(1)暫態(tài)響應(yīng)范圍寬,諧波測量能力強(qiáng)
暫態(tài)特性的優(yōu)劣是判斷一種互感器能否在電力系統(tǒng)中獲得應(yīng)用的一個重要參數(shù),特別是與繼電保護(hù)動作時間的配合。傳統(tǒng)電磁式互感器由于存在鐵芯,對高頻信號的響應(yīng)特性較差,不能正確反映一次側(cè)的暫態(tài)過程。而光電互感器傳測量的頻率范圍主要由電子線路部分決定,沒有鐵芯飽和的問題,因此能夠準(zhǔn)確反映一次側(cè)的暫態(tài)過程。一般可設(shè)計到0.1 Hz到1 MHz,特殊的可設(shè)計到200 MHz的帶通。光電傳感器的結(jié)構(gòu)可以測量高壓電力線路上的諧波。而電磁感應(yīng)互感器是難以達(dá)到的。
光電傳感器是通過將光強(qiáng)變化轉(zhuǎn)換為電信號的變化來實現(xiàn)其控制功能的。首先,發(fā)送器對準(zhǔn)目標(biāo)不間斷地發(fā)射光束;其次,接收器接收發(fā)送器發(fā)出光束并將其轉(zhuǎn)換為電信號;后,檢測電路對接收器輸出電信號進(jìn)行檢測,僅保留有效信號。
光電檢測具有精度高、反應(yīng)快、非接觸等諸多優(yōu)點(diǎn),因此光電傳感器在檢測和控制中都有著廣泛的應(yīng)用。光電傳感器的工作原理是通過對紅外發(fā)射光的阻斷和導(dǎo)通,在紅外接收管感應(yīng)出的電流變化來實現(xiàn)開和關(guān)的判斷。槽型光耦通常也稱作槽式光電開關(guān)通常是U型結(jié)構(gòu),其發(fā)射器和接收器分別位于U型槽的兩邊,并形成一光軸,當(dāng)被檢測物體經(jīng)過U型槽且阻斷光軸時,光電開關(guān)就產(chǎn)生了檢測到的開關(guān)量信號。槽式光電開關(guān)比較可靠的適合檢測高速變化,分辨透明與半透明物體。
光電傳感器在檢測與控制中應(yīng)用非常廣泛,它基本上分為模擬傳感器和脈沖傳感器兩類。
(1)模擬傳感器:利用光電器件的光電流隨光通量的變化而變化。例如光電比色高溫計。
(2)脈沖傳感器:光電器件的輸出僅有兩個穩(wěn)定狀態(tài),就是“通”與“斷”的開關(guān)狀態(tài),即光電器件受光照時有電信號輸出,沒有光照時,無電信號輸出。例如光學(xué)碼盤傳感器。
現(xiàn)在還有利用電荷耦合器件(CCD)的光電轉(zhuǎn)移和電荷轉(zhuǎn)移制造的CCD圖像傳感器。
光電傳感器一般由處理通路和處理元件2 部分組成。其基本原理是以光電效應(yīng)為基礎(chǔ),把被測量的變化轉(zhuǎn)換成光信號的變化,然后借助光電元件進(jìn)一步將非電信號轉(zhuǎn)換成電信號。光電效應(yīng)是指用光照射某一物體,可以看作是一連串帶有一定能量為的光子轟擊在這個物體上,此時光子能量就傳遞給電子,并且是一個光子的全部能量一次性地被一個電子所吸收,電子得到光子傳遞的能量后其狀態(tài)就會發(fā)生變化,從而使受光照射的物體產(chǎn)生相應(yīng)的電效應(yīng)。通常把光電效應(yīng)分為3 類:(1 )在光線作用下能使電子逸出物體表面的現(xiàn)象稱為外光電效應(yīng),如光電管、光電倍增管等;(2 )在光線作用下能使物體的電阻率改變的現(xiàn)象稱為內(nèi)光電效應(yīng),如光敏電阻、光敏晶體管等;(3 )在光線作用下,物體產(chǎn)生一定方向電動勢的現(xiàn)象稱為光生伏應(yīng),如光電池等。
光電檢測方法具有精度高、反應(yīng)快、非接觸等優(yōu)點(diǎn),而且可測參數(shù)多,傳感器的結(jié)構(gòu)簡單,形式靈活多樣,因此,光電式傳感器在檢測和控制中應(yīng)用非常廣泛。
光電傳感器是各種光電檢測系統(tǒng)中實現(xiàn)光電轉(zhuǎn)換的關(guān)鍵元件,它是把光信號(可見及紫外鐳射光)轉(zhuǎn)變成為電信號的器件。