CN110307861A - 一种光电传感器装置及控制系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种光电传感器装置及控制系统，涉及光电探测的技术领域。该装置包括壳体、透镜、发射接收器、线路板，采用黑色透红外PC材料作为透镜的外壳，透镜外壳采用平凸设计，且发射接收器与透镜的距离在透镜的1倍聚焦附近，增加了光电传感器的发射角度。同时，发射端采用高功率发射电路，接收端采用高灵敏三极管并采用高倍放大电路，增强了光的穿透性。再利用软件编码算法进行优化，可有效滤除产品在极恶劣环境的干扰。

Description

一种光电传感器装置及控制系统
技术领域
本发明涉及光电探测的技术领域，尤其涉及一种光电传感器装置及控制系统。
背景技术
光电传感器常用于在恶劣环境中对物体进行定位或形状大小的检测，如水气大，灰尘重的环境。
然而，目前市面上光电传感器发出的光束穿透性较差，特别处于恶劣环境时，其光束难以穿透恶劣环境对恶劣环境中的物体进行准确探测，影响光电传感器的探测结果。亟需一种光束穿透性较强的光电传感器。
发明内容
针对现有技术中光电传感器光束穿透性较差，难以在恶劣环境中对物体进行准确探测的问题，本发明提出的一种光电传感器装置及控制系统，具体方案如下：
一种光电传感器装置，包括壳体、透镜、发射接收器、线路板，所述透镜设置在所述壳体端部，所述壳体内部且靠近所述透镜设置有用于发射接收光束的所述发射接收器，所述发射接收器连接有用于检测电路的所述线路板，所述透镜外侧设置有透镜外壳，所述透镜外壳采用平凸结构；所述发射接收器外侧包裹设置有灯罩，且所述发射接收器设置在所述透镜的1倍聚焦附近；所述发射接收器包括发射端和接收端，所述发射端采用高功率发射电路，所述接收端采用高灵敏红外接收三极管且采用高倍放大电路。
优选地，所述平凸结构为前端平整，内侧凸起设置，可使发射端的红外光角度更宽，接收端也可接收到更多的来自发射端的信号。
优选地，所述透镜外壳设置为黑色透红外光PC材料，可滤除外界其他频段光束对光电传感器的干扰。
优选地，所述发射端设置为红外发射管。
进一步的，一种光电传感器控制系统包括上述任意一条所述的光电传感器装置。
一种光电传感器控制系统，包括以下步骤：
S1、连接电源，IO初始化，光电传感器接收红外信号并进行脉冲计数，PulseCnt++从0开始累加，判断Timer1是否溢出；
S2、Timer1溢出，执行Timer1计数timer1Cnt++,判断脉冲计数PulseCnt是否在A1与A2之间，若脉冲计数PulseCnt在A1与A2之间，则信号个数计数SingalCnt++，若脉冲计数PulseCnt不在A1与A2之间，则直接跳转至步骤S3；
S3，判断timer1Cnt是否等于A3，若为真，则判断侦测信号计数SignalCnt是否小于A4，若SignalCnt小于A4，则判定有障碍物，若SignalCnt不小于A4，则判定无障碍物，并进行计数器1复位；
S4，执行接收脉冲计数器复位，并跳转至步骤S1。
优选地，步骤S2中A1为3，A2为100。
优选地，步骤S3中A3为8，A4为5。
通过采用软件编码算法的方法，可滤除不必要的干扰，使光电传感器接收和发射信号光束的距离更远，穿透性更强，可有效对抗恶劣环境。
与现有技术相比，本发明的有益效果如下：本发明采用黑色透红外PC材料作为透镜外壳，透镜外壳采用平凸设计，且发射接收器与透镜的距离在透镜的1倍聚焦附近，增加了光电传感器的发射角度。同时，发射端采用高功率发射电路，接收端采用高灵敏三极管并采用高倍放大电路，增强了光的穿透性。再利用软件编码算法进行优化，可有效滤除产品在极恶劣环境的干扰。
附图说明
图1为光电传感器装置整体示意图；
图2为光电传感器滤除阳光干扰原理电路图；
图3为光电传感器发射电路原理图；
图4为光电传感器控制系统流程图。
附图标记：1、壳体；2、透镜；3、发射接收器；4、线路板；5、透镜外壳；6、灯罩。
具体实施方式
下面结合实施例及附图对本发明作进一步的详细说明，但本发明的实施方式不仅限于此。
如图1所示，一种光电传感器装置，包括壳体1、透镜2、发射接收器3、线路板4，透镜2设置在壳体1端部，壳体1内部且靠近透镜2设置有用于发射接收光束的发射接收器3，发射接收器3连接有用于检测电路的线路板4，透镜2外侧设置有透镜外壳5，透镜外壳5采用平凸结构。本实施例优选将平凸结构设置为前端平整，内侧凸起设置，可使发射端的红外光角度更宽，接收端也可接收到更多的来自发射端的信号。透镜外壳5设置为黑色透红外光PC材料，可滤除外界其他频段光束对光电传感器的干扰。
发射接收器3外侧包裹设置有灯罩6，且发射接收器3设置在透镜2的1倍聚焦附近。其中，发射接收器3包括发射端和接收端，发射端采用高功率发射电路，接收端采用高灵敏红外接收三极管且采用高倍放大电路。优选地，发射端设置为红外发射管。
具体的，发射端采用高功率发射电路，结合图2所示，工作原理是：R2,R6,R8,R11,R15,D3,C5和运放IC1构成周期脉冲电路，脉冲周期为1.34ms，占空比1％左右，脉冲信号控制达林顿管T1的通断，通过选择合适的电阻R3,R10和R1,红外发射管D2可获得足够大的电流，即可实现高功率发射红外信号。
如图3所示，接收端采用高灵敏红外接收三极管T5,并采用高倍放大电路。当红外接收三极管未接收到信号时，T5不导通，T5的发射极电压没交流信号；当T5接收到脉冲信号时，ce极导通，使T5的发射极输出高频脉冲信号，信号经c11流过T7，R21,R25,R15组成的放大电路进行一级放大，再经过T4,R20,R23组成的放大电路进行二极放大，再经比较器输出脉冲信号给单片机识别。通过选择合适的电阻R19,R22,R15,R21,R25,R20和R23可增加接收信号的灵敏度，从而提高产品的穿透能力。
如图4所示，一种光电传感器控制系统上述光电传感器装置，具体的，一种光电传感器控制系统包括以下步骤：
S1、光电传感器通电后,单片机复位，IO初始化，当光电传感器接收到红外信号时，进行脉冲计数，PulseCnt从0开始累加，再进行判断Timer1是否溢出。如果未接收到红外信号，则直接进行判断Timer1是否溢出。
S2、当Timer1溢出时，执行Timer1计数timer1Cnt++,再执行判断接收脉冲数PulseCnt是否在3与100之间。如满足条件，则信号个数计数SingalCnt++，如不满足条件，则直接跳转到下一步。
S3、判断timer1Cnt是否等于8，如为真，则判断侦测信号计数SignalCnt是否小于5，如符合条件，则判定有障碍物。如不符合条件，则判定无障碍物，并进行计数器1复位。
S4、执行接收脉冲计数器复位，并跳转到判断Timer1是否溢出。
本发明采用黑色透红外PC材料作为透镜外壳5，且透镜外壳5采用平凸设计，发射接收器3与透镜2的距离在透镜2的1倍聚焦附近，增加了光电传感器的发射角度。同时，发射端采用高功率发射电路，接收端采用高灵敏三极管并采用高倍放大电路，增强了光的穿透性。再利用软件编码算法进行优化，可有效滤除产品在极恶劣环境的干扰。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种光电传感器装置，包括壳体(1)、透镜(2)、发射接收器(3)、线路板(4)，所述透镜(2)设置在所述壳体(1)端部，所述壳体(1)内部且靠近所述透镜(2)设置有用于发射接收光束的所述发射接收器(3)，所述发射接收器(3)连接有用于检测电路的所述线路板(4)，其特征在于，所述透镜(2)外侧设置有透镜外壳(5)，
所述透镜外壳(5)采用平凸结构；
所述发射接收器(3)外侧包裹设置有灯罩(6)，且所述发射接收器(3)设置在所述透镜(2)的1倍聚焦附近；
所述发射接收器(3)包括发射端和接收端，所述发射端采用高功率发射电路，所述接收端采用高灵敏红外接收三极管且采用高倍放大电路。
2.根据权利要求1所述的光电传感器装置，其特征在于，所述平凸结构为前端平整，内侧凸起设置。
3.根据权利要求1所述的光电传感器装置，其特征在于，所述透镜外壳(5)采用黑色透红外光PC材料。
4.根据权利要求1所述的光电传感器装置，其特征在于，所述发射端设置为红外发射管。
5.一种光电传感器控制系统，其特征在于，包括如权利要求1至4中任意一项所述的光电传感器装置。
6.根据权利要求1所述的光电传感器控制系统，包括以下步骤：
S1、连接电源，IO初始化，光电传感器接收红外信号并进行脉冲计数，PulseCnt++从0开始累加，判断Timer1是否溢出；
S2、Timer1溢出，执行Timer1计数timer1Cnt++,判断脉冲计数PulseCnt是否在A1与A2之间，若脉冲计数PulseCnt在A1与A2之间，则信号个数计数SingalCnt++，若脉冲计数PulseCnt不在A1与A2之间，则直接跳转至步骤S3；
S3，判断timer1Cnt是否等于A3，若为真，则判断侦测信号计数SignalCnt是否小于A4，若SignalCnt小于A4，则判定有障碍物，若SignalCnt不小于A4，则判定无障碍物，并进行计数器1复位；
S4，执行接收脉冲计数器复位，并跳转至步骤S1。
7.根据权利要求6所述的光电传感器控制系统，其特征在于，步骤S2中A1为3，A2为100。
8.根据权利要求6所述的光电传感器控制系统，其特征在于，步骤S3中A3为8，A4为5。
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