元件_感測器_光電開關(感測器)

設備上用的元件很多，

一般在動作上相關的有驅動、傳動、導引、空液壓等等，

但是想要知道動作是否有到位置或是有無產品出現在特定位置就需要一些感測器來作檢知，

通常會在特定位置安裝感測器就可以藉來感測器檢知物體被觸發輸出後，來得知物體位置，

驅動到感測器檢知回饋訊號就可以形成閉迴路的程式控制。

位置檢測的感測器有很多種，

最簡單直接、暴力式的是機械式限位開關，缺點是機械式接觸會有磨損、噪音跟一些非接觸應用時的限制，

限位開關，圖片來源：Omron網站

非接觸式的感測器利用電磁特性、光波、聲波等取代實體的物質接觸，

例如近接開關，是利用金屬的電磁特性產生感應觸發開關輸出訊號，但因為需要能帶磁性或電性的物體才能感應到，體積有一定大小，使用上會有所限制，

近接開關，圖片來源：Omron網站

超音波感測器則是利用空氣作為介質來檢測物體，同樣的原理也應用在汽車的前後物體感測上，給了很酷的名稱叫作"前置/倒車雷達"，超音波的應用還可以測量距離：

超音波感測器，圖片來源：Omron網站

本篇的主角光電開關，檢測原理是利用一個發射器發射特定波長的光，通常是紅外線也有其他波長光線可以選擇：

光源：LED或雷射，圖片來源：Omron網站

另外有個接受器收光，藉由收光有無狀況來作檢知判斷，

光電開關的優點除了非接觸以外，還可選擇短中長不同感應距離；光點大小可以用透鏡控制，改變檢知位置的精度；使用不同光源與接受器加上光路設計、透鏡等作出多種變化，對應到不同的需求，甚至包括距離檢測與光澤、顏色辨識等；缺點是環境空氣汙染有粉塵時，光線會被遮斷而無法正確檢知，或被檢物表面光澤反射而無法正確檢知；

目前在設備應用上因為光電開關的非接觸特性，加上有多種變化有機會應對更多不同的狀況要求，市面上不同廠商與產品選擇性高，使用量越來越多。

光電開關(感測器)

光纖開關(感測器)

圖片來源：Omron網站

以發光器與收光器相關位置可以簡單分成對照式與反射式兩大類，反射式又可分成回歸反射型跟擴散反射型，如下圖示：

以上圖片來源：OMRON網站

光電素子其實也可以歸類於對照式的光電開關：

光電素子，圖片來源：Omron網站

光纖開關可視為把檢測頭(投收光)微型化，使用光纖傳導光，再加上使用放大器相連設定檢查閥值：

放大器與光纖，圖片來源：Omron網站

更進階的光電開關有距離量測、光澤或顏色辨識，那又是另外牽涉到更多的感測器內建元件與更複雜的計算原理，有機會再另外介紹。

光電開關的組成除了收發光器以外，還包含電源供應、訊號處理與輸出，

電源與訊號處理跟收發光器可以視需要作在一起，也可以分開，

訊號處理是光電開關功能上很重要的差異化元件，處理光電轉換、訊號計算與輸出等，在速度、精度、功能性上作出差異，在這一方面，以我熟悉的日系廠商中，除了Omron以外，Keyence 應該算是眾多供應光電開關廠商中在訊號處理上算是投入很多的廠商。

光電開關的供應商很多，從Engineering 360網頁上有 433 個，包括自動化元件供應商跟專攻感測器元件的廠商都有，

實務上設備上會以區域內容易取得的國際大廠為主，以方便取得元件跟技術支援。

我熟悉常用的光電開關廠商有

日系廠商的Keyence、Omron、Panasonic，歐系的Sick，台系的Kaiso等，

每家設備廠會因為自身設備特性與公司習慣有慣用的配合廠商。

不過光電開關習慣上我都還是會先找Omron跟Keyence，畢竟是國際大廠，資料完整選擇多，客戶通常也都聽過這兩個品牌。

這兩家在經營模式上有所不同，

Keyence以台灣基恩斯公司進行直銷，養了很多業務人員，作了很多展示工具與樣本，可以快速對應客戶進行測試要求，這算是一大強項，缺點就是貴了點。

Omron產業經驗比Keyence 久，長久以來習慣由代理商、經銷商對客戶進行服務，但是因為經銷商經銷產品多，有時會有一些狀況，反應也通常不及Keyence。

只要功能價格品質符合需求，其實都可以用。

註. 

1. OMRON光電感測器

2. 基恩斯光電感測器