CN105182447A - 一种光电对射传感器的检测系统和方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种光电对射传感器的检测系统和方法。系统包括：接收管检测电路，接收光电对射传感器的接收管产生的光电流，将所述光电流转换为第一模拟电压信号，所述光电流为当接收光电对射传感器的发光管和接收管之间无介质且发光管发光时，接收管接收光产生的电流；系统控制电路，对所述第一模拟电压信号进行模数转换，得到第一电压值，根据所述第一电压值进行检测。本发明通过当接收光电对射传感器的发光管和接收管之间无介质且发光管发光时，接收管接收光产生光电流，将所述光电流转换成数字电压信号得到第一电压值，直接根据所述第一电压值检测光电对射传感器的性能，方法简单、结果准确、检测效率高，便于对光电对射传感器的性能等级进行筛选。

Description

一种光电对射传感器的检测系统和方法

技术领域

本发明涉及传感器技术领域，尤其涉及一种光电对射传感器的检测系统和方法。

背景技术

光电对射传感器是一种光电转换器件，包含发光管和接收管，广泛应用在金融设备等商业设备上，用来检知物体通过或有无物体等。作为设备内部的关键器件，其质量好坏直接影响产品性能，装机之前有必要对其进行质量检测，另外这类器件通常需求量较大，性能等级范围也比较广，传统的检测方法不准确，也不便于性能等级筛选，同时检测效率较低，不能满足批量检测要求，因此需要一种有效的检测手段来检测这类传感器。

发明内容

本发明提出一种光电对射传感器的检测系统和方法，能够检测对光电对射传感器的性能等级进行筛选，检测方法简单、准确、效率高。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：

第一方面，一种光电对射传感器的检测系统，包括：

接收管检测电路，接收光电对射传感器的接收管产生的光电流，将所述光电流转换为第一模拟电压信号，所述光电流为当接收光电对射传感器的发光管和接收管之间无介质且发光管发光时，接收管接收光产生的电流；

系统控制电路，对所述第一模拟电压信号进行模数转换，得到第一电压值，根据所述第一电压值进行检测。

其中，所述检测系统还包括传感器驱动控制电路，所述传感器驱动控制电路包括：

发光管驱动电路，连接所述发光管，产生驱动电流，驱动发光管发光，以使接收管接收光产生光电流；

传感器电源控制电路，连接所述发光管驱动电路和所述系统控制电路，接收所述系统控制电路传输的控制信号，当所述控制信号为高电平时，所述传感器电源控制电路的电源给所述发光管驱动电路供电。

其中，所述检测系统还包括Start按键电路，所述Start按键电路连接所述系统控制电路，用于开启检测功能；

所述接收管检测电路还接收光电对射传感器的接收管产生的暗电流，将所述暗电流转换为第二模拟电压信号，所述暗电流为当发光管和接收管之间无介质且发光管不发光时接收管产生的电流；

所述系统控制电路还对所述第二模拟电压信号进行模数转换，得到第二电压值；

所述检测系统还包括显示驱动电路，所述显示驱动电路包括：

显示屏，连接所述系统控制电路，实时显示所述第一电压值或所述第二电压值；

双色LED指示灯，连接所述系统控制电路，根据所述第一电压值和所述第二电压值显示检测结果；

所述根据所述第一电压值和所述第二电压值显示检测结果包括：

当所述第二电压值高于第一阈值时，光电对射传感器的状态为OFF；

当所述第一电压值低于第二阈值时，光电对射传感器的状态为ON；

当光电对射传感器的状态从OFF变为ON时，双色LED指示灯显示为绿色，表示检测通过，否则，双色LED指示灯显示为红色，表示检测失败。

其中，所述检测系统还包括：

串口输出电路，连接所述系统控制电路，输出所述检测结果；

Next按键电路，连接所述系统控制电路，触发所述串口输出电路的通讯。

其中，所述接收管检测电路包括红外传感器T、FET管Q1、电阻Rp和电压跟随器U，红外传感器T的集电极连接FET管Q1的S极，红外传感器T的发射极接地，FET管Q1的D极连接电阻Rp的一端和电压跟随器U的同相输入端，FET管Q1的G极接地，电阻Rp的另一端接电源vcc，电压跟随器U的输出端与电压跟随器U的反相输入端和所述系统控制电路连接。

其中，所述发光管驱动电路包括可调电阻R1、电阻R2和电流表，所述传感器电源控制电路包括电阻R3、R4、R5、R6、PMOS管Q2和NPN三极管Q3；PMOS管Q2的S极连接电源vcc和电阻R3的一端，电阻R3的另一端连接PMOS管Q2的G极和电阻R4的一端，电阻R4的另一端连接三极管Q3的C极，三极管Q3的B极连接电阻R5和R6的一端，三极管Q3的E极与地和电阻R6的另一端连接，R5的另一端连接所述系统控制电路，可调电阻R1的一端连接PMOS管Q2的D极，可调电阻R1的另一端连接电流表的正极，电流表的负极连接电阻R2的一端，电阻R2的另一端连接发光管的阳极，发光管的阴极接地。

第二方面，一种光电对射传感器的检测方法，包括：

接收光电对射传感器的接收管产生的光电流，所述光电流为当接收光电对射传感器的发光管和接收管之间无介质且发光管发光时，接收管接收光产生的电流；

将所述光电流转换为第一模拟电压信号；

对所述第一模拟电压信号进行模数转换，得到第一电压值；

根据所述第一电压值进行检测

其中，所述接收光电对射传感器的接收管产生的光电流之前，还包括，驱动光电对射传感器的发光管发光，接收管接收光产生光电流。

其中，所述接收光电对射传感器的接收管产生的光电流之前，还包括：

开启检测功能；

接收光电对射传感器的接收管产生的暗电流，所述暗电流为当发光管和接收管之间无介质且发光管不发光时接收管产生的电流；

将所述暗电流转换为第二模拟电压信号；

对所述第二模拟电压信号进行模数转换，得到第二电压值；

所述对所述第一模拟电压信号进行模数转换，得到第一电压值之后，还包括，根据所述第一电压值和所述第二电压值得到检测结果。

其中，所述根据所述第一电压值和所述第二电压值得到检测结果包括：

当所述第二电压值高于第二阈值时，光电对射传感器的状态为OFF；

当所述第一电压值低于第一阈值时，光电对射传感器的状态为ON；

当光电对射传感器的状态从OFF变为ON时，双色LED指示灯显示为绿色，表示检测通过，否则，双色LED指示灯显示为红色，表示检测失败；

所述根据所述第一电压值和所述第二电压值显示检测结果之后，还包括，输出检测结果。

本发明公开了一种光电对射传感器的检测系统和方法。系统包括：接收管检测电路，接收光电对射传感器的接收管产生的光电流，将所述光电流转换为第一模拟电压信号，所述光电流为当接收光电对射传感器的发光管和接收管之间无介质且发光管发光时，接收管接收光产生的电流；系统控制电路，对所述第一模拟电压信号进行模数转换，得到第一电压值，根据所述第一电压值进行检测。本发明通过当接收光电对射传感器的发光管和接收管之间无介质且发光管发光时，接收管接收光产生光电流，将所述光电流转换成数字电压信号得到第一电压值，直接根据所述第一电压值检测光电对射传感器的性能，方法简单、结果准确、检测效率高，便于对光电对射传感器的性能等级进行筛选。

附图说明

图1是本发明提供的一种光电对射传感器的检测系统的一个实施例的结构示意图。

图2是本发明提供的一种光电对射传感器的检测系统的另一实施例的结构示意图。

图3a本发明实施例提供的传感器驱动控制电路的功能模块图。

图3b本发明实施例提供的显示驱动电路的功能模块图。

图4是本发明实施例提供的接收管检测电路的电路图。

图5是本发明实施例提供的传感器驱动控制电路的电路图。

图6是本发明提供的一种光电对射传感器的检测方法的一个实施例的方法流程图。

图7是本发明提供的一种光电对射传感器的检测方法的另一个实施例的方法流程图。

图8是本发明提供的一种光电对射传感器的检测方法的另一个实施例的方法流程图。

具体实施方式

以下结合附图，通过具体实施例来进一步说明本发明的技术方案。

实施例一

参考图1至图3b，一种光电对射传感器的检测系统，包括：

接收管检测电路，接收光电对射传感器的接收管产生的光电流，将所述光电流转换为第一模拟电压信号，所述光电流为当接收光电对射传感器的发光管和接收管之间无介质且发光管发光时，接收管接收光产生的电流。

系统控制电路，对所述第一模拟电压信号进行模数转换，得到第一电压值，根据所述第一电压值进行检测。

系统控制电路主要由单片机系统实现，单片机系统电源采用3.3V供电。基于设计成本和系统资源需求考虑，单片机可根据实际情况选用8位或16位单片机。单片机主要对传感器电源进行I/O控制，对接收管检测的模拟电压信号进行检测，并在单片机内部将所述模拟电压信号转换为数字电压信号。

光电对射传感器包含发光管和接收管，在一定的条件下(包括发光管和接收管之间的距离固定，发光管驱动电流以及其他电路参数确定后)，当发光管和接收管之间无介质时，接收管上将会出现光电转换形成的光电流，而且该光电流基本上是可确定，通过将这个光电流值转换为第一电压值，再根据所述第一电压值就可以检测传感器的性能等级。

光电对射传感器的型号、发光管和接收管之间的距离、发光管驱动电流、接收管检测电路及系统控制电路的参数不同，得到的第一电压值也不同，从而根据第一电压值检测传感器的性能等级的标准也不同，本领域的技术人员可以根据发光管和接收管之间的距离、发光管驱动电流、接收管检测电路及系统控制电路的参数等划分性能等级的标准，从而将第一电压值与之对比确定所述光电对射传感器的性能等级。

所述接收管检测电路的电路图如图4所示，包括红外传感器T、FET管Q1、电阻Rp和电压跟随器U，红外传感器T的集电极连接FET管Q1的S极，红外传感器T感应接收管产生的电流，红外传感器T的发射极接地，FET管Q1的D极连接电阻Rp的一端和电压跟随器U的同相输入端，FET管Q1的G极接地，电阻Rp的另一端接电源vcc，电压跟随器U的输出端与电压跟随器U的反相输入端和所述系统控制电路连接。

优选的，电源vcc为5V或3.3V，Rp为上拉电阻，其电阻值大小取决与检测标准的设定，不同的检测标准将有不同的电阻值，FET管Q1为N沟道FET管，FET管的|Ggs(off)|值尽可能大；电压跟随器U的输出由单片机检测，显示在显示屏上。

以型号为KB1500的光电对射传感器为例，当其发光管和接收管之间的距离为230mm，Rp的值为7.5kΩ时，或当发光管和接收管之间的距离为100mm，Rp的值为6.8kΩ时，第一电压值与光电对射传感器的性能等级关系如下：

优选的，所述检测系统还包括传感器驱动控制电路。

所述传感器驱动控制电路包括：

发光管驱动电路，连接所述发光管，产生驱动电流，驱动发光管发光，以使接收管接收光产生光电流。

传感器电源控制电路，连接所述发光管驱动电路和所述系统控制电路，接收所述系统控制电路传输的控制信号，当所述控制信号为高电平时，所述传感器电源控制电路的电源给所述发光管驱动电路供电。

传感器驱动控制电路的电路图如图5所示，该电路由两部分组成，第一部分为传感器电源控制电路，包括电阻R3、R4、R5、R6、PMOS管Q2和NPN三极管Q3。PMOS管Q2的S极连接电源vcc和电阻R3的一端，电阻R3的另一端连接PMOS管Q2的G极和电阻R4的一端，电阻R4的另一端连接三极管Q3的C极，三极管Q3的B极连接电阻R5和R6的一端，三极管Q3的E极与地和电阻R6的另一端连接，R5的另一端连接所述系统控制电路；第二部分为发光管驱动电路，包括可调电阻R1、电阻R2和电流表，可调电阻R1的一端连接PMOS管Q2的D极，可调电阻R1的另一端连接电流表的正极，电流表的负极连接电阻R2的一端，电阻R2的另一端连接发光管的阳极，发光管的阴极接地。

电阻R1为精密可调电阻，用来调节发光管的驱动电流值，以便获得期望的驱动电流值，电流表为精密电流表，用于实时监控驱动电流。传感器电源控制电路的控制信号由单片机的I/O控制，当控制信号为高电平时PMOS管导通，发光管驱动电路产生驱动电流，驱动发光管发光。

优选的，电源vcc的电压为5V或3.3V。

优选的，所述接收管检测电路还接收光电对射传感器的接收管产生的暗电流，将所述暗电流转换为第二模拟电压信号，所述暗电流为当发光管和接收管之间无介质且发光管不发光时接收管产生的电流。

当发光管不发光，接收管会因为外界的光产生暗电流。

所述系统控制电路还对所述第二模拟电压信号进行模数转换，得到第二电压值。

优选的，所述检测系统还包括Start按键电路和显示驱动电路。所述Start按键电路连接所述系统控制电路，用于开启检测功能；所述显示驱动电路包括显示屏和双色LED指示灯，显示屏连接所述系统控制电路，实时显示所述第一电压值或所述第二电压值，双色LED指示灯连接所述系统控制电路，根据所述第一电压值和所述第二电压值显示检测结果。

所述根据所述第一电压值和所述第二电压值显示检测结果包括：

当所述第二电压值高于第一阈值时，光电对射传感器的状态为OFF。

当所述第一电压值低于第二阈值时，光电对射传感器的状态为ON。

当光电对射传感器的状态从OFF变为ON时，双色LED指示灯显示为绿色，表示检测通过，否则，双色LED指示灯显示为红色，表示检测失败。

Start按键电路和显示驱动电路均由单片机的I/O控制。当刚打开检测系统的电源时，检测系统的电源指示灯亮，单片机输出的控制信号为高电平，即发射光处于发光的状态，显示屏会实时显示第一电压值。当按下Start按键之后，单片机的I/O接口接收到了开启检测的信号，单片机输出低电平的控制信号，PMOS管关断，发光管驱动电路的驱动电流为0，发光管不发光，此时显示屏显示的电压值为接收管产生的暗电流经转换后得到的第二电压值，当所述第二电压值超过第二阈值Vh，单片机记录光电对射传感器的状态为OFF；然后输出高电平的控制信号，PMOS管导通，发光管驱动电路产生驱动电流驱动发光管发光，此时显示屏显示的电压值为接收管产生的光电流经转换后得到的第一电压值；当所述第一电压值超过第一阈值Vl，单片机记录光电对射传感器的状态为ON，即光电对射传感器的状态由OFF变为ON，此时双色LED指示灯显示为绿色，表示检测通过，所述光电对射传感器是好的；如果光电对射传感器的状态无法由OFF变为ON，则双色LED指示灯显示为红色，表示检测失败，所述光电对射传感器是坏的。

作为本实施例的另一种优选方式，按下Start按键后，光电对射传感器的状态也可以是由ON变为OFF，如果光电对射传感器的状态无法由ON变为OFF，则双色LED指示灯显示为红色，表示检测失败，所述光电对射传感器是坏的。通过双色LED指示灯显示检测结果，可以让人更直观地判断光电对射传感器的好坏情况。

需要说明的是，第一阈值Vl小于第二阈值Vh，且Vl、Vh的值不是固定的，光电对射传感器的型号不同，Vl和Vh不同，检测系统各个电路的参数改变，第一阈值Vl和第二阈值Vh也会改变。

优选的，所述检测系统还包括：

串口输出电路，连接所述系统控制电路，输出所述检测结果。

Next按键电路，连接所述系统控制电路，触发所述串口输出电路的通讯。

串口输出电路和Next按键电路均由单片机的I/O控制，按下Next按键，单片机触发串口通信，串口输出电路输出检测结果，所述检测结果包括第二电压值和双色LED指示灯指示的颜色，同时双色LED指示灯灭。

本发明提供的一种光电对射传感器的检测系统，通过当接收光电对射传感器的发光管和接收管之间无介质且发光管发光时，接收管接收光产生光电流，将所述光电流转换成数字电压信号得到第一电压值，直接根据所述第一电压值检测光电对射传感器的性能，方法简单、结果准确、检测效率高，便于对光电对射传感器的性能等级进行筛选。

实施例二

一种光电对射传感器的检测方法，该检测方法对应于上述检测系统，本实施例中尚未详尽的内容请参考上述检测系统的实施例。

如图6所述，一种光电对射传感器的检测方法，包括以下步骤：

S101、接收光电对射传感器的接收管产生的光电流，所述光电流为当接收光电对射传感器的发光管和接收管之间无介质且发光管发光时，接收管接收光产生的电流。

S102、将所述光电流转换为第一模拟电压信号。

S103、对所述第一模拟电压信号进行模数转换，得到第一电压值。

S104、根据所述第一电压值进行检测。

优选的，如图7所示，所述接收光电对射传感器的接收管产生的光电流之前，还包括步骤S100、驱动光电对射传感器的发光管发光，接收管接收光产生光电流。

实施例三

一种光电对射传感器的检测方法，该检测方法对应于上述检测系统，本实施例中尚未详尽的内容请参考上述检测系统的实施例。

如图8所示，一种光电对射传感器的检测方法，包括以下步骤：

S201、开启检测功能。

S202、接收光电对射传感器的接收管产生的暗电流，所述暗电流为当发光管和接收管之间无介质且发光管不发光时接收管产生的电流。

S203、将所述暗电流转换为第二模拟电压信号。

S204、对所述第二模拟电压信号进行模数转换，得到第二电压值。

S205、接收光电对射传感器的接收管产生的光电流，所述光电流为当接收光电对射传感器的发光管和接收管之间无介质且发光管发光时，接收管接收光产生的电流。

S206、将所述光电流转换为第一模拟电压信号。

S207、对所述第一模拟电压信号进行模数转换，得到第一电压值。

所述对所述第一模拟电压信号进行模数转换，得到第一电压值之后，还包括步骤S208、根据所述第一电压值和所述第二电压值得到检测结果。

优选的，所述根据所述第一电压值和所述第二电压值显示检测结果包括：

当所述第二电压值高于第二阈值时，光电对射传感器的状态为OFF。

当所述第一电压值低于第一阈值时，光电对射传感器的状态为ON。

当光电对射传感器的状态从OFF变为ON时，双色LED指示灯显示为绿色，表示检测通过，否则，双色LED指示灯显示为红色，表示检测失败。

所述根据所述第一电压值和所述第二电压值显示检测结果之后，还包括步骤S209、输出检测结果。

本发明提供的一种光电对射传感器的检测方法，通过当接收光电对射传感器的发光管和接收管之间无介质且发光管发光时，接收管接收光产生光电流，将所述光电流转换成数字电压信号得到第一电压值，直接根据所述第一电压值检测光电对射传感器的性能，方法简单、结果准确、检测效率高，便于对光电对射传感器的性能等级进行筛选。

以上结合具体实施例描述了本发明的技术原理。这些描述只是为了解释本发明的原理，而不能以任何方式解释为对本发明保护范围的限制。基于此处的解释，本领域的技术人员不需要付出创造性的劳动即可联想到本发明的其它具体实施方式，这些方式都将落入本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种光电对射传感器的检测系统，其特征在于，包括：

接收管检测电路，接收光电对射传感器的接收管产生的光电流，将所述光电流转换为第一模拟电压信号，所述光电流为当接收光电对射传感器的发光管和接收管之间无介质且发光管发光时，接收管接收光产生的电流；

系统控制电路，对所述第一模拟电压信号进行模数转换，得到第一电压值，根据所述第一电压值进行检测。

2.如权利要求1所述的检测系统，其特征在于，还包括传感器驱动控制电路，所述传感器驱动控制电路包括：

发光管驱动电路，连接所述发光管，产生驱动电流，驱动发光管发光，以使接收管接收光产生光电流；

传感器电源控制电路，连接所述发光管驱动电路和所述系统控制电路，接收所述系统控制电路传输的控制信号，当所述控制信号为高电平时，所述传感器电源控制电路的电源给所述发光管驱动电路供电。

3.如权利要求1所述的检测系统，其特征在于，还包括Start按键电路，所述Start按键电路连接所述系统控制电路，用于开启检测功能；

所述接收管检测电路还接收光电对射传感器的接收管产生的暗电流，将所述暗电流转换为第二模拟电压信号，所述暗电流为当发光管和接收管之间无介质且发光管不发光时接收管产生的电流；

所述系统控制电路还对所述第二模拟电压信号进行模数转换，得到第二电压值；

所述检测系统还包括显示驱动电路，所述显示驱动电路包括：

显示屏，连接所述系统控制电路，实时显示所述第一电压值或所述第二电压值；

双色LED指示灯，连接所述系统控制电路，根据所述第一电压值和所述第二电压值显示检测结果；

所述根据所述第一电压值和所述第二电压值显示检测结果包括：

当所述第二电压值高于第一阈值时，光电对射传感器的状态为OFF；

当所述第一电压值低于第二阈值时，光电对射传感器的状态为ON；

当光电对射传感器的状态从OFF变为ON时，双色LED指示灯显示为绿色，表示检测通过，否则，双色LED指示灯显示为红色，表示检测失败。

4.如权利要求3所述的检测系统，其特征在于，还包括：

串口输出电路，连接所述系统控制电路，输出所述检测结果；

Next按键电路，连接所述系统控制电路，触发所述串口输出电路的通讯。

5.如权利要求1或3所述的检测系统，其特征在于，所述接收管检测电路包括红外传感器T、FET管Q1、电阻Rp和电压跟随器U，红外传感器T的集电极连接FET管Q1的S极，红外传感器T的发射极接地，FET管Q1的D极连接电阻Rp的一端和电压跟随器U的同相输入端，FET管Q1的G极接地，电阻Rp的另一端接电源vcc，电压跟随器U的输出端与电压跟随器U的反相输入端和所述系统控制电路连接。

6.如权利要求2所述的检测系统，其特征在于，所述发光管驱动电路包括可调电阻R1、电阻R2和电流表，所述传感器电源控制电路包括电阻R3、R4、R5、R6、PMOS管Q2和NPN三极管Q3；PMOS管Q2的S极连接电源vcc和电阻R3的一端，电阻R3的另一端连接PMOS管Q2的G极和电阻R4的一端，电阻R4的另一端连接三极管Q3的C极，三极管Q3的B极连接电阻R5和R6的一端，三极管Q3的E极与地和电阻R6的另一端连接，R5的另一端连接所述系统控制电路，可调电阻R1的一端连接PMOS管Q2的D极，可调电阻R1的另一端连接电流表的正极，电流表的负极连接电阻R2的一端，电阻R2的另一端连接发光管的阳极，发光管的阴极接地。

7.一种光电对射传感器的检测方法，其特征在于，包括：

接收光电对射传感器的接收管产生的光电流，所述光电流为当接收光电对射传感器的发光管和接收管之间无介质且发光管发光时，接收管接收光产生的电流；

将所述光电流转换为第一模拟电压信号；

对所述第一模拟电压信号进行模数转换，得到第一电压值；

根据所述第一电压值进行检测。

8.如权利要求7所述的检测方法，其特征在于，所述接收光电对射传感器的接收管产生的光电流之前，还包括，驱动光电对射传感器的发光管发光，接收管接收光产生光电流。

9.如权利要求7所述的检测方法，其特征在于，所述接收光电对射传感器的接收管产生的光电流之前，还包括：

开启检测功能；

接收光电对射传感器的接收管产生的暗电流，所述暗电流为当发光管和接收管之间无介质且发光管不发光时接收管产生的电流；

将所述暗电流转换为第二模拟电压信号；

对所述第二模拟电压信号进行模数转换，得到第二电压值；

所述对所述第一模拟电压信号进行模数转换，得到第一电压值之后，还包括，根据所述第一电压值和所述第二电压值得到检测结果。

10.如权利要求9所述的检测方法，其特征在于，

所述根据所述第一电压值和所述第二电压值得到检测结果包括：

当所述第二电压值高于第二阈值时，光电对射传感器的状态为OFF；

当所述第一电压值低于第一阈值时，光电对射传感器的状态为ON；

当光电对射传感器的状态从OFF变为ON时，双色LED指示灯显示为绿色，表示检测通过，否则，双色LED指示灯显示为红色，表示检测失败；

所述根据所述第一电压值和所述第二电压值显示检测结果之后，还包括，输出检测结果。