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  • 光电传感器

    2016-11-30 17:00:38
    uart0 cc2530 光电传感器 接收 发送数据 接收中断
  • 光电传感器是通过把光强度的变化转换成电信号的变化来实现控制的。光电传感器在一般情况下,有三部分构成,它们分为:发送器、接收器和检测电路。
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    光电传感器行业趋势研究报告是通过对影响光电传感器行业市场运行的诸多因素所进行的调查分析,掌握光电传感器行业市场运行规律,从而对光电传感器行业的未来的发展趋势特点、市场容量、竞争趋势、细分下游市场需求趋势等进行预测。

      光电传感器是采用光电元件作为检测元件的传感器。它首先把被测量的变化转换成光信号的变化,然后借助光电元件进一步将光信号转换成电信号。光电传感器一般由光源、光学通路和光电元件三部分组成。光电传感器以光电效应为基础,把被测量的光信号的变化,转换成电信号或其他所需形式的信息输出。光电传感器具有精度高、反应快、非接触等优点,而且可测参数多、传感器的结构简单,传感器应用四大领域为工业及汽车电子产品、通信电子产品、消费电子产品专用设备,其中工业和汽车电子产品领域传感器市场占比约为42%。未来随着物联网技术的发展和普及,光电传感器应用将渗透到人类生活的方方面面。

      随着现代化的发展,光电子已经成为我们生活中不可缺少的一部分,导致光电传感器行业发展迅速,中国传感器的市场近几年一直持续增长,截至2017年上半年,国内传感器共分10大类、24小类、6000多个品种。在2016年底,其工业总产值达到51亿元。我国光电传感器将保持高速增长趋势,预测未来几年,以年平均复合增长率30%计算,到2022年,我国光电传感器行业的市场规模将达到208亿元。

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      目前我国处于工业产业结构升级的重要发展阶段,未来工业制造业将逐渐向高端发展,这使得传感器等自动化相关产品迎来良好的发展机会。光电传感器作为最基础也是应用最为广泛的传感器,也同样迎来了光辉的未来。光电传感器在食品饮料生产线、包装机械、机床、电子半导体、立体仓库、安检设施等多个领域都有广泛的应用。时代在进步,社会在发展,光电子已经变成人们生活中不可缺少的一部分,近年来光电传感器的发展也十分迅速。

    一、市场现状分析

      光电传感器以光电效应为基础,把被测量的光信号的变化,转换成电信号或其他所需形式的信息输出。光电传感器具有精度高、反应快、非接触等优点,而且可测参数多、传感器的结构简单,因此光电传感器的应用领域非常广泛,如LED照明、安防、智能家居、智能交通、智能农业、玩具、可穿戴设备等数码电子产品等。未来随着物联网技术的发展和普及,光电传感器应用将渗透到人类生活的方方面面。

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      热释电红外传感器细分领域概况:热释电红外传感器以非接触形式检测出人体辐射的红外线能量的变化,并将其转换成电信号输出;将这个电信号加以放大,便可驱动各种控制电路,如作电源开关控制、防盗防火报警、自动监测等。热释电红外传感器本身不发出任何辐射,器件功耗小,并有很强的抗干扰性。

      目前我国的热释电红外传感器已经广泛应用到LED灯具、安防、智能家居、玩具等产品上。由于中国制造的成本优势,加上制造技术的日益成熟,中国已经成为全球热释电红外传感器制造中心。

    二、市场规模分析

      目前我国处于工业产业结构升级的重要发展阶段,未来工业制造业将逐渐向高端发展,这使得传感器等自动化相关产品迎来良好的发展机会。光电传感器作为最基础也是应用最为广泛的传感器,也同样迎来了光辉的未来。光电传感器在食品饮料生产线、包装机械、机床、电子半导体、立体仓库、安检设施等多个领域都有广泛的应用。

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      时代在进步,社会在发展,光电子已经变成人们生活中不可缺少的一部分,近年来光电传感器的发展也十分迅速。

      我国虽然是世界光电传感器制造大国,但不是制造强国,国内企业的产品多为中低端产品,大部分生产厂商为作坊式及OEM 的生产模式。不同的细分领域发展情况不同,竞争情况也有所不同。

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      深圳茂捷半导体电源管理IC公司作为起步,在2014年研发主攻产品为磁传感器芯片/光电传感器芯片。作为系统内感知和控制的关键环节,磁传感器芯片的应用领域非常广泛,地铁、高铁、电力系统需要利用磁传感芯片来检测大电流测。汽车的引擎、曲轴、变速箱、BMS,空调、冰箱、洗衣机及电机等,都需要利用磁传感器来获取转速及位置。此外,在5G微基站、电动自行车等通讯和消费领域,均离不开磁传感芯片的支撑。

    在业绩方面,茂捷半导体的初期产品于2016年开始进入市场销售,主要布局在汽车、工业、机器人和家电控制领域,其产品M7101在生产之初就定义在PLC或单片机i/o类发电电路应用器中。每年芯片出货量达到1千万片以上,已占领磁电通道类通信感应市场的6%以上的市场,并已持续渗透到其它磁传感器芯片应用领域,包括约1%的空调市场,1%的汽车换挡器、0.3%的小家电市场、0.3%的汽车BMS等

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    M8101是茂捷研发的一款专门应用于光电感应测控领域,针对PLC/单片机。工控设备等光电应用控制芯片。芯片表面封合了高敏光信号接收管。发射管通过新品托内部调制,能够极好的避免误动作及环境光干扰。针对光感元器件长久以来面对的长距离对射、漫反射镜面反射等复杂的场景,M8101都能做到高精度处理。茂捷半导体工匠精神的支撑下面对数百万次的密集测试,在长距离对射、漫反射场景中M8101所表现的精度能超越国际厂商1.54代以上。并且M8101精简的外围器件设计。在此茂捷半导体沿用的超小封装QFN4*4的封装形式。使其能广泛的应用于各类及其苛刻的设计环境。

    产品特点:

    1, 发生光同步调制,避免误差干扰

    2, 增益可调式灵活设计,以及独特的抗误动作设计

    3, N/P管驱动类型兼并以及初始状态模式的可切换操作

    4, 多模式的指示灯显示

    5, 精简的外围电路提高系统的一体性设计

    6, 接受管合封以及可分立设计结构,提高应用的多元化

    7, 极小的QFN 4*4封装形式

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    部分光电传感器器件

    利用物质在光的作用下发射电子即外光电效应制成的光电器件,一般都是真空或充气的,如光电管和光电倍增管。

    光电管有真空光电管和充气光电管。两者结构相同,所不同的是充气光电管内充有少量的惰性气体氩或氖。当充气光电管的阴极被光照射后,光电子在飞向阳极的途中,和气体的原子发生碰撞而使气体电离,因此增加了光电流,从而使光电管的灵敏度增加。但充气光电管的光电流与入射光强度不成比例关系,而且有稳定性较差、惰性大、温度影响大、容易衰老等一系列缺点。目前,由于放大技术的提高,对于光电管的灵敏度不再要求那样严格,况且最近真空式光电管的灵敏度也在不断提高。在自动检测仪表中,由于要求温度影响小和灵敏度稳定,所以一般都采用真空式光电管。

    光电管的伏安特性

    下图示出了一种充气式光电管的伏安特性。

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    充气式光电管的伏安特性

    光电管的光电特性

    当光电管的阳极和阴极之间所加的电压一定时,光通量与光电流之间的关系叫光电管的光电特性。其特性曲线如下图所示。光电特性曲线的斜率(光电流与入射光光通量之比)称为光电管的灵敏度。

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      图 光电管的光电特性

    光电管光谱特性

    光电阴极材料不同的光电管,有不同的红限ν0,因此可用于不同的光谱范围。除此之外,即使照射在阴极上的入射光的频率大于红限ν0,并且强度相同,但随着频率的不同,阴极发射的光电子的数量还会不同,即同一光电管对不同频率光的灵敏度不同,如下图所示。这就是光电管的光谱特性。

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    图10-80光电管的光谱特性

    所以,对各种不同波长区域的光,应选用不同材料的光电阴极。国产GD-4型的光电管,阴极是用锑铯材料制成的,其红限λ0 =7000A,它对可见光范围的入射光灵敏度比较高,转换效率可达25%〜30%。这种管子适用于白光光源,因而被广泛地应用于各种光电式自动检测仪表中。对红外光源,常用银氧铯阴极。对紫外光源,常用锑铯阴极和镁镉阴极。另外,锑钾钠铯阴极的光谱范围较宽,为3000〜8500A,灵敏度也较高,是一种新型的光电阴极。铋银氧铯阴极的光谱范围为3000〜7500A,与人的视觉光谱特性很接近。但也有些光电管的光谱特性和人的视觉光谱特性有很大差异,因而在测量和控制技术中,光电管可以担负人眼所不能胜任的工作。

    此外,光电管尚有温度特性、疲劳特性、惯性特性、暗电流和衰老特性等,使用时应根据产品说明书和有关手册合理选用。下表列出了几种光电管的特性参数供参考。

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    几种光电管的特性参数(在25℃)

    光电管主要用于UV监测、激光测试、光谱学等。

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