專(zhuān)利名稱(chēng)：紅外光電無(wú)觸點(diǎn)接近開(kāi)關(guān)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
屬于一種工業(yè)用的自動(dòng)控制開(kāi)關(guān)。
現(xiàn)行的冶金、紡織、礦山工業(yè)等各部門(mén)用的自動(dòng)控制開(kāi)關(guān)，一般采用有觸點(diǎn)的紅外光電接近開(kāi)關(guān)，其中比較先進(jìn)的是GD－F系列。這種系列開(kāi)關(guān)采用變壓穩(wěn)壓電源，并與脈沖源組成振蕩發(fā)射器，脈沖源再向接收控制器提供脈沖信號(hào)。具體過(guò)程是接收控制器中的感應(yīng)器將所接收到的脈沖信號(hào)送信號(hào)放大器放大，然后經(jīng)控制門(mén)輸入到檢波器，檢波器將檢波后的信號(hào)送入信號(hào)鑒別器進(jìn)行鑒別，再經(jīng)動(dòng)作選擇器選擇動(dòng)作方式后送功率放大器放大，最后驅(qū)動(dòng)繼電器動(dòng)作或電平輸出。這種GD－F系列開(kāi)關(guān)控制距離較長(zhǎng)，達(dá)50mm以上，且靈敏度可調(diào)，但其結(jié)構(gòu)復(fù)雜，體積大、引接線多，需用專(zhuān)用屏蔽電纜線連接，故使用不方便，由于是有觸點(diǎn)的，因此成本高，且防震、防腐蝕性能差，故使用壽命短。
本實(shí)用新型的目的是設(shè)計(jì)一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，性能可靠，并具有防震、耐蝕性能的紅外光電無(wú)觸點(diǎn)接近開(kāi)關(guān)，這種開(kāi)關(guān)對(duì)操作人員不但使用方便而且壽命長(zhǎng)、成本低廉。
為此本實(shí)用新型采用如下技術(shù)方案采用一個(gè)無(wú)變壓器穩(wěn)壓電源，它一方面向振蕩器提供直流電壓，一方面又分別向放大器、整流濾波器、控制器供給直流電壓。此振蕩器得到直流電壓后，向上述的感應(yīng)器輸出脈沖信號(hào)，感應(yīng)器將此脈沖信號(hào)轉(zhuǎn)換為光信號(hào)向被檢測(cè)物體發(fā)射，同時(shí)又把從被檢測(cè)物體反射回來(lái)的光信號(hào)再轉(zhuǎn)換為電信號(hào)送入上述的放大器進(jìn)行放大，經(jīng)整流濾波器整流、濾波后輸入到控制器，促使控制器對(duì)無(wú)觸點(diǎn)輸出器進(jìn)行控制。上述的無(wú)變壓器穩(wěn)壓電源、振蕩器、以及作為感應(yīng)器的紅外光電對(duì)管中的發(fā)射二極管D6組成振蕩發(fā)射器；上述的放大器、整流濾波器、控制器、以及作為感應(yīng)器的紅外光電對(duì)管中的接收三極管BG1組成接收控制器。此振蕩發(fā)射器、接收控制器、和無(wú)觸點(diǎn)輸出器均安裝在一個(gè)密封的外殼中。
無(wú)變壓器穩(wěn)壓電源有五個(gè)整流二極管D1、D2、D3、D4、D8、二個(gè)穩(wěn)壓二極管D5、D7，此無(wú)變壓器穩(wěn)壓電源向整個(gè)線路提供直流電壓的具體情況是整流二極管D1、D2、D3、D4，它們組成橋式整流器D，以及穩(wěn)壓二極管D5為振蕩器提供直流電壓；而整流二極管D8與穩(wěn)壓二極管D7則分別向接收控制器中的放大器、整流濾波器、控制器提供直流電壓。振蕩器得到直流電壓后，即產(chǎn)生脈沖信號(hào)，并將此信號(hào)輸入到感應(yīng)器中，具體地講，是由振蕩器中的集成電路片IC1的3腳將脈沖信號(hào)輸入到作為感應(yīng)器的紅外光電對(duì)管D6、BG1中的發(fā)射二極管D6，D6再將光信號(hào)向外發(fā)射，BG1則接收反射回來(lái)的光信號(hào)，再?gòu)钠浼姌O將轉(zhuǎn)換的電信號(hào)送入放大器中的三極管BG2進(jìn)行放大，BG2再將放大的信號(hào)送到整流濾波器中的整流二極管D10整流和濾波電容C8濾波后輸入到控制器中，再由控制器去控制無(wú)觸點(diǎn)輸出器的導(dǎo)通。
本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)如下1、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，集成度高，體積小；2、引接線少，無(wú)需專(zhuān)用屏蔽電纜線，引線長(zhǎng)度不受限制，使用方便，控制距離最遠(yuǎn)達(dá)50mm；
3、無(wú)觸點(diǎn)、使用壽命長(zhǎng)；4、由于整個(gè)器件均安裝在封閉的外殼中，因此具有耐震動(dòng)、耐腐蝕、防水、抗干擾性能；5、成本低廉，堅(jiān)固耐用；6、電阻負(fù)載達(dá)500mA，電感負(fù)載為300mA。
下面介紹附圖，并結(jié)合附圖敘述本實(shí)用新型的最佳實(shí)施例。


圖1為本實(shí)用新型方塊原理圖。
其中1、振蕩發(fā)射器；2、接收控制器；3、無(wú)變壓器穩(wěn)壓電源；4、振蕩器；5、感應(yīng)器；6、放大器；7、整流濾波器；8、控制器；9、無(wú)觸點(diǎn)輸出器。
圖2為本實(shí)用新型的原理電路圖。
該圖給出圖1中各方塊的細(xì)節(jié)，下面進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。
無(wú)變壓器穩(wěn)壓電源(3)由橋式整流器D和一個(gè)整流二極管D8、二個(gè)穩(wěn)壓二極管D5、D7、二個(gè)濾波電容C2、C5、并聯(lián)的降壓電容C1和放電電阻R0、并聯(lián)的降壓電容C4和放電電阻R11組成。其中D是由四個(gè)整流二極管D1、D2、D3、D4組成。
振蕩器(4)包括集成電路片IC1、二個(gè)充放電延遲電阻R1、R2以及振蕩電容C3。
感應(yīng)器(5)采用紅外光電對(duì)管D6、BG1，其中D6為發(fā)射二極管，BG1為接收三極管。
放大器(6)由放大三極管BG2、二個(gè)電阻R6、R7、可調(diào)電位器W組成，R6、R7、W均用于調(diào)節(jié)靜態(tài)工作點(diǎn)。
整流濾波器(7)包括二個(gè)整流二極管D9、D10、耦合電容C7、充電電容C8、放電電阻R8。
控制器(8)是集成電路片IC2。
無(wú)觸點(diǎn)輸出器(9)由雙向可控硅SCR、涌浪保護(hù)電容C9、涌浪保護(hù)電阻R10組成。
a為火線；l為輸出負(fù)荷線；O為零線；J為負(fù)載繼電器。
D(D1、D2、D3、D4)、D5、C1、C2、R0。向振蕩器(4)提供直流穩(wěn)壓電源，在C兩端輸出6V直流電壓，振蕩器(4)中IC1的4、8腳接穩(wěn)壓電源(3)正極，1腳接負(fù)極，3腳接感應(yīng)器(5)中的D6，這樣脈沖信號(hào)由IC13腳輸入到D6，由D6產(chǎn)生紅外光脈沖向外發(fā)射。D6和限流電阻R也可從A點(diǎn)轉(zhuǎn)接到B點(diǎn)。
D7、D8、C4、C5、R11向接收控制器(2)中的放大器(6)、整流濾波器(7)、控制器(8)提供直流穩(wěn)壓電源，在C5兩端輸出6V直流電壓。當(dāng)BG1接收到直射或反射來(lái)的紅外光脈沖信號(hào)后，BG1的阻值隨光脈沖變化，這樣便在BG1兩端產(chǎn)生脈沖電壓，BG1將此脈沖電壓通過(guò)耦合電容C6、耦合電阻R5耦合后，送入BG2放大，由BG2集電極輸出放大信號(hào)，經(jīng)D9、D10、C7、C8、R8整流、濾波變成直流電平，當(dāng)C8兩端電壓達(dá)到IC2翻轉(zhuǎn)電壓時(shí)，即達(dá)到2／3Vcc時(shí)，IC2的3腳輸出低電壓，SCR導(dǎo)通，負(fù)載繼電器J與220V交流電源接通，此時(shí)發(fā)光二極管D11變亮，顯示導(dǎo)通。R4為限流電阻。
BG2集電極經(jīng)C7耦合后與D10陽(yáng)極相連，D10陰極又與并聯(lián)的C8、R8一端連接，IC2的2、6腳與C8相連，3腳通過(guò)限流電阻R9與D11、和SCR控制端相連，4、8腳接穩(wěn)壓電源正極，1腳接其負(fù)極，橋式整流器D的兩個(gè)輸出端分別與D5的正、負(fù)極相連，其兩個(gè)輸入端中一端接電源火線a；另一端與C1相連。
IC1、IC2均采用NE555時(shí)基集成電路片，C1、C4為0.33μF／400V滌淪電容，C2、C5為100μF／10V電解電容，C3型號(hào)為0.022μF／400V，D1、D2、D3、D4、D8、D9、D10均為1W整流二極管，D6、BG1采用MEXICO紅外光電對(duì)管，D5、D7為6～7V／1W穩(wěn)壓二極管，SCR采用1A／600V雙向可控硅，D11為3mm紅色發(fā)光二極管，BG2為8050、β＝60～100。
此外，R0、R1、R2、R3、R4、R5、R6、R7、R8、R9、R10、R11、阻值分別為1MΩ、5.1kΩ、43kΩ、100Ω、43kΩ、2kΩ、150kΩ、5.1kΩ、300kΩ、1kΩ、100Ω、1MΩ。
C3、C6、C7、C8的電容均為0.01μF。
圖3為本實(shí)用新型外形示意圖。
其中10、殼體；11、有機(jī)玻璃透射片；12、引線塑料套；a、火線；l負(fù)載線；O為零線。
圖4為圖3中的A向視圖。
其中13、密封蓋。
殼體(10)、有機(jī)玻璃透射片(11)、密封蓋(13)構(gòu)成封閉的外殼。
權(quán)利要求1.一種由振蕩發(fā)射器、接收控制器、觸點(diǎn)輸出器組成的紅外光電觸點(diǎn)接近開(kāi)關(guān)，其特征在于振蕩發(fā)射器(1)由無(wú)變壓器穩(wěn)壓電源(3)、振蕩器(4)、感應(yīng)器(5)紅外光電對(duì)管D6、BG1中的發(fā)射二極管D6組成，接收控制器(2)包括放大器(6)、整流濾波器(7)、控制器(8)、感應(yīng)器(5)紅外光電對(duì)管D6、BG1中的接收三極管BG1組成，并采用無(wú)觸點(diǎn)輸出器(9)，所述的無(wú)變壓器穩(wěn)壓電源(3)分別向振蕩器(4)、放大器(6)、整流濾波器(7)、控制器(8)提供直流電壓，振蕩器(4)向感應(yīng)器(5)輸入脈沖信號(hào)，感應(yīng)器(5)將此脈沖信號(hào)轉(zhuǎn)換為紅外光信號(hào)后向外發(fā)射，同時(shí)接收反射回來(lái)的紅外光信號(hào)并將其轉(zhuǎn)換為電信號(hào)輸入到放大器(6)，并經(jīng)過(guò)整流濾波器(7)輸入控制器(8)，再由控制器(8)控制無(wú)觸點(diǎn)輸出器(9)，振蕩發(fā)射器(1)、接收控制器(2)、無(wú)觸點(diǎn)輸出器(9)均安裝在封閉的外殼中。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的紅外光電無(wú)觸點(diǎn)接近開(kāi)關(guān)，其特征在于所述的穩(wěn)壓電源(3)中的橋式整流器D、穩(wěn)壓二極管D5為振蕩器(4)提供直流電壓；穩(wěn)壓電源(3)中的整流二極管D8、穩(wěn)壓二極管D7分別向所述的接收控制器(2)中的放大器(6)、整流濾波器(7)、控制器(8)提供直流電壓。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的紅外光電無(wú)觸點(diǎn)接近開(kāi)關(guān)，其特征在于所述的橋式整流器D由四個(gè)整流二極管D1、D2、D3、D4組成。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的紅外光電無(wú)觸點(diǎn)接近開(kāi)關(guān)，其特征在于所述的振蕩器(4)中集成電路片IC13腳將脈沖信號(hào)輸入到感應(yīng)器(5)中的發(fā)射二極管D6、D6將此脈沖信號(hào)轉(zhuǎn)換為紅外光信號(hào)向外發(fā)射，而感應(yīng)器(5)中接收三極管BG1再將接收到的紅外光信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)送放大器(6)中放大三極管BG2進(jìn)行放大。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的紅外光電無(wú)觸點(diǎn)接近開(kāi)關(guān)，其特征在于所述的放大器(6)中放大三極管BG2輸出的放大信號(hào)送到整流濾波器(7)整流、濾波后輸入到控制器(8)集成電路片IC2的2、6腳，而其3腳輸出低電壓使無(wú)觸點(diǎn)輸出器(9)中雙向可控制SCR導(dǎo)通。
專(zhuān)利摘要屬于工業(yè)用的自動(dòng)控制開(kāi)關(guān)、采用無(wú)變壓器穩(wěn)壓電源分別向振蕩器、放大器、整流濾波器、控制器提供直流電壓，振蕩器將脈沖信號(hào)輸入到感應(yīng)器，感應(yīng)器一方面將紅外光信號(hào)向外發(fā)射，一方面又將接收的光信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)送入放大器，經(jīng)整流濾波器整流、濾波后送入控制器，由其控制無(wú)觸點(diǎn)輸出器，各器件均裝入封閉的外殼中。本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，集成度高，體積小，引接線少，無(wú)需采用專(zhuān)用屏蔽電纜，還具有防震、耐蝕性能，故使用壽命長(zhǎng)。
文檔編號(hào)H03K17/78GK2045915SQ8822114
公開(kāi)日1989年10月11日 申請(qǐng)日期1988年12月20日 優(yōu)先權(quán)日1988年12月20日
發(fā)明者黃云 申請(qǐng)人:黃云