CN207706151U - 增强型背景衰减型光电开关 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种增强型背景衰减型光电开关，该光电开关包括LED光发射器、LED光接收器，该光电开关还包括高频振荡信号放大电路、背景衰减控制电路、带背景衰减信号同步电路、F/V转换电路、积分处理电路、信号处理电路、数字信号转换输出电路；LED光发射器和LED光接收器包括四个发光二极管D1、D2、D3、D4和电阻R1、R2、R3，还包括可调电阻R20，背景衰减控制电路由第一运算放大器、电阻R16、R17、R18、可调电阻R19、电容C7组成。本实用新型光电开关通过采用上述电路设计，增加了背景衰减控制电路，通过调节背景衰减控制电路中的可调电阻R19以及LED光发射器中的可调电阻R20，启动冗余LED发光，增强发光强度，从而实现对检测物体稳定检测识别。

Description

增强型背景衰减型光电开关

技术领域：

本实用新型属于工业自动化行业非接触式光电开关技术领域，特指一种增强型背景衰减型光电开关。

背景技术：

背景1：已有的光电开关，在使用过程中，随着使用时间的增长，其LED发射器发生的红光强度会衰减，这样使得检测距离变短，对于设定好的检查物体背景，就存在检测识别不稳定，严重时检测识别不了。

背景2：对检测物体而言，其表面颜色不一样，存在对光的反射量也不一样，或者时检测物体表面凸凹程度不同或者表面灰尘的存在，存在对光的反射量也不一样，这样就使得反射回去给光电开关的光强度存在差异，而影响光电开关的检测识别。

实用新型内容：

本实用新型的目的即在于克服现有技术的上述不足之处，提供一种增强型背景衰减型光电开关。

本实用新型采用的技术方案是：一种增强型背景衰减型光电开关，该光电开关包括LED光发射器、LED光接收器，该光电开关还包括高频振荡信号放大电路、背景衰减控制电路、带背景衰减信号同步电路、F/V转换电路、积分处理电路、信号处理电路、数字信号转换输出电路；其中，

所述LED光发射器和LED光接收器包括四个发光二极管D1、D2、D3、D4和电阻R1、R2、R3，还包括可调电阻R20，电阻R2、发光二极管D1、D2、D4、D3、电阻R3串联形成闭合回路；电阻R2、R3的公共端与电阻R1连接，电阻R1外端连接电源；可调电阻R20的两个固定端分别连接在电阻R2、R3的公共端和发光二级管D2、D4的公共端，可调电阻R20的调节端与背景衰减控制电路连接；

所述高频振荡信号放大电路由第一比较器、电阻R4、可调电阻R5和电容C4组成，电阻R4与可调电阻R5串联，电阻R4的外端与电阻R2、R3的公共端连接，可调电阻R5的外端与发光二极管D2、D4的公共端连接，可调电阻R5的调节端与第一比较器的负输入端连接；第一比较器的正输入端与电容C4连接，电容C4外端与电阻R2、R3的公共端连接；

所述背景衰减控制电路由第一运算放大器、电阻R16、R17、R18、可调电阻R19、电容C7组成，第一运算放大器的正输入端与电阻R16串联后可调电阻R20的调节端连接；第一运算放大器的负输入端与电阻R17串联后连接可调电阻R19的调节端；可调电阻R19的两个固定端一端与第一运算放大器的输出端连接，另一端串联电容C7后接地；电阻R18的一端与第一运算放大器的输出端连接，另一端连接带背景衰减信号同步电路；

所述带背景衰减信号同步电路、F/V转换电路由第二比较器、电容C5、电阻R6、R7、R8、二极管D5、发光二极管D6、三极管Q1、信号继电器KS共同组成，其中，电容C5的一端与电阻R2、R3、R4的公共端连接，另一端与第二比较器的正输入端；第二比较器的正输入端还与背景衰减控制电路中的R18连接，第二比较器的负输入端与第一比较器的输出端连接；电阻R6、R7及发光二极管D6串联，二极管D5与信号继电器KS并联后与三极管Q1的发射极连接；电阻R6、二极管D5、信号继电器KS的公共端与电阻R2、R3、R4的公共端连接；三极管Q1的集电极与发光二极管D6连接并与激光二极管D2、D4的公共端连接；第二比较器的输出端与电阻R6、R7的公共端连接，且三极管Q1的基极经过电阻R8后也与电阻R6、R7的公共端连接；

所述积分处理电路、信号处理电路由第三比较器、电容C2、C3、电阻R9、R10、R11以及发光二极管D7共同组成；其中，第三比较器的正输入端通过电阻R11与电源连接，第三比较器的负输入端经过电容C2后接地；第三比较器的接地接脚经过电容C3后接地；电阻R10、R9、发光二极管D7串联，电阻R10的外端连接电源，发光二极管D7的负极接地；第三比较器的输出端与电阻R9、R10的公共端连接并与数字信号转换输出电路连接；

所述数字信号转换输出电路由第二运算放大器、电容C1、C6、电阻R12、R13、R14、R15、发光二极管D8、二极管D9和三极管Q2共同组成；其中，第二运算放大器的正输入段与电容C1连接且电容C1另一端接地，同时第二运算放大器的正输入段还经过电阻R14与F/V转换电路中的电阻R6、二极管D5、信号继电器KS的公共端连接；第二运算放大器的负输入端经过电阻R15与第三比较器的输出端连接；第二运算放大器的输出端与电阻R12、R13、二极管D9的负极、三极管Q2的发射极共同连接；二极管D9的正极与三极管Q2的集电极连接并连接信号输出端；三极管Q2的基极与第二运算放大器连接；发光二极管D8的正极与电阻R12串联，发光二极管D8的负极接地。

本实用新型光电开关通过采用上述电路设计，增加了背景衰减控制电路，当发生红光衰减或者反射回来的光线强度变弱时，通过调节背景衰减控制电路中的可调电阻R19以及LED光发射器中的可调电阻R20，启动冗余LED发光，增强发光强度，从而实现对检测物体稳定检测识别；还可以配合机械遮光板等措施，来补足反光强度不足等问题；此外，本实用新型光电开关的成本更低，可降低客户的采购成本。

附图说明：

图1是本实用新型光电开关的电路结构图；

图2是本实用新型光电开关的原理框图。

具体实施方式：

下面结合具体实施例和附图对本实用新型进一步说明。

如图1、图2所示，本实用新型所述的是一种增强型背景衰减型光电开关，该光电开关包括LED光发射器1、LED光接收器2，该光电开关还包括高频振荡信号放大电路3、背景衰减控制电路4、带背景衰减信号同步电路5、F/V转换电路6、积分处理电路7、信号处理电路8、数字信号转换输出电路9；其中，

所述LED光发射器1和LED光接收器2包括四个发光二极管D1、D2、D3、D4和电阻R1、R2、R3，还包括可调电阻R20，电阻R2、发光二极管D1、D2、D4、D3、电阻R3串联形成闭合回路；电阻R2、R3的公共端与电阻R1连接，电阻R1外端连接电源；可调电阻R20的两个固定端分别连接在电阻R2、R3的公共端和发光二级管D2、D4的公共端，可调电阻R20的调节端与背景衰减控制电路4连接；

所述高频振荡信号放大电路3由第一比较器31、电阻R4、可调电阻R5和电容C4组成，电阻R4与可调电阻R5串联，电阻R4的外端与电阻R2、R3的公共端连接，可调电阻R5的外端与发光二极管D2、D4的公共端连接，可调电阻R5的调节端与第一比较器31的负输入端连接；第一比较器31的正输入端与电容C4连接，电容C4外端与电阻R2、R3的公共端连接；

所述背景衰减控制电路4由第一运算放大器41、电阻R16、R17、R18、可调电阻R19、电容C7组成，第一运算放大器41的正输入端与电阻R16串联后可调电阻R20的调节端连接；第一运算放大器41的负输入端与电阻R17串联后连接可调电阻R19的调节端；可调电阻R19的两个固定端一端与第一运算放大器41的输出端连接，另一端串联电容C7后接地；电阻R18的一端与第一运算放大器41的输出端连接，另一端连接带背景衰减信号同步电路；

所述带背景衰减信号同步电路5、F/V转换电路6由第二比较器51、电容C5、电阻R6、R7、R8、二极管D5、发光二极管D6、三极管Q1、信号继电器KS共同组成，其中，电容C5的一端与电阻R2、R3、R4的公共端连接，另一端与第二比较器51的正输入端；第二比较器51的正输入端还与背景衰减控制电路中的R18连接，第二比较器51的负输入端与第一比较器31的输出端连接；电阻R6、R7及发光二极管D6串联，二极管D5与信号继电器KS并联后与三极管Q1的发射极连接；电阻R6、二极管D5、信号继电器KS的公共端与电阻R2、R3、R4的公共端连接；三极管Q1的集电极与发光二极管D6连接并与激光二极管D2、D4的公共端连接；第二比较器51的输出端与电阻R6、R7的公共端连接，且三极管Q1的基极经过电阻R8后也与电阻R6、R7的公共端连接；

所述积分处理电路7、信号处理电路8由第三比较器71、电容C2、C3、电阻R9、R10、R11以及发光二极管D7共同组成；其中，第三比较器71的正输入端通过电阻R11与电源连接，第三比较器71的负输入端经过电容C2后接地；第三比较器71的接地接脚经过电容C3后接地；电阻R10、R9、发光二极管D7串联，电阻R10的外端连接电源，发光二极管D7的负极接地；第三比较器71的输出端与电阻R9、R10的公共端连接并与数字信号转换输出电路连接；

所述数字信号转换输出电路9由第二运算放大器91、电容C1、C6、电阻R12、R13、R14、R15、发光二极管D8、二极管D9和三极管Q2共同组成；其中，第二运算放大器91的正输入段与电容C1连接且电容C1另一端接地，同时第二运算放大器91的正输入段还经过电阻R14与F/V转换电路中的电阻R6、二极管D5、信号继电器KS的公共端连接；第二运算放大器91的负输入端经过电阻R15与第三比较器71的输出端连接；第二运算放大器91的输出端与电阻R12、R13、二极管D9的负极、三极管Q2的发射极共同连接；二极管D9的正极与三极管Q2的集电极连接并连接信号输出端；三极管Q2的基极与第二运算放大器91连接；发光二极管D8的正极与电阻R12串联，发光二极管D8的负极接地。

本实用新型光电开关通过采用上述电路设计，增加了背景衰减控制电路，当发生红光衰减或者反射回来的光线强度变弱时，通过调节背景衰减控制电路中的可调电阻R19以及LED光发射器中的可调电阻R20，启动冗余LED发光，增强发光强度，从而实现对检测物体稳定检测识别；还可以配合机械遮光板等措施，来补足反光强度不足等问题；此外，本实用新型光电开关的成本更低，可降低客户的采购成本。

本实用新型可适用于以下场合：

1.生产车间包装环节，对输送过来的不同产品包装颜色变化实现准确检测识别。

2.物流行业分拣线，对输送过来的不同包裹颜色不一样，表面凸凹程度不一样，甚至有灰尘，泥土等赃物实现准确检测识别。

Claims (1)

1.一种增强型背景衰减型光电开关，该光电开关包括LED光发射器、LED光接收器，其特征在于：该光电开关还包括高频振荡信号放大电路、背景衰减控制电路、带背景衰减信号同步电路、F/V转换电路、积分处理电路、信号处理电路、数字信号转换输出电路；其中，

所述LED光发射器和LED光接收器包括四个发光二极管D1、D2、D3、D4和电阻R1、R2、R3，还包括可调电阻R20，电阻R2、发光二极管D1、D2、D4、D3、电阻R3串联形成闭合回路；电阻R2、R3的公共端与电阻R1连接，电阻R1外端连接电源；可调电阻R20的两个固定端分别连接在电阻R2、R3的公共端和发光二级管D2、D4的公共端，可调电阻R20的调节端与背景衰减控制电路连接；

所述高频振荡信号放大电路由第一比较器、电阻R4、可调电阻R5和电容C4组成，电阻R4与可调电阻R5串联，电阻R4的外端与电阻R2、R3的公共端连接，可调电阻R5的外端与发光二极管D2、D4的公共端连接，可调电阻R5的调节端与第一比较器的负输入端连接；第一比较器的正输入端与电容C4连接，电容C4外端与电阻R2、R3的公共端连接；

所述背景衰减控制电路由第一运算放大器、电阻R16、R17、R18、可调电阻R19、电容C7组成，第一运算放大器的正输入端与电阻R16串联后可调电阻R20的调节端连接；第一运算放大器的负输入端与电阻R17串联后连接可调电阻R19的调节端；可调电阻R19的两个固定端一端与第一运算放大器的输出端连接，另一端串联电容C7后接地；电阻R18的一端与第一运算放大器的输出端连接，另一端连接带背景衰减信号同步电路；

所述带背景衰减信号同步电路、F/V转换电路由第二比较器、电容C5、电阻R6、R7、R8、二极管D5、发光二极管D6、三极管Q1、信号继电器KS共同组成，其中，电容C5的一端与电阻R2、R3、R4的公共端连接，另一端与第二比较器的正输入端；第二比较器的正输入端还与背景衰减控制电路中的R18连接，第二比较器的负输入端与第一比较器的输出端连接；电阻R6、R7及发光二极管D6串联，二极管D5与信号继电器KS并联后与三极管Q1的发射极连接；电阻R6、二极管D5、信号继电器KS的公共端与电阻R2、R3、R4的公共端连接；三极管Q1的集电极与发光二极管D6连接并与激光二极管D2、D4的公共端连接；第二比较器的输出端与电阻R6、R7的公共端连接，且三极管Q1的基极经过电阻R8后也与电阻R6、R7的公共端连接；

所述积分处理电路、信号处理电路由第三比较器、电容C2、C3、电阻R9、R10、R11以及发光二极管D7共同组成；其中，第三比较器的正输入端通过电阻R11与电源连接，第三比较器的负输入端经过电容C2后接地；第三比较器的接地接脚经过电容C3后接地；电阻R10、R9、发光二极管D7串联，电阻R10的外端连接电源，发光二极管D7的负极接地；第三比较器的输出端与电阻R9、R10的公共端连接并与数字信号转换输出电路连接；

所述数字信号转换输出电路由第二运算放大器、电容C1、C6、电阻R12、R13、R14、R15、发光二极管D8、二极管D9和三极管Q2共同组成；其中，第二运算放大器的正输入段与电容C1连接且电容C1另一端接地，同时第二运算放大器的正输入段还经过电阻R14与F/V转换电路中的电阻R6、二极管D5、信号继电器KS的公共端连接；第二运算放大器的负输入端经过电阻R15与第三比较器的输出端连接；第二运算放大器的输出端与电阻R12、R13、二极管D9的负极、三极管Q2的发射极共同连接；二极管D9的正极与三极管Q2的集电极连接并连接信号输出端；三极管Q2的基极与第二运算放大器连接；发光二极管D8的正极与电阻R12串联，发光二极管D8的负极接地。