CN2118139U - 自动门微波传感器 - Google Patents

Abstract

本装置是采用多普勒原理的一种自动门微波传 感器。适用于人或物体运动时信号的采集。在立体 范围内主要为非接触式，且不受气候条件影响，易于 隐蔽。该传感器主要由发射与接收双矩形腔体；振 荡、混频电路；选频、放大、整形、灵敏度调整电路；信 号显示控制电路及稳压电源组成。该传感器结构紧 凑，可长时间连续工作，因此最适用于测速系统的智 能控制、机要档案部门防盗报警的监控及自动门控制 系统信号的采集。

Description

本发明涉及一种微波传感器，主要适用于人或物体运动时信号的采集、测速系统的智能控制、机要档案部门防盗报警的监控，特别是自动门所用的传感器。

目前，日本北阳电机株式会社生产的HOKUYO微波传感器采用单腔体发射与接收；输入电源AC100V在经变压器降至AC18V；采用晶体三极管驱动信号显示电路。此种传感器控制电路元器件多，结构复杂，探测距离仅4米且传感器的体积大。中国宁波生产的WC－3B微波传感器，闲置独立运算放大器，信号显示控制功能不全，而且外加直流稳压装置，电源与控制系统相分离，体积更大。其壳体、支架均采用塑料制品，时间久后，将出现老化且刚性与强度均较差。

本发明的目的在于提供一种采用双腔体发射与接收；充分利用电路中的元器件增加信号显示控制功能；体积小、电源与控制系统一体化、探测距离远的微波传感器。

本发明是这样实现的：

传感器的电路由振荡、混频电路；选频、放大整形，灵敏度调整电路；信号显示控制电路；驱动输出电路及稳压电源组成。振荡、混频电路是由振荡频率设计为9－12GHZ的双矩形波导腔体发射与接收的。当电磁波辐射至运动物体被反射后，由接收腔体接收进行混频，输出频移信号至选频、放大整形，选频、放大整形、灵敏度调整电路是由R₁R₂C₂C₁IC₄Ws及R₄R₅C₃C₄IC₁R₇组成。 该电路IC采用同一基片上四个独立性能相同的高增益单电源运算放大器作为信号放大，信号显示控制及信号放大驱动。IC₄IC₁构成二级放大，由Ws调整探测距离，其探测最大距离为10米。

信号显示控制电路由R₃R₆IC₃R₁₅D₅D₆BG₁组成。IC₃的反相输入端V－由R₃R₆分压作参考设定值，其同相输入端V＋利用BG₁开关三极管集电极电位的转换与设定值进行比较，控制IC₃输出信号。当BG₁处于截止状态时，即无反射信号，其集电极为高电平，V＋＞V－，则IC₃输出高电平，D₆有显示信号；当BG₁处于导通状态时，即接收腔有反射频移信号，其集电极为低电平，V＋＜V－，则IC₃输出低电平，D₆无显示信号，而D₅有显示信号。即BG₁开关三极管的导通或截止控制D₅、D₆交替进行信号显示。

驱动输出电路是由C₇C₈IC₂R₁₀BG₁及JRc组成。IC₂将反射信号放大驱动输出控制BG₁及JRc，当有反射信号时，IC₂输出高电平，经过R₁₀提供BG₁基极偏置电流， 使BG₁处于导通状态，JRc得电，继电器触点处于吸合状态，有输出；当无反射信号时，IC₂输出低电平，BG₁处于截止状态，JRc失电，其继电器触点处于释放状态，无输出。

稳压电源由桥式全波整流器，滤波电容及三端集成稳压块CW7809、CW7812组成。输入AC14V经桥式全波整流器整流后，供给CW7812，使其输出DC12V，再将DC12V供给CW7809使其输出DC9V。

下面结合附图进一步说明。

图1是本发明电路原理图；

图2是本发明电源原理图；

图3是本发明组装结构图。

图1中，体效应二极管D₁与混频二极管D₂安装在双腔体内，借用腔体作散热装置。D₁一端接DC9V工作电源，另一端与腔体相接。D₂一端与腔体相接，另一端混频信号输出接至控制电路C₁负极性的一端，C₁C₂R₁R₂构成选频网络。IC₄作信号的放大系统，其选频带宽100HZ－8KHZ，IC₄放大倍数K＝100，IC₄的放大输出信号由Ws取样调整，又经IC₁第二次信号放大。D₁输入工作电流为200－300mA，D₂输出工作电流为200－300MA。

信号显示控制电路由R₃、R₆分压设定值作IC₃反相输入端的比较基准信号，同相输入端控制信号由BG₁集电极电位的变化与反相输入端比较，控制IC₃输出信号，当BG₁处于截止状态时，集电极电位为DC12V，IC₃输出高电平（5.8－6）V，D₆有显示信号，其中I_D6约为15mA，当BG₁处于导通状态时，BG₁集电极电位小于2.5V，IC₃输出低电平OV，D₅有显示信号，所以BG₁导通或截止使D₅、D₆交替进行信号显示。

驱动输出电路IC₂输出高电平为7V、JRc线圈吸合电流12mA，BG₁放大倍数大于80。

JRc采用双触点超小型密封继电器，其中一个触点控制IC₂输入端，另一个触点即输出控制。

图2中，CW7812工作输出电流（240－270）mA，输出DC12V供给JRc，CW7809工作输出电流（200－220）mA，输出DC9V供给控制电路及IC₁IC₂IC₃IC₄工作电源。

下面是本发明元器件参数表

元件

RG1

D1

D2

D3

D4

D5

D6

D7

D8～D11

参数

3DK102

2EY8

2DV22D

2AP10

2AP10

BT-202

BT-102

2CZ82

QLIA100V

元件

D12

C1

C2

C3

C4

C5

C6

C7

C8   C9

参数

2CW59

1μF

20PF

2.2μF

1000PF

2.2μF

2.2PF

20PF

51PF  4.7μF

元件

C10

C11

C12

C13

C14

C15

C16

C17

C18       R1

参数

1μF

47nF

47nF

1000νF

0.33μF

0.1uF

4.7μF

100nF

100μF  10kΩ

元件

R2

R3

R4

R5

R6

R7

R8

R9

R10      R11

参数

1MΩ

4.7KΩ

10KΩ

1MΩ

3KΩ

4.7KΩ

10KΩ

150KΩ

10KΩ  3.6KΩ

元件

R12

R13

R14

R15

R16

Ws

JRc

Ic

参数

33KΩ

1KΩ

22KΩ

220KΩ

1.5KΩ

10KΩ

JRc-5M

LM224

图3中，稳压电源元器件焊接在一个48×30mm电源板（7）上，CW7812、CW7809借用固定板（6）做散热片。塑料端头盖（1）与壳体（2）间加橡胶垫（8）密封，支架（3）与壳体（2）间加橡胶垫圈（9），用M5螺钉（10）固紧，元器件板（5）一端固定于腔体（4），另一端固定于固定板（6）上，使元器件板（5）与腔体（4）、固定板（6）紧密配合。壳体（2）和支架（3）均采用铝型材制品。

本发明稳压电源由一块小板构成，安装在控制系统内，结构紧凑，实现了电源与控制系统一体化。本发明以触点形式输出控制信号，采用双矩形腔体发射与接收。利用闲置运放系统IC₃增加信号显示控制功能，使得信号显示控制电路元器件少，结构简单、功能齐全。本发明体积小、成本低、易制造、探测距离远，可长时间连续工作。是理想的测速系统的智能控制、机要档案部门防盗报警的监控器。特别适用于自动门人体运动信号的采集。

Claims (4)

1、一种由双矩形腔体发射与接收的振荡、混频电路，选频、放大、整形、灵敏度调整电路，信号显示控制电路，驱动输出电路及稳压电源，端头盖(1)、壳体(2)、支架(3)组成的微波传感器，其特征在于：

a、发射腔振荡频率为9～12GHZ；

b、信号显示控制电路由电阻R₃、R₆、R₁₅，运算放大器IC₃，红色发光三级管D₅，绿色发光三级管D₆，开关三级管BG₁组成；

c、稳压电源由桥式全波整流器D₈～D₁₁，三端集成稳压块CW7812、CW7809，滤波电容C₁₃～C₁₈，电阻R₁₆，稳压二级管D₁₂组成。

2、根据权利要求1所述的传感器，其特征是：信号显示控制电路中的运算放大器IC₃反相输入端与电阻R₃、R₆公共端相接，运算放大器IC₃同相输入端与开关三极管BG₁集电极相接，输出端接电阻R₁₅、发光二极管D₆。

3、根据权利要求1所述的传感器，其特征是：桥式全波整流器D₈～D₁₁输入端接AC14V、输出端接三端集成稳压块CW7812的输入端；三端集成集成稳压块CW7812输出端接三端集成稳压块的CW7809输入端。

4、根据权利要求1所述的传感器，其特征是：端头盖（1）采用塑料材料，壳体（2）和支架（3）采用铝型材制品。

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