CN113030995A - 一种距离检测装置、光发射器的控制装置及除螨仪 - Google Patents

Abstract

本申请提出一种距离检测装置、光发射器的控制装置及除螨仪；包括：光感应电路，包括光发射器和光接收器，光发射器用于向反射面发射光信号，光接收器接收从反射面反射回来的光信号；电压转换电路，包括第一电阻，第一电阻连接于光接收器和电源之间，电压转换电路用于将光接收器接收的光信号转换成第一电阻两端的电压信号。本申请能够精确地测量光发射器距反射面的距离，在超出安全距离的情况下，控制光发射器断电，避免光发射器发出的光对人体造成伤害。

Description

一种距离检测装置、光发射器的控制装置及除螨仪

技术领域

本申请涉及一种家用清洁电器技术领域，尤其涉及一种距离检测装置、光发射器的控制装置及除螨仪。

背景技术

在现代家居生活中，有很多通过UV(Ultra Violet Ray，紫外线)杀菌灯管将细菌和螨虫彻底杀死的电器设备。适当的紫外线照射对人体无太大影响，但是，紫外线强烈作用于人体时，对人的皮肤和中枢神经系统都有较大的伤害，因此，在带有紫外线UV灯管的电器设备中，需要实时检测紫外线UV灯管到接触面的距离，确保紫外线UV灯管的照射在不致伤害人体的距离内。

发明内容

本申请实施例提供一种距离检测装置、光发射器的控制装置及除螨仪，以解决相关技术存在的问题，技术方案如下：

第一方面，本申请实施例提供了一种距离检测装置，包括：

光感应电路，包括光发射器和光接收器，光发射器用于向反射面发射光信号，光接收器接收从反射面反射回来的光信号，并转换成相应的电信号；

电压转换电路，包括第一电阻，第一电阻连接于光接收器和电源之间，电压转换电路用于将光接收器接收的光信号转换成第一电阻两端的电压信号。

在一种实施方式中，第一电阻的阻值范围为15000欧至25000欧。

在一种实施方式中，光接收器为光敏三极管，光敏三极管的发射极接地，第一电阻连接于电源和光敏三极管的集电极之间。

在一种实施方式中，光感应电路还包括电容，电容连接于光敏三极管的发射极和集电极之间。

在一种实施方式中，光发射器为紫外线发射器。

第二方面，本申请实施例提供了一种光发射器的控制装置，包括：

上述各方面任一项的距离检测装置；以及

控制电路，连接于电压转换电路和光感应电路，用于根据电压信号，控制光发射器的通断。

在一种实施方式中，控制电路包括单片机，第一电阻与光接收器的连接端连接单片机的输入引脚；光发射管的正极连接电源，光发射管的负极连接单片机的输出引脚。

在一种实施方式中，单片机用于在电压信号超出阈值电压的情况下，通过输出引脚输出高电平。

在一种实施方式中，单片机用于根据多个采样周期的电压信号，计算电压平均值，并在电压平均值超出阈值电压的情况下，通过输出引脚输出高电平。

在一种实施方式中，距离检测装置为多个，控制电路用于根据距离检测装置的电压转换电路的电压信号控制相应的光发射器的通断。

第三方面，本申请实施例提供了一种除螨仪，包括上述各方面任一项的控制装置。

上述技术方案中的优点或有益效果至少包括：

光发射器向反射面发出光信号，通过光接收器接收反射面反射回来的光，光发射器至发射面的距离不同，反射回来的光强不相同，流过光接收器的电流相应地不同。通过电压转换电路，将光接收器中变化的电流转换为电压信号输出，通过电压与距离的对应关系，对光发射器至发射面的距离进行实时检测。有利于对光发射器至发射面的距离实时监控，在超出安全距离的情况下，控制光发射器断电，避免光发射器发出的光对人体造成伤害。

上述概述仅仅是为了说明书的目的，并不意图以任何方式进行限制。除上述描述的示意性的方面、实施方式和特征之外，通过参考附图和以下的详细描述，本申请进一步的方面、实施方式和特征将会是容易明白的。

附图说明

在附图中，除非另外规定，否则贯穿多个附图相同的附图标记表示相同或相似的部件或元素。这些附图不一定是按照比例绘制的。应该理解，这些附图仅描绘了根据本申请公开的一些实施方式，而不应将其视为是对本申请范围的限制。

图1为申请实施例的距离检测装置的电路原理图；

图2为本申请实施例的距离检测装置的光发生单元的电路原理图；

图3为本申请实施例的距离检测装置的电子电路单元的电路原理图。

具体实施方式

在下文中，仅简单地描述了某些示例性实施例。正如本领域技术人员可认识到的那样，在不脱离本申请的精神或范围的情况下，可通过各种不同方式修改所描述的实施例。因此，附图和描述被认为本质上是示例性的而非限制性的。

图1示出根据本申请一实施例的距离检测装置的电路原理图。如图1所示，本申请实施例的距离检测装置包括：光感应电路11和电压转换电路12。

光感应电路11包括光发射器LS1和光接收器LR1。光发射器LS1用于向反射面发射光信号，光接收器LR1接收从反射面反射回来的光信号，并转换成相应的电信号；光发射器LS1可以为任意能发出光线的光源器件，如发光二极管LED、紫外线UV灯管。光接收器LR1可以为任意能够将光信号转换成电信号的器件，如光敏二极管、光敏三极管。

电压转换电路12，包括第一电阻R1，第一电阻R1连接于光接收器LR1和电源VCC之间，电压转换电路12用于将光接收器LR1接收的光信号转换成第一电阻R1两端的电压信号。本实施例中，电源VCC的电压为+5V(伏)，需要说明的是，电源VCC的电压可根据应用场景和需求进行设置，并不限定为+5V。

在一种实施方式中，光接收器LR1为光敏三极管，光敏三极管的发射极接地，第一电阻R1连接于电源VCC和光敏三极管的集电极之间。本实施例中，光接收器LR1将光信号转换成相应的光电流信号。光电流信号由光敏三极管的基极进入发射极，在集电极回路中得到放大的电流信号。

根据光敏三极管(光接收器LR1)的光电特性曲线可以得知，在电流值偏小的情况下，光强的变化引起的电流变化很小，灵敏度较低，影响距离检测的准确度。而在电流值偏大的一段区间内，光强的变化引起的电流变化显著，灵敏度较高，有利于提高距离检测的准确度。

为了提高距离检测的准确度，本申请实施例通过选择第一电阻R1的阻值，提高电流值，使得光强的变化能够引起显著的电流变化，也即是说，距离的变化能够引起显著的电压变化。

在一种实施方式中，第一电阻R1的阻值范围为15000欧至25000欧。具体地，可以为20000欧。本申请实施例的第一电阻R1的阻值与光发射器LS1的光功率和检测的距离区间有关，光发射器LS1的光功率越大，选择第一电阻R1的阻值越小；检测的距离区间越大，选择第一电阻R1的阻值越小。

在一种实施方式中，光感应电路11还包括电容C1，电容C1连接于光敏三极管(光接收器LR1)的发射极和集电极之间，用于对集电极处的电流滤波，避免尖峰信号的干扰。

在一种实施方式中，光发射器LS1为紫外线发射器(紫外线UV灯管)。紫外线发射至反射面时，紫外光源距离反射面的距离越远，紫外光线越容易反射至人眼中，对人体造成伤害。因此，紫外光线发射器在发射至反射面时，需要设定安全距离，使用时在安全距离范围内使用，可以避免对人体造成伤害。

在一种实施方式中，在电源VCC与光发射器LS1的正极之间可以连接一个第二电阻R2，通过设置第二电阻R2的阻值，可以改变光发射器LS1发射光的光强。本实施例中，第二电阻R2的阻值可以为300欧。

参见图2-图3，本申请实施例中，将距离检测装置的电路结构分为光发生单元和电子电路单元，光发生单元包括光发射器LS1和光接收器LR1，电子电路单元包括第一电阻R1、第二电阻R2、电容C1、电源VCC。其中，如图2所示，光发射器LS1和光接收器LR1均连接于第一连接端口CN4，具体地，光发射器LS1的正极连接第一连接端口CN4的1号接口，光发射器LS1的负极连接第一连接端口CN4的2号接口，光接收器LR1的集电极连接第一连接端口CN4的3号接口，光接收器LR1的发射极连接第一连接端口CN4的4号接口。如图3所示，电子电路单元连接于第二连接端口CN3上。具体地，第二电阻R2连接于第二连接端口CN3的1号接口与电源VCC之间，电容C1连接于第二连接端口CN3的3号接口和4号接口之间，并且电容C1与第二连接端口CN3的4号接口的连接端接地；第一电阻R1连接于电源VCC与第二连接端口CN3的3号接口之间，第一电阻R1与第二连接端口CN3的3号接口的连接端形成电压信号输出端IRREV1。

第一连接端口CN4和第二连接端口CN3之间电连接，具体地，编号相同的端口连接在一起，从而使得光发生单元和电子电路单元可以分别设置在不同的位置上，不受距离的限制。

如图1-3所示，本申请实施例还提供了一种光发射器LS1的控制装置，包括：上述各方面任一项的距离检测装置；以及控制电路(图中未示出)，连接于电压转换电路12和光感应电路11，用于根据电压信号，控制光发射器LS1的通断，从而可以确保光发射器LS1至反射面的距离在安全距离范围内。

在一种实施方式中，控制电路包括单片机，第一电阻R1与光接收器LR1的连接端形成电压转换电路12的电压信号输出端IR REV1，电压信号输出端IR REV1连接单片机的输入引脚；光发射器LS1的正极连接电源VCC，光发射器LS1的负极IR SEND连接单片机的输出引脚。从而单片机可以采集电压信号，并根据电压信号进行计算和分析，控制光发射器LS1的通断。

在一种实施方式中，单片机用于在电压信号超出阈值电压的情况下，通过输出引脚输出高电平，使得光发射器LS1短路，停止发光；在没有超出阈值电压的情况下，输出引脚输出低电平，使得光发射器LS1导通。其中，阈值电压根据安全距离对应的电压值设定。

在一种实施方式中，单片机用于根据多个采样周期的电压信号，计算电压平均值，并在电压平均值超出阈值电压的情况下，通过输出引脚输出高电平。通过对多个采样周期的电压信号求平均，再计算光发射器LS1至发射面的距离，防止干扰信号影响距离检测的精度。

在一种实施方式中，距离检测装置为多个，控制电路用于根据距离检测装置的电压转换电路12的电压信号控制相应的光发射器LS1的通断。光发射器LS1倾斜照射时，光发射器LS1边缘处发射的光信号至反射面的距离已经超过安全距离，而光接收器LR1接收的光强是光发射器LS1中心位置发射的光信号发射回来的光强，从而导致已经超过安全距离而未被检测到，对人体造成伤害。通过多个距离检测装置对光发射器LS1至反射面的距离进行检测，优选的为2个或者3个，使得多个距离检测装置的检测点形成线或者面，确保检测结果准确。

本申请实施例还提供了一种除螨仪，包括上述各方面任一项的控制装置。

除螨仪为生活家用电器，通过紫外线UV灯管发出紫外光进行杀菌和除螨。紫外线UV灯管在器具表面近距离照射发出紫外光，超出安全距离时，紫外光反射回来容易对人体造成伤害。

在本申请的除螨仪中，除螨仪的底部可以设置3组上述各方面任一项的距离检测装置，光发射器为紫外线紫外线UV灯管，光发射器与光接收器平齐设置，3组上述各方面任一项的控制装置呈三角形设置，安全距离为紫外光照射的安全距离，例如小于5cm。

本申请实施例通过距离检测装置精确测得紫外线UV灯管至反射面(被除螨的物体表面)的距离，在超过安全距离的情况下，控制紫外线UV灯管断电，停止发光，避免造成对人体的伤害。相比于现有技术的除螨仪中，通过温度检测距离或者通过机械结构感应移动距离，从而对人体进行防护的方式，本申请的通过光电特性检测距离，并通过单片机控制紫外线UV灯管断电，其反应时间更短，判定结果更准确，对人体的防护更安全可靠。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包括于本申请的至少一个实施例或示例中。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或隐含地包括至少一个该特征。在本申请的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

此外，在本申请各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理模块中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个模块中。上述集成的模块既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能模块的形式实现。上述集成的模块如果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，也可以存储在一个计算机可读存储介质中。该存储介质可以是只读存储器，磁盘或光盘等。

以上所述，仅为本申请的具体实施方式，但本申请的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内，可轻易想到其各种变化或替换，这些都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims (11)

1.一种距离检测装置，其特征在于，包括：

光感应电路，包括光发射器和光接收器，所述光发射器用于向反射面发射光信号，所述光接收器接收从所述反射面反射回来的光信号，并转换成相应的电信号；

电压转换电路，包括第一电阻，所述第一电阻连接于所述光接收器和电源之间，所述电压转换电路用于将所述电信号转换成所述第一电阻两端的电压信号。

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述第一电阻的阻值范围为15000欧至25000欧。

3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述光接收器为光敏三极管，所述光敏三极管的发射极接地，所述第一电阻连接于所述电源和所述光敏三极管的集电极之间。

4.根据权利要求3所述的装置，其特征在于，所述光感应电路还包括电容，所述电容连接于所述光敏三极管的发射极和集电极之间。

5.根据权利要求1至4任一项所述的装置，其特征在于，所述光发射器为紫外线发射器。

6.一种光发射器的控制装置，其特征在于，包括：

权利要求1至5任一项所述的距离检测装置；以及

控制电路，连接于所述电压转换电路和所述光感应电路，用于根据所述电压信号，控制所述光发射器的通断。

7.根据权利要求6所述的控制装置，其特征在于，所述控制电路包括单片机，所述第一电阻与所述光接收器的连接端连接所述单片机的输入引脚；所述光发射管的正极连接所述电源，所述光发射管的负极连接所述单片机的输出引脚。

8.根据权利要求7所述的控制装置，其特征在于，所述单片机用于在所述电压信号超出阈值电压的情况下，通过所述输出引脚输出高电平。

9.根据权利要求7所述的控制装置，其特征在于，所述单片机用于根据多个采样周期的电压信号，计算电压平均值，并在所述电压平均值超出阈值电压的情况下，通过所述输出引脚输出高电平。

10.根据权利要求7所述的控制装置，其特征在于，所述距离检测装置为多个，所述控制电路用于根据所述距离检测装置的电压转换电路的电压信号控制相应的光发射器的通断。

11.一种除螨仪，其特征在于，包括权利要求6至10任一项所述的控制装置。

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