專利名稱：紅外冷/熱金屬探測器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種檢測裝置，尤其涉及一種紅外冷/熱金屬探測器。
背景技術(shù)：
紅外冷/熱金屬探測器廣泛應(yīng)用于工業(yè)控制生產(chǎn)流水線的現(xiàn)場，是一種利用可見紅外激光技術(shù)檢測物體的存在或者給物體精確定位的儀器。
紅外冷/熱金屬探測器一般由激光發(fā)射模塊、激光接收處理模塊和反饋輸出模塊三部分組成。激光發(fā)射模塊包括激光驅(qū)動(dòng)電路和半導(dǎo)體激光模塊；激光接收模塊包括光敏接收管和信號(hào)輸出處理電路；反饋輸出模塊包括輸出驅(qū)動(dòng)電路和輸出顯示電路。紅外冷/熱金屬探測器通過激光發(fā)射模塊連續(xù)發(fā)射激光信號(hào)，判斷激光接收模塊是否接收到發(fā)射的激光信號(hào)，從而控制是否輸出反饋信號(hào)來檢測物體的存在或是給物體定位。
傳統(tǒng)的紅外激光檢測裝置采用可見半導(dǎo)體激光器作光源，經(jīng)調(diào)節(jié)器調(diào)制后發(fā)出一束準(zhǔn)平行可見紅色激光，激光經(jīng)過反射被光敏管接收或是直射被光敏接收，信號(hào)經(jīng)過放大處理后輸出一個(gè)開關(guān)量反饋控制信號(hào)。由于傳統(tǒng)的紅外激光檢測裝置只是簡單地對(duì)信號(hào)繼續(xù)處理，它存在著以下缺陷1、抗干擾能力差；2、測量精度不高；3、容易發(fā)生誤動(dòng)作。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的，就是為了克服以上現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷而提供一種抗干擾能力強(qiáng)、測量精度高、準(zhǔn)確性好的紅外冷/熱金屬探測器。
本發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的一種紅外冷/熱金屬探測器，包括微控制器、電源模塊、調(diào)制驅(qū)動(dòng)器、半導(dǎo)體激光模塊、光敏接收器、濾波器、運(yùn)算放大器、調(diào)制解調(diào)器和輸出模塊；所述的電源模塊向微控制器提供電源；所述的調(diào)制驅(qū)動(dòng)器的輸入端連接微控制器的一輸出端，調(diào)制驅(qū)動(dòng)器的輸出端連接半導(dǎo)體激光模塊的輸入端；所述的光敏接收器設(shè)置在半導(dǎo)體激光模塊的激光發(fā)射光路上用于接收帶調(diào)制信號(hào)的可見紅外激光，光敏接收器的輸出端連接濾波器的輸入端；所述的濾波器的輸出端連接運(yùn)算放大器的輸入端；所述的運(yùn)算放大器的輸出信號(hào)分兩路輸出到微控制器，一路經(jīng)過調(diào)制解調(diào)器輸出到微控制器，另一路直接輸出到微控制器；所述的輸出模塊的輸入端連接微控制器的另一輸出端，輸出模塊采用LED顯示輸出或開關(guān)模擬量輸出。
所述的微控制器選用microchip公司的PIC16F71或PIC16C712。
所述的調(diào)制解調(diào)器選用LM567。
所述的半導(dǎo)體激光模塊選用Sigma激光模塊。
所述的光敏接收器選用PIN-07FSLR。
所述的運(yùn)算放大器選用LM6082或LM6084。
所述的微控制器內(nèi)設(shè)有模擬量信號(hào)采集模塊和A/D信號(hào)轉(zhuǎn)換模塊，微控制器對(duì)輸入信號(hào)進(jìn)行處理判斷，確認(rèn)是否輸出顯示信號(hào)或驅(qū)動(dòng)信號(hào)。
本發(fā)明一種紅外冷/熱金屬探測器由于采用了以上技術(shù)方案，具有抗干擾能力強(qiáng)、響應(yīng)速度快、測量精度高的優(yōu)點(diǎn)；適合在極其惡劣的環(huán)境下使用，而且可以徹底消除誤動(dòng)作。


圖1為本發(fā)明紅外冷/熱金屬探測器的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式
下面結(jié)合附圖及具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說明。
參見圖1，本發(fā)明一種紅外冷/熱金屬探測器，包括微控制器1、電源模塊2、調(diào)制驅(qū)動(dòng)器3、半導(dǎo)體激光模塊4、光敏接收器5、濾波器6、運(yùn)算放大器7、調(diào)制解調(diào)器8和輸出模塊9。電源模塊2與微控制器1電連接向微控制器提供電源；調(diào)制驅(qū)動(dòng)器3的輸入端連接微控制器1的一個(gè)輸出端，其輸出端連接半導(dǎo)體激光模塊4的輸入端。光敏接收器5設(shè)置在半導(dǎo)體激光模塊4的激光發(fā)射光路上用于接收帶調(diào)制信號(hào)的可見紅外激光，光敏接收器5的輸出端連接濾波器6的輸入端。濾波器6的輸出端連接運(yùn)算放大器7的輸入端。運(yùn)算放大器7的輸出信號(hào)分兩路輸出到微控制器1，一路經(jīng)過調(diào)制解調(diào)器8輸出到微控制器1，另一路直接輸出到微控制器1。輸出模塊9的輸入端連接微控制器1的另一輸出端，輸出模塊采用LED顯示輸出或開關(guān)模擬量輸出。
上述微控制器1選用microchip公司的PIC16F71或PIC16C712；調(diào)制解調(diào)器選用LM567；半導(dǎo)體激光模塊選用Sigma激光模塊；光敏接收器選用PIN-07FSLR；運(yùn)算放大器選用LM6082或LM6084。
本發(fā)明紅外冷/熱金屬探測器的工作原理在于，首先由調(diào)制驅(qū)動(dòng)器3產(chǎn)生一個(gè)中頻波段的調(diào)制脈沖波，發(fā)送給半導(dǎo)體激光模塊4，驅(qū)動(dòng)激光模塊4發(fā)射出一束帶調(diào)制信號(hào)的可見紅外激光，該激光直接被光敏接收器5接收或是經(jīng)過鏡面反射回來被光敏接收器5接收，光敏接收器5經(jīng)過光電轉(zhuǎn)換將接收到的激光信號(hào)變成電信號(hào)，由于外部環(huán)境以及激光發(fā)射接收模塊自身的一些因素會(huì)產(chǎn)生一些干擾的電信號(hào)，故該電信號(hào)需要經(jīng)過濾波器6消除這些干擾信號(hào)，隨后經(jīng)過運(yùn)算放大器7把電信號(hào)放大，放大的信號(hào)通過兩條路徑輸入微控制器1，一條路徑是電信號(hào)經(jīng)過調(diào)制解調(diào)器8，把調(diào)制信號(hào)解調(diào)轉(zhuǎn)變成電平信號(hào)輸入微控制器1；另一條路徑是直接輸入微控制器1，在微控制器1內(nèi)部進(jìn)行模擬量信號(hào)采集并進(jìn)行A/D信號(hào)轉(zhuǎn)換。微控制器1對(duì)輸入信號(hào)進(jìn)行處理判斷，確認(rèn)是否向輸出模塊9輸出顯示信號(hào)或驅(qū)動(dòng)信號(hào)。輸出模塊9接收到顯示信號(hào)或驅(qū)動(dòng)信號(hào)后，采用LED顯示輸出或開關(guān)模擬量輸出。
實(shí)施例1一個(gè)紅外激光檢測裝置，采用PIC16F71微控制器，LM567調(diào)制解調(diào)器，運(yùn)算放大器采用LM6084，半導(dǎo)體激光模塊采用Sigma激光模塊，光敏接收器采用PIN-07FSLR，輸出模塊采用LED顯示輸出、晶體管輸出以及繼電器開關(guān)量輸出。
該裝置的供電電壓為24VDC±20％，可見紅外激光波長為650nm，激光功率為1nw，激光光點(diǎn)尺寸為0.1mm，光點(diǎn)偏差為0.5mrad，采用帶反射鏡的反射式檢測物體或給物體定位。在無物體存在或物體還沒到位時(shí)(即待機(jī)狀態(tài)時(shí))，Sigma激光模塊連續(xù)發(fā)射調(diào)制激光，并被反射鏡反射回來，光敏接收管PIN-07FSLR接收到調(diào)制信號(hào)，經(jīng)過濾波放大，然后再經(jīng)過調(diào)制解調(diào)器LM567解調(diào)處理后輸出一個(gè)低電平給微控制器PIC16F71，此時(shí)微控制器判斷為無物體或是物體還沒到位，無顯示和驅(qū)動(dòng)輸出；當(dāng)物體出現(xiàn)在激光檢測裝置和反射鏡之間的時(shí)候，物體遮擋住了Sigma激光模塊發(fā)射的連續(xù)調(diào)制激光，無法發(fā)射到反射鏡上，使得光敏接收管PIN-07FSLR接收不到調(diào)制激光信號(hào)，此時(shí)使得解調(diào)器LM567輸出一個(gè)高電平給微控制器PIC16F71，此時(shí)微控制器判斷為有物體存在或是物體已經(jīng)到位，相應(yīng)的驅(qū)動(dòng)LED顯示，晶體管輸出以及繼電器輸出。
該檢測裝置響應(yīng)速度快，定位精度高，功耗低，穩(wěn)定性高，適用于惡劣環(huán)境有火焰高溫的場合。
權(quán)利要求
1.一種紅外冷/熱金屬探測器，其特征在于包括微控制器、電源模塊、調(diào)制驅(qū)動(dòng)器、半導(dǎo)體激光模塊、光敏接收器、濾波器、運(yùn)算放大器、調(diào)制解調(diào)器和輸出模塊；所述的電源模塊向微控制器提供電源；所述的調(diào)制驅(qū)動(dòng)器的輸入端連接微控制器的一輸出端，調(diào)制驅(qū)動(dòng)器的輸出端連接半導(dǎo)體激光模塊的輸入端；所述的光敏接收器設(shè)置在半導(dǎo)體激光模塊的激光發(fā)射光路上用于接收帶調(diào)制信號(hào)的可見紅外激光，光敏接收器的輸出端連接濾波器的輸入端；所述的濾波器的輸出端連接運(yùn)算放大器的輸入端；所述的運(yùn)算放大器的輸出信號(hào)分兩路輸出到微控制器，一路經(jīng)過調(diào)制解調(diào)器輸出到微控制器，另一路直接輸出到微控制器；所述的輸出模塊的輸入端連接微控制器的另一輸出端，輸出模塊采用LED顯示輸出或開關(guān)模擬量輸出。
2.如權(quán)利要求1所述的紅外冷/熱金屬探測器，其特征在于所述的微控制器選用microchip公司的PIC16F71或PIC16C712。
3.如權(quán)利要求1或2所述的紅外冷/熱金屬探測器，其特征在于所述的調(diào)制解調(diào)器選用LM567。
4.如權(quán)利要求1或2所述的紅外冷/熱金屬探測器，其特征在于所述的半導(dǎo)體激光模塊選用Sigma激光模塊。
5.如權(quán)利要求1所述的紅外冷/熱金屬探測器，其特征在于所述的光敏接收器選用PIN-07FSLR。
6.如權(quán)利要求1所述的紅外冷/熱金屬探測器，其特征在于所述的運(yùn)算放大器選用LM6082或LM6084。
7.如權(quán)利要求1所述的紅外冷/熱金屬探測器，其特征在于所述的微控制器內(nèi)設(shè)有模擬量信號(hào)采集模塊和A/D信號(hào)轉(zhuǎn)換模塊，微控制器對(duì)輸入信號(hào)進(jìn)行處理判斷，確認(rèn)是否輸出顯示信號(hào)或驅(qū)動(dòng)信號(hào)。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種紅外冷/熱金屬探測器，它包括微控制器、電源模塊、調(diào)制驅(qū)動(dòng)器、半導(dǎo)體激光模塊、光敏接收器、濾波器、運(yùn)算放大器、調(diào)制解調(diào)器和輸出模塊。調(diào)制驅(qū)動(dòng)器的輸入端連接微控制器的輸出端，調(diào)制驅(qū)動(dòng)器的輸出端連接半導(dǎo)體激光模塊的輸入端。光敏接收器設(shè)置在半導(dǎo)體激光模塊的激光發(fā)射光路上，光敏接收器的輸出端連接濾波器的輸入端。濾波器的輸出端連接運(yùn)算放大器的輸入端。運(yùn)算放大器的輸出信號(hào)分兩路輸出到微控制器，一路經(jīng)過調(diào)制解調(diào)器輸出到微控制器，另一路直接輸出到微控制器。輸出模塊的輸入端連接微控制器的另一輸出端。本發(fā)明具有抗干擾能力強(qiáng)、響應(yīng)速度快、測量精度高的優(yōu)點(diǎn)，而且可以徹底消除誤動(dòng)作。
文檔編號(hào)G01S17/02GK1987519SQ200510111898
公開日2007年6月27日 申請日期2005年12月23日 優(yōu)先權(quán)日2005年12月23日
發(fā)明者王智, 李海華, 馬性輝 申請人:上海派恩科技有限公司