專利名稱：：智能型光電傳感器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本實(shí)用新型涉及一種光電檢測儀器，尤其是一種智能型光電傳感器。
背景技術(shù)：
：在現(xiàn)有技術(shù)中，對于物體的檢測是有很多方法的，包括1、電感式開關(guān)是利用蝸旋電流的損耗，來檢測物體的，但只能檢測金屬類物體；2、電容式開關(guān)是利用物體的介電常數(shù)來檢測物體的，但對于介電常數(shù)小的物體，檢測效果不理想。這兩種接近開關(guān)是自動化系統(tǒng)中最常用的傳感器。光電傳感器可以比較好地解決上述問題。但由于有些場合被測物體的背景容易造成光電傳感器發(fā)生誤操作，有些光電產(chǎn)品是靠調(diào)節(jié)折射鏡的角度來消除背景的，有些是靠人工調(diào)節(jié)電位器的方式消除背景的，這些方式操作比較麻煩，而且精度不高。常用的光電傳感器為圓柱體或近似長方體的結(jié)構(gòu)，在一些地方受安裝位置限制時，安裝很不方便。
發(fā)明內(nèi)容為了解決現(xiàn)有技術(shù)存在的上述兩個問題，本實(shí)用新型提供了一種新的智能型光電傳感器，具體技術(shù)方案如下一種智能型光電傳感器，由結(jié)構(gòu)部分和電路部分組成，電路部分安裝在結(jié)構(gòu)部分內(nèi)。電路部分包括設(shè)有發(fā)射透鏡的LED和相應(yīng)的設(shè)有接收透鏡的光敏二極管、脈沖放大電路、微處理器、存儲器、脈沖輸出電路、PNP輸出電路；設(shè)有發(fā)射透鏡的LED通過脈沖輸出電路連接微處理器，該LED發(fā)出脈沖光，光敏二極管通過透鏡接收被測物體反射回來的脈沖光，并轉(zhuǎn)換成電信號，該信號傳入脈沖放大電路。脈沖放大電路的輸出端連接數(shù)字電位器，所述信號經(jīng)脈沖放大后進(jìn)入數(shù)字電位器，經(jīng)數(shù)字電位器處理的信號傳入微處理器，該數(shù)字電位器的控制端連接微處理器。微處理器的輸出端連接PNP輸出電路；存儲器連接微處理器；微處理器的開關(guān)控制端連有開關(guān)。本傳感器還包括比較器。數(shù)字電位器輸出信號和經(jīng)積分電路得到的信號平均值送到比較器的兩輸入端；比較器的輸出端連接微處理器。數(shù)字電位器輸出端連接至少一個脈沖放大電路，該放大電路可選擇多個，以滿足不同的設(shè)計要求，脈沖放大電路的輸出連接積分電路和比較器。所述微處理器連接LED顯示單元。所述PNP輸出電路還連接短路檢測電路，該檢測電路的輸出信號傳入微處理器。結(jié)構(gòu)部分包括傳感器本體部分和連接部分，本體部分與連接部分通過轉(zhuǎn)軸或萬向軸連接。本傳感器由反射回來的光強(qiáng)度來判斷是物體的反射還是背景的反射。如果是背景的反射，PNP輸出電路不輸出，如果是物體反射，PNP輸出電路有輸出。微處理器的開關(guān)方式有兩種1、電感頭即LC振蕩開關(guān)輸入方式，只要有金屬靠近電感部分LC振蕩電路就起振，微處理器開關(guān)控制端收到信號，開始工作；2、遠(yuǎn)距離編程線輸入方式，只要把這根線和電源24v連接，微處理器開關(guān)控制端收到信號，開始工作。LED顯示單元有3個指示用LED，分別是紅、綠、黃三色燈，通電綠燈亮，檢測到物體黃燈亮，紅燈亮表示物體處于臨界點(diǎn)。結(jié)構(gòu)部分包括機(jī)構(gòu)和光路，光電開關(guān)的光學(xué)部分由光闌，發(fā)射透鏡，接收透鏡，濾光片。機(jī)構(gòu)部分采用超聲波技術(shù)連接，使得產(chǎn)品可以防水。單片機(jī)輸出脈沖信號，發(fā)光二極管將電信號轉(zhuǎn)換成光信號，光敏二極管接收物體反射回來的光信號，放大電路將信號放大。MCU會記下學(xué)習(xí)時電位器的值，并以此控制數(shù)字電位器是調(diào)節(jié)后節(jié)放大電路的增益。把信號和信號經(jīng)積分得到的平均值送到比較器的兩端，既克服了溫漂的，也使得脈沖信號更容易偵測到。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型的有益效果包括1、用戶可以設(shè)置背景，這樣就消除了背景的干擾。2、改善了溫漂問題。3、本體部分與連接部分活動連接，改善了安裝適應(yīng)性。圖1是本實(shí)用新型原理框圖圖2是本實(shí)用新型外觀正視圖圖3是本實(shí)用新型外觀側(cè)面剖視圖1發(fā)射模組、2接收模組、3電感式感應(yīng)開關(guān)、4紅色LED指示燈、5黃色LED指示燈、6綠色LED指示燈、7發(fā)射透鏡、8接收透鏡、9連接部分、10本體部分、11轉(zhuǎn)軸具體實(shí)施方式以下結(jié)合附圖與具體實(shí)施方式對本實(shí)用新型作進(jìn)一步說明。為了簡化設(shè)計、節(jié)約成本，本實(shí)施例采用含有比較器和EEPROM的單片機(jī)；數(shù)字電位器選用AD5160、脈沖放大電路和積分電路為現(xiàn)有技術(shù)，在此不過多限定。單片機(jī)中還裝有控制軟件，由于該軟件不在本實(shí)用新型保護(hù)范圍，在此不說明。一種智能型光電傳感器，由結(jié)構(gòu)部分和電路部分組成，電路部分安裝在結(jié)構(gòu)部分內(nèi)。電路部分包括設(shè)有發(fā)射透鏡的LED和相應(yīng)的設(shè)有接收透鏡的光敏二極管、脈沖放大電路、微處理器、存儲器、脈沖輸出電路、PNP輸出電路；設(shè)有發(fā)射透鏡的LED通過脈沖輸出電路連接微處理器，該LED發(fā)出脈沖光，光敏二極管通過透鏡接收被測物體反射回來的脈沖光，并轉(zhuǎn)換成電信號，該信號傳入脈沖放大電路。脈沖放大電路的輸出端連接數(shù)字電位器，所述信號經(jīng)脈沖放大后進(jìn)入數(shù)字電位器，經(jīng)數(shù)字電位器處理的信號傳入微處理器，該數(shù)字電位器的控制端連接微處理器。微處理器的輸出端連接PNP輸出電路；存儲器連接微處理器；微處理器的開關(guān)控制端連有開關(guān)。本傳感器還包括比較器。數(shù)字電位器輸出信號和經(jīng)積分電路得到的信號平均值送到比較器的兩輸入端；比較器的輸出端連接微處理器。數(shù)字電位器輸出端連接一個脈沖放大電路，脈沖放大電路的輸出連接積分電路和比較器。所述開關(guān)是LC振蕩開關(guān)，LC振蕩開關(guān)的振蕩頻率可選范圍是300kHz2MHz。所述微處理器的開關(guān)控制端還連接遠(yuǎn)距離編程線。微處理器連接LED顯示單元，該單元有3個指示用LED,分別是紅、綠、黃三色燈。所述PNP輸出電路還連接短路檢測電路，該檢測電路的輸出信號傳入微處理器，該檢測電路是現(xiàn)有成熟電路，在此不作描述。結(jié)構(gòu)部分包括傳感器本體部分和連接部分，本體部分10與連接部分9轉(zhuǎn)動連接。本體部分10與連接部分9通過轉(zhuǎn)軸11連接。如圖2、3，發(fā)射模組1發(fā)射的光脈沖，經(jīng)物體反射后，到接收模組2。接收模組2的光敏二極管把光信號轉(zhuǎn)換成電信號經(jīng)放大電路送到單片機(jī)。單片機(jī)根據(jù)接收到的脈沖數(shù)來判斷是否有物體。發(fā)射透鏡7把發(fā)射模組1中的LED發(fā)的光進(jìn)行聚焦。接收透鏡8把反射回來的光投射到接收模組2的光敏二極管。漫反射光電開關(guān)的測試方式是利用光的漫反射原理。理論公式LocKsqrt(0);o^v其中L—物體的距離、o—光強(qiáng)度的衰減、V-光敏二極管轉(zhuǎn)換的電壓。通過該公式可知，光的衰減和傳輸距離的平方成正比，利用這一原理，對同一放射率的物體而言，通過比較接收到的電壓值就可以判斷物體是否在規(guī)定范圍內(nèi)。使用時，把光電開關(guān)固定，然后通上電(24v)。第一次使用需要學(xué)習(xí)一下，將金屬靠近LC振蕩開關(guān)開關(guān)3s，進(jìn)入學(xué)習(xí)狀態(tài)(學(xué)習(xí)狀態(tài)地的標(biāo)志是三個led同時閃爍)。將光電開關(guān)打出的光線對準(zhǔn)你想消除的背景，再將金屬靠近LC振蕩開關(guān)開關(guān)，進(jìn)入背景學(xué)習(xí)(背景學(xué)習(xí)時紅黃led同時閃爍，學(xué)習(xí)完成后交替閃爍)。背景學(xué)完后，將光對準(zhǔn)你想檢測的物體再將金屬靠近感應(yīng)區(qū)進(jìn)入物體學(xué)習(xí)狀態(tài)，使單片機(jī)記錄此時電位器的值。(物體學(xué)習(xí)時紅綠led同時閃爍，學(xué)習(xí)完成后交替閃爍)。學(xué)習(xí)完成后再將金屬靠近開關(guān)感應(yīng)區(qū)一次，退出學(xué)習(xí)狀態(tài)。學(xué)習(xí)后的光電開光就可以正常工作了。當(dāng)它檢測到物體時會亮黃燈。當(dāng)檢測物體處于臨界時會閃紅燈。物體被檢測到時，PNP開關(guān)會打開，雖然本產(chǎn)品已對PNP輸出進(jìn)行去抖動設(shè)計，但是還是建議用戶在使用時加去毛刺的電路。本產(chǎn)品可以每秒檢測960個產(chǎn)品。本產(chǎn)品的PNP輸出也有過載保護(hù)，因?yàn)槭敲}沖保護(hù)所以保護(hù)時PNP輸出端會有脈沖。參考表l,在開機(jī)后，進(jìn)入工作模式狀態(tài)O，當(dāng)按鍵按下三秒后，進(jìn)入狀態(tài)l。在狀態(tài)l，三燈齊閃，指示用戶可以學(xué)習(xí)了。再按一次按鍵后，進(jìn)入狀態(tài)2，背景學(xué)習(xí)，學(xué)習(xí)時，紅燈和黃燈齊閃，學(xué)習(xí)完后，兩燈交替閃。再按一次按鍵后，進(jìn)入狀態(tài)3，背景物體，學(xué)習(xí)時，紅燈和綠燈齊閃，學(xué)習(xí)完后，兩燈交替閃。再按一次按鍵，進(jìn)入工作模式狀態(tài)O。參數(shù)的設(shè)定是通過學(xué)習(xí)來的背景和物體的反光強(qiáng)度不同，來確定要接收的光的強(qiáng)度范圍。表1為本實(shí)用新型的軟件菜單<table>tableseeoriginaldocumentpage5</column></row><table>為了防止誤進(jìn)入設(shè)置模式。在進(jìn)入按鍵模式后，在IO秒內(nèi)沒有按鍵的時候，自動進(jìn)入工作模式狀態(tài)o。權(quán)利要求1、一種智能型光電傳感器，由結(jié)構(gòu)部分和電路部分組成，電路部分安裝在結(jié)構(gòu)部分內(nèi)；電路部分包括設(shè)有發(fā)射透鏡的LED和相應(yīng)的設(shè)有接收透鏡的光敏二極管、脈沖放大電路、微處理器、存儲器、脈沖輸出電路、PNP輸出電路；設(shè)有發(fā)射透鏡的LED通過脈沖輸出電路連接微處理器，該LED發(fā)出脈沖光，光敏二極管通過透鏡接收被測物體反射回來的脈沖光，并轉(zhuǎn)換成電信號；該信號傳入脈沖放大電路；微處理器的輸出端連接PNP輸出電路；存儲器連接微處理器；微處理器的開關(guān)控制端連有開關(guān)，其特征是脈沖放大電路的輸出端連接數(shù)字電位器，所述信號經(jīng)脈沖放大后進(jìn)入數(shù)字電位器，經(jīng)數(shù)字電位器處理的信號傳入微處理器，該數(shù)字電位器的控制端連接微處理器。2、根據(jù)權(quán)利要求1所述的智能型光電傳感器，其特征所述傳感器還包括比較器；數(shù)字電位器輸出信號和經(jīng)積分電路得到的信號平均值傳到比較器的兩輸入端；比較器的輸出端連接微處理器。3、根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的智能型光電傳感器，其特征是數(shù)字電位器輸出端連接至少一個脈沖放大電路，脈沖放大電路的輸出連接積分電路和比較器。4、根據(jù)權(quán)利要求3所述的智能型光電傳感器，其特征是所述開關(guān)是LC振蕩開關(guān)，LC振蕩開關(guān)的振蕩頻率范圍是300kHz2MHz.。5、根據(jù)權(quán)利要求4所述的智能型光電傳感器，其特征是所述微處理器的開關(guān)控制端還連接遠(yuǎn)距離編程線。6、，據(jù)權(quán)利要求5所述的智能型光電傳感器，其特征是所述微處理器還連接LED顯示單元。7、根據(jù)權(quán)利要求6所述的智能型光電傳感器，其特征是所述PNP輸出電路還連接短路檢測電路，該檢測電路的輸出信號傳入微處理器。8、根據(jù)權(quán)利要求7所述的智能型光電傳感器，其特征是所述結(jié)構(gòu)部分包括傳感器本體部分和連接部分，本體部分與連接部分活動連接。9、根據(jù)權(quán)利要求8所述的智能型光電傳感器，其特征是本體部分與連接部分通過轉(zhuǎn)軸連接。10、根據(jù)權(quán)利要求8所述的智能型光電傳感器，其特征是本體部分與連接部分通過萬向軸連接。專利摘要智能型光電傳感器，由結(jié)構(gòu)部分和電路部分組成，電路部分安裝在結(jié)構(gòu)部分內(nèi)。電路部分包括設(shè)有發(fā)射透鏡的LED和相應(yīng)的設(shè)有接收透鏡的光敏二極管、脈沖放大電路、微處理器、存儲器、脈沖輸出電路、PNP輸出電路；設(shè)有發(fā)射透鏡的LED通過脈沖輸出電路連接微處理器，該LED發(fā)出脈沖光，光敏二極管通過透鏡接收被測物體反射回來的脈沖光，并轉(zhuǎn)換成電信號，該信號傳入脈沖放大電路。脈沖放大電路的輸出端連接數(shù)字電位器，所述信號經(jīng)脈沖放大后進(jìn)入數(shù)字電位器，經(jīng)數(shù)字電位器處理的信號傳入微處理器，該數(shù)字電位器的控制端連接微處理器。微處理器的輸出端連接PNP輸出電路；存儲器連接微處理器；微處理器的開關(guān)控制端連有開關(guān)。它消除背景干擾。文檔編號G01D5/26GK201130029SQ200720131949公開日2008年10月8日申請日期2007年12月26日優(yōu)先權(quán)日2007年12月26日發(fā)明者陳柏志申請人:伊瑪精密電子(蘇州)有限公司