Tipi di sensori ottici

Per decenni, i sensori ottici hanno trovato la loro strada in un numero crescente di applicazioni. Lo sviluppo dei semiconduttori negli anni '40 e '50 ha portato a dispositivi di rilevamento della luce a basso costo, compatti ed efficienti. I fotorilevatori sono stati utilizzati nei misuratori di luce delle fotocamere, nei lampioni stradali e nei contatori del traffico. La fibra ottica ha consentito alle apparecchiature sensibili di funzionare in ambienti elettricamente rumorosi. I sensori confezionati con piccoli circuiti integrati hanno prodotto rilevatori più semplici da usare. I sensori ottici hanno migliorato l'efficienza e l'affidabilità dei sistemi di controllo a un costo ragionevole.

I materiali semiconduttori sensibili alla luce sono stati utilizzati in una varietà di componenti elettronici. I fotorivelatori vanno dalle semplici fotocellule resistive ai fotodiodi e ai transistor. Il rivelatore deve essere parte di un circuito di commutazione o di amplificazione; da soli, possono trasportare solo piccole quantità di corrente. Sono utilizzati per controllare chiudiporta di ascensori, contapezzi in catena di montaggio e sistemi di sicurezza.

La fibra ottica presenta vantaggi rispetto al cablaggio elettrico standard per alcuni ambienti. Le fibre non trasportano corrente, quindi sono immuni alle interferenze elettriche. Non rappresentano alcun rischio di scintille o scosse se il cavo è danneggiato. A seconda del design, la luce nella fibra può essere utilizzata come sensore stesso o può fungere da percorso del segnale per un pacchetto di sensori separato.

Gli oggetti irradiano luce in base alla loro temperatura e producono gli stessi colori alle stesse temperature. Un pirometro stima la temperatura di un oggetto rilevando il colore della luce che emette. Un pirometro ottico è un dispositivo più vecchio; l'operatore confronta un filamento incandescente in un mirino con un oggetto caldo per determinarne la temperatura. I pirometri elettronici utilizzano un semiconduttore sensibile alla luce per misurare automaticamente la temperatura. I pirometri vengono utilizzati quando il contatto diretto è scomodo, pericoloso o impossibile. Le applicazioni includono il monitoraggio dei forni fusori e la determinazione della temperatura delle stelle.

I rilevatori di prossimità in miniatura utilizzano la luce per rilevare la presenza di oggetti nelle vicinanze. Contengono una sorgente LED e un rilevatore per misurare la luce riflessa. Misurando pochi millimetri su un lato, sono abbastanza piccoli da essere utilizzati in piccoli apparecchi elettronici e telefoni cellulari. Hanno una portata di qualche centimetro, utile per determinare l'allineamento della carta in una fotocopiatrice, ad esempio la presenza della mano, o se una custodia per laptop è aperta o chiusa.

I sensori a infrarossi vengono utilizzati in situazioni in cui la luce visibile sarebbe scomoda o controproducente. Possono essere usati per capire se c'è qualcuno in una stanza, dal calore sprigionato dal corpo di una persona. L'infrarosso è utile anche per la segnalazione, costituendo la base dei telecomandi per video e audio.