CN106209247B - 光码生成器及其应用 - Google Patents

Abstract

一种光码生成器，涉及信号传输装置及其应用技术领域，设有光源和分光器，分光器设在光源发出光的光路上，其特征在于：分光器的每条输出光路上设有一个光路开关，光路开关的输出光路上设有投光器；投光器包括信息附加板和投影板，信息附加板设在光路开关的输出光路上，投影板设在信息附加板的输出侧。本发明结构简单、成本低廉，可取代大量电气开关，在电气隔离的环境下能实时快速传递信息，用途广泛。

Description

光码生成器及其应用

技术领域

本发明涉及信号传输装置及其应用技术领域，详细讲是一种结构简单、成本低廉，可取代大量电气开关，在电气隔离的环境下能实时快速传递信息，用途广泛的光码生成器及其应用。

背景技术

我们知道，在控制系统中，存在数量庞大的开关（小型控制系统中开关数量也很多，接线工作都是以天来计算），大量开关的存在导致控制器布线、接线复杂。中大型系统采用专用的集线器、信号采集器等分级汇总，能够减少主控制器的接线数量、降低复杂度，但并不能从根本上解决问题，仍然是一个开关对应一对接线端子，无法解决开关端子数量引起的接线问题。接线端子的安装时需要紧固接头端子，费时费力，如果端子接触不良、安装不牢固或使用过程出现松动，易引发故障，且出现故障后故障点查找困难、维修费时费力。

在可燃性气体，粉尘环境下，例如炼油石化厂、加油站、煤矿、面粉厂等场所，通常需要隔爆型、本安型按钮开关（本安型：本质安全型）。现有的本安型按钮开关价格昂贵，且需要使用本安按钮箱才能实现需要电气防爆和隔离的功能；成本高。在需要高度电气隔离的工作空间内，电气设备需要达到本质安全要求才能正常工作，无法快速、实时的与外界交流，只能通过简单的灯语传达及少量的信息。

发明内容

本发明的目的是解决上述现有技术的不足，提供一种结构简单、成本低廉，可取代大量电气开关，在电气隔离的环境下能实时快速传递信息，用途广泛的光码生成器及其应用。

一种光码生成器，设有光源和分光器，分光器设在光源发出光的光路上，其特征在于：分光器的每条输出光路上设有一个光路开关，光路开关的输出光路上设有投光器。分光器将光源发出的光信号分为多份、输出到光路开关，光路开关能够允许或遮挡光信号通过，得到反应开关状态的光信号，投光器将反应开关状态的光信号显示成一维条形光码或二维平面光码。

本发明中所述的投光器包括信息附加板和投影板，信息附加板设在光路开关的输出光路上，投影板设在信息附加板的输出侧。光路开关输出侧输出的光线被信息附加板投影到投影板上。信息附加板为加设（图案、文字或字母）信息的透光器件。

本发明中所述的光源、分光器、光路开关、投光器（信息附加板）间经光纤连接。光纤可以用来改变光的方向，进而使得光源、分光器、光路开关和投光器空间和距离上任意布置。而在紧凑设备中，可以直接使用光学器件组成光路，完成分光和汇聚功能。投光器可以直接在表面显示光码，也可以将光码投影到预设平面上。

本发明应用在控制系统中，光路开关作为控制开关，控制系统的信号输入端安装有图像传感器（CCD传感器），投光器（或投影板）设在图像传感器的输入侧，图像传感器经数据总线连接控制系统的处理器。工作过程中通过分光器和光纤，将光源输入到各处分布的光路开关处；在经光纤将光路开关输出的光信号汇聚到投光器，然后投光器将光信号组合成一维条形光码或二维平面光码；成型光码通过图像传感器的读取，获得所有光路开关的信号。（电源集中利用可以减少成本、降低能耗，达到节能环保的目的。采用CCD替换多个光电转换器，可以提高多信号的转换速度。CCD直接通过数据总线连接到处理器，能够提高硬件系统的集成度，可以减少硬件布局的复杂性，进而提高系统可靠性并降低成本。）

本发明应用在高度电气隔离的工作空间内，将光源、分光器、光路开关和投光器设在隔离（玻璃）墙一侧，投影板设在隔离墙另一侧，可以通过控制光路开关快速传递大量的信息，满足沟通需求。

本发明的有益效果是：无电气连接，解决电气隐患；应用于控制系统中可减少系统复杂程度，使用光纤传递信号，抗干扰能力强、安装简单、不易受损，接线处无电气性能要求，使用寿命长。适用范围广泛。

附图说明

图1是本发明的一种结构示意图。

图2是本发明另一种结构示意图。

具体实施方式

如图1、2所述的光码生成器，设有光源1和分光器2，分光器2设在光源1发出光的光路上，分光器2的每条输出光路上设有一个光路开关3，光路开关3的输出光路上设有投光器。工作时，分光器2将光源1发出的光信号分为多份、输出到光路开关3，光路开关3能够允许或遮挡光信号通过（如对射式光电开关），得到反应开关状态的光信号，投光器将反应开关状态的光信号显示成一维条形光码或二维平面光码。投光器包括光线聚焦器（如光纤聚焦镜）、信息附加板4和投影板5，光线聚焦器设在光路开关的输出光路上，信息附加板4设在光线聚焦器的输出光路上，投影板5设在信息附加板的输出侧；本实例中光线聚焦器和信息附加板制成了一体。工作时，光路开关输出侧输出的光线被光线聚焦器会聚后、经信息附加板附加信息，然后汇聚投影到投影板上，信息附加板为加设（图案、文字或字母）信息的透光器件。

本发明进一步改进，如图2所示，所述的光源、分光器、光路开关、投光器（信息附加板）间经光纤6连接。光纤6可以用来改变光的方向，进而使得光源、分光器、光路开关和投光器空间和距离上任意布置。而在紧凑设备中，可以直接使用光学器件组成光路，完成分光和汇聚功能。投光器可以直接在表面显示光码，也可以将光码投影到预设平面（投影板）上或图像传感器上。

本发明应用在控制系统中，光路开关作为控制开关，控制系统的信号输入端安装有图像传感器（CCD传感器），投光器（或投影板）设在图像传感器的输入侧，图像传感器经数据总线连接控制系统的处理器。工作过程中通过分光器和光纤，将光源输入到各处分布的光路开关处；在经光纤将光路开关输出的光信号汇聚到投光器，然后投光器将光信号组合成一维条形光码或二维平面光码；成型光码通过图像传感器的读取，获得所有光路开关的信号。电源集中利用可以减少成本、降低能耗，达到节能环保的目的。采用CCD替换多个光电转换器，可以提高多信号的转换速度。CCD直接通过数据总线连接到处理器，能够提高硬件系统的集成度，可以减少硬件布局的复杂性，进而提高系统可靠性并降低成本。

本发明应用在高度电气隔离的工作空间内，将光源、分光器、光路开关和投光器设在隔离（玻璃）墙一侧，投影板设在隔离墙另一侧，可以通过控制光路开关快速传递大量的信息，满足沟通需求。

本发明应用在海军灯语系统中，将光源、分光器、光路开关和投光器为信息发送部，投影板为信息接收部，二者分设在两个需要灯语沟通处（岛屿或船舶上）可以实现短时内的大量数据通讯。

本发明的有益效果是：无电气连接，解决电气隐患；应用于控制系统中可减少系统复杂程度，使用光纤传递信号，抗干扰能力强、安装简单、不易受损，接线处无电气性能要求，使用寿命长；适用范围广泛。

Claims (5)

1.一种光码生成器，设有光源和分光器，分光器设在光源发出光的光路上，其特征在于：分光器的每条输出光路上设有一个光路开关，光路开关的输出光路上设有投光器；分光器将光源发出的光信号分为多份、输出到光路开关，光路开关能够允许或遮挡光信号通过，得到反应开关状态的光信号，投光器将反应开关状态的光信号显示成一维条形光码或二维平面光码。

2.根据权利要求1所述的光码生成器，其特征在于所述的投光器包括信息附加板和投影板，信息附加板设在光路开关的输出光路上，投影板设在信息附加板的输出侧。

3.根据权利要求1或2所述的光码生成器，其特征在于所述的光源、分光器、光路开关、投光器间经光纤连接。

4.根据权利要求3所述的光码生成器的应用方法，其特征在于应用在控制系统中，光路开关作为控制开关，控制系统的信号输入端安装有图像传感器，投光器设在图像传感器的输入侧，图像传感器经数据总线连接控制系统的处理器。

5.根据权利要求2所述的光码生成器的应用方法，其特征在于应用在高度电气隔离的工作空间内，将光源、分光器、光路开关和投光器设在透光隔离墙一侧，投影板设在透光隔离墙另一侧。