CN206440845U - 一种应用于闸机的对射式光电传感器 - Google Patents

Abstract

本实用新型提出了一种应用于闸机的对射式光电传感器，包括发射器和接收器，所述发射器包括发射管、发射透镜、发射电路板、发射电缆，其特征在于，在所述发射器上安装发射挡光圈，所述发射挡光圈位于发射管的发射光线线路上，所述发射挡光圈包含设有一发射通孔的平面，所述发射通孔的中心位于发射管的轴线挡光圈上，所述发射通孔使发射光线穿过发射透镜后的辐射范围为第一区域，所述第一区域内仅安装与其对应的接收器。本实用新型提供的一种应用于闸机的对射式光电传感器，将多组对射式光电传感器的发射器和接收器并排安装时，可实现互不干扰，透镜采用非球面设计，加强聚光性。

Description

一种应用于闸机的对射式光电传感器

技术领域

本实用新型涉及光电传感技术领域，具体涉及一种应用于闸机的对射式光电传感器。

背景技术

对射式光电传感器是采用发射器和接收器分离的设计来实现目标物体的检测，通常的这种光电传感器的发射器结构包括球面凸透镜、发射管、发射电路等，发射管位于球面凸透镜的后焦点位置；接收器结构包括球面凸透镜、接收管、接收电路等，接收管位于球面凸透镜的后焦点位置。

现有技术中，发射器的发射管的指向角也称为发射角的角度大，用于闸机闸口检测时，会并排安装多组对射式光电传感器的发射器和接收器，当发射角的角度过大，而接收器之间的间距较小时，会产生错乱接收的情况，从而影响检测结果。进一步的，由于采用球面凸透镜，发射管的指向角(也称为发散角)直接影响透过球面凸透镜后光斑大小，指向角越大，透过球面凸透镜后的光束分散，光斑越大，聚光效果差，导致投射到接收器的球面凸透镜上的光束随着接收器与发射器之间的距离增大而减少，光束经接收器的球面凸透镜聚光后，汇聚在接收器的球面凸透镜焦点上的光束更少，从而难以满足经过球面凸透镜聚光后到达触发接收器的光束能量。

另外，现有技术中，电路板使用分离电路，而分离电路中元器件较多，在有限的PCB板框尺寸中分布较多的元器件，任何一个元器件出现故障都会造成整个光电传感器的损毁，隐患较大。

实用新型内容

为了解决上述问题，本实用新型提供了一种应用于闸机的对射式光电传感器。本实用新型提供的一种应用于闸机的对射式光电传感器，将多组对射式光电传感器的发射器和接收器并排安装时，可实现互不干扰，透镜采用非球面设计，加强聚光性。

本实用新型采用的技术方案如下：

一种应用于闸机的对射式光电传感器，包括发射器和接收器，所述发射器包括发射管、发射透镜、发射电路板、发射电缆，在所述发射器上安装发射挡光圈，所述发射挡光圈位于发射管的发射光线线路上，所述发射挡光圈包含设有一发射通孔的平面，所述发射通孔的中心位于发射管的轴线挡光圈上，所述发射通孔使发射光线穿过发射透镜后的辐射范围为第一区域，所述第一区域内仅安装与其对应的接收器。

上述的一种应用于闸机的对射式光电传感器，其中，所述发射通孔为圆形，所述发射通孔的内径＝第一区域的内径×发射管与发射挡光圈的距离/接收器与发射器的距离。

上述的一种应用于闸机的对射式光电传感器，其中，所述发射挡光圈位于发射管与发射透镜之间。

上述的一种应用于闸机的对射式光电传感器，其中，所述发射透镜为单面非球面凸透镜，所述发射透镜的凸面朝向发射管。

上述的一种应用于闸机的对射式光电传感器，其中，所述发射管为红外线发射管，所述发射管的指向角小于等于20°。

上述的一种应用于闸机的对射式光电传感器，其中，所述接收器包括接收管、接收透镜、接收电路板、接收电缆，在所述接收器上安装接收挡光圈，所述接收挡光圈位于接收管与接收透镜之间，所述接收挡光圈上包含设有一接收通孔的平面，所述接收通孔的中心位于接收管的轴线挡光圈上，所述接收通孔的内径大于接收管的外径，所述接收挡光圈位于接收管与接收透镜之间，所述接收透镜为单面非球面凸透镜，所述接收透镜的凸面朝向接收管。

上述的一种应用于闸机的对射式光电传感器，其中，所述接收电路板为将信号转换和信号处理的电路集成的接收光敏集成IC芯片，所述发射管发出的频率是与接收光敏集成IC芯片相匹配的。

上述的一种应用于闸机的对射式光电传感器，其中，所述单面非球面凸透镜的非球面表面轨迹满足以下方程：

其中，Z：顶点Z坐标，Y：顶点Y坐标；R：曲面常数，K:变形系数，R＝-3.8518，K＝-2.243618。

本实用新型由于采用了以上技术方案，使其具有以下有益效果是：

1、本实用新型中采用挡光圈的设计，解决两个或两个以上的光电传感器并排近距离安装时，相邻两个光电传感器会相互干扰的问题，极大的扩展了低功率发射管的对射光电传感器的使用范围，很大程度节约了用户使用成本。

2、本实用新型中采用发射管的指向角小于等于20°，选择红外光发射管，发射管的光束从发射凸透镜出来的光束与透镜的主光轴之间的偏离角度非常小，从而在发射管功率较低的情况下，发射管发出的光束能在传输更远的距离后到达接收凸透镜上单位面积内的光束能量仍然可以触发接收管工作。

2、本实用新型中将发射凸透镜和接收凸透镜设置为单面非球面透镜，聚光性强，扩大能量放大倍数，通过设定非球面透镜的非球面轨迹，使发射管发出的光束经单面非球面的发射凸透镜折射出后的光束基本与透镜的主光轴平行，从而更进一步的增大了发射器与接收器之间的感测距离。

3、本实用新型中发射电路板及接收电路板采用集成IC电路，EMC抗干扰能力、抗光干扰能力大幅提升，能有效的通过CE测试，由于安装空间狭小，通过选取光敏集成IC芯片，与分离电路相比减少一半左右的元器件，继而得到体积较小的光电传感器。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本实用新型一种应用于闸机的对射式光电传感器的结构示意图；

图2是本实用新型一种应用于闸机的对射式光电传感器中接收器的爆炸图。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

实施例

如图1-2所示，一种应用于闸机的对射式光电传感器，包括发射器10和接收器20，所述发射器10包括发射管11，所述接收器20包括接收管21，在安装使用时，发射器和接收器在发射器的发射光线上对应安装，进一步的，使发射管11的轴线与接收管21的轴线位于同一条直线上，发射器10的发射方向与接收器20的接收方向相对。

发射器10包括发射管11、发射透镜12、发射电路板13、发射电缆14、发射壳体15、发射挡光圈16，发射电缆14与发射电路板13连接，发射电路板13固定在发射壳体15内部，发射管11焊接在发射电路板13上，发射管11为红外线发射管，发射管11的指向角小于等于20°,发射管11发出的红外光透过发射透镜12投射到接收器20,发射透镜12为单面非球面凸透镜，发射透镜12的凸面朝向发射管11。

在所述发射器10上安装发射挡光圈16，发射挡光圈16位于发射管11与发射透镜12之间，所述发射挡光圈16包含设有一发射通孔161的平面，所述发射通孔161的中心位于发射管11的轴线上，所述发射通孔161使发射光线穿过发射透镜后的辐射范围为第一区域，所述第一区域内仅安装与其对应的接收器。当并排安装多个光电传感器时，第一区域内仅有一个接收器，其他接收器安装于第一区域的邻域内。上述发射通孔161为圆形，所述发射通孔161的内径＝第一区域的内径×发射管11与发射挡光圈16的距离/接收器10与发射器20的距离。

接收器20包括接收管21、接收透镜22、接收电路板23、接收电缆24、接收壳体25、接收挡光圈26，接收电缆24与接收电路板23连接，接收电路板23固定在接收壳体25内部，接收管21焊接在接收电路板23上。

接收管21作为接收端的接收光敏IC，收到光后，将光信号转换成电信号，经电路处理后将接通和断开信号由接收电缆传输出来，从而控制后面的设备运行。接收电路板23为将信号转换和信号处理的电路集成的接收光敏集成IC芯片。

在所述接收器20上安装接收挡光圈26，所述接收挡光圈26位于接收管21与接收透镜22之间，所述接收挡光圈26上包含设有一接收通孔的平面，所述接收通孔的中心位于接收管21的轴线上，所述接收通孔的内径大于接收管21的外径，所述接收挡光圈26位于接收管21与接收透镜22之间，所述接收透镜22为单面非球面凸透镜，所述接收透镜22的凸面朝向接收管21。

上述的单面非球面凸透镜的非球面表面轨迹满足以下方程：

其中，Z：顶点Z坐标，Y：顶点Y坐标；R：曲面常数，K:变形系数，R＝-3.8518，K＝-2.243618。

本实用新型的工作原理是：

在发射器中，发射电路驱动装置给发射电路供电，发射电路驱动发射管发出光束(光信号)，光束经过单面非球面的发射凸透镜进行折射聚光，使发射管发出的具有一定指向角的光束经发射凸透镜聚光后，光束基本与发射凸透镜的主光轴平行，接收器接收基本平行的入射光束，首先通过接收凸透镜进行聚光，光束聚集在处于接收凸透镜焦点位置的接收管上，当聚集的光束能量足以触发接收管感应时，接收管输出接收电信号给接收电路，接收电路将接收电信号转化为电压信号，并将电压信号反馈给发射电路驱动装置，与预先设置在发射电路驱动装置进行阈值比较，形成闭环电路，以达到最终输出开关信号，控制输出电路输出的目的。

应当理解，方位词均是结合操作者和使用者的日常操作习惯以及说明书附图而设立的，它们的出现不应当影响本实用新型的保护范围。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种应用于闸机的对射式光电传感器，包括发射器和接收器，所述发射器包括发射管、发射透镜、发射电路板、发射电缆，其特征在于，在所述发射器上安装发射挡光圈，所述发射挡光圈位于发射管的发射光线线路上，所述发射挡光圈包含设有一发射通孔的平面，所述发射通孔的中心位于发射管的轴线挡光圈上，所述发射通孔使发射光线穿过发射透镜后的辐射范围为第一区域，所述第一区域内仅安装与其对应的接收器。

2.根据权利要求1所述的一种应用于闸机的对射式光电传感器，其特征在于，所述发射通孔为圆形，所述发射通孔的内径＝第一区域的内径×发射管与发射挡光圈的距离/接收器与发射器的距离。

3.根据权利要求1或2所述的一种应用于闸机的对射式光电传感器，其特征在于，所述发射挡光圈位于发射管与发射透镜之间。

4.根据权利要求3所述的一种应用于闸机的对射式光电传感器，其特征在于，所述发射透镜为单面非球面凸透镜，所述发射透镜的凸面朝向发射管。

5.根据权利要求4所述的一种应用于闸机的对射式光电传感器，其特征在于，所述发射管为红外线发射管，所述发射管的指向角小于等于20°。

6.根据权利要求5所述的一种应用于闸机的对射式光电传感器，其特征在于，所述接收器包括接收管、接收透镜、接收电路板、接收电缆，在所述接收器上安装接收挡光圈，所述接收挡光圈位于接收管与接收透镜之间，所述接收挡光圈上包含设有一接收通孔的平面，所述接收通孔的中心位于接收管的轴线挡光圈上，所述接收通孔的内径大于接收管的外径，所述接收挡光圈位于接收管与接收透镜之间，所述接收透镜为单面非球面凸透镜，所述接收透镜的凸面朝向接收管。

7.根据权利要求6所述的一种应用于闸机的对射式光电传感器，其特征在于，所述接收电路板为将信号转换和信号处理的电路集成的接收光敏集成IC芯片，所述发射管发出的频率是与接收光敏集成IC芯片相匹配的。

8.根据权利要求7所述的一种应用于闸机的对射式光电传感器，其特征在于，所述单面非球面凸透镜的非球面表面轨迹满足以下方程：

其中，Z：顶点Z坐标，Y：顶点Y坐标；R：曲面常数，K:变形系数，R＝-3.8518，K＝-2.243618。