CN215066757U - 一种用于检测圆周运动物体转速和方向的频闪仪 - Google Patents

Abstract

一种用于检测圆周运动物体转速和方向的频闪仪，包括主控电路，主控电路上连接有信号接收电路和频闪控制电路，信号接收电路连接有两个光电传感器，信号接收电路获取两个光电传感器的脉冲信号进行转换并传输至主控电路，主控电路根据脉冲信号的输入顺序得出所测转动物体的转速和转向，并向频闪控制电路发送控制指令，频闪控制电路根据主控电路的控制指令来对频闪仪进行相应控制，主控电路上还连接有编码电路、按键电路和显示电路。本实用新型的两个光电传感器先后经过转动物体的色标时，信号接收电路获取对应的脉冲信号，并传输至主控电路中，主控电路根据两个光电传感器的脉冲信号的前后顺序，来判断转动物体的转动方向。

Description

一种用于检测圆周运动物体转速和方向的频闪仪

技术领域

本实用新型涉及频闪设备技术领域，尤其是一种用于检测圆周运动物体转速和方向的频闪仪。

背景技术

频闪仪，是指控制光源发光，以特定频率快速闪动的光学测量仪器，频闪仪可以发出短暂又频密的闪光，当闪光频率与被测物体的转动或运动速度接近或同步时，利用眼睛的视觉暂留或视频同步，能轻易观测到高速运动物体的表面质量或运行状况。

现有的频闪仪在非接触式测量圆周运动物体转速时，一般会用到光学传感器，光学传感器将光束发射到转动物体上，并接收来自转动物体的反射光束，产生一组与转动物体相关的脉冲信号，当转动物体上有色标或类似的标志时，光学传感器输出一个对应的脉冲信号，通过采集这些脉冲信号并计算脉冲信号的周期，就能得到物体转动的转速，但是无法检测到运动物体的转动方向。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服现有技术的不足，提供一种采用非接触式测量转动物体转速和转向的频闪仪。

本实用新型解决其技术问题是采取以下技术方案实现的：

一种用于检测圆周运动物体转速和方向的频闪仪，包括：

主控电路，用于根据输入的脉冲信号以及内部参数来发送控制频闪仪工作的指令信号；

信号接收电路，所述信号接收电路连接有两个光电传感器，所述信号接收电路用于将光电传感器的脉冲信号转换为电平信号并传输至所述主控电路中；

频闪控制电路，用于根据所述主控电路下达的指令信号控制频闪仪进行相应动作；

所述主控电路连接有所述信号接收电路和频闪控制电路，所述信号接收电路获取两个光电传感器的脉冲信号进行转换并传输至所述主控电路中进行处理，所述主控电路根据脉冲信号的输入顺序得出所测转动物体的转速和转向，并向频闪控制电路发送控制指令，所述频闪控制电路根据所述主控电路的控制指令来对频闪仪进行相应控制。

优选的，所述主控电路连接有编码电路，所述编码电路用于对频闪仪的所述主控电路的内部运行参数进行设置。

优选的，所述主控电路上连接有显示电路，所述显示电路用于将所述主控电路的运行参数及测得的转动物体的转速和转向信息进行输出显示。

优选的，所述主控电路上还连接有按键电路，所述按键电路用于设置主控电路的运行参数及频闪仪的工作状态。

优选的，所述光电传感器为可检测标记的色标传感器或激光传感器。

优选的，两个所述光电传感器各包括一个发射光源和一个光敏接收器，所述发射光源检测到转动物体的色标时，所述光敏接收器输出一个对应的脉冲信号。

优选的，两个所述光电传感器中各包括一个发射光源，且在两个所述发射光源中间连接有光敏接收器，所述发射光源检测到转动物体上的色标时，所述光敏接收器输出一个对应的脉冲信号。

优选的，两个所述光电传感器中各包括一个电子开关，所述电子开关控制脉冲信号的输出状态。

优选的，所述电子开关接在所述发射光源的供电电源上。

优选的，所述电子开关接在所述光敏接收器的脉冲输出的电路上。

本实用新型的优点和积极效果是：

本实用新型的信号接收电路上连接有两个光电传感器，两个光电传感器先后经过转动物体的色标时，信号接收电路获取对应的脉冲信号，并传输至主控电路中，主控电路根据两个光电传感器的脉冲信号的前后顺序，来判断转动物体的转动方向，主控电路检测到信号接收电路输出的第一个输入的脉冲信号的上升沿开始计时，到下一个脉冲信号的上升沿到来时停止计时，得到两个连续脉冲之间的时间周期，得出转动物体的转动速度。

附图说明

图1是本实用新型的模块连接示意图；

图2是本实用新型的主控电路的电路示意图；

图3是本实用新型的编码电路的电路示意图；

图4是本实用新型的频闪控制电路的电路示意图；

图5是本实用新型的按键电路的电路示意图；

图6是本实用新型的显示电路的电路示意图；

图7是本实用新型的信号接收电路的第一部分的电路示意图；

图8是本实用新型的信号接收电路的第二部分的电路示意图；

图9是本实用新型的实施例一的原理示意图；

图10是本实用新型的实施例二的原理示意图。

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。

需要说明的是，当组件被称为“固定于”另一个组件，它可以直接在另一个组件上或者也可以存在居中的组件。当一个组件被认为是“连接”另一个组件，它可以是直接连接到另一个组件或者可能同时存在居中组件。当一个组件被认为是“设置于”另一个组件，它可以是直接设置在另一个组件上或者可能同时存在居中组件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本实用新型的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本实用新型的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本实用新型。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

以下结合附图对本实用新型实施例做进一步详述：

如图1所示，本实用新型所述的一种用于检测圆周运动物体转速和方向的频闪仪，包括主控电路，如图2所示，主控电路用于根据输入的脉冲信号以及内部参数来发送控制频闪仪工作的指令信号，主控电路上连接有信号接收电路和频闪控制电路，如图7和图8所示，信号接收电路连接有两个光电传感器，光电传感器选用可检测标记的色标传感器或激光传感器，便于信号接收电路获取转动物体上的色标信号，信号接收电路用于将光电传感器的脉冲信号转换为电平信号并传输至主控电路中，信号接收电路获取两个光电传感器的脉冲信号进行转换并传输至主控电路中进行处理，如图4所示，频闪控制电路用于根据主控电路下达的指令信号控制频闪仪进行相应动作，主控电路根据脉冲信号的输入顺序得出所测转动物体的转速和转向，并向频闪控制电路发送控制指令，频闪控制电路根据主控电路的控制指令来对频闪仪进行相应控制，主控电路上还连接有编码电路、按键电路和显示电路，如图3所示，编码电路用于对频闪仪的主控电路的内部运行参数进行设置，如图6所示，显示电路用于将主控电路的运行参数及测得的转动物体的转速和转向信息进行输出显示，如图5所示，按键电路用于设置主控电路的运行参数及频闪仪的工作状态。

在本技术方案的实施例一中，如图9所示，两个光电传感器各包括一个发射光源和一个光敏接收器，图中，F表示发射光源，S表示光敏接收器，发射光源检测到转动物体的色标时，光敏接收器输出一个对应的脉冲信号。

在本技术方案的实施例二中，如图10所示，两个光电传感器中各包括一个发射光源，且在两个发射光源中间连接有光敏接收器，图中，F表示发射光源，S表示光敏接收器，发射光源检测到转动物体上的色标时，光敏接收器输出一个对应的脉冲信号。

上述的两个实施例中，两个光电传感器中各包括一个电子开关，电子开关控制脉冲信号的输出状态，在图9和图10中，K1和K2表示电子开关，电子开关接在发射光源的供电电源上，也可接在光敏接收器的脉冲输出的电路上，当电子开关断开时，对应的光敏接收器上无脉冲信号输出，两个实施例中，虽然光敏接收器的数量不同，但最终实现的效果是一致的，在实际应用的装配结构上，是可以分开的，也可以组成一个或多个部件进行工作。

具体实施时，假定两个光电传感器的排列顺序为顺时针方向，转动物体的转动方向为顺时针方向，即图9和图10中的CW，电子开关K1和K2由主控电路控制，光敏接收器输出脉冲信号接到主控电路中，首先，电子开关K1闭合，电子开关K2保持断开，主控电路在检测到光敏接收器输出的第一个输入的脉冲信号的上升沿开始计时，到下一个脉冲信号的上升沿到来时停止计时，得到两个连续脉冲之间的时间周期Tw，计算出转速R，此时完成转速测量，计算kT＝k*Tw。接着，电子开关K1断开，电子开关K2闭合，主控电路开始计时，当计时时间T大于kT时，主控电路开始检测光敏接收器输出的脉冲信号，当检测到脉冲信号的上升沿时，停止计时，得到时间T，若T>Tw，则转动方向为顺时针方向(CW)，若T<Tw，则转动方向为逆时针方向(CCW)，若T＝Tw时，可能转速在变化，重新检测。

上述技术方案中kT＝k*Tw，Tw由主控电路计时得到，k为百分比，由用户输入，k值范围1％-100％，其取值与两个发射光源之间的安装间距、色标的大小有关，只要k值大于某一个值即可，一般可选择20％，若不能判断方向，可以适当改大，直到检测出方向为止。k值设置主要目的有两个：其一是为了滤除在闭合K2时产生的上升边沿，其二是为了保证在K2闭合后，主控电路检测脉冲信号上升沿开始时刻，色标已经离开第二个光电传感器的检测区域，假设Tw的单位是秒，R单位是rpm，则转速R＝60/Tw

上述方案中，脉冲信号采集和计算等也可以是FPGA，DSP等控制器来完成，不仅限于MCU的主控。

本实用新型的信号接收电路上连接有两个光电传感器，两个光电传感器先后经过转动物体的色标时，信号接收电路获取对应的脉冲信号，并传输至主控电路中，主控电路根据两个光电传感器的脉冲信号的前后顺序，来判断转动物体的转动方向，主控电路检测到信号接收电路输出的第一个输入的脉冲信号的上升沿开始计时，到下一个脉冲信号的上升沿到来时停止计时，得到两个连续脉冲之间的时间周期，得出转动物体的转动速度。

需要强调的是，本实用新型所述的实施例是说明性的，而不是限定性的，因此本实用新型并不限于具体实施方式中所述的实施例，凡是由本领域技术人员根据本实用新型的技术方案得出的其他实施方式，同样属于本实用新型保护的范围。

Claims (10)

1.一种用于检测圆周运动物体转速和方向的频闪仪，其特征在于：包括：

主控电路，用于根据输入的脉冲信号以及内部参数来发送控制频闪仪工作的指令信号；

信号接收电路，所述信号接收电路连接有两个光电传感器，所述信号接收电路用于将光电传感器的脉冲信号转换为电平信号并传输至所述主控电路中；

频闪控制电路，用于根据所述主控电路下达的指令信号控制频闪仪进行相应动作；

所述主控电路连接有所述信号接收电路和频闪控制电路，所述信号接收电路获取两个光电传感器的脉冲信号进行转换并传输至所述主控电路中进行处理，所述主控电路根据脉冲信号的输入顺序得出所测转动物体的转速和转向，并向频闪控制电路发送控制指令，所述频闪控制电路根据所述主控电路的控制指令来对频闪仪进行相应控制。

2.根据权利要求1所述的一种用于检测圆周运动物体转速和方向的频闪仪，其特征在于：所述主控电路连接有编码电路，所述编码电路用于对频闪仪的所述主控电路的内部运行参数进行设置。

3.根据权利要求1所述的一种用于检测圆周运动物体转速和方向的频闪仪，其特征在于：所述主控电路上连接有显示电路，所述显示电路用于将所述主控电路的运行参数及测得的转动物体的转速和转向信息进行输出显示。

4.根据权利要求1所述的一种用于检测圆周运动物体转速和方向的频闪仪，其特征在于：所述主控电路上还连接有按键电路，所述按键电路用于设置主控电路的运行参数及频闪仪的工作状态。

5.根据权利要求1所述的一种用于检测圆周运动物体转速和方向的频闪仪，其特征在于：所述光电传感器为可检测标记的色标传感器或激光传感器。

6.根据权利要求1所述的一种用于检测圆周运动物体转速和方向的频闪仪，其特征在于：两个所述光电传感器各包括一个发射光源和一个光敏接收器，所述发射光源检测到转动物体的色标时，所述光敏接收器输出一个对应的脉冲信号。

7.根据权利要求1所述的一种用于检测圆周运动物体转速和方向的频闪仪，其特征在于：两个所述光电传感器中各包括一个发射光源，且在两个所述发射光源中间连接有光敏接收器，所述发射光源检测到转动物体上的色标时，所述光敏接收器输出一个对应的脉冲信号。

8.根据权利要求6或7所述的一种用于检测圆周运动物体转速和方向的频闪仪，其特征在于：两个所述光电传感器中各包括一个电子开关，所述电子开关控制脉冲信号的输出状态。

9.根据权利要求8所述的一种用于检测圆周运动物体转速和方向的频闪仪，其特征在于：所述电子开关接在所述发射光源的供电电源上。

10.根据权利要求8所述的一种用于检测圆周运动物体转速和方向的频闪仪，其特征在于：所述电子开关接在所述光敏接收器的脉冲输出的电路上。

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