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摘要：随着时代的发展，社会、经济和科技不断进步，也使机械制造业进入了一个新的阶段。随着科学技术的发展，光电检测技术不断发展，已经广泛应用于机械设计和制造中。
关键词：光电检测；机械制造；应用；
随着我国经济的不断发展，国家和企业越来越重视机械制造业，这导致了机械制造业的快速发展。目前，中国已成为世界上最大的机械制造国。与西方发达国家相比，中国的机械技术仍有一定差距。特别是随着21世纪信息技术的飞速发展，光电检测技术已经广泛应用于机械设计中。只有掌握光电检测技术，光电检测才能更好地应对自己的工作。
一、光电检测的基本原理
光电池的基本结构图如图1所示。光电池结构的具体选择与设备的具体结构和使用要求有关。
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图1透射式光电管反射式光电管
发射光电池的工作原理是，来自LED的光信号直接照射到接收二极管的基极，三极管基极接收到光信号后在发射极或集电极上产生输出信号，然后后续电路对接收到的信号进行处理，控制相应的元器件。显然，光电流的强度直接影响输出信号的强度。当LED和接收管之间没有物体时，输出信号最强（在LED和接收管相对位置不变，LED电流不变的前提下），反之，中间夹有物体时，输出信号开始减弱。中间物体越厚，透明度越差，输出信号就会越弱。因此，这种光电池可以用来检测物体的位置以及物体的厚度。透射光电池主要用于印刷机中的位置检测和双张检测。其位置检测的实际结构图如图2（A）所示。
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A1光电管2控制圆盘3回转轴
B1发光管2纸张3接收管
图2光电管实际结构安装示意图
在图中，光电池1是一般的槽形光灾害。控制盘2用于控制光电池1的发光管和接收管之间的开关。控制盘2固定在旋转轴3上，因此可用于检测旋转轴3的相对位置，并根据工艺要求发送相应的控制信号。厚度检测如图2（B）所示。当光管1发送的信号通过纸张2到达接收管3后，纸张厚度或透明度发生变化，接收管3的输出信号强度也会发生变化，因此在用一张纸调试后（即接收管的输出信号在指定的正常范围内），当两页纸反射式光电池主要用于位置检测，其在印刷机上的应用工艺如图3所示。
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l光电管2纸张3输纸板
图3反射光祸实际结构安装示惫图
光电池1配备有发光管和接收管。当纸张到达光电管下方时，纸张上的反射信号返回到光电管1的接收管，从而从接收管外围电路中的纸张产生输出信号。相反，如果纸张没有到达光电池下面，光电池就没有输出信号。
二、分析光电检测技术工艺问题
1.光电池的选择原则。反射式和透射式光电池均可用于位置检测，因此两者均可用于位置检测。一般来说，透射型光电池的灵敏度更高，主要是因为它能使光路变短。但是透射式光电池需要安装在上下位置，需要居中，给安装调试带来不便。特别是印刷机上零件较多，通常采用反射式光电池。只有当反射光灾难不能使用时，才考虑透射光灾难。比如印刷机中使用的光电双张检测装置，光电池的灵敏度也是选择光电池时应该考虑的一个基本标准，光电池尽量不要太灵敏，因为太灵敏的话可能会产生噪声信号；相反，太慢是不能接受的。应根据实际情况选择特定灵敏度的管道。
2.抗干扰问题。干扰是电路设计中要考虑的一个重要问题。如果在电路设计中能考虑到干扰，开发成本会大大节省。首先要考虑环境干扰。光电管通过在接收端接收光信号来工作。如果周围的光源很强，可能会导致光电管发生故障。因此，光电管应尽可能密封。光电管本身就有噪声信号。有时发光管虽然不发光，但接收管仍有信号输出，为避免其误操作，在设计时需要选择合适的比较电平。除了上述两种干扰外，还有开关、继电器等元件在被吸引或断开时可能产生噪声信号，这也是设计时必须考虑的。
3.防脏问题。由于光电池需要检测可见物体，当其表面脏污时，很容易造成误操作。所以印刷机用的光电管大多采用包装结构，所以当表面比较脏的时候，只需要用刷子轻轻擦拭即可。使用包装结构可以防止光电池表面有灰尘出售，防止润版液等腐蚀性液体溅到光电池表面。
4.可维护性问题。光电池的使用寿命通常由它们的开关时间来衡量。从使用的角度来看，光电池的使用寿命一般可以达到1个维修时间以上（相当于机器运转5-8年），所以基本不存在寿命问题。但有些光电池会因自身质量问题或人为造成光电池损坏等故障而影响正常工作。这时候就要考虑他们的替代问题了。充分考虑产品的可维护性是产品工程设计最基本的原则。
三、光电检测技术在机械设计制造中的运用
1.在印刷机中的应用。光电检测技术在印刷机中的应用是现代科技发展的必然趋势。只有结合先进的计算机信息技术，印刷机才能操作更简单，印刷速度更快，工作效率更高。通过实际分析，从目前的设计水平来看，光电检测技术应用于印刷机中，主要是利用其透射光电管来检测位置和纸张。然而，将光电检测技术应用于一些小型印刷机并不容易。第一，贵，有的企业用的小印刷机不是太大，让人无法忍受。目前，国内一些企业自主研发了印刷机技术，发明了一些价格低廉的专业控制设备，但这些设备存在可操作性和稳定性差等诸多缺点，最重要的是安全性能有待研究。
2.包装机械制造中的应用。光电检测技术用于包装机械制造，主要用于计算、颜色检测、料位控制、容器定位等。它的特点是不需要接触就可以检测，可以将机械动态检测转化为光电静态检测，简化了机械结构，被称为自动控制眼。但是相对于人眼来说，这种结构有一些功能，是人眼无论如何都做不到的。比如在响应速度上，即使被检测物体高速运动，仍然逃不过这个系统的检测功能的观察，说明这个检测功能的响应速度快。因此，光电检测技术被广泛应用于各种包装机械制造中，如光电检测技术在牙膏灌装机中的应用。牙膏管的尾端是平的，应始终与商标在同一平面。此时，应采用反射式光电控制装置。牙膏装满后，会立即转移到这个工位，凸轮会通过杠杆直接从支架上支撑牙膏带底座。这时步进电机会带动它慢慢转动。当牙膏管上代表商标位置的标记与光电接收头准确对准时，彩色标记不反光。此时，光接收器接收光信号并将其转换成电信号。放大整形后，控制步进电机立即停止运行。这时候牙膏尾巴会和商标在一个平面上是平的。光电检测技术在实际应用中包括两个方面。首先，最大限度地整合和利用工程企业的信息资源。通过高科技电子计算机的应用，节省了工人的时间，提高了企业的工作效率。同时，由于高科技的应用，计算结果更加准确，监督力度更强，大大提高了工厂和企业工人的利用率，使分工更加科学合理，大大促进了人才的利用率。
3.模糊控制洗衣机中的应用。洗衣机模糊控制是基于普通洗衣机，在洗衣机硬件系统中添加接口电路、A/D变换器和一些传感器。这些硬件系统可以检测衣服的某些参数，如重量、纹理、织物和洗涤量，以及洗衣机中的水温和水位等信息。该信息可作为计算和推理模糊的基础，并可用于确定最合适的清洗方法。在清洗过程中，光电传感器可随时检测清洗液和水的浊度变化，以确定清洗机器的持续时间和清洗完成的时间，从而控制。
总之，光电检测技术应用广泛，但对于设计人员来说，不仅要掌握机械结构的基本知识，还要对光电器件的工作原理有一定的了解，这样光电技术才能发挥自己的作用。此外，光电检测技术的装置由机械和电气组成。在使用中，如果出现问题，要用正确的方法解决，机器的问题不能当作电气问题来处理。因此，技术人员应充分掌握机电技术的原理，以便及时有效地解决问题。
参考文献：
[1]张羽.光电检测技术在机械设计中的应用.2019.
[2]刘志红.关于光电检测技术在机械设计制造中的应用研究.2020.