一種漫反射光電開關(guān)的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種漫反射光電開關(guān)，包括開關(guān)殼體，開關(guān)殼體內(nèi)固定有PCB組件、用于發(fā)出檢測光線的發(fā)光器和用于接收檢測物漫反射光線的受光器。發(fā)光器是光波長為600nm至900nm的紅外發(fā)光二極管。受光器是檢測射回光線并將光信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)的光敏三極管。該漫反射式光電開關(guān)，將發(fā)光器和受光器集成于一體，發(fā)光器發(fā)出扇形的光束，擴(kuò)大檢測范圍。發(fā)光器發(fā)出檢測光線經(jīng)被檢測物漫反射后由受光器感應(yīng)，并通過信號(hào)輸出電路輸出電信號(hào)，可以有效提高檢測距離和檢測精度，提高抗干擾能力，并且無需反射板配合使用，具有檢測范圍廣、抗干擾能力強(qiáng)、響應(yīng)速度快、使用方便等優(yōu)點(diǎn)。
【專利說明】
一種漫反射光電開關(guān)
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實(shí)用新型涉及一種光電傳感器，具體地說是一種漫反射光電開關(guān)?！颈尘凹夹g(shù)】
[0002]光電傳感器屬于無接觸式檢測傳感器，其檢測距離比較寬，用于檢測物體的有無、 距離和性質(zhì)等，因此其在工業(yè)自動(dòng)化裝置領(lǐng)域得到廣泛的應(yīng)用。
[0003]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。物體不限于金屬，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(hào)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。
[0004]現(xiàn)有光電傳感器是由發(fā)射器、接收器和檢測電路三部分組成。發(fā)射器對準(zhǔn)目標(biāo)發(fā)射光束，發(fā)射的光束一般來源于半導(dǎo)體光源、發(fā)光二極管、激光二極管及紅外發(fā)射二極管， 光束不間斷地發(fā)射，或者改變脈沖寬度，受脈沖調(diào)制的光束輻射強(qiáng)度在發(fā)射中經(jīng)過多次選擇，朝著目標(biāo)不間接地運(yùn)行。接收器有光電二極管或光電三極管、光電池組成，在接收器的前面，裝有光學(xué)元件如透鏡和光圈等，在其后面的是檢測電路，它能濾出有效信號(hào)和應(yīng)用該信號(hào)。此外，光電傳感器的結(jié)構(gòu)元件中還有三角反射板和光導(dǎo)纖維，三角反射板是結(jié)構(gòu)牢固的發(fā)射裝置，使光束準(zhǔn)確地從反射板中返回，它可以在與光軸〇到25的范圍改變發(fā)射角，使光束幾乎是從一根發(fā)射線，經(jīng)過反射后，還是從這根反射線返回。
[0005]上述光電傳感器能夠準(zhǔn)確的對物體的有無、距離和性質(zhì)等進(jìn)行檢測，但是結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，且缺乏保護(hù)電路的設(shè)置，可靠性不高，使用壽命較短且體積大，使用的時(shí)候占據(jù)較多空間，使用不便。
【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問題是針對上述現(xiàn)有技術(shù)現(xiàn)狀，而提供一種漫反射光電開關(guān)，將發(fā)光器和受光器集成于一體，發(fā)光器發(fā)出扇形光線并由被檢測物漫反射到受光器，受光器檢測到光信號(hào)以后選擇電流信號(hào)并輸出。
[0007]本實(shí)用新型解決上述技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案為:一種漫反射光電開關(guān)，包括開關(guān)殼體，開關(guān)殼體內(nèi)固定有PCB組件、用于發(fā)出檢測光線的發(fā)光器和用于接收檢測物漫反射光線的受光器。開關(guān)殼體的側(cè)壁制有透過光線的窗孔，窗孔處固定安裝有紅外穿透PC塑料構(gòu)成的濾光鏡。發(fā)光器和受光器固定在PCB組件的一側(cè)，發(fā)光器的發(fā)光面靠近濾光鏡，并能發(fā)出扇形光束。發(fā)光器是光波長為600nm至900nm的紅外發(fā)光二極管。受光器是檢測射回光線并將光信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)的光敏三極管。
[0008]為優(yōu)化上述技術(shù)方案，本實(shí)用新型還包括以下改進(jìn)的技術(shù)方案。
[0009]上述開關(guān)殼體為方型塑料殼體。在開關(guān)殼體的內(nèi)部制有安裝PCB組件、發(fā)光器和受光器的空腔。在空腔的上部設(shè)有與PCB組件固定連接的PCB固定板。
[0010]上述的PCB組件制有與發(fā)光器相連接的發(fā)光電路以及與受光器相連接的信號(hào)輸出電路。發(fā)光器發(fā)出檢測光線經(jīng)反射回歸后由受光器感應(yīng)，并通過信號(hào)輸出電路輸出電信號(hào)。
[0011]上述的發(fā)光電路包括電源輸入模塊、整流穩(wěn)壓模塊、與發(fā)光器相連接的光調(diào)制模塊。
[0012]上述的信號(hào)輸出電路包括與受光器相連接的信號(hào)放大模塊、調(diào)制電路模塊、時(shí)鐘邏輯模塊和信號(hào)輸出模塊。
[0013]上述的電源輸入模塊包括電源輸入接口。整流穩(wěn)壓模塊包括電源芯片。電源芯片設(shè)有Vout接口、Vin接口和GND接口。Vout接口和GND接口分別與第一電容的兩端相連接，并且GND接口與接地端相連。Vin接口和GND接口分別與第二電容的兩端相連接，并在第二電容的兩端并聯(lián)有第一電阻、第一二極管和輸出接頭構(gòu)成的輸出支路。[〇〇14]上述的PCB組件包括處理芯片。光調(diào)制模塊包括光調(diào)制三極管。光調(diào)制三極管的集電極與輸出接頭相連接，基極串聯(lián)發(fā)光器后連接處理芯片的GP0接口。
[0015]上述受光器的集電極和基極通過第二電阻連接電源輸入接口，在基極端連接有接地的極性電容。受光器的發(fā)射極通過可變電阻和第三電容和放大三極管連接處理芯片的 GP2接口。
[0016]上述的空腔內(nèi)設(shè)有光源固定件，光源固定件安裝在濾光鏡和PCB組件之間，在光源固定件的內(nèi)部制有兩個(gè)能通過光線的第一通孔和第二通孔。發(fā)光器固定在第一通孔內(nèi)部。 受光器固定在第二通孔內(nèi)部。光源固定件的兩側(cè)制有與開關(guān)殼體內(nèi)壁固定連接的階梯卡 □ 〇
[0017]上述開關(guān)殼體的頂部安裝有導(dǎo)光板以及與PCB組件相連接的調(diào)節(jié)旋鈕。導(dǎo)光板下方設(shè)有電源指示燈和工作狀態(tài)指示燈，電源指示燈通過電源支路與電源接口相連接。工作狀態(tài)指示燈與指示燈三極管的發(fā)射極相連接，指示燈三極管的基極連接處理芯片的GP5接口，集電極連接電源。
[0018]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型的漫反射式光電開關(guān)，將發(fā)光器和受光器集成于一體，發(fā)光器發(fā)出扇形的光束，擴(kuò)大檢測范圍。發(fā)光器發(fā)出檢測光線經(jīng)被檢測物漫反射后由受光器感應(yīng)，并通過信號(hào)輸出電路輸出電信號(hào)，可以有效提高檢測距離和檢測精度，提高抗干擾能力，并且無需反射板配合使用，具有檢測范圍廣、抗干擾能力強(qiáng)、響應(yīng)速度快、使用方便等優(yōu)點(diǎn)?！靖綀D說明】
[0019]圖1是實(shí)施例1的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0020]圖2是圖1的俯視結(jié)構(gòu)不意圖。
[0021]圖3是實(shí)施例1的剖面結(jié)構(gòu)示意圖。
[0022]圖4是實(shí)施例2的剖面結(jié)構(gòu)示意圖。
[0023]圖5是PCB組件中電源部分的電路結(jié)構(gòu)示意圖。[〇〇24]圖6是PCB組件的電路結(jié)構(gòu)示意圖?！揪唧w實(shí)施方式】
[0025]以下結(jié)合附圖對本實(shí)用新型的實(shí)施例作進(jìn)一步詳細(xì)描述。
[0026]圖1至圖6所示為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0027]其中的附圖標(biāo)記為:開關(guān)殼體1、空腔11、濾光鏡12、PCB組件2、PCB固定板21、發(fā)光器3、受光器4、光源固定件5、第一通孔51、第二通孔52、階梯卡口 57、導(dǎo)光板6、調(diào)節(jié)旋鈕7、電源芯片81、第一電容82、第二電容83、第一電阻84、第一二極管85、輸出接頭86、處理芯片87、 光調(diào)制三極管88、極性電容89、可變電阻91、第三電容92、放大三極管93、電源指示燈94、工作狀態(tài)指示燈95、指示燈三極管96。
[0028]如圖1至3所不的實(shí)施例1，本實(shí)施例的一種漫反射光電開關(guān)，包括開關(guān)殼體1，在開關(guān)殼體1內(nèi)固定有PCB組件2、用于發(fā)出檢測光線的發(fā)光器3和用于接收反射回歸光線的受光器4〇[〇〇29]本實(shí)用新型中，發(fā)光器3是采用波長為600nm至900nm的紅外發(fā)光二極管。本實(shí)施例中采用光源波段為880nm的紅外發(fā)光二極管。發(fā)光器3發(fā)出的光線經(jīng)外部檢測物的漫反射回來，再通過受光器4感應(yīng)檢測到。
[0030]發(fā)光器3和受光器4固定在PCB組件2的一側(cè)。開關(guān)殼體1的側(cè)壁制有透過光線的窗孔，窗孔處固定安裝有濾光鏡12。發(fā)光器3的發(fā)光面靠近濾光鏡12,發(fā)出的光線經(jīng)窗孔和濾光鏡12射出，形成扇形的光束。被檢測物經(jīng)過扇形光束時(shí)，漫反射回的光線經(jīng)窗孔和濾光鏡 12射入受光器4。濾光鏡12用來過濾可見光跟其他波長的光對受光器4的干擾，優(yōu)選采用紅外穿透PC塑料。
[0031]PCB組件2制有與發(fā)光器3相連接的發(fā)光電路以及與受光器4相連接的信號(hào)輸出電路。發(fā)光器3發(fā)出檢測光線經(jīng)反射回歸后由受光器4感應(yīng)，并通過信號(hào)輸出電路輸出電信號(hào)。
[0032]發(fā)光電路包括電源輸入模塊、整流穩(wěn)壓模塊、與發(fā)光器3相連接的光調(diào)制模塊，可以對電源進(jìn)行整流穩(wěn)壓，實(shí)現(xiàn)發(fā)光器3的發(fā)光和調(diào)制光。[〇〇33]電源輸入模塊包括電源輸入接口。整流穩(wěn)壓模塊包括電源芯片81。電源芯片81設(shè)有Vout接口、Vin接口和GND接口。Vout接口和GND接口分別與第一電容82的兩端相連接，并且GND接口與接地端相連。Vin接口和GND接口分別與第二電容83的兩端相連接，并在第二電容83的兩端并聯(lián)有第一電阻84、第一二極管85和輸出接頭86構(gòu)成的輸出支路。[〇〇34] PCB組件2包括處理芯片87。光調(diào)制模塊包括光調(diào)制三極管88。光調(diào)制三極管88的集電極與輸出接頭86相連接，基極串聯(lián)發(fā)光器3后連接處理芯片87的GP0接口。
[0035]受光器4的集電極和基極通過第二電阻連接電源輸入接口，在基極端連接有接地的極性電容89。受光器4的發(fā)射極通過可變電阻91和第三電容92和放大三極管93連接處理芯片87的GP2接口。
[0036]受光器4是與信號(hào)放大模塊相連接的光敏三極管。如果有障礙物漫反射回光線，受光器4就能檢測到障礙物。[〇〇37]開關(guān)殼體1為方型塑料殼體，尺寸優(yōu)選為20mm*30mm。在開關(guān)殼體1的內(nèi)部制有安裝 PCB組件2、發(fā)光器3和受光器4的空腔11。
[0038]在空腔11的上部設(shè)有與PCB組件2固定連接的PCB固定板2UPCB固定板21與開關(guān)殼體1的內(nèi)壁相連接，并卡合固定PCB組件2。
[0039]開關(guān)殼體1上制有小孔，電源線和數(shù)據(jù)線通過該小孔與PCB組件2相連接。
[0040]空腔11內(nèi)設(shè)有光源固定件5,光源固定件5安裝在濾光鏡12和PCB組件2之間，在光源固定件5的內(nèi)部制有兩個(gè)能通過光線的第一通孔51和第二通孔52。發(fā)光器3固定在第一通孔51的內(nèi)部。受光器4固定在第二通孔52的內(nèi)部。[0041 ]光源固定件5的兩側(cè)制有與開關(guān)殼體1內(nèi)壁固定連接的階梯卡口 57,便于安裝固定光源固定件5。
[0042]開關(guān)殼體1的頂部安裝有導(dǎo)光板6以及與PCB組件2相連接的調(diào)節(jié)旋鈕7,用來調(diào)節(jié)漫反射式光電開關(guān)的靈敏度與輸出類型。導(dǎo)光板6下方設(shè)有電源指示燈94和工作狀態(tài)指示燈95,電源指示燈94通過電源支路與電源接口相連接。工作狀態(tài)指示燈95與指示燈三極管 96的發(fā)射極相連接，指示燈三極管96的基極連接處理芯片87的GP5接口，集電極連接電源。
[0043]圖4所示是實(shí)施例2的剖面結(jié)構(gòu)示意圖。在實(shí)施例2中的漫反射式光電開關(guān)，包括開關(guān)殼體1，在開關(guān)殼體1內(nèi)固定有PCB組件2、用于發(fā)出檢測光線的發(fā)光器3和用于接收反射回歸光線的受光器4。[〇〇44]本實(shí)施例中的發(fā)光器3采用光源波段為650nm的紅外發(fā)光模組。發(fā)光器3固定在第一通孔51的內(nèi)部，并與PCB組件2相連接。發(fā)光器3的發(fā)光面靠近濾光鏡12，直接發(fā)出扇形的光線。被檢測物經(jīng)過扇形光束時(shí)，漫反射回的光線經(jīng)窗孔和濾光鏡12射入受光器4。
[0045]本實(shí)用新型的最佳實(shí)施例已闡明，由本領(lǐng)域普通技術(shù)人員做出的各種變化或改型都不會(huì)脫離本實(shí)用新型的范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種漫反射光電開關(guān)，包括開關(guān)殼體(1)，所述的開關(guān)殼體(1)內(nèi)固定有PCB組件(2)、 用于發(fā)出檢測光線的發(fā)光器(3)和用于接收檢測物漫反射光線的受光器(4);其特征是:所 述開關(guān)殼體(1)的側(cè)壁制有透過光線的窗孔，所述的窗孔處固定安裝有紅外穿透PC塑料構(gòu) 成的濾光鏡(12);所述的發(fā)光器(3)和受光器(4)固定在所述PCB組件(2)的一側(cè)，所述的發(fā) 光器(3)的發(fā)光面靠近所述的濾光鏡(12)，并能發(fā)出扇形光束;所述的發(fā)光器(3)是光波長 為600nm至900nm的紅外發(fā)光二極管;所述的受光器(4)是檢測射回光線并將光信號(hào)轉(zhuǎn)換為 電信號(hào)的光敏三極管。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種漫反射光電開關(guān)，其特征是:所述的開關(guān)殼體(1)為方型 塑料殼體;在開關(guān)殼體(1)的內(nèi)部制有安裝所述PCB組件(2)、發(fā)光器(3)和受光器(4)的空腔 (11);在空腔(11)的上部設(shè)有與PCB組件(2)固定連接的PCB固定板(21)。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種漫反射光電開關(guān)，其特征是:所述的PCB組件(2)制有與發(fā) 光器(3)相連接的發(fā)光電路以及與受光器(4)相連接的信號(hào)輸出電路;所述的發(fā)光器(3)發(fā) 出檢測光線經(jīng)反射回歸后由所述的受光器(4)感應(yīng)，并通過信號(hào)輸出電路輸出電信號(hào)。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種漫反射光電開關(guān)，其特征是:所述的發(fā)光電路包括電源輸 入模塊、整流穩(wěn)壓模塊、與發(fā)光器(3)相連接的光調(diào)制模塊。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種漫反射光電開關(guān)，其特征是:所述的信號(hào)輸出電路包括與 受光器(4)相連接的信號(hào)放大模塊、調(diào)制電路模塊、時(shí)鐘邏輯模塊和信號(hào)輸出模塊。6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種漫反射光電開關(guān)，其特征是:所述的電源輸入模塊包括電 源輸入接口；所述的整流穩(wěn)壓模塊包括電源芯片(81);所述的電源芯片(81)設(shè)有Vout接口、 Vin接口和GND接口；所述的Vout接口和GND接口分別與第一電容(82)的兩端相連接，并且 GND接口與接地端相連;所述的Vin接口和GND接口分別與第二電容(83)的兩端相連接，并在 第二電容(83)的兩端并聯(lián)有第一電阻(84)、第一二極管(85)和輸出接頭(86)構(gòu)成的輸出支 路。7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種漫反射光電開關(guān)，其特征是:所述的PCB組件(2)包括處理 芯片(87);所述的光調(diào)制模塊包括光調(diào)制三極管(88);所述光調(diào)制三極管(88)的集電極與 所述的輸出接頭(86)相連接，基極串聯(lián)所述的發(fā)光器(3)后連接處理芯片(87)的GP0接口。8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種漫反射光電開關(guān)，其特征是:所述受光器(4)的集電極和 基極通過第二電阻連接電源輸入接口，在基極端連接有接地的極性電容(89);所述受光器 (4)的發(fā)射極通過可變電阻(91)和第三電容(92)和放大三極管(93)連接處理芯片(87)的 GP2接口。9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的一種漫反射光電開關(guān)，其特征是:所述的空腔(11)內(nèi)設(shè)有光源 固定件(5)，所述的光源固定件(5)安裝在濾光鏡(12)和PCB組件(2)之間，在光源固定件(5) 的內(nèi)部制有兩個(gè)能通過光線的第一通孔(51)和第二通孔(52);所述的發(fā)光器(3)固定在第 一通孔(51)內(nèi)部;所述的受光器(4)固定在第二通孔(52)內(nèi)部;所述光源固定件(5)的兩側(cè) 制有與開關(guān)殼體(1)內(nèi)壁固定連接的階梯卡口(57)。10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的一種漫反射光電開關(guān)，其特征是:所述開關(guān)殼體(1)的頂部安 裝有導(dǎo)光板(6)以及與PCB組件(2)相連接的調(diào)節(jié)旋鈕(7);所述的導(dǎo)光板(6)下方設(shè)有電源 指示燈(94)和工作狀態(tài)指示燈(95)，所述的電源指示燈(94)通過電源支路與電源接口相連 接;所述的工作狀態(tài)指示燈(95)與指示燈三極管(96)的發(fā)射極相連接，所述的指示燈三極管(96)的基極連接處理芯片(87)的GP5接口，集電極連接電源。
【文檔編號(hào)】H03K17/94GK205647484SQ201620505906
【公開日】2016年10月12日
【申請日】2016年5月30日
【發(fā)明人】不公告發(fā)明人
【申請人】寧波星宇極光傳感科技有限公司