CN104283543A - 一种对射式光电检测开关 - Google Patents

Abstract

本发明提出了一种对射式光电检测开关，包括发射端控制电路以及接收端控制电路；发射端电路包括激光二极管、与激光二极管相连的三极管；接收端电路包括运放U1B、与U1B负极串联的R9、与U1B负极并联的R10、与U1B正极串联的R8以及光敏管T组成的接收信号同向放大器；R11、R12、运放U1A组成的反向放大器，R11一端与U1B发射极连接，另一端与U1A的负极连接，U1A与R12并联；运放U1C、R4、R5、R6、二极管D1、电容C1组成的放大电路对B点的反馈信号进行积分放大后通过K-B点输出到发射端控制电路；本发明的对射式光电检测开关，通过根据现场粉尘环境的现状实现自我调整发射端出光强度，使接收端获得稳定的光照强度，工作稳定。

Description

一种对射式光电检测开关

技术领域

本发明涉及一种检测开关，尤其涉及一种对射式光电检测开关。

背景技术

目前市场上所见到的对射式光电开关发射部分均是以固定的出光强度发射光信号，当现场粉尘环境严重，光电开关表面很快沉积粘附大量粉尘，使接收端接收到的光强度大大减弱，光电开关无法正常工作。

发明内容

为了解决背景技术中所存在的技术问题，本发明提出了一种对射式光电检测开关，通过根据现场粉尘环境的现状实现自我调整发射端出光强度，使接收端获得稳定的光照强度，工作稳定。

本发明的技术解决方案是：一种对射式光电检测开关，其特征在于：包括发射端控制电路以及接收端控制电路；所述发射端电路包括激光二极管、与激光二极管相连的三极管；所述接收端电路包括运放U1B、与U1B负极串联的R9、与U1B负极并联的R10、与U1B正极串联的R8以及光敏管T组成的接收信号同向放大器；R11、R12、运放U1A组成的反向放大器，R11一端与U1B发射极连接，另一端与U1A的负极连接，U1A与R12并联；运放U1C、R4、R5、R6、二极管D1、电容C1组成的放大电路对B点的反馈信号进行积分放大后通过K-B点输出到发射端控制电路，二极管D1的一端与U1C的负极连接，另一端与R5连接；R6与U1C的正极连接，R4与R5和二极管D1并联；电容C1与U1C并联；从而调节发射端激光二级管的亮度；R1、R2在VC与GND之间给运放U1A、U1B、U1C建立1个电位参考点。

上述接收端控制电路还包括由R13、R14、运放U1D组成的迟滞放大器，R13的一端与运放U1A的发射极连接，另一端与运放U1D的正极连接，R14与运放U1D并联。

发射端控制电路使用波长为650nm的小功率红色激光作为光源。

本发明的有益效果是：本发明内部自身调节发射端出光强度，不需外设调节旋钮，所以外壳与内部电路板用电子灌封胶灌封成一体，从而防水、防腐蚀。发射端的自我调节功能解决了传统光电开关在强粉尘工业环境中需要频繁擦拭光电开关出光和收光面才能保证光电开关正常工作的难题。本发明的光电开光根据现场环境自我调节发射端出光强度从而达到正常工作状态，在强粉尘环境下可数月甚至整年不需擦拭清洁光电开关的检测面。

本发明的发射部分使用波长为650nm的小功率红色激光作为光源，其在强粉尘的工业环境下穿透能力更强，工作更加稳定，接收部分可以根据现场粉尘情况通过反馈信号对发射端光强度进行自我调节，从而克服粉尘对其工作的影响，并且接收窗口是用650nm带通滤光片对外界其他光线进行滤除，消除其他光线对光电开关工作状态的影响。

附图说明

图1是本发明的接收端控制电路的示意图；

图2是本发明的发射端控制电路的示意图；

图3是本发明的接收端控制电路第二实施例示意图；

具体实施方式

本发明的对射式光电开关，实现基础方案：如图1运放U1B、R9、R10、R8、T组成接收信号同向放大器，R11、R12、U1A组成反向放大器，对U1B输出信号(即B点信号)进行反向放大后输出。R1、R2在VC与GND之间给三个运放单元建立1个电位参考点。运放U1C、R4、R5、R6、D1、C1组成的放大电路对B点的反馈信号进行积分放大后通过K-B点输出到发射端控制电路，从而调节发射端激光管的亮度。

电路工作过程：当发射端发射的激光强度大于正常工作时的激光强度，并且直接照射到接收端的光敏管T时，A点电位下降，A点信号通过R9、R10、U1B同向放大器放大输出(B点)，并且电位下降，将B点电位信号反馈给运放U1C、R4、R5、R6、D1、C1组成的放大电路，使得U1C输出端K-B的输出电位升高，使得K-B控制的发射端三极管的电路Ice降低，激光管的亮度就跟着降低。激光管的亮度会一直降低到光敏管T上端A点电位与R2上端电位相等，调整到此环境下的工作点所需的亮度。同时B点电位信号通过R11、R12、U1A组成的反向放大器将信号反向放大并输出(24V+)。当接收端光敏管T上端A点电位高于R1与R2之间的电位，则A点电位信号通过R9、R10、U1B同向放大器放大输出到B点，B点电位也高于R1与R2两端的电位。则B点信号反馈给U1C微分放大电路使得K-B点电位降低。从而发射端(图2)三极管基极电位降低，激光管的电流升高，亮度逐渐提高。光敏管接收到的光强逐渐提高，A点电位逐渐下降，直到A点电位等于R1与R2之间的电位时，发射端激光管的亮度停止提高。整个过程B点的电位信号通过R11、R12、U1A组成的反向运算放大电路放大输出(OUT)0V。

发射端和接收端控制电路如优化方案参见图2，图3，接收端控制电路优化方案比基础方案在输出位置加入一组R13、R14、U1D组成的迟滞放大器，使得输出的24V/0V信号更加稳定。

当光电开关的接收端和发射端被被检测物体遮挡时如电路原理图中运放(U1B)的同向输入端电位升高，U1B输出端电位升高，并且将输出信号反馈给运放U1C，运放U1C输出端电位缓慢下降，从而提升发射端激光二极管的电流提高激光二极管的出光强度，如果被检测物体为非透明物体，发射端激光二极管的电流将提升至最大(最大值取决于R15的值)。同时U1B输出端电位信号经过U1A和U1D两级运放信号放大，输出0V电压。当被测物体从接射端和发送端之间撤离时，接收端光敏元件(T)接收到发射端的激光，U1B的同向输入端电位迅速降低，U1B输出电位迅速降低，并反馈给U1C，使U1C输出电位快速升高，发射端激光二极管电流降低，激光二极管出光变暗，直至接收端光敏元件(T)上端电位与R2上端电位一致，同时U1B的输出信号通过U1A、U1D两级运放放大输出电压VC(24V)。整个电路调整的目标就是让U1B的同向输入端(即接收端光敏元件上端)电位与R2上端电位一致，所以在强粉尘环境下发射端会自动调节激光二极管的电流，使接收端光敏元件接收到一定的光量，达到正常的工作状态。所以此电路能有效解决光电检测开光表面粘附粉尘后不能正常工作的难题。

Claims (3)

1.一种对射式光电检测开关，其特征在于：包括发射端控制电路以及接收端控制电路；所述发射端电路包括激光二极管、与激光二极管相连的三极管；所述接收端电路包括运放U1B、与U1B负极串联的R9、与U1B负极并联的R10、与U1B正极串联的R8以及光敏管T组成的接收信号同向放大器；R11、R12、运放U1A组成的反向放大器，R11一端与U1B发射极连接，另一端与U1A的负极连接，U1A与R12并联；运放U1C、R4、R5、R6、二极管D1、电容C1组成的放大电路对B点的反馈信号进行积分放大后通过K-B点输出到发射端控制电路，二极管D1的一端与U1C的负极连接，另一端与R5连接；R6与U1C的正极连接，R4与R5和二极管D1并联；电容C1与U1C并联；从而调节发射端激光二级管的亮度；R1、R2在VC与GND之间给运放U1A、U1B、U1C建立1个电位参考点。

2.根据权利要求1所述的对射式光电检测开关，其特征在于：所述接收端控制电路还包括由R13、R14、运放U1D组成的迟滞放大器，R13的一端与运放U1A的发射极连接，另一端与运放U1D的正极连接，R14与运放U1D并联。

3.根据权利要求2所述的对射式光电检测开关，其特征在于：发射端控制电路使用波长为650nm的小功率红色激光作为光源。