CN216206431U - 一种便于维护的光传感器装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种便于维护的光传感器装置，属于传感器技术领域，装置包括外壳，外壳内设有主控电路板、模数转换器和电源模块，主控电路板包括控制器，电源模块包括电压转换电路；光传感器设于外壳外部并可拆卸地连接于连接器上，连接器经数据线连接至模数转换器，模数转换器与控制器连接，电压转换电路输出端与光传感器、模数转换器、控制器连接。光传感器设于外壳外部且经连接器可拆卸连接至控制器，便于直接对光传感器进行更换维护，大大提升了维护工作效率。

Description

一种便于维护的光传感器装置

技术领域

本实用新型涉及传感器技术领域，尤其涉及一种便于维护的光传感器装置。

背景技术

传感器是一种检测装置，能感受到被测量的信息，并能将感受到的信息，按一定规律变换成为电信号或其他所需形式的信息输出，以满足信息的传输、处理、存储、显示、记录和控制等要求。传感器具有微型化、数字化、智能化、多功能化、系统化、网络化等特点，是实现自动检测和自动控制的首要环节。智能系统的发展必须通过传感器采集基础数据信息，传感器已成为现代科学的中枢神经系统，日益受到人们的普遍重视，这已成为现代传感器技术的必然趋势。当传感器技术在工业自动化、军事国防等为代表的尖端科学与工程等重要领域广泛应用的同时，其正以自己的巨大潜力，向着与人们生活密切相关的方面渗透，智慧建筑、智慧社区、智慧家居、安全防范、家用电器等方面的传感器已层出不穷，并在日新月异地发展。

在一些监测场景中，为便于传感器的安装，一般需将传感器与后端数据处理部分进行集成封装得到传感器装置，然而在大型智能系统中，如智慧建筑系统中需通过传感器装置采集房间温度湿度信息、光照度信息、控制系统内电流电压信息、有毒有害气体信息等，传感器数量不计其数，当传感器损坏，若将整个传感器装置进行更换，这将大大提高整个系统成本开销；若仅更换传感器，那么需要进一步拆装传感器装置，传感器维护工作量大、效率低，如何方便快速对传感器进行维护与更换是目前较为关注的问题。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服现有技术中无法方便快速对传感器进行更换维护的问题，提供了一种便于维护的光传感器装置。

本实用新型的目的是通过以下技术方案来实现的：一种便于维护的光传感器装置，所述装置包括外壳，外壳内设有主控电路板、模数转换器和电源模块，主控电路板包括控制器，电源模块包括电压转换电路；光传感器设于外壳外部并可拆卸地连接于连接器上，连接器经数据线连接至模数转换器，模数转换器与控制器连接，电压转换电路输出端与光传感器、模数转换器、控制器连接。

在一示例中，所述连接器具体为直插式连接器。

在一示例中，所述数据线上套设有波纹管。

在一示例中，所述控制器为单片机、ARM、FPGA、PLC中任意一种。

在一示例中，所述电压转换电路包括稳压模块，稳压模块输出端与光传感器、模数转换器、控制器连接。

在一示例中，所述主控电路板上集成有通信模块，通信模块与控制器连接；通信模块集成有天线，天线设有外壳外部。

在一示例中，所述外壳上设有数据接口，外壳内设有数据接口转串口芯片，数据接口转串口芯片与控制器连接、数据接口连接。

在一示例中，所述外壳内集成有备用电池，用于为控制器、模数转换器、光传感器供电。

在一示例中，所述外壳上设有通风孔。

在一示例中，所述外壳底部设有垫片。

需要进一步说明的是，上述各示例对应的技术特征可以相互组合或替换构成新的技术方案。

与现有技术相比，本实用新型有益效果是：

(1)在一示例中，光传感器设于外壳外部且经连接器可拆卸连接至控制器，便于直接对光传感器进行更换维护，大大提升了维护工作效率。

(2)在一示例中，通过直插式连接器，能够实现传感器的快速插拔。

(3)在一示例中，通过在数据线上套设波纹管能够进一步对数据线进行保护，延长了装置的使用寿命。

(4)在一示例中，通过通信模块将光传感器采集的信息传输至外部系统或者监测后台，实现数据的共享；天线能够进一步提升通信模块的数据传输能力，优化通信质量。

(5)在一示例中，通过数据接口能够光传感器采集的、存储于控制器中的光数据信息导出至外部系统，进一步优化数据共享功能。

(6)在一示例中，通过备用电池能在电源模块损坏或者停电的基础上为控制器、模数转换器、光传感器提供工作电压，保证了系统工作的可靠性。

(7)在一示例中，通过通风孔能够实现外壳内部散热，提高传感器装置的工作的可靠性。

(8)在一示例中，通过垫片能够进一步保证传感器装置安装或放置的稳定性。

附图说明

下面结合附图对本实用新型的具体实施方式作进一步详细的说明，此处所说明的附图用来提供对本申请的进一步理解，构成本申请的一部分，在这些附图中使用相同的参考标号来表示相同或相似的部分，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。

图1为本实用新型一示例中的装置框图；

图2为本实用新型一示例中的装置示意图。

图中：外壳1、连接孔11、安装孔12、主控电路板2、控制器21、模数转换器3、气体传感器4、天线5。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型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。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。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，属于“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方向或位置关系为基于附图所述方向或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，属于“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，属于“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

此外，下面所描述的本实用新型不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。

如图1-2所示，本示例中，一种便于维护的光传感器装置，具体包括外壳1，外壳1内设有主控电路板2、模数转换器3和电源模块，主控电路板2包括控制器21，电源模块包括电压转换电路；光传感器设于外壳1外部并可拆卸地连接于连接器上，连接器经数据线连接至模数转换器3，模数转换器3与控制器21连接，电压转换电路输出端与光传感器、模数转换器3、控制器21连接。具体地，外壳1优选为透明材质如亚克力材质的外壳1，强度大、质量轻，能够适用大部分数据采集场景，且价格低，降低了整个装置的成本开销。本示例中，外壳1具体为矩形外壳1，当然也可采用任意其他形状外壳1，其内部可放置主控电路板2、模数转换器3及电源模块等器件即可。主控电路板2为开发板ESP32-DevKitC，其上集成有控制器21及其外部电路，外部电路用于保证控制器21能够正常实现其数据处理功能；模数转换器3设于主控电路板上，用于实现模拟信号与数字信号的转换。本示例中，控制器21数据输入输出端(I/O)端与模数转换器3的信号输出端连接，需要说明的是，各集成器模块如控制器21与传感器，控制器21与通信模块等器件之间的连接关系直接通过查询对应芯片手册获取，属于本领域技术人员的公知常识，不在本实用新型保护的范围之内。进一步地，电压转换电路用于将直流电压进行稳压处理得到满足本实用新型传感器装置中各器件(光传感器、模数转换器3、控制器21)正常工作的电压。本示例中光传感器可拆卸地设于外壳1外部，当光传感器损坏需要维护更换时，无需打开外壳1即可拆下光传感器，简化了维护流程。

在一示例中，连接器具体为直插式连接器，能够实现传感器的快速插拔，优选为排母，排母一端经跳线(数据线)连接至模数转换器3的数据输入引脚，另一端插接有光传感器，当需更换光传感器时，直接从排母上拔出传感器即可实现光传感器的拆卸，大大提升了维护工作效率。作为一选项，为进一步保证传感器装置的安装稳定性，可进一步通过粘贴或者螺钉等形式将设于外壳1外部的光传感器进行固定。

在一示例中，所述连接器上连接有转接头，通过转接头可连接不同型号的光传感器或者其他传感器，扩展了本实用新型传感器装置的使用场景。

在一示例中，所述数据线上套设有波纹管，能够保护数据线免遭挤压，以此延长数据线的工作寿命。

外壳1的上盖与壳体可通过螺钉螺栓固定或者直接卡合固定实现可拆卸连接。作为一选项，壳体与上盖接触面之间设有密封垫，如FFKM密封圈，用于阻止有毒有害气体、液体进入外壳1内部，导致整个传感器装置无法正常工作。

在一示例中，所述壳体与上盖上对应设有连接孔11与安装孔12，本示例连接孔11设于外壳1中部。具体地，连接孔11用于实现上盖与壳体的连接固定，将固定件如螺栓通过该连接孔11与螺母螺纹连接即可实现上盖与壳体的可拆卸连接。进一步地，安装孔12用于实现整个传感器装置的安装固定，本示例中外壳1四角开设安装孔12，通过螺钉或者膨胀螺丝即可将整个传感器装置固定于安装面如墙面上。

作为一选项，在特定场景中需使传感器装置与墙面之间留有一定高度空隙，如外置传感器厚度大于外壳1时或者墙面原有物体占用了传感器装置的部分安装位置时，此时通过螺钉安装的固定效果不是很理想，装置容易松动脱落，此时可采用具有限位凸起的螺栓对传感器装置进行安装。具体地，安装孔12内设有与其适配的螺栓，螺栓顶部的螺纹孔内设有三角形限位凸起，三角形限位凸起的斜边倾向方向与螺纹倾向方向一致，且墙面设有与该螺栓适配的金属螺母，螺栓通过安装孔12与螺母连接，当旋转通过螺纹孔三角形限位凸起后，三角形限位凸起能够防止螺栓与螺母沿拧紧的反方向滑动，保证了安装的稳固性。

在一示例中，所述主控电路板2上设有通信模块，通信模块与控制器21通信双连接，即通信模块的数据传输引脚与控制器21的通信接口连接。具体地，通信模块可以为有线通信模块或无线通信模块，优选为无线通信模块如WIFI&蓝牙芯片ESP32-DOWD-V3，该无线通信模块的信号抗干扰能力强，信号传输距离远且传输速率高，通过通信模块将光传感器采集的信息传输至外部系统或者监测后台，实现数据的共享。本示例中，无线通信模块还包括增益天线5，天线5设有外壳1外部，能够进一步提升通信模块的数据传输能力，优化通信质量。

在一示例中，所述电压转换电路包括稳压模块，稳压模块输出端与光传感器、模数转换器3、控制器21连接。具体地，本示例中，稳压模块具体为降压芯片，用于实现D12V-DC5V的电压转换，具体可采用降压芯片LM2596-5V芯片实现。具体地，220V市电经变压器降压至AC12V后经桥式整流电路得到DC12V，降压芯片LM2596-5V芯片输入端与桥式整流电路输出端连接，降压芯片LM2596-5V芯片输出端连接至光传感器、模数转换器3、控制器21、通信模块，实现稳定DC5V电压输出。当然需要说明的是，稳压芯片的选择即电压转换的电压输出大小以外壳1内器件的具体工作电压为准，如当控制器21的工作电压为3.3V，对应可进一步增加3.3V稳压芯片为控制器21供电。

在一示例中，所述外壳1上设有数据接口(图中未示出)，外壳1内设有数据接口转串口芯片，数据接口转串口芯片与控制器21连接、数据接口连接。本示例中，数据接口优选为USB接口，通用性强，USB接口设于外壳1侧面，USB接口连接至USB转串口芯片CH340G，USB转串口芯片与控制器21的通信串口连接，通过USB数据接口能够光传感器采集的、存储于控制器21中的光数据信息导出至外部系统，进一步优化数据共享功能。

在一示例中，所述外壳1内集成有5V备用电池(图中未示出)，用于为控制器21、模数转换器3、光传感器供电，通过备用电池能在电源模块损坏或者停电的基础上为控制器21、模数转换器3、光传感器、通信模块提供工作电压，保证了系统工作的可靠性。

在一示例中，所述外壳1侧面设有通风孔(图中未示出)，通过通风孔能够实现外壳1内部散热，提高传感器装置的工作的可靠性。作为一选项，通风孔上可铺设防尘网，防止灰尘进入外壳1内部，影响装置正常工作。

在一示例中，所述外壳1底部设有垫片(图中未示出)，优选为橡胶垫片，通过橡胶垫片能够进一步保证传感器装置安装或放置的稳定性。

以上具体实施方式是对本实用新型的详细说明，不能认定本实用新型的具体实施方式只局限于这些说明，对于本实用新型所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干简单推演和替代，都应当视为属于本实用新型的保护范围。

Claims (10)

1.一种便于维护的光传感器装置，其特征在于：所述装置包括外壳，外壳内设有主控电路板、模数转换器和电源模块，主控电路板包括控制器，电源模块包括电压转换电路；光传感器设于外壳外部并可拆卸地连接于连接器上，连接器经数据线连接至模数转换器，模数转换器与控制器连接，电压转换电路输出端与光传感器、模数转换器、控制器连接。

2.根据权利要求1所述一种便于维护的光传感器装置，其特征在于：所述连接器具体为直插式连接器。

3.根据权利要求1所述一种便于维护的光传感器装置，其特征在于：所述数据线上套设有波纹管。

4.根据权利要求1所述一种便于维护的光传感器装置，其特征在于：所述控制器为单片机、ARM、FPGA、PLC中任意一种。

5.根据权利要求1所述一种便于维护的光传感器装置，其特征在于：所述电压转换电路包括稳压模块，稳压模块输出端与光传感器、模数转换器、控制器连接。

6.根据权利要求1所述一种便于维护的光传感器装置，其特征在于：所述主控电路板上集成有通信模块，通信模块与控制器连接；通信模块集成有天线，天线设有外壳外部。

7.根据权利要求1所述一种便于维护的光传感器装置，其特征在于：所述外壳上设有数据接口，外壳内设有数据接口转串口芯片，数据接口转串口芯片与控制器连接、数据接口连接。

8.根据权利要求1所述一种便于维护的光传感器装置，其特征在于：所述外壳内集成有备用电池，用于为控制器、模数转换器、光传感器供电。

9.根据权利要求1所述一种便于维护的光传感器装置，其特征在于：所述外壳上设有通风孔。

10.根据权利要求1所述一种便于维护的光传感器装置，其特征在于：所述外壳底部设有垫片。

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