.
2. Optical Path Design
Ljósleiðarhönnun verður að taka tillit til ljósútbreiðslu, endurkasts og dreifingar til að tryggja nákvæmni og áreiðanleika skynjara.
3. Umhverfisþættir
Umhverfisaðstæður eins og hitastig, raki og titringur geta haft áhrif á afköst skynjara og þarf að hafa í huga við hönnun.
4. Kerfissamþætting
Ljósnemjarar þurfa venjulega samþættingu við aðra rafeindaíhluti og stjórnkerfi til að ná tilteknum aðgerðum og frammistöðu.
Niðurstaða
Ljósnemjar gegna sífellt mikilvægara hlutverki í nútímatækni vegna mikillar næmni þeirra, -snertilausra mælinga og hraðvirkrar svörunar. Með tækniframförum mun umfang þeirra halda áfram að stækka og árangur þeirra verður stöðugt aukinn.