CN207965146U - 通过限定光的反射角度实现范围化检测的光电传感器 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种通过限定光的反射角度实现范围化检测的光电传感器，该光电传感器包括LED光发射器、LED光接收器以及高频振荡及信号放大电路、信号同步及F/V转换电路、积分处理及信号处理电路和数字信号转换输出电路，其中：高频振荡及信号放大电路中具有可调电阻R5、电容C4、C5，电阻R4与可调电阻R5串联；第一比较器的负输入接脚连接可调电阻R5的调节端。电容C4与电容C5并联，它们的一公共端连接电阻R2、R3、R4的公共端，另一端公共端连接信号同步及F/V转换电路。本实用新型利用高频振荡及信号放大电路中可调电阻R5阻值的改变和电容C4、C5的作用，可以设置LED光入射、反射角度的范围值，形成检测距离的范围值，实现在此范围值内稳定检测的目的。

Description

通过限定光的反射角度实现范围化检测的光电传感器

技术领域：

本实用新型属于传感器技术领域，特指一种通过改变光的反射角度实现检测距离可设定的光电传感器。

背景技术：

背景1：现在工业生产领域，很多时候多批次，小批量，个性化生产的出现，被检测工件在生产后规格不同，如大小，高低等有不同，只要符合在符合如高度差合格范围内就是合格产品，通过限定在合格范围内的检测，从而可以达到稳定高效检测。同时不同材料表面处理不一样，很多材料做了表面处理后就要求不能机械碰触，不然就会损伤或损坏材料。故要求不能跟材料直接接触进行检测，只能非机械接触检测。

背景2：在传感器领域，特别是光电传感器领域：不论是过去还是现在，都存在一个普遍的矛盾：针对被检测物体材料不同，都要求稳定可靠检测，同时希望能实现检测距离限定在设定的范围内实现稳定可靠检测，这样导致的后果之一就功能及性能增加，成本难以降低。

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，提供一种通过限定光的反射角度实现范围化检测的光电传感器。

本实用新型采用的技术方案是：一种通过限定光的反射角度实现范围化检测的光电传感器，该光电传感器包括LED光发射器、LED光接收器以及高频振荡及信号放大电路、信号同步及F/V转换电路、积分处理及信号处理电路和数字信号转换输出电路，其中：LED光发射器包括四个发光二极管D1、D2、D3、D4，

高频振荡及信号放大电路由第一比较器、电阻R1、R2、R3、R4、可调电阻R5、电容C4、C5组成，其中，电阻R2与发光二极管D1、D2串联，电阻R3与激光二极管D3、D4串联，电阻R4与可调电阻R5串联，且发光二极管D1、D2与D3、D4的方向相反，三组串联后并联，并联后一公共端接电阻R1后接电源，另一公共端与信号同步及F/V转换电路连接；第一比较器的正输入接脚连接电阻R3与激光二极管D3之间，负输入接脚连接可调电阻R5的调节端，第一比较器的电源输入与电阻R1连接；第一比较器的输出端与信号同步及F/V转换电路连接；电容C4与电容C5并联，它们的一公共端连接电阻R2、R3、R4的公共端，另一端公共端连接信号同步及F/V转换电路；

所述信号同步及F/V转换电路由第二比较器、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组成，其中，第二比较器的正输入接脚与电容C4、C5的公共端连接，第二比较器的负输入接脚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；

所述积分处理及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组成；其中，第三比较器的正输入接脚通过电阻R11与电源连接，第三比较器的负输入接脚经过电容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，运算放大器的正输入接脚与电容C1连接且电容C1另一端接地，同时运算放大器的正输入接脚还经过电阻R14与信号同步及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；运算放大器的负输入接脚经过电阻R15与第三比较器的输出端连接；第一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；电容C6的两端分别连接电阻R15与第三比较器之间和发光二极管D8的负极。

本实用新型采用光电传感器采用上述电路结构，利用高频振荡及信号放大电路中可调电阻R5阻值的改变和电容C4、C5的作用，可以设置LED光入射、反射角度的范围值，继而形成检测距离的范围值并在数字信号指示输出时以范围值形式输出，实现在此范围值内稳定检测的目的，可以同时有效的达到性能提高和成本的降低。

附图说明：

图1是本实用新型光电传感器的电路结构图；

图2是本实用新型的原理框图。

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，本实用新型所述的一种通过限定光的反射角度实现范围化检测的光电传感器，该光电传感器包括LED光发射器、LED光接收器以及高频振荡及信号放大电路1、信号同步及F/V转换电路2、积分处理及信号处理电路3和数字信号转换输出电路4，其中：LED光发射器包括四个发光二极管D1、D2、D3、D4；

高频振荡及信号放大电路1由第一比较器11、电阻R1、R2、R3、R4、可调电阻R5、电容C4、C5组成，其中，电阻R2与发光二极管D1、D2串联，电阻R3与激光二极管D3、D4串联，电阻R4与可调电阻R5串联，且发光二极管D1、D2与D3、D4的方向相反，三组串联后并联，并联后一公共端接电阻R1后接电源，另一公共端与信号同步及F/V转换电路连接；第一比较器11的正输入接脚连接电阻R3与激光二极管D3之间，负输入接脚连接可调电阻R5的调节端，第一比较器11的电源输入与电阻R1连接；第一比较器11的输出端与信号同步及F/V转换电路连接；电容C4与电容C5并联，它们的一公共端连接电阻R2、R3、R4的公共端，另一端公共端连接信号同步及F/V转换电路2；

所述信号同步及F/V转换电路2由第二比较器21、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组成，其中，第二比较器21的正输入接脚与电容C4连接，第二比较器21的负输入接脚与第一比较器11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21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；

所述积分处理及信号处理电路3由第三比较器31、电容C2、C3、电阻R9、R10以及发光二极管D7组成；其中，第三比较器31的正输入接脚通过电阻R11与电源连接，第三比较器31的负输入接脚经过电容C2后接地，第三比较器31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31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4由运算放大器41、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，运算放大器41的正输入接脚与电容C1连接且电容C1另一端接地，同时运算放大器41的正输入接脚还经过电阻R14与信号同步及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；运算放大器41的负输入接脚经过电阻R15与第三比较器31的输出端连接；运算放大器41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；电容C6的两端分别连接电阻R15与第三比较器之间和发光二极管D8的负极。

本实用新型采用光电传感器采用上述电路结构，利用高频振荡及信号放大电路中可调电阻R5阻值的改变和电容C4、C5的作用，可以设置LED光入射、反射角度的范围值，继而形成检测距离的范围值并在数字信号指示输出时以范围值形式输出，实现在此范围值内稳定检测的目的，可以同时有效的达到性能提高和成本的降低。

本实用新型的有益效果主要体现在：

1.几乎所以的被检测物体(金属，非金属)都可以实现稳定可靠非接触检测，不存在损伤或损坏检测物体的表面。

2.针对不同被检测物体材料特性不一样，结合生产工艺参数及控制要求的不同，限定最佳检测距离范围，达到稳定可靠检测。

3.传感器成品成本降低60％以上，可降低企业成本。

Claims (1)

1.一种通过限定光的反射角度实现范围化检测的光电传感器，该光电传感器包括LED光发射器、LED光接收器以及高频振荡及信号放大电路、信号同步及F/V转换电路、积分处理及信号处理电路和数字信号转换输出电路，其特征在于：LED光发射器包括四个发光二极管D1、D2、D3、D4，

高频振荡及信号放大电路由第一比较器、电阻R1、R2、R3、R4、可调电阻R5、电容C4、C5组成，其中，电阻R2与发光二极管D1、D2串联，电阻R3与激光二极管D3、D4串联，电阻R4与可调电阻R5串联，且发光二极管D1、D2与D3、D4的方向相反，三组串联后并联，并联后一公共端接电阻R1后接电源，另一公共端与信号同步及F/V转换电路连接；第一比较器的正输入接脚连接电阻R3与激光二极管D3之间，负输入接脚连接可调电阻R5的调节端，第一比较器的电源输入与电阻R1连接；第一比较器的输出端与信号同步及F/V转换电路连接；电容C4与电容C5并联，它们的一公共端连接电阻R2、R3、R4的公共端，另一端公共端连接信号同步及F/V转换电路；

所述信号同步及F/V转换电路由第二比较器、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组成，其中，第二比较器的正输入接脚与电容C4、C5的公共端连接，第二比较器的负输入接脚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；

所述积分处理及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组成；其中，第三比较器的正输入接脚通过电阻R11与电源连接，第三比较器的负输入接脚经过电容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，运算放大器的正输入接脚与电容C1连接且电容C1另一端接地，同时运算放大器的正输入接脚还经过电阻R14与信号同步及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；运算放大器的负输入接脚经过电阻R15与第三比较器的输出端连接；第一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；电容C6的两端分别连接电阻R15与第三比较器之间和发光二极管D8的负极。