CN206311777U - 可用于启闭机行程和闸门开度的红外线检测装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及可用于启闭机行程和闸门开度的红外线检测装置，包括控制模块、显示模块、红外线发射模块和红外线接收模块，所述控制模块连接显示模块、红外线发射模块，红外线接收模块连接控制模块，有效地解决了目前检测方法中出现的数据稳定差，维修成本高和时间长的问题,利用红外线检测技术高灵敏度、响应快且只要本身温度高于绝对零度都能正常工作的特点，可实现检测启闭机行程和闸门开度较传统的检测装置检测数据稳定性强，又由于设计结构简单，只采用了单片机、红外线发射探头、红外线接收探头和四位数码管几个主要元器件，所以维修方便、时间短、成本低，具有很大的开发价值和推广价值。

Description

可用于启闭机行程和闸门开度的红外线检测装置

技术领域

本实用新型技术涉及启闭机行程和闸门开度的检测技术领域，特别是涉及可用于启闭机行程和闸门开度的红外线检测装置。

背景技术

在水利水电工程、城市景观工程（环城内河），内河与海、江贯通的交汇处，经常使用闸门进行内、外隔离，目前启闭机的行程和闸门的开度检测主要采用外置式钢丝绳检测装置、液压启闭机内置式钢丝绳检测装置、液压启闭机静磁栅行程检测装置、液压启闭机陶瓷活塞杆专用的带记忆功能的传感器检测装置。

外置式钢丝绳检测装置受外界风力和振动比较大，数据稳定性差，传输数据不准确，特别是双缸液压启闭机采用外置式钢丝绳检测装置时，由于数据的稳定和可靠性较差，经常发生双缸纠偏参数与实际不符，闸门不能正常运行或出现其他不正常的情况；液压启闭机静磁栅行程检测装置比较直观，数据稳定可靠，但布置不方便，外观较差；液压启闭机内置式钢丝绳检测装置和陶瓷活塞杆专用的带记忆功能的传感器检测装置，数据稳定可靠，但维修不方便，维修成本较高且维修时间较长，影响闸门的正常运行。

所以本实用新型提供一个新的技术方案来解决此问题。

发明内容

针对上述情况，为克服现有技术之缺陷，本实用新型之目的就是提供一种采用红外线检测技术用于启闭机的行程和闸门的开度检测，具有结构简单、智能控制的特性，有效地解决了目前检测方法中出现的数据稳定差，维修成本高和时间长的问题。

其解决的技术方案是，包括控制模块、显示模块、红外线发射模块和红外线接收模块，其特征在于，所述控制模块连接显示模块、红外线发射模块，红外线接收模块连接控制模块。

所述控制模块包括单片机U1，单片机U1的引脚40连接电源5V，单片机U1的引脚20接地。

所述红外线发射模块包括电阻R13，电阻R13的一端连接单片机U1的引脚39，电阻R13的另一端连接三极管的基极，三极管的集电极连接电阻R15的一端、MOS管的漏极，电阻R15的另一端连接电源10V，MOS管的漏极连接电源5V，MOS管的源极连接红外线发射探头的引脚1和引脚2，红外线发射探头的引脚3连接电阻R14的一端，电阻R14的另一端、三极管Q5的发射极接地。

所述红外线接收模块包括电感L2，电感L2的一端连接电阻R20的一端、单片机U1的引脚23，电感L2的另一端连接电感L1的一端、电容C1和电容C4的一端，电感L1的另一端连接放大器AR1的引脚3、电容C1和电容C3的另一端、电阻R19的一端、电容C2的一端和电阻R18的一端，电阻R20的另一端、电容C4和电容C3的另一端、电阻R19的另一端接地，放大器AR1的引脚5接地，放大器AR1的引脚4接电源5V，放大器AR1的引脚1连接电容C2和电阻R18的另一端、电阻R17的一端，放大器AR1的引脚2连接电阻R16的一端，电阻R17的另一端连接红外线接收探头的引脚3，红外线接收探头的引脚1接电源5V，红外线接收探头的引脚2连接二极管D1的正极，二极管D1的负极连接电阻R16的另一端。

优选的，所述显示模块包括电阻R1，电阻R1的一端连接单片机U1的引脚1，电阻R1的另一端连接四位数码管SMG1的引脚11，电阻R2的一端连接单片机U1的引脚2，电阻R2的另一端连接四位数码管SMG1的引脚7，电阻R3的一端连接单片机U1的引脚3，电阻R3的另一端连接四位数码管SMG1的引脚4，电阻R4的一端连接单片机U1的引脚4，电阻R4的另一端连接四位数码管SMG1的引脚2，电阻R5的一端连接单片机U1的引脚5，电阻R5的另一端连接四位数码管SMG1的引脚1，电阻R6的一端连接单片机U1的引脚6，电阻R6的另一端连接四位数码管SMG1的引脚10，电阻R7的一端连接单片机U1的引脚7，电阻R1的另一端连接四位数码管SMG1的引脚5，电阻R8的一端连接单片机U1的引脚8，电阻R8的另一端连接四位数码管SMG1的引脚3，四位数码管SMG1的引脚6连接电阻R12的一端，电阻R12的另一端连接三极管Q4的集电极，三极管Q4的基极连接单片机U1的引脚13，四位数码管SMG1的引脚8连接电阻R11的一端，电阻R11的另一端连接三极管Q3的集电极，三极管Q3的基极连接单片机U1的引脚12，四位数码管SMG1的引脚9连接电阻R10的一端，电阻R10的另一端连接三极管Q2的集电极，三极管Q2的基极连接单片机U1的引脚11，四位数码管SMG1的引脚12连接电阻R9的一端，电阻R9的另一端连接三极管Q1的集电极，三极管Q1的基极连接单片机U1的引脚10，三极管Q1、Q2、Q3和Q4共发射极接电源5V。

优选的，所述单片机U1为型号AT89C52的单片机。

本实用新型设计结构简单且智能控制，利用红外线检测技术高灵敏度、响应快且只要本身温度高于绝对零度都能正常工作的特点，可实现检测启闭机行程和闸门开度较传统的检测装置检测数据稳定性强，又由于设计结构简单，只采用了单片机、红外线发射探头、红外线接收探头和四位数码管几个主要元器件，所以维修方便、时间短、成本低，因此本实用新型克服了目前检测装置中检测数据不稳定、维修不方便且维修成本高的问题，具有很大的开发价值和推广价值。

附图说明

图1为本实用新型的电路模块图。

图2为本实用新型的电路原理图。

具体实施方式

有关本实用新型的前述及其他技术内容、特点与功效，在以下配合参考附图1至附图2对实施例的详细说明中，将可清楚的呈现。以下实施例中所提到的结构内容，均是以说明书附图为参考。

下面将参照附图描述本实用新型的各示例性的实施例。

实施例一，所述控制模块连接显示模块、红外线发射模块，红外线接收模块连接控制模块,本实用新型运用控制模块控制红外线发射模块发射红外线波，由接收模块接收发射回波，控制模块分析处理回波信号，然后控制显示模块显示数据；所述控制模块包括单片机U1，单片机U1的引脚40连接电源5V，单片机U1的引脚20接地，采用型号为AT89C52的单片机，由电源5V为其提供电源，兼容标准MCS-51指令系统，片内置通用8位中央处理器和Flash存储单元，且成本较低；所述红外线发射模块包括电阻R13，电阻R13的一端连接单片机U1的引脚39，电阻R13的另一端连接三极管的基极，三极管的集电极连接电阻R15的一端、MOS管的漏极，电阻R15的另一端连接电源10V，MOS管的漏极连接电源5V，MOS管的源极连接红外线发射探头的引脚1和引脚2，红外线发射探头的引脚3连接电阻R14的一端，电阻R14的另一端、三极管Q5的发射极接地；红外线发射模块采用红外线发射探头作为发射器，为了使单片机控制红外线发射探头更加方便稳定，利用三极管Q5和MOS管Q6的特点进行控制，抗干扰能力强，单片机通过引脚39发出方波信号，当信号为高电平时，在三极管Q5的基极为高电位，三极管Q5导通，又由于上拉电阻R15，MOS管Q6的漏极为低电位，MOS管截止，红外线发射探头不工作，当信号为低电平时，在三极管Q5的基极为低电位，三极管Q5截止，又由于上拉电阻R15，MOS管Q6的漏极为高电位，MOS管导通，红外线发射探头工作发射红外线波；所述红外线接收模块包括电感L2，电感L2的一端连接电阻R20的一端、单片机U1的引脚23，电感L2的另一端连接电感L1的一端、电容C1和电容C4的一端，电感L1的另一端连接放大器AR1的引脚3、电容C1和电容C3的另一端、电阻R19的一端、电容C2的一端和电阻R18的一端，电阻R20的另一端、电容C4和电容C3的另一端、电阻R19的另一端接地，放大器AR1的引脚5接地，放大器AR1的引脚4接电源5V，放大器AR1的引脚1连接电容C2和电阻R18的另一端、电阻R17的一端，放大器AR1的引脚2连接电阻R16的一端，电阻R17的另一端连接红外线接收探头的引脚3，红外线接收探头的引脚1接电源5V，红外线接收探头的引脚2连接二极管D1的正极，二极管D1的负极连接电阻R16的另一端，红外线接收模块通过红外线接收探头接收红外线波的回波，为了使回波信号更加稳定，能够被单片机接收处理，利用二极管D1单向导电特性进行整流，回波信号一般比较弱，需要放大器AR1比例放大整流后的信号，电容C2和电阻R18为比例发大中的反馈通道，最后进行滤波，电阻R19和电容C3为前端滤波，滤去低频谐波分量，电容C1和电感L1并联滤波，电容 C4和电感L2并联进行后端滤波，滤去高频谐波分量，然后通过单片机的引脚23传入单片机内。

实施例二，在实施例一的基础上，所述显示模块包括电阻R1，电阻R1的一端连接单片机U1的引脚1，电阻R1的另一端连接四位数码管SMG1的引脚11，电阻R2的一端连接单片机U1的引脚2，电阻R2的另一端连接四位数码管SMG1的引脚7，电阻R3的一端连接单片机U1的引脚3，电阻R3的另一端连接四位数码管SMG1的引脚4，电阻R4的一端连接单片机U1的引脚4，电阻R4的另一端连接四位数码管SMG1的引脚2，电阻R5的一端连接单片机U1的引脚5，电阻R5的另一端连接四位数码管SMG1的引脚1，电阻R6的一端连接单片机U1的引脚6，电阻R6的另一端连接四位数码管SMG1的引脚10，电阻R7的一端连接单片机U1的引脚7，电阻R1的另一端连接四位数码管SMG1的引脚5，电阻R8的一端连接单片机U1的引脚8，电阻R8的另一端连接四位数码管SMG1的引脚3，四位数码管SMG1的引脚6连接电阻R12的一端，电阻R12的另一端连接三极管Q4的集电极，三极管Q4的基极连接单片机U1的引脚13，四位数码管SMG1的引脚8连接电阻R11的一端，电阻R11的另一端连接三极管Q3的集电极，三极管Q3的基极连接单片机U1的引脚12，四位数码管SMG1的引脚9连接电阻R10的一端，电阻R10的另一端连接三极管Q2的集电极，三极管Q2的基极连接单片机U1的引脚11，四位数码管SMG1的引脚12连接电阻R9的一端，电阻R9的另一端连接三极管Q1的集电极，三极管Q1的基极连接单片机U1的引脚10，三极管Q1、Q2、Q3和Q4共发射极接电源5V；显示模块采用四位数码管SMG1作为显示器，四位数码管与LED屏显示相比，数据显示更为直观，控制更为方便，单片机通过控制三极管Q1、Q2、Q3和Q4控制四位数码管的供电电源，当单片机的引脚10为高电平时，三极管Q1的基极为高电位，三极管Q1导通，四位数码管的DIG4工作，当单片机的引脚10为低电平时，三极管Q1的基极为低电位，三极管Q1截止，四位数码管的DIG4不工作，同理四位数码管的DIG1、DIG2和DIG4工作原理一样，单片机引脚1到引脚8通过电阻R1到电阻R8控制四位数码管的8位段码，其中7位段码的明亮显示数字，单片机的引脚8控制小数点段码，8位段码相结合可以显示带有小数点的4为数据。

本实用新型具体使用时，可以与相应的控制终端相结合，作为控制终端的检测装置，由单片机发出方波信号，驱动电路通过发射探头发出红外线波，由接受探头接受反射回波，通过信号整流、放大和滤波，得到回波信号，通过单片机对发出的方波信号和接受的反射回波信号进行处理，再控制四位数码管显示启闭机行程或闸门开度，其中对双缸液压启闭机来说，该检测装置与启闭机的控制终端相结合，单片机通过计算左右油缸的行程偏差值传送信号至控制终端，控制终端对左右油缸进行纠偏，保证液压启闭机和闸门的正常运行。

本实用新型设计结构简单且智能控制，利用红外线检测技术高灵敏度、响应快且只要本身温度高于绝对零度都能正常工作的特点，可实现检测启闭机行程和闸门开度较传统的检测装置检测数据稳定性强，又由于设计结构简单，只采用了单片机、红外线发射探头、红外线接收探头和四位数码管几个主要元器件，所以维修方便、时间短、成本低，因此本实用新型克服了目前检测装置中检测数据不稳定、维修不方便且维修成本高的问题，具有很大的开发价值和推广价值。

Claims (3)

1.可用于启闭机行程和闸门开度的红外线检测装置，包括控制模块、显示模块、红外线发射模块和红外线接收模块，其特征在于，所述控制模块连接显示模块、红外线发射模块，红外线接收模块连接控制模块；

所述控制模块包括单片机U1，单片机U1的引脚40连接电源5V，单片机U1的引脚20接地；

所述红外线发射模块包括电阻R13，电阻R13的一端连接单片机U1的引脚39，电阻R13的另一端连接三极管的基极，三极管的集电极连接电阻R15的一端、MOS管的漏极，电阻R15的另一端连接电源10V，MOS管的漏极连接电源5V，MOS管的源极连接红外线发射探头的引脚1和引脚2，红外线发射探头的引脚3连接电阻R14的一端，电阻R14的另一端、三极管Q5的发射极接地；

所述红外线接收模块包括电感L2，电感L2的一端连接电阻R20的一端、单片机U1的引脚23，电感L2的另一端连接电感L1的一端、电容C1和电容C4的一端，电感L1的另一端连接放大器AR1的引脚3、电容C1和电容C3的另一端、电阻R19的一端、电容C2的一端和电阻R18的一端，电阻R20的另一端、电容C4和电容C3的另一端、电阻R19的另一端接地，放大器AR1的引脚5接地，放大器AR1的引脚4接电源5V，放大器AR1的引脚1连接电容C2和电阻R18的另一端、电阻R17的一端，放大器AR1的引脚2连接电阻R16的一端，电阻R17的另一端连接红外线接收探头的引脚3，红外线接收探头的引脚1接电源5V，红外线接收探头的引脚2连接二极管D1的正极，二极管D1的负极连接电阻R16的另一端。

2.根据权利要求1所述的可用于启闭机行程和闸门开度的红外线检测装置，其特征在于，所述显示模块包括电阻R1，电阻R1的一端连接单片机U1的引脚1，电阻R1的另一端连接四位数码管SMG1的引脚11，电阻R2的一端连接单片机U1的引脚2，电阻R2的另一端连接四位数码管SMG1的引脚7，电阻R3的一端连接单片机U1的引脚3，电阻R3的另一端连接四位数码管SMG1的引脚4，电阻R4的一端连接单片机U1的引脚4，电阻R4的另一端连接四位数码管SMG1的引脚2，电阻R5的一端连接单片机U1的引脚5，电阻R5的另一端连接四位数码管SMG1的引脚1，电阻R6的一端连接单片机U1的引脚6，电阻R6的另一端连接四位数码管SMG1的引脚10，电阻R7的一端连接单片机U1的引脚7，电阻R1的另一端连接四位数码管SMG1的引脚5，电阻R8的一端连接单片机U1的引脚8，电阻R8的另一端连接四位数码管SMG1的引脚3，四位数码管SMG1的引脚6连接电阻R12的一端，电阻R12的另一端连接三极管Q4的集电极，三极管Q4的基极连接单片机U1的引脚13，四位数码管SMG1的引脚8连接电阻R11的一端，电阻R11的另一端连接三极管Q3的集电极，三极管Q3的基极连接单片机U1的引脚12，四位数码管SMG1的引脚9连接电阻R10的一端，电阻R10的另一端连接三极管Q2的集电极，三极管Q2的基极连接单片机U1的引脚11，四位数码管SMG1的引脚12连接电阻R9的一端，电阻R9的另一端连接三极管Q1的集电极，三极管Q1的基极连接单片机U1的引脚10，三极管Q1、Q2、Q3和Q4共发射极接电源5V。

3.根据权利要求1所述的可用于启闭机行程和闸门开度的红外线检测装置，其特征在于，所述单片机U1为型号AT89C52的单片机。