專利名稱：長距離漫反射型光電傳感器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種光電感應(yīng)器，特別是涉及一種利用光學(xué)系統(tǒng)和單片 機(jī)控制技術(shù)的反射型光電傳感器。
背景技術(shù)：
光電傳感器是利用被檢測物對光束的遮擋或反射，由同步回路選通電 路，從而檢測物體有無的，所有能反射光線的物體均可被檢測。光電傳感器 將輸入電流在發(fā)射器上轉(zhuǎn)換為光信號射出，接收器再根據(jù)接收到的光線的強(qiáng) 弱或有無對目標(biāo)物體進(jìn)行探測。漫反射型光電傳感器是當(dāng)開關(guān)發(fā)射光束時， 目標(biāo)產(chǎn)生漫反射，發(fā)射器和接收器構(gòu)成單個的標(biāo)準(zhǔn)部件，當(dāng)有足夠的組合光 返回接收器時，傳感器狀態(tài)發(fā)生變化，其有效作用距離是由目標(biāo)的反射能力 決定，而目標(biāo)的反射能力由其表面光潔度和顏色決定。
由于目標(biāo)物體的角度以及反射性能，漫反射型光電傳感器的發(fā)射器所產(chǎn) 生的光能大部分損失掉，而傳統(tǒng)的漫反射型光電傳感器的檢測距離一般僅為
30至40厘米，從而給特定環(huán)境下的檢測造成了困難。

實用新型內(nèi)容
本實用新型的目的是提供一種檢測距離長、穩(wěn)定性高以及抗干擾能力 強(qiáng)，并可對帶有較強(qiáng)背景光線的目標(biāo)物的進(jìn)行穩(wěn)定檢測的長距離漫反射型光 電傳感器。
為解決上述技術(shù)問題，本實用新型的長距離漫反射型光電傳感器，包括 殼體、底蓋、光學(xué)系統(tǒng)和檢測電路，所述光學(xué)系統(tǒng)包括濾光罩、透鏡、鏡架、 發(fā)射器、接收器及光源，所述發(fā)射器和接收器安裝于所述殼體內(nèi)部；于所述
殼體的前端設(shè)有光學(xué)系統(tǒng)；于所述殼體與底蓋的中間設(shè)有電路板。
作為本實用新型的一種優(yōu)選方案，所述透鏡為一碗形，所述透鏡包括第 一曲面，由所述第一曲面兩端向豎直方向延伸形成第一外周面和第二外周 面，由一平面連接所述第一外周面和第二外周面，從而使所述透鏡外輪廓的 呈一碗型；所述透鏡還包括第二曲面，所述第二曲面設(shè)于所述透鏡的內(nèi)部。 作為本實用新型的一種優(yōu)選方案，所述濾光罩可以過濾700nrn以下的各 種光源。
作為本實用新型的一種優(yōu)選方案，所述電路板上設(shè)有包含一發(fā)射管D5 發(fā)射電路、包含一三極管Q4的放大電路、含有ASIC芯片的單片機(jī)控制電 路、包含兩輸出管Q1、 Q2和一檢測電阻R4的輸出電路以及穩(wěn)壓電路，其 中，所述單片機(jī)控制電路的單片機(jī)IC1的一腳位IO連接放大電路的三極管 Q4的基極，該三極管Q4的發(fā)射極連接所述發(fā)射電路的發(fā)射管D5，用以將 收到的電信號轉(zhuǎn)化為光信號；所述單片機(jī)IC1的另一腳位2與所述輸出電路 的兩串聯(lián)的輸出管Q1、 Q2相連，用以輸出信號，所述單片機(jī)IC1的又一腳 位3與所述輸出電路的檢測電阻R4相連，用以過載保護(hù)。
作為本實用新型的一種優(yōu)選方案，所述放大電路還連接一三極管Q3和 一可調(diào)節(jié)電阻RW1，用以控制所述發(fā)射管D5的發(fā)射強(qiáng)度，該三極管Q3的 發(fā)射極通過一電阻R5與所述放大電路的三極管Q4的集電極相連。
作為本實用新型的一種優(yōu)選方案，所述單片機(jī)IC1的三個腳位6、 7、 8 連接一可調(diào)節(jié)電阻RW2，用以構(gòu)成亮動和暗動選擇電路。
本實用新型的技術(shù)效果在于通過獨特的光學(xué)系統(tǒng)使得發(fā)射能量和接收 能量增大，大大提高了光學(xué)增量，檢測距離至少增長4倍；結(jié)合雙接收電路 的使用，實現(xiàn)了對帶有較強(qiáng)背景光線的目標(biāo)物的穩(wěn)定檢測。另外，通過ASIC 芯片電路，不僅能產(chǎn)生同步信號，并且還將光電接收器件集成在芯片的頂部， 將信號放大電路、檢波電路及觸發(fā)電路集成在芯片內(nèi)部，提高了產(chǎn)品性能、 減小了產(chǎn)品體積，同時還集成了亮動及暗動選擇電路及輸出短路及過載保護(hù) 功能。
以下結(jié)合附圖和優(yōu)選實施方式對本實用新型作進(jìn)一步詳細(xì)的說明。


圖1是本實用新型長距離漫反射型光電傳感器的立體結(jié)構(gòu)圖2是本實用新型長距離漫反射型光電傳感器透鏡發(fā)射光線的示意圖3是本實用新型長距離漫反射型光電傳感器的電路方框圖；以及
圖4是本實用新型長距離漫反射型光電傳感器的電路原理圖。
具體實施方式
如圖1所示，本實用新型的長距離漫反射型光電傳感器，包括殼體3、 底蓋5、光學(xué)系統(tǒng)和檢測電路，所述光學(xué)系統(tǒng)包括濾光罩1、透鏡2、發(fā)射器、 接收器及光源，所述發(fā)射器和接收器安裝于所述殼體3內(nèi)部；于所述殼體3 的前端設(shè)有光學(xué)系統(tǒng)；于所述殼體3與底蓋5的中間設(shè)有電路板4。
請同時參閱圖2，所述透鏡2呈一碗型，所述透鏡2包括第一曲面23， 由所述第一曲面23兩端向豎直方向延伸形成第一外周面21和第二外周面 22，由一平面25連接所述第一外周面21和第二外周面22，從而使所述透鏡 2外輪廓的呈一碗型；所述透鏡2還包括第二曲面24，所述第二曲面4設(shè)于 所述透鏡2的內(nèi)部。光源所發(fā)射的光投射過第一曲面23，經(jīng)所述第一外周面 21和第二外周面22的內(nèi)壁折射至第二曲面24的內(nèi)壁，然后經(jīng)第二曲面24， 光線由漫射狀轉(zhuǎn)為水平狀透射出平面25，可見，光線全部被集中發(fā)射出去， 同理被反射回來的光線也可被集中接收到，故爾可產(chǎn)生極大的檢測距離。另 外，本實用新型的濾光罩能有效過濾700nm以下的各種可見光源，從而避免 了周圍環(huán)境光線的干擾。
請同時參閱圖3和圖4，所述電路板上設(shè)有包含一發(fā)射管D5發(fā)射電路、 包含一三極管Q4的放大電路、含有ASIC芯片的單片機(jī)控制電路、包含兩 輸出管Q1、 Q2和一檢測電阻R4的輸出電路以及穩(wěn)壓電路，其中，所述單 片機(jī)控制電路的單片機(jī)IC1的一腳位10連接放大電路的三極管Q4的基極，該三極管Q4的發(fā)射極連接所述發(fā)射電路的發(fā)射管D5，用以將收到的電信號 轉(zhuǎn)化為光信號，并通過透鏡發(fā)射出來，當(dāng)發(fā)射出來的光遇到物體后會發(fā)生折 射， 一部分光就會通過透鏡到達(dá)單片機(jī)IC1內(nèi)部的光電接收器上，這些信號 被單片機(jī)IC1內(nèi)部放大電路放大處理后，若超過設(shè)定的觸發(fā)門檻，就會從腳 2輸出一個輸出信號驅(qū)動輸出管Q1和Q2，單片機(jī)IC1的腳3與所述輸出電 路的檢測電阻R4相連，當(dāng)輸出負(fù)載發(fā)生過載或短路，該檢測電阻R4上的 電壓就會超過設(shè)定的檢測電壓，這時腳2停止信號輸出，從而保護(hù)輸出管 Q2不被損壞。
所述放大電路還連接一三極管Q3和一可調(diào)節(jié)電阻RW1，用以控制所述 發(fā)射管D5的發(fā)射強(qiáng)度，該三極管Q3的發(fā)射極通過一電阻R5與所述放大電 路的三極管Q4的集電極相連。當(dāng)可調(diào)節(jié)電阻RW1越大，通過三極管Q3的 電流越小，發(fā)射強(qiáng)度越小，則檢測距離越??；反之可調(diào)節(jié)電阻RW1越小， 通過三極管Q3的電流越大，發(fā)射強(qiáng)度越大，則檢測距離越大。
所述單片機(jī)IC1的三個腳位6、 7、 8連接一可調(diào)節(jié)電阻RW2，用以構(gòu) 成亮動和暗動選擇電路，當(dāng)調(diào)節(jié)電阻RW2時，中間抽頭電壓超過3V時，光 電為亮動，當(dāng)電壓低于2V時為暗動。
以上已對本發(fā)明創(chuàng)造的較佳實施例進(jìn)行了具體說明，但本發(fā)明創(chuàng)造并不 限于所述實施例，熟悉本領(lǐng)域的技術(shù)人員在不違背本發(fā)明創(chuàng)造精神的前提下 還可作出種種的等同的變型或替換，這些等同的變型或替換均包含在本申請 權(quán)利要求所限定的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求1.一種長距離漫反射型光電傳感器，包括殼體、底蓋、光學(xué)系統(tǒng)和檢測電路，其特征在于所述光學(xué)系統(tǒng)包括濾光罩、透鏡、鏡架、發(fā)射器、接收器及光源，所述發(fā)射器和接收器安裝于所述殼體內(nèi)部；于所述殼體的前端設(shè)有光學(xué)系統(tǒng)；于所述殼體與底蓋的中間設(shè)有電路板。
2. 如權(quán)利要求l所述的長距離漫反射型光電傳感器，其特征在于所述 透鏡為一碗形，所述透鏡包括第一曲面，由所述第一曲面兩端向豎直方向延 伸形成第一外周面和第二外周面，由一平面連接所述第一外周面和第二外周 面，從而使所述透鏡外輪廓的呈一碗型；所述透鏡還包括第二曲面，所述第 二曲面設(shè)于所述透鏡的內(nèi)部。
3. 如權(quán)利要求1所述的長距離漫反射型光電傳感器，其特征在于所述 濾光罩可以過濾700nm以下的各種光源。
4. 如權(quán)利要求1所述的長距離漫反射型光電傳感器，其特征在于所述 電路板上設(shè)有包含一發(fā)射管(D5)發(fā)射電路、包含一三極管(Q4)的放大 電路、含有ASIC芯片的單片機(jī)控制電路、包含兩輸出管(Ql、 Q2)和一檢 測電阻(R4)的輸出電路以及穩(wěn)壓電路，其中，所述單片機(jī)控制電路的單片 機(jī)(IC1)的一腳位(10)連接放大電路的三極管(Q4)的基極，該三極管(Q4)的發(fā)射極連接所述發(fā)射電路的發(fā)射管(D5)，用以將收到的電信號轉(zhuǎn) 化為光信號；所述單片機(jī)(IC1)的另一腳位(2)與所述輸出電路的兩串聯(lián) 的輸出管(Ql、 Q2)相連，用以輸出信號，所述單片機(jī)(IC1)的又一腳位(3)與所述輸出電路的檢測電阻(R4)相連，用以過載保護(hù)。
5. 如權(quán)利要求4所述的長距離漫反射型光電傳感器，其特征在于所述 放大電路還連接一三極管(Q3)和一可調(diào)節(jié)電阻(RW1),用以控制所述發(fā) 射管(D5)的發(fā)射強(qiáng)度，該三極管(Q3).的發(fā)射極通過一電阻(R5)與所 述放大電路的三極管(Q4)的集電極相連。
6.如權(quán)利要求4所述的長距離漫反射型光電傳感器，其特征在于所述單片機(jī)(IC1)的三個腳位(6、 7、 8)連接一可調(diào)節(jié)電阻(RW2)，用以構(gòu)成亮動和暗動選擇電路。
專利摘要本實用新型公開了一種長距離漫反射型光電傳感器，其包括殼體、底蓋、光學(xué)系統(tǒng)和檢測電路，所述光學(xué)系統(tǒng)包括濾光罩、透鏡、鏡架、發(fā)射器、接收器及光源，所述發(fā)射器和接收器安裝于所述殼體內(nèi)部；于所述殼體的前端設(shè)有光學(xué)系統(tǒng)；于所述殼體與底蓋的中間設(shè)有電路板。本實用新型通過獨特的光學(xué)系統(tǒng)使得發(fā)射和接收能量增大，大大提高了光學(xué)增量，檢測距離至少增長4倍；結(jié)合雙接收電路的使用，實現(xiàn)了對帶有較強(qiáng)背景光線的目標(biāo)物的穩(wěn)定檢測。另外，通過專用芯片電路，將光電接收器件集成在芯片的頂部，將放大電路、檢波電路及觸發(fā)電路集成在芯片內(nèi)部，提高了產(chǎn)品性能、減小了產(chǎn)品體積，同時還集成了亮動及暗動選擇電路及輸出短路及過載保護(hù)功能。
文檔編號G01V8/10GK201181336SQ20082005696
公開日2009年1月14日 申請日期2008年4月3日 優(yōu)先權(quán)日2008年4月3日
發(fā)明者甘海苗 申請人:甘海苗