تحقیق حسگرهای فوتوالکتریک

توضیحات

 عنوان فارسی: حسگرهای فوتوالکتریک

• فصل 1 مقدمه
•  مقدمه
•  ساختار تحقیق
• فصل 2 مبانی نظری حسگرها
•  تکنولوژی حسگرها
•  حسگرهای فوتوالکتریک
•  اجزای اصلی حسگر فوتوالکتریک
•  روش‌های تشخیص موقعیت توسط حسگرهای فوتوالکتریک
•  پارامترهای تاثیرگذار در انتخاب نوع حسگر فوتوالکتریک
•  انواع حسگرهای فوتوالکتریک
• فصل 3  مقالات مورد مطالعه و کاربردهای حسگرهای فوتوالکتریک
•  مقدمه
•  مقالات مورد مطالعه
•  تشخیص وقوع بارش برف در طول دمیدن برف با استفاده از حسگرهای فوتوالکتریک
•  مروری بر کنترل‌کننده‌های منطقی قابل‌برنامه‌ریزی (PLC) برای جداسازی اتوماتیک ضایعات جامد
•  تشخیص خصوصیات انتقال آب منسوجات با استفاده از روش گرانشی و تحلیل تصویر
•  روش کنترل جدید  برای پمپ‌های گرمایی با منبع هوا بوسیله حسگرهای فوتوالکتریک لوله‌ای احاطه‌شده
•  اپتومیوگرافی (OMG): روشی جدید در تشخیص جابجایی سطح عضله با استفاده از حسگرهای فوتوالکتریک
• منابع

فصل 1 مقدمه

1-1 مقدمه

حسگر فوتوالکتریک، حسگری است که از عناصر الکترونی و نوری به عنوان اجزای آشکارکننده استفاده می‌کند. آشکارسازی فوتوالکتریک دقت بالا، واکنش سریع، مزایای غیر تماسی بودن و غیره را دارد. حسگر ساختاری ساده، منعطف و شکل‌های متنوعی دارد. بنابراین، حسگر فوتوالکتریک به طور گسترده‌ای در زمینه کنترل و آزمایش مورد استفاده قرار می‌گیرد. از آن می‌توان برای تشخیص غیر برقی که می‌تواند باعث تغییراتی در مقدار نور، مانند شدت نور، دمای تابش و ترکیب گاز شود. همچنین می‌تواند از عبور نور، انسداد، انعکاس و تداخل برای اندازه‌گیری مقادیر فیزیکی مختلف، مانند اندازه جسم، جابجایی، سرعت، دما و غیره استفاده کند. بنابراین این یک تکنولوژی مهم و حساس است که کاربردهای گسترده‌ای دارد. هنگام استفاده از حسگرهای فوتوالکتریک، حسگر تماس مستقیمی با جسم هدف ندارد و کیفیت پرتو نزدیک به صفر است، که هیچ اصطکاکی در اندازه گیری و تقریباً هیچ فشاری بر روی جسم اندازه گیری وجود ندارد. حسگرهای فوتوالکتریک مزایای روشنی نسبت به حسگرهای دیگر در بسیاری از کاربردها دارند. عیب آن‌ها اینست که وسایل نوری و الکترونیکی در بعضی مواقع گران‌ترند. در سال‌های اخیر وسایل نوری الکترونیکی جدید پدیدار شده‌اند،  خصوصاً ورود حسگر تصویر CCD، که زمینه‌های جدیدی را بر روی کاربردهای بیشتر حسگرهای فوتوالکتریک گشود.

حسگرهای فوتوالکتریک از عناصر فوتوالکتریک به عنوان ابزار تبدیل حسگر استفاده می‌کنند. اصل حسگر فوتوالکتریک بازتاب تغییرات جسم هدف بوسیله سیگنال نوری، و سپس تبدیل سیگنال نوری به سیگنال‌های الکتریکی بوسیله عناصر فوتوالکتریک می‌باشد. معمولاً حسگر فوتوالکتریک از منبع نور، راه نوری و عناصر نوری تشکیل شده است. فرایند عملیات حسگر فوتوالکتریک در شکل 1-1 نشان داده شده است.

شکل 1-1) فرایند عملیات حسگرهای نوری

نقش وسایل فوتوالکتریک تبدیل سیگنال نوری به سیگنال الکتریکی می‌باشد، که بر اساس اثر فوتوالکتریک می‌باشد. اثر فوتوالکتریک یک پدیده فیزیکی است که نور بر اجسام خاصی می‌تابد و باعث تغییر در ویژگی‌های الکتریکی آن‌ها می‌شود. این پدیده به دو دسته اثر فوتوالکتریک داخلی[1] و خارجی[2] تقسیم می‌شود.

اثر فوتوالکتریک خارجی یک پدیده فیزیکی است که طی آن الکترون‌های جسک سطح را ترک می‌کنند و تحت تأثیر نور به بیرون منتشر می‌شوند. فوتون به شکل ذرات کوانتوم برای توصیف موج نور مرئی به کار می‌رود. انرژی فوتون hv می‌باشد، که h ثابت پلانک، و v فرکانس نوری می‌باشد. شار فوتون به شدت نور بستگی دارد. اثر فوتوالکتریک خارجی بوسیله معادله انیشتین توصیف می‌شود:

که در آن  کیفیت الکترون و  سرعت فرار الکترونی می‌باشد. هنگامی که انرژی فوتون برابر یا بزرگتر ازنمونه کاربردی است، اثر فوتوالکتریک بیرونی می‌تواند تولید شود. بنابراین هر جسم دارای یک اثر نسبی بر فرکانس آستانه فوتوالکتریک نور، که به عنوان حد سرخ فرکانس شناخته می‌شود، می‌باشد. برای بیشتر از حد سرخ فرکانس نور تصادفی، جریان نور خارجی متناسب با شدت نور خواهد بود.

هنگامی که نور بر جسم می‌تابد، آن می‌تواند باعث مقاومت در برابر تغییر یا تولید فوتو-ای ام اف[3] شود که به عنوان اثر فوتوالکتریک داخلی شناخته می‌شود. اثر فوتوالکتریک داخلی به دو بخش اثر فوتوولتاییک[4] و اثر فوتوکانداکتیویتی[5] تقسیم می‌شود. اثر فوتوولتاییک پدیده‌ای است که باعث می‌شود اجسام جهت خاصی از نیرو تحت تاثیر نور داشته باشند. ابزار اپتوالکترونیک بر اساس اثرات شامل دیودهای فوتوسنستیو، ترانزیستورها، سلول‌های فوتوولتاییک هستند؛ اثر فوتوکانداکتیو اثری است که تحت تاثیر نور، الکترون‌ها انرژی فوتون را از حالت پیوند به حالت آزاد جذب می‌کنند، که منجر به تغییر رسانایی مواد می‌شود. ابزارهای اپتوالکترونیک بر اساس این اثرات مقاومت‌های فوتوسنستیو و غیره هستند.

1-2 ساختار تحقیق

این تحقیق به شرح زیر در سه فصل سازمان‌دهی شده است:

در فصل اول به بیان مقدمه‌ای از تکنولوژی فوتوالکتریک و برخی کاربردهای آن، پرداخته شد.

فصل دوم این پژوهش تعاریف مهمی از حسگرهای فوتوالکتریک و انواع دسته‌بندی آن‌ها می‌باشد.

در فصل سوم با استفاده از مقالات معتبر، کاربردهای این حسگرها به صورت خاص توصیف‌شده‌است.

فصل 2 مبانی نظری حسگرها

2-1 تکنولوژی حسگرها

یک حسگر به عنوان یک کلید یا سویچ اتوماتیک شناخته می‌شود. حسگرها به طور اساسی در پیشرفت‌های اخیر در تکنولوژی تولید کارخانجات سهیم هستند. استفاده از حسگرها یک فرایند یا سیستم را اتوماتیک کرده و نیاز به استفاده از نیروی انسانی و مداخله آن برای کنترل و نظارت بر شرایط را حذف می‌کند.

در تمامی کاربردهای تشخیصی اصلی صنایع، حسگرها برای پی‌بردن به حضور، عدم حضور و فاصله اشیا از نقطه مرجع به کار می‌روند. جسمی که از این طریق شناسانده می‌شود را هدف می‌گویند. هنگامی که یک هدف توسط حسگر تشخیص داده می‌شود، وظیفه حسگر تغییر خروجی می‌باشد.

کاربردهای حسگرهای تشخیصی عبارتند از:

1. تایید رسیدن جسمی به یک نقطه مشخص
2. شمارش اجسام
3. تایید مکان درست اجسام در یک سیستم
4. اطمینان از اینکه گوشه‌های اجسام در مکان درست قرار دارند.
5. تعیین اندازه ذرات
6. تشخیص سطح مایعات یا سایر مواد

سه دسته‌بندی کلی حسگرها در اتوماسیون صنعتی عبارتند از:

• حسگرهای کلید حد[6]
• حسگر مجاورتی[7] (القایی[8]، خازنی[9] و فوتوالکتریک[10])
• حسگرهای فاصله طولانی[11] (فوتوالکتریک و مافوق صوت[12])

حسگرهای کلید حد از یک فعال‌کننده مکانیکی استفاده می‌کنند، که هنگامی که جسمی به صورت فیزیکی با حسگر تماس برقرار می‌کند خروجی حسگر تغییر می‌کند. حسگرهایی مانند حسگرهای فوتوالکتریک، خازنی، القایی و مافوق صوت هنگامی تغییر خروجی می‌دهند که جسمی حاضر شود نه اینکه با آن‌ها به صورت فیزیکی تماس برقرار کند.

 توجه:

• برای دانلود فایل word کامل ترجمه از گزینه افزودن به سبد خرید بالا استفاده فرمایید.
• لینک دانلود فایل بلافاصله پس از خرید بصورت اتوماتیک برای شما ایمیل می گردد.

سفارش تحقیق

به منظور سفارش تحقیق مرتبط با رشته تخصصی خود بر روی کلید زیر کلیک نمایید.

سفارش تحقیق