CN105978545A - 一种对射式光电开关 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种对射式光电开关，包括发光器和受光器。发光器包括发光器壳体以及安装在发光器壳体内的第一光源固定件、发光PCB组件和第一滤光镜。受光器包括受光器壳体以及安装在受光器壳体内的第二光源固定件、接收PCB组件和第二滤光镜。接收PCB组件检测发光PCB组件发出的光信号，并输出对应的检测信号，具有检测距离远、抗干扰能力强、响应速度快等优点。

Description

一种对射式光电开关
技术领域
本发明涉及一种光电传感器，具体地说是一种对射式光电开关。
背景技术
光电传感器属于无接触式检测传感器，其检测距离比较宽，用于检测物体的有无、距离和性质等，因此其在工业自动化装置领域得到广泛的应用。
光电传感器是利用被检测物对光束的遮挡或反射，由同步回路选通电路，从而检测物体有无的。物体不限于金属，所有能反射光线的物体均可被检测。光电传感器将输入电流在发射器上转换为光信号射出，接收器再根据接收到的光线的强弱或有无对目标物体进行探测。
现有光电传感器是由发射器、接收器和检测电路三部分组成。发射器对准目标发射光束，发射的光束一般来源于半导体光源、发光二极管、激光二极管及红外发射二极管，光束不间断地发射，或者改变脉冲宽度，受脉冲调制的光束辐射强度在发射中经过多次选择，朝着目标不间接地运行。接收器有光电二极管或光电三极管、光电池组成，在接收器的前面，装有光学元件如透镜和光圈等，在其后面的是检测电路，它能滤出有效信号和应用该信号。此外，光电传感器的结构元件中还有三角反射板和光导纤维，三角反射板是结构牢固的发射装置，使光束准确地从反射板中返回，它可以在与光轴0到25的范围改变发射角，使光束几乎是从一根发射线，经过反射后，还是从这根反射线返回。
上述光电传感器能够准确的对物体的有无、距离和性质等进行检测，但是结构较为复杂，且缺乏保护电路的设置，可靠性不高，使用寿命较短且体积大，使用的时候占据较多空间，使用不便。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是针对上述现有技术现状，而提供一种对射式光电开关，具有结构设计简单、检测距离远、可靠性高、使用寿命长、集成度高、结构紧凑的优点。
本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为：一种对射式光电开关，包括发光器和受光器。发光器包括发光器壳体以及安装在发光器壳体内的第一光源固定件、发光PCB组件和第一滤光镜。受光器包括受光器壳体以及安装在受光器壳体内的第二光源固定件、接收PCB组件和第二滤光镜。接收PCB组件检测发光PCB组件发出的光信号，并输出对应的检测信号。
为优化上述技术方案，本发明还包括以下改进的技术方案。
上述的发光PCB组件包括发光体、驱动发光体的脉冲驱动模块和电源模块。接收PCB组件包括感光器、与感光器相连接的选频放大模块、放大整流模块和时序输出模块。
上述的发光体为发光二极管。发光PCB组件设有稳压芯片。脉冲驱动模块包括驱动三极管，以及由第一电阻、第二电阻、电三电阻、第四电阻以及第一三极管和第二三极管构成的脉冲支路。稳压芯片具有Vout接口、Vin接口和GND接口。Vin接口连接有24V电源。Vout接口与脉冲支路相连接。驱动三极管的集电极连接24V电源，基极连接脉冲支路，发射极连接发光体。
上述的感光器为光敏三极管。接收PCB组件设有稳压二极管和电源芯片构成的稳压支路。选频放大模块包括放大三极管，放大三极的基极连接感光器，发射极连接时序处理芯片。
上述的发光器壳体和受光器壳体分别为方型塑料壳体。发光器壳体的内部制有安装发光PCB组件的第一空腔。受光器壳体的内部制有安装接收PCB组件的第二空腔。
上述发光器壳体的顶部内壁制有固定发光PCB组件的第一安装槽。受光器壳体的顶部内壁制有固定接收PCB组件的第二安装槽。
上述发光器壳体的顶部安装有第一导光板以及与发光PCB组件相连接的第一调节旋钮。受光器壳体的顶部安装有第二导光板，以及与接收PCB组件相连接的第二调节旋钮。
上述的第一光源固定件具有与发光PCB组件固定连接的第一本体。第一本体制有通过光传播的第一通孔。在第一本体的两侧制有与发光器壳体内壁固定连接的阶梯形的第一卡口。第二光源固定件具有与接收PCB组件固定连接的第二本体。第二本体制有通过光传播的第二通孔。在第二本体的两侧制有与受光器壳体内壁固定连接的阶梯形的第二卡口。
上述的发光PCB组件包括固定在第一通孔内的发光体。接收PCB组件包括固定在第二通孔内的感光器。
上述发光器壳体的侧壁和受光器壳体的侧壁分别制有窗孔。第一滤光镜固定在发光器壳体的窗孔内。第二滤光镜固定在受光器壳体的窗孔内。第二通孔在靠近第二滤光镜的一端固定安装有第一聚光透镜。
与现有技术相比，本发明的对射式光电开关，采用对射方式配合传感工作，可以有效提高检测距离和检测精度，提高抗干扰能力，具有检测距离远、抗干扰能力强、响应速度快等优点。
附图说明
图1是本发明实施例中发光器的剖视结构示意图。
图2是本发明实施例中受光器的剖视结构示意图。
图3是发光器另一种实施方式的剖视结构示意图。
图4是本发明实施例的工作原理图。
图5是本发明实施例的模块结构示意图。
图6是本发明实施例中发光PCB组件的电路图。
图7是本发明实施例中接收PCB组件的电路图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的实施例作进一步详细描述。
图1至图7所示为本发明的结构示意图。
其中的附图标记为：发光器壳体1、第一滤光镜11、第一空腔12、第一安装槽13、第一导光板14、第一调节旋钮15、第一光源固定件2、第一卡口21、第一通孔22、发光PCB组件3、发光体31、脉冲驱动模块32、电源模块33、第二聚光透镜34、受光器壳体4、第二滤光镜41、第二空腔42、第二安装槽43、第二导光板44、第二调节旋钮45、第二光源固定件5、第二卡口51、第二通孔52、接收PCB组件6、感光器61、选频放大模块62、放大整流模块63、时序输出模块64、第一聚光透镜7、稳压芯片81、驱动三极管82、第一电阻83、第二电阻84、电三电阻85、第四电阻86、第一三极管87、第二三极管88、稳压二极管91、电源芯片92、放大三极管93、时序处理芯片94。
如图1和图2所示，本发明的一种对射式光电开关，包括发光器和受光器。
发光器包括发光器壳体1以及安装在发光器壳体1内的第一光源固定件2、发光PCB组件3和第一滤光镜11。
受光器包括受光器壳体4以及安装在受光器壳体4内的第二光源固定件5、接收PCB组件6和第二滤光镜41。接收PCB组件6检测发光PCB组件3发出的光信号，并输出对应的检测信号。
第一滤光镜11和第二滤光镜41用来过滤可见光跟其他波长的光对受光器的干扰，优选采用深紫色滤光镜。
如图4所示，发光器和受光器间隔设置，发光器提供光束所需的光源，受光器能检测从发光器发射过来的光束存在。发光器发出的光线直接进入受光器，当被检测物体经过发光器和受光器之间阻断光线时，对射式光电开关就产生开关信号。
发光器壳体1和受光器壳体4分别为方型塑料壳体。发光器壳体1的内部制有安装发光PCB组件3的第一空腔12。受光器壳体4的内部制有安装接收PCB组件6的第二空腔42。
发光器壳体1的顶部内壁制有固定发光PCB组件3的第一安装槽13。受光器壳体4的顶部内壁制有固定接收PCB组件6的第二安装槽43。
发光器壳体1的顶部安装有第一导光板14以及与发光PCB组件3相连接的第一调节旋钮15。第一调节旋钮15可以调整发光PCB组件3。
受光器壳体4的顶部安装有第二导光板44，以及与接收PCB组件6相连接的第二调节旋钮45。第二调节旋钮45可以调整接收PCB组件6的信号输出类型。
第一导光板14用来把发光PCB组件3的信号指示灯光导到塑料外壳外面，以指示产品的信号输出。同样，第二导光板44用来把接收PCB组件6的信号指示灯光导到塑料外壳外面。
第一光源固定件2具有与发光PCB组件3固定连接的第一本体。第一本体制有通过光传播的第一通孔22。在第一本体的两侧制有与发光器壳体1内壁固定连接的阶梯形的第一卡口21。
第二光源固定件5具有与接收PCB组件6固定连接的第二本体。第二本体制有通过光传播的第二通孔52。在第二本体的两侧制有与受光器壳体4内壁固定连接的阶梯形的第二卡口51。
如图5至7所示，用于对射式光电开关的电路，包括发光PCB组件3和接收PCB组件6。
发光PCB组件3包括固定在第一通孔22内的发光体31、驱动发光体31的脉冲驱动模块32和电源模块33。发光体31优选采用红外发光二极管，波长为880nm。第一通孔22可以限制发光体31的光束角度。
发图3所示的优选实施例，发光PCB组件3的红外发光二极管固定在第一通孔22的内端，第一通孔22的外端设置有第二聚光透镜34。发光体31发出的光经第二聚光透镜34进行聚光后，再通过第一滤光镜11发出。发射光经聚光后，射程更远，接收PCB组件6的接收灵敏度更高。
发光PCB组件3包括发光体31、驱动发光体31的脉冲驱动模块32和电源模块33。发光器采用脉冲驱动，具有抗干扰能力强、发射距离远等优点。
发光PCB组件3设有稳压芯片81。脉冲驱动模块32包括驱动三极管82，以及由第一电阻83、第二电阻84、电三电阻85、第四电阻86以及第一三极管87和第二三极管88构成的脉冲支路。稳压芯片81具有Vout接口、Vin接口和GND接口。Vin接口连接有24V电源。Vout接口与脉冲支路相连接。驱动三极管82的集电极连接24V电源，基极连接脉冲支路，发射极连接发光体31。
接收PCB组件6包括固定在第二通孔52内的感光器61、与感光器61相连接的选频放大模块62、放大整流模块63和时序输出模块64。感光器61优选采用光敏三极管。图7所示的是选频放大模块62、放大整流模块63和时序输出模块64的电路图。
接收PCB组件6设有稳压二极管91和电源芯片92构成的稳压支路。选频放大模块62包括放大三极管93，放大三极的基极连接感光器61，发射极连接时序处理芯片94。
发光器壳体1的侧壁和受光器壳体4的侧壁分别制有窗孔。第一滤光镜11固定在发光器壳体1的窗孔内。第二滤光镜41固定在受光器壳体4的窗孔内。
在优选实施例中，第二通孔52在靠近第二滤光镜41的一端固定安装有第一聚光透镜7。第一聚光透镜7具有聚光效果，实现发光器大角度的光束变成小角度光束，提高检测灵敏度。
本发明的最佳实施例已阐明，由本领域普通技术人员做出的各种变化或改型都不会脱离本发明的范围。

Claims (10)

1.一种对射式光电开关，包括发光器和受光器，其特征是：所述的发光器包括发光器壳体(1)以及安装在发光器壳体(1)内的第一光源固定件(2)、发光PCB组件(3)和第一滤光镜(11)；所述的受光器包括受光器壳体(4)以及安装在受光器壳体(4)内的第二光源固定件(5)、接收PCB组件(6)和第二滤光镜(41)；所述的接收PCB组件(6)检测发光PCB组件(3)发出的光信号，并输出对应的检测信号。
2.根据权利要求1所述的一种对射式光电开关，其特征是：所述的发光PCB组件(3)包括发光体(31)、驱动发光体(31)的脉冲驱动模块(32)和电源模块(33)；所述的接收PCB组件(6)包括感光器(61)、与所述感光器(61)相连接的选频放大模块(62)、放大整流模块(63)和时序输出模块(64)。
3.根据权利要求2所述的一种对射式光电开关，其特征是：所述的发光体(31)为发光二极管；所述的发光PCB组件(3)设有稳压芯片(81)；所述的脉冲驱动模块(32)包括驱动三极管(82)，以及由第一电阻(83)、第二电阻(84)、电三电阻(85)、第四电阻(86)以及第一三极管(87)和第二三极管(88)构成的脉冲支路；所述的稳压芯片(81)具有Vout接口、Vin接口和GND接口；所述的Vin接口连接有24V电源；所述的Vout接口与所述的脉冲支路相连接；所述驱动三极管(82)的集电极连接24V电源，基极连接所述的脉冲支路，发射极连接所述的发光体(31)。
4.根据权利要求3所述的一种对射式光电开关，其特征是：所述的感光器(61)为光敏三极管；所述的接收PCB组件(6)设有稳压二极管(91)和电源芯片(92)构成的稳压支路；所述的选频放大模块(62)包括放大三极管(93)，所述的放大三极的基极连接所述的感光器(61)，发射极连接时序处理芯片(94)。
5.根据权利要求4所述的一种对射式光电开关，其特征是：所述的发光器壳体(1)和受光器壳体(4)分别为方型塑料壳体；所述发光器壳体(1)的内部制有安装所述发光PCB组件(3)的第一空腔(12)；所述受光器壳体(4)的内部制有安装所述接收PCB组件(6)的第二空腔(42)。
6.根据权利要求5所述的一种对射式光电开关，其特征是：所述发光器壳体(1)的顶部内壁制有固定发光PCB组件(3)的第一安装槽(13)；所述受光器壳体(4)的顶部内壁制有固定接收PCB组件(6)的第二安装槽(43)。
7.根据权利要求6所述的一种对射式光电开关，其特征是：所述发光器壳体(1)的顶部安装有第一导光板(14)以及与发光PCB组件(3)相连接的第一调节旋钮(15)；所述的受光器壳体(4)的顶部安装有第二导光板(44)，以及与接收PCB组件(6)相连接的第二调节旋钮(45)。
8.根据权利要求7所述的一种对射式光电开关，其特征是：所述的第一光源固定件(2)具有与发光PCB组件(3)固定连接的第一本体；所述的第一本体制有通过光传播的第一通孔(22)；在第一本体的两侧制有与发光器壳体(1)内壁固定连接的阶梯形的第一卡口(21)；所述的第二光源固定件(5)具有与接收PCB组件(6)固定连接的第二本体；所述的第二本体制有通过光传播的第二通孔(52)；在第二本体的两侧制有与受光器壳体(4)内壁固定连接的阶梯形的第二卡口(51)。
9.根据权利要求8所述的一种对射式光电开关，其特征是：所述的发光PCB组件(3)包括固定在第一通孔(22)内的发光体(31)；所述的接收PCB组件(6)包括固定在第二通孔(52)内的感光器(61)。
10.根据权利要求9所述的一种对射式光电开关，其特征是：所述发光器壳体(1)的侧壁和受光器壳体(4)的侧壁分别制有窗孔；所述的第一滤光镜(11)固定在发光器壳体(1)的窗孔内；所述的第二滤光镜(41)固定在受光器壳体(4)的窗孔内；所述的第二通孔(52)在靠近第二滤光镜(41)的一端固定安装有第一聚光透镜(7)。
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