CN211321313U - 一种抗干扰高灵敏度节能型光电开关 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种抗干扰高灵敏度节能型光电开关，涉及光电开关技术领域，解决的主要技术问题是传统技术的光电开关抗干扰性能差，灵敏度差，耗能严重。本实用新型采用以下技术方案为，其包括：控制单元、抗干扰模块、光电转换模块、信号放大模块、信号输出端子、驱动单元、电源模块，其中所述电源模块和驱动单元的输出端与所述控制单元的输入端连接，所述控制单元分别与所述抗干扰电路和光电转换模块连接，所述光电转换模块与所述信号放大单元连接，所述信号放大单元与所述信号输出端子连接。本实用新型具有较好的抗干扰高性能，结构简单，便于操作。

Description

一种抗干扰高灵敏度节能型光电开关

技术领域

本实用新型涉及光电开关技术领域，更具体的是涉及一种抗干扰高灵敏度节能型光电开关。

背景技术

在电子技术领域，光电开关属于无接触式检测传感器，其检测距离比较宽，用于检测物体的有无、距离和性质等，因此其在工业自动化装置领域得到广泛的应用。在工业应用中，大多数光电开关抗环境强光的能力较差,在干扰较大的环境中,某些光电开关常出现误动作,比如当光电开关工作的环境存在强光的时候，这个强光会干扰光电开关的正常动作，光电开关的接收光单元会误以为这个强光是光电开关发射光单元发射的光，进而产生误动作。另外在有些场合使用的光电开关,人们也希望能把光电开关的辐射光移到不可见光区,即希望人眼看不见辐射源发出的光,这在将光电开关用于防盗报警装置时是特别重要的。在具体应用时，大部分的光电开关灵敏度较差，难以感应周围环境的变化，灵敏度较低，并且有些光电开关耗能很大。

因此，需要设计一种抗干扰高灵敏度节能型光电开关。

实用新型内容

针对上述技术问题的不足，本实用新型提供了一种抗干扰高灵敏度节能型光电开关，具有较高的抗干扰度，灵敏度高，并且具有节能的技术特点。

为了实现上述技术目的，本实用新型采用以下技术方案：

一种抗干扰高灵敏度节能型光电开关，其中所述光电开关包括：

控制单元，为所述光电开关的核心控制部件，用于控制所述光电开关的动作；

抗干扰模块，用于实现光信号的输入、输出和隔离，对杂波信息进行过滤，提高所述光信号的抗干扰能力；

光电转换模块，用于实现光信号的转换，将接收到的光信号转换成电信号；

信号放大模块，用于实现信息的放大，将接收到的光信号进行放大；

信号输出端子，用于输出所述信号放大模块放大后的信号；

驱动单元，用于驱动所述控制单元的工作；

电源模块，用于为其他各个部件提供处于正常工作的电压；其中：

所述电源模块和驱动单元的输出端与所述控制单元的输入端连接，所述控制单元分别与所述抗干扰模块和光电转换模块连接，所述光电转换模块与所述信号放大单元连接，所述信号放大单元与所述信号输出端子连接。

作为本实用新型进一步的技术方案，所述抗干扰模块为基于继电器隔离电路的模块。

作为本实用新型进一步的技术方案，所述抗干扰模块为基于抗干扰电路的隔离模块。

作为本实用新型进一步的技术方案，所述继电器隔离电路包括光信号发射端、光信号接收端、隔离继电器和隔离继电器输出端口，其中所述光信号发射端的输出端与所述光信号接收端的输入端、连接，所述光信号接收端的输出端与所述隔离继电器的输入端连接，所述隔离继电器的输出端与所述隔离继电器输出端口的输入端连接。

作为本实用新型进一步的技术方案，所述隔离继电器的输入端电压为+24V，并且所述隔离继电器与工业现场总线接口、RS485接口或RS232接口连接。

作为本实用新型进一步的技术方案，所述抗干扰电路包括第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3、N型开关管Q3以及至少3个P型开关管，其中每一个P型开关管的第一管脚都经过所述第三电阻接地，每一个P型开关管的第二管脚都经过所述第一电阻连接到直流电源，不同P型开关管的控制管脚连接到不同总线控制器的TXD引脚；所述N型开关管的第一管脚经过所述第二电阻连接到所述直流电源，所述N型开关管的第二管脚接地，所述N型开关管的驱动管脚经过所述第三电阻接地，所述N型开关管的第一管脚连接到所有总线控制器共用的一个总线收发器的TXD 引脚。

作为本实用新型进一步的技术方案，所述N型开关管为NPN型三极管，所述P 型开关管为PNP型三极管。

作为本实用新型进一步的技术方案，所述电源模块为锂直流充电电源。

作为本实用新型进一步的技术方案，所述控制单元为基于RAM单片机控制的控制器或者基于STC15W204S系列芯片的微控制器。

作为本实用新型进一步的技术方案，所述光电转换模块设置有光纤接口。

积极有益效果：

1.本实用新型结构简单，使用方便，通过采用抗干扰模块，能够实现较强的抗干扰能力；

2.本实用新型通过采用继电器隔离电路，能够有效地隔离电路中的杂波干扰，灵敏度高；

3、本实用新型采用可充电的锂直流充电电源，具有节能的特点。

附图说明

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本实用新型实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施例。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。

图1是本实用新型一种抗干扰高灵敏度节能型光电开关的结构框图示意图；

图2为本实用新型一种抗干扰高灵敏度节能型光电开关中的继电器隔离电路的示意图；

图3为本实用新型一种抗干扰高灵敏度节能型光电开关中隔离继电器的结构示意图；

图4为本实用新型一种抗干扰高灵敏度节能型光电开关中抗干扰电路的结构示意图。

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做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1

如图1所示，一种抗干扰高灵敏度节能型光电开关，其中所述光电开关包括：控制单元，为所述光电开关的核心控制部件，用于控制所述光电开关的动作；抗干扰模块，用于实现光信号的输入、输出和隔离，对杂波信息进行过滤，提高所述光信号的抗干扰能力；光电转换模块，用于实现光信号的转换，将接收到的光信号转换成电信号；信号放大模块，用于实现信息的放大，将接收到的光信号进行放大；信号输出端子，用于输出所述信号放大模块放大后的信号；驱动单元，用于驱动所述控制单元的工作；电源模块，用于为其他各个部件提供处于正常工作的电压；其中：所述电源模块和驱动单元的输出端与所述控制单元的输入端连接，所述控制单元分别与所述抗干扰模块和光电转换模块连接，所述光电转换模块与所述信号放大单元连接，所述信号放大单元与所述信号输出端子连接。

通过上述方式设置，能够实现光电开关的抗干扰、高灵敏度工作，下面将对其工作过程做进一步的说明。

进一步地，如图2和图3所示，所述抗干扰模块为基于继电器隔离电路的模块。

进一步地，所述抗干扰模块为基于抗干扰电路的隔离模块。

进一步地，所述继电器隔离电路包括光信号发射端、光信号接收端、隔离继电器和隔离继电器输出端口，其中所述光信号发射端的输出端与所述光信号接收端的输入端、连接，所述光信号接收端的输出端与所述隔离继电器的输入端连接，所述隔离继电器的输出端与所述隔离继电器输出端口的输入端连接。

进一步地，所述隔离继电器的输入端电压为+24V，并且所述隔离继电器与工业现场总线接口、RS485接口或RS232接口连接。通过在光电开关中接入隔离继电器，能够阻止干扰信息的传输，有效地杂波信号滤除。

在所述抗干扰电路中，具体地参考图4所示，所述抗干扰电路包括第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3、N型开关管Q3以及至少3个P型开关管，其中每一个P 型开关管的第一管脚都经过所述第三电阻接地，每一个P型开关管的第二管脚都经过所述第一电阻连接到直流电源，不同P型开关管的控制管脚连接到不同总线控制器的TXD引脚；所述N型开关管的第一管脚经过所述第二电阻连接到所述直流电源，所述N型开关管的第二管脚接地，所述N型开关管的驱动管脚经过所述第三电阻接地，所述N型开关管的第一管脚连接到所有总线控制器共用的一个总线收发器的TXD 引脚。

进一步地，所述N型开关管为NPN型三极管，所述P型开关管为PNP型三极管。

在具体工作时，当控制单元在空闲状态下，默认自身的TXD引脚为高电平，P型开关管在自身的驱动引脚为高电平时进入截止状态。当控制单元一直都处于空闲状态时，每个P型开关管就都处于截止状态，此时N型开关管Q3的驱动引脚为低电平， N型开关管Q3截止，总线收发器的TXD引脚通过第二电阻R2被直流电源VCC上拉为高电平。当P型开关管为PNP型三极管时，P型开关管的第一管脚为PNP型三极管的集电极，P型开关管的第二管脚为PNP型三极管的发射极，P型开关管的驱动管脚为 PNP型三极管的基极。当P型开关管为P型MOSFET时，P型开关管的第一管脚为P 型MOSFET的源极，P型开关管的第二管脚为P型MOSFET的漏极，P型开关管的驱动管脚为P型MOSFET的栅极。

进一步地，所述电源模块为锂直流充电电源，也可采用其他充电电池，具有节能环保的作用。

进一步地，所述控制单元为基于RAM单片机控制的控制器或者基于STC15W204S 系列芯片的微控制器。通过控制作用，能够实现光电开关进行抗干扰工作的高敏度信息杂波隔离。

进一步地，所述光电转换模块设置有光纤接口。光电模块是光传输设备上的一个主要部件，作用是光电转换，也就是先将电信号转为光信号，通过光纤传输，再通过光模块将传输过来的光信号转换成电信号。通过设置光纤接口，便于光信息传输。

以上所述，仅为本实用新型的较佳实施例，并不用以限制本实用新型，本实用新型的专利保护范围以权利要求书为准，凡是运用本实用新型的说明书及附图内容所作的等同结构变化，同理均应包含在本实用新型的保护范围内。

Claims (10)

1.一种抗干扰高灵敏度节能型光电开关，其特征在于：所述光电开关包括：

控制单元，为所述光电开关的核心控制部件，用于控制所述光电开关的动作；

抗干扰模块，用于实现光信号的输入、输出和隔离，对杂波信息进行过滤，提高所述光信号的抗干扰能力；

光电转换模块，用于实现光信号的转换，将接收到的光信号转换成电信号；

信号放大模块，用于实现信息的放大，将接收到的光信号进行放大；

信号输出端子，用于输出所述信号放大模块放大后的信号；

驱动单元，用于驱动所述控制单元的工作；

电源模块，用于为其他各个部件提供处于正常工作的电压；其中：

所述电源模块和驱动单元的输出端与所述控制单元的输入端连接，所述控制单元分别与所述抗干扰模块和光电转换模块连接，所述光电转换模块与所述信号放大单元连接，所述信号放大单元与所述信号输出端子连接。

2.根据权利要求1所述的一种抗干扰高灵敏度节能型光电开关，其特征在于：所述抗干扰模块为基于继电器隔离电路的模块。

3.根据权利要求1所述的一种抗干扰高灵敏度节能型光电开关，其特征在于：所述抗干扰模块为基于抗干扰电路的隔离模块。

4.根据权利要求2所述的一种抗干扰高灵敏度节能型光电开关，其特征在于：所述继电器隔离电路包括光信号发射端、光信号接收端、隔离继电器和隔离继电器输出端口，其中所述光信号发射端的输出端与所述光信号接收端的输入端、连接，所述光信号接收端的输出端与所述隔离继电器的输入端连接，所述隔离继电器的输出端与所述隔离继电器输出端口的输入端连接。

5.根据权利要求4所述的一种抗干扰高灵敏度节能型光电开关，其特征在于：所述隔离继电器的输入端电压为+24V，并且所述隔离继电器与工业现场总线接口、RS485接口或RS232接口连接。

6.根据权利要求3所述的一种抗干扰高灵敏度节能型光电开关，其特征在于：所述抗干扰电路包括第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3、N型开关管Q3以及至少3个P型开关管，其中每一个P型开关管的第一管脚都经过所述第三电阻接地，每一个P型开关管的第二管脚都经过所述第一电阻连接到直流电源，不同P型开关管的控制管脚连接到不同总线控制器的TXD引脚；所述N型开关管的第一管脚经过所述第二电阻连接到所述直流电源，所述N型开关管的第二管脚接地，所述N型开关管的驱动管脚经过所述第三电阻接地，所述N型开关管的第一管脚连接到所有总线控制器共用的一个总线收发器的TXD引脚。

7.根据权利要求6所述的一种抗干扰高灵敏度节能型光电开关，其特征在于：所述N型开关管为NPN型三极管，所述P型开关管为PNP型三极管。

8.根据权利要求1所述的一种抗干扰高灵敏度节能型光电开关，其特征在于：所述电源模块为锂直流充电电源。

9.根据权利要求1所述的一种抗干扰高灵敏度节能型光电开关，其特征在于：所述控制单元为基于RAM单片机控制的控制器或者基于STC15W204S系列芯片的微控制器。

10.根据权利要求1所述的一种抗干扰高灵敏度节能型光电开关，其特征在于：所述光电转换模块设置有光纤接口。

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