CN107332548A - 一种光电开关 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种光电开关，包括外壳体和设置于外壳体之内的主控电路，主控电路包括用于发出检测光线的发射电路、用于接收反射后的检测光线的接收电路和用于确保电路正常工作的辅助电路，辅助电路与接收电路相连接。本发明具有检测速度快、检测精度高等特点，并且发射电路发射检测光线的稳定性高，辅助电路可以实时指示电路的状态，使主控电路运行更加流畅，提升了光电开关的寿命和稳定性。

Description

一种光电开关
技术领域
本发明涉及一种光电传感器，尤其是一种光电开关。
背景技术
光电传感器是一种检测用传感器，可以用来检测目标物的位置和距离等，在现代工业领域中使用极为广泛。
光电开关是利用检测物体对光的遮挡或反射的特性而制成的，检测物体的范围较广，理论上能够反射光线的物体都可以被检测。一般的光电开关主要包括发射装置、接收装置和检测电路，其主要原理是，发射装置先将输入电流转化为光信号后再射出，接收装置再根据出射光线的反射程度接收强弱程度不同的感应光线，最后检测电路根据这一指标来具体判断目标物是否存在，若存在还可检测其位置和距离等参数。
尽管现有技术中的光电开关一般可完成上述功能，但整体结构较为复杂，主要体现在内部电路结构过于复杂，普通使用者用起来不方便，本领域的技术人员虽然能够完全理解但是实施起来还是较为繁复，同时还缺少指示电路状态的辅助模块，对于重要电路也不能进行很好的保护，这样的光电开关寿命短，稳定性也不高。
发明内容
为解决上述问题，本发明的目的在于提供一种光电开关，内部设置有实时指示电路状态的辅助电路和稳定性高的发射电路，同时主控电路结构简单，能够有效提升光电开关的寿命和稳定性。
本发明解决上述问题所采用的技术方案是：
一种光电开关，包括外壳体和设置于外壳体之内的主控电路，主控电路包括用于发出检测光线的发射电路、用于接收反射后的检测光线的接收电路和用于确保电路正常工作的辅助电路，辅助电路与接收电路相连接。
进一步，发射电路包括第一电容、第一电阻和用于发出检测光线的第一发光二极管，第一电阻与第一发光二极管串联于一起并连接在第一电容的两端。
进一步，接收电路包括第一三极管、用于接收反射后的检测光线的光敏三极管、用于对所述第一三极管的集电极提供偏置电压的第二电阻和第三电阻，光敏三极管的发射极和集电极分别连接于电源电压和第一三极管的基极，第二电阻和第三电阻串联在一起并且两端分别连接于电源电压和第一三极管的集电极，第一三极管的发射极与参考地连接。
进一步，主控电路还包括用于放大并输出最终检测信号的输出电路，输出电路与接收电路相连接。
进一步，输出电路包括第二电容、第一二极管和用于放大检测信号的第二三极管，第二三极管的发射极和基极分别连接参考地和所述第一三极管的集电极，第二三极管的集电极分别与第一二极管的负极和第二电容连接,第二电容的另一端连接直流电压源，第一二极管的正极与信号输出端连接。
进一步，辅助电路包括用于实时提示电路状态的指示电路。
进一步，指示电路包括第三三极管、第四电阻、用于对第三三极管的集电极提供偏置电压的第五电阻和用作指示灯的第二发光二极管，第五电阻与第二发光二极管并联于一起并且第二发光二极管的负极与正极分别与第三三极管的集电极和第四电阻连接，第四电阻的另一端与电源电压连接，第三三极管的发射极与基极分别与参考地和光敏三极管的集电极连接。
进一步，发射电路还包括用于稳定所述发射电路的电压的保护电路。
进一步，保护电路包括起稳压作用的三端稳压管，三端稳压管与第一电容并联于一起，三端稳压管的正极连接到参考地。
进一步，直流电压源的电压为5～24V。
本发明的有益效果是：与现有技术相比，本发明内部电路结构较为简单，方便本领域的技术人员实施该电路，首先发射电路发射出检测光线，然后检测光线经过反射后被接收电路感应并接收，本发明具有检测速度快、检测精度高等特点，并且发射电路发射检测光线的稳定性高，辅助电路可以实时指示电路的状态，使主控电路运行更加流畅，提升了光电开关的寿命和稳定性。
附图说明
下面结合附图给出本发明较佳实施例，以详细说明本发明的实施方案。
图1是本发明的光电开关的主控电路图。
具体实施方式
参照图1，一种光电开关，包括外壳体和设置于外壳体之内的主控电路，主控电路包括用于发出检测光线的发射电路1、用于接收反射后的检测光线的接收电路2和用于确保电路正常工作的辅助电路，辅助电路与接收电路2相连接，主控电路工作的简要流程是：发射电路1发射出检测光线，然后检测光线经过反射后被接收电路2感应并接收，在这一过程中发射电路发射检测光线的稳定性高，辅助电路用于实时指示电路的状态，使主控电路运行更加流畅，提升了光电开关的寿命和稳定性。
其中，参照图1，发射电路1包括第一电容C1、第一电阻R1和用于发出检测光线的第一发光二极管D01，第一电阻R1与第一发光二极管D01串联于一起并连接在第一电容C1的两端，第一电阻R1与第一电容C1用于确定发射电路1的时间常数并以此决定第一电容C1的充放电时间，第一发光二极管D01用于发出检测光线。
其中，参照图1，接收电路2包括第一三极管M1、用于接收反射后的检测光线的光敏三极管M、用于对所述第一三极管M的集电极提供偏置电压的第二电阻R2和第三电阻R3，光敏三极管M的发射极和集电极分别连接于电源电压和第一三极管M1的基极，第二电阻R2和第三电阻R3串联在一起并且两端分别连接于电源电压和第一三极管M1的集电极，第一三极管M1的发射极与参考地连接，光敏三极管M对于不同强度的光有着不同的响应方式，若发射电路1发出的检测光线经反射后为强光，则光敏三极管M感应此光后能够导通，进一步使得与之连接的第一三极管M1能够导通，即接收电路2处于导通的状态，可以对反射后的检测光线进行筛选和检测，反之，若发射电路1发出的检测光线经反射后为弱光，则光敏三极管M不导通；应当说明的是，上述强光与弱光的区分只是为了便于说明接收电路2的工作原理，使用本光电开关时不用进行特意区分，实际上反射后的发射光线成分较为复杂，一般包括可见光和红外线等，红外线相比可见光更易被光敏三极管M接收。
其中，参照图1，主控电路还包括用于放大并输出最终检测信号的输出电路3，输出电路3与接收电路2相连接。
其中，参照图1，输出电路包括第二电容C2、第一二极管D1和用于放大检测信号的第二三极管M2，第二三极管M2的发射极和基极分别连接参考地和所述第一三极管M1的集电极，第二三极管M2的集电极分别与第一二极管D1的负极和第二电容C2连接,第二电容C2的另一端连接直流电压源V，第一二极管D1的正极与信号输出端OUT连接，由于第一三极管M1导通并且第一三极管M1的集电极为第二三极管M2的基极提供偏置电压，所以第二三极管M2导通，反之，第一三极管M1不导通则第二三极管M2不导通，在这种状态下,第二三极管M2会在截止状态与饱和导通状态之间转换，并将经接收电路2检测后的信号进行一定倍数的放大，第二电容C2主要作为去耦电容使用，对信号进行滤波，其主要用于连接直流电压源V和第二三极管M2并且滤除交直流混杂的电流中多余的交流成分，使直流更加纯粹，第一二极管D1起续流作用，用于承接信号输出端OUT的负载，达到对输出信号的去干扰作用。
其中，参照图1，辅助电路包括用于实时提示电路状态的指示电路5。
其中，参照图1，指示电路5包括第三三极管M3、第四电阻R4、用于对第三三极管M3的集电极提供偏置电压的第五电阻R5和用作指示灯的第二发光二极管D02，第五电阻R5与第二发光二极管D02并联于一起并且第二发光二极管D02的负极与正极分别与第三三极管M3的集电极和第四电阻R4连接，第四电阻R4的另一端与电源电压连接，第三三极管M3的发射极与基极分别与参考地和光敏三极管M的集电极连接，第四电阻R4主要用于稳定指示电路5中的电流以防止电流过大烧坏第二发光二极管D02，光敏三极管M导通则第三三极管M3导通并且与第三三极管M3的集电极相连接的第二发光二极管D02也导通，反之，第三三极管M3和第二发光二极管D02均不导通，因此可由第二发光二极管D02是否发光来判断光敏三极管M是否导通。
其中，参照图1，发射电路1还包括用于稳定所述发射电路1的电压的保护电路4。
其中，参照图1，保护电路4包括起稳压作用的三端稳压管D2，三端稳压管D2与第一电容C1并联于一起，三端稳压管D2的正极连接到参考地，三端稳压管D2可以是一个稳压三极管，也可以是具有稳压功能的I C，工作在低压反向击穿状态并且反向击穿电压恒定，发射电路1中的第一电阻R1可作为限流电阻，使三端稳压管D2击穿后电流不超过允许值，因此击穿状态可以长期持续，即可以长期保护发射电路1。
其中，参照图1，直流电压源V的电压为5～24V，在这个范围内能够满足使主控电路正常工作的条件。
以上内容对本发明的较佳实施例和基本原理作了详细论述，但本发明并不局限于上述实施方式，熟悉本领域的技术人员应该了解在不违背本发明精神的前提下还会有各种等同变形和替换，这些等同变形和替换都落入要求保护的本发明范围内。

Claims (10)

1.一种光电开关，包括外壳体和设置于所述外壳体之内的主控电路，其特征在于：所述主控电路包括用于稳定发出检测光线的发射电路(1)、用于接收反射后的检测光线的接收电路(2)和用于确保电路正常工作的辅助电路，所述辅助电路与所述接收电路(2)连接。
2.根据权利要求1所述的一种光电开关，其特征在于：所述发射电路(1)包括第一电容(C1)、第一电阻(R1)和用于发出检测光线的第一发光二极管(D01)，所述第一电阻(R1)与所述第一发光二极管(D01)串联于一起并连接在所述第一电容(C1)的两端。
3.根据权利要求2所述的一种光电开关，其特征在于：所述接收电路(2)包括第一三极管(M1)、用于接收反射后的检测光线的光敏三极管(M)、用于对所述第一三极管(M1)的集电极提供偏置电压的第二电阻(R2)和第三电阻(R3)，所述光敏三极管(M)的发射极和集电极分别连接于电源电压和所述第一三极管(M1)的基极，所述第二电阻(R2)和所述第三电阻(R3)串联在一起并且两端分别连接于电源电压和所述第一三极管(M1)的集电极，所述第一三极管(M1)的发射极与参考地连接。
4.根据权利要求1所述的一种光电开关，其特征在于：所述主控电路还包括用于放大并输出最终检测信号的输出电路(3)，所述输出电路(3)与所述接收电路(2)相连接。
5.根据权利要求4所述的一种光电开关，其特征在于：所述输出电路(3)包括第二电容(C2)、第一二极管(D1)和用于放大检测信号的第二三极管(M2)，所述第二三极管(M2)的发射极和基极分别连接参考地和所述第一三极管(M1)的集电极，所述第二三极管(M2)的集电极分别与所述第一二极管(D1)的负极和所述第二电容(C2)连接,所述第二电容(C2)的另一端连接直流电压源(V)，所述第一二极管(D1)的正极与信号输出端(OUT)连接。
6.根据权利要求1所述的一种光电开关，其特征在于：所述辅助电路包括用于实时提示电路状态的指示电路(5)。
7.根据权利要求6所述的一种光电开关，其特征在于：所述指示电路(5)包括第三三极管(M3)、第四电阻(R4)、用于对所述第三三极管(M3)的集电极提供偏置电压的第五电阻(R5)和用作指示灯的第二发光二极管(D02)，所述第五电阻(R5)与所述第二发光二极管(D02)并联于一起并且所述第二发光二极管(D02)的负极与正极分别与所述第三三极管(M3)的集电极和所述第四电阻(R4)连接，所述第四电阻(R4)的另一端与电源电压连接，所述第三三极管(M3)的发射极与基极分别与参考地和所述光敏三极管(M)的集电极连接。
8.根据权利要求2所述的一种光电开关，其特征在于：所述发射电路(1)还包括用于稳定所述发射电路(1)的电压的保护电路(4)。
9.根据权利要求8所述的一种光电开关，其特征在于：所述保护电路(4)包括起稳压作用的三端稳压管(D2)，所述三端稳压管(D2)与所述第一电容(C1)并联于一起，所述三端稳压管(D2)的正极连接到参考地。
10.根据权利要求5所述的一种光电开关，其特征在于：所述直流电压源(V)的电压为5～24V。
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