一種漫反射光電開關的制作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種漫反射光電開關，包括開關殼體，開關殼體內固定有PCB組件、用于發出檢測光線的發光器和用于接收檢測物漫反射光線的受光器。發光器是光波長為600nm至900nm的紅外發光二極管。受光器是檢測射回光線并將光信號轉換為電信號的光敏三極管。該漫反射式光電開關，將發光器和受光器集成于一體，發光器發出扇形的光束，擴大檢測范圍。發光器發出檢測光線經被檢測物漫反射后由受光器感應，并通過信號輸出電路輸出電信號，可以有效提高檢測距離和檢測精度，提高抗干擾能力，并且無需反射板配合使用，具有檢測范圍廣、抗干擾能力強、響應速度快、使用方便等優點。
【專利說明】
一種漫反射光電開關
技術領域
[0001]本實用新型涉及一種光電傳感器，具體地說是一種漫反射光電開關。【背景技術】
[0002]光電傳感器屬于無接觸式檢測傳感器，其檢測距離比較寬，用于檢測物體的有無、 距離和性質等，因此其在工業自動化裝置領域得到廣泛的應用。
[0003]光電傳感器是利用被檢測物對光束的遮擋或反射，由同步回路選通電路，從而檢測物體有無的。物體不限于金屬，所有能反射光線的物體均可被檢測。光電傳感器將輸入電流在發射器上轉換為光信號射出，接收器再根據接收到的光線的強弱或有無對目標物體進行探測。
[0004]現有光電傳感器是由發射器、接收器和檢測電路三部分組成。發射器對準目標發射光束，發射的光束一般來源于半導體光源、發光二極管、激光二極管及紅外發射二極管， 光束不間斷地發射，或者改變脈沖寬度，受脈沖調制的光束輻射強度在發射中經過多次選擇，朝著目標不間接地運行。接收器有光電二極管或光電三極管、光電池組成，在接收器的前面，裝有光學元件如透鏡和光圈等，在其后面的是檢測電路，它能濾出有效信號和應用該信號。此外，光電傳感器的結構元件中還有三角反射板和光導纖維，三角反射板是結構牢固的發射裝置，使光束準確地從反射板中返回，它可以在與光軸〇到25的范圍改變發射角，使光束幾乎是從一根發射線，經過反射后，還是從這根反射線返回。
[0005]上述光電傳感器能夠準確的對物體的有無、距離和性質等進行檢測，但是結構較為復雜，且缺乏保護電路的設置，可靠性不高，使用壽命較短且體積大，使用的時候占據較多空間，使用不便。
【發明內容】

[0006]本實用新型所要解決的技術問題是針對上述現有技術現狀，而提供一種漫反射光電開關，將發光器和受光器集成于一體，發光器發出扇形光線并由被檢測物漫反射到受光器，受光器檢測到光信號以后選擇電流信號并輸出。
[0007]本實用新型解決上述技術問題所采用的技術方案為:一種漫反射光電開關，包括開關殼體，開關殼體內固定有PCB組件、用于發出檢測光線的發光器和用于接收檢測物漫反射光線的受光器。開關殼體的側壁制有透過光線的窗孔，窗孔處固定安裝有紅外穿透PC塑料構成的濾光鏡。發光器和受光器固定在PCB組件的一側，發光器的發光面靠近濾光鏡，并能發出扇形光束。發光器是光波長為600nm至900nm的紅外發光二極管。受光器是檢測射回光線并將光信號轉換為電信號的光敏三極管。
[0008]為優化上述技術方案，本實用新型還包括以下改進的技術方案。
[0009]上述開關殼體為方型塑料殼體。在開關殼體的內部制有安裝PCB組件、發光器和受光器的空腔。在空腔的上部設有與PCB組件固定連接的PCB固定板。
[0010]上述的PCB組件制有與發光器相連接的發光電路以及與受光器相連接的信號輸出電路。發光器發出檢測光線經反射回歸后由受光器感應，并通過信號輸出電路輸出電信號。
[0011]上述的發光電路包括電源輸入模塊、整流穩壓模塊、與發光器相連接的光調制模塊。
[0012]上述的信號輸出電路包括與受光器相連接的信號放大模塊、調制電路模塊、時鐘邏輯模塊和信號輸出模塊。
[0013]上述的電源輸入模塊包括電源輸入接口。整流穩壓模塊包括電源芯片。電源芯片設有Vout接口、Vin接口和GND接口。Vout接口和GND接口分別與第一電容的兩端相連接，并且GND接口與接地端相連。Vin接口和GND接口分別與第二電容的兩端相連接，并在第二電容的兩端并聯有第一電阻、第一二極管和輸出接頭構成的輸出支路。[〇〇14]上述的PCB組件包括處理芯片。光調制模塊包括光調制三極管。光調制三極管的集電極與輸出接頭相連接，基極串聯發光器后連接處理芯片的GP0接口。
[0015]上述受光器的集電極和基極通過第二電阻連接電源輸入接口，在基極端連接有接地的極性電容。受光器的發射極通過可變電阻和第三電容和放大三極管連接處理芯片的 GP2接口。
[0016]上述的空腔內設有光源固定件，光源固定件安裝在濾光鏡和PCB組件之間，在光源固定件的內部制有兩個能通過光線的第一通孔和第二通孔。發光器固定在第一通孔內部。 受光器固定在第二通孔內部。光源固定件的兩側制有與開關殼體內壁固定連接的階梯卡 □ 〇
[0017]上述開關殼體的頂部安裝有導光板以及與PCB組件相連接的調節旋鈕。導光板下方設有電源指示燈和工作狀態指示燈，電源指示燈通過電源支路與電源接口相連接。工作狀態指示燈與指示燈三極管的發射極相連接，指示燈三極管的基極連接處理芯片的GP5接口，集電極連接電源。
[0018]與現有技術相比，本實用新型的漫反射式光電開關，將發光器和受光器集成于一體，發光器發出扇形的光束，擴大檢測范圍。發光器發出檢測光線經被檢測物漫反射后由受光器感應，并通過信號輸出電路輸出電信號，可以有效提高檢測距離和檢測精度，提高抗干擾能力，并且無需反射板配合使用，具有檢測范圍廣、抗干擾能力強、響應速度快、使用方便等優點。【附圖說明】
[0019]圖1是實施例1的結構示意圖。
[0020]圖2是圖1的俯視結構不意圖。
[0021]圖3是實施例1的剖面結構示意圖。
[0022]圖4是實施例2的剖面結構示意圖。
[0023]圖5是PCB組件中電源部分的電路結構示意圖。[〇〇24]圖6是PCB組件的電路結構示意圖。【具體實施方式】
[0025]以下結合附圖對本實用新型的實施例作進一步詳細描述。
[0026]圖1至圖6所示為本實用新型的結構示意圖。
[0027]其中的附圖標記為:開關殼體1、空腔11、濾光鏡12、PCB組件2、PCB固定板21、發光器3、受光器4、光源固定件5、第一通孔51、第二通孔52、階梯卡口 57、導光板6、調節旋鈕7、電源芯片81、第一電容82、第二電容83、第一電阻84、第一二極管85、輸出接頭86、處理芯片87、 光調制三極管88、極性電容89、可變電阻91、第三電容92、放大三極管93、電源指示燈94、工作狀態指示燈95、指示燈三極管96。
[0028]如圖1至3所不的實施例1，本實施例的一種漫反射光電開關，包括開關殼體1，在開關殼體1內固定有PCB組件2、用于發出檢測光線的發光器3和用于接收反射回歸光線的受光器4〇[〇〇29]本實用新型中，發光器3是采用波長為600nm至900nm的紅外發光二極管。本實施例中采用光源波段為880nm的紅外發光二極管。發光器3發出的光線經外部檢測物的漫反射回來，再通過受光器4感應檢測到。
[0030]發光器3和受光器4固定在PCB組件2的一側。開關殼體1的側壁制有透過光線的窗孔，窗孔處固定安裝有濾光鏡12。發光器3的發光面靠近濾光鏡12,發出的光線經窗孔和濾光鏡12射出，形成扇形的光束。被檢測物經過扇形光束時，漫反射回的光線經窗孔和濾光鏡 12射入受光器4。濾光鏡12用來過濾可見光跟其他波長的光對受光器4的干擾，優選采用紅外穿透PC塑料。
[0031]PCB組件2制有與發光器3相連接的發光電路以及與受光器4相連接的信號輸出電路。發光器3發出檢測光線經反射回歸后由受光器4感應，并通過信號輸出電路輸出電信號。
[0032]發光電路包括電源輸入模塊、整流穩壓模塊、與發光器3相連接的光調制模塊，可以對電源進行整流穩壓，實現發光器3的發光和調制光。[〇〇33]電源輸入模塊包括電源輸入接口。整流穩壓模塊包括電源芯片81。電源芯片81設有Vout接口、Vin接口和GND接口。Vout接口和GND接口分別與第一電容82的兩端相連接，并且GND接口與接地端相連。Vin接口和GND接口分別與第二電容83的兩端相連接，并在第二電容83的兩端并聯有第一電阻84、第一二極管85和輸出接頭86構成的輸出支路。[〇〇34] PCB組件2包括處理芯片87。光調制模塊包括光調制三極管88。光調制三極管88的集電極與輸出接頭86相連接，基極串聯發光器3后連接處理芯片87的GP0接口。
[0035]受光器4的集電極和基極通過第二電阻連接電源輸入接口，在基極端連接有接地的極性電容89。受光器4的發射極通過可變電阻91和第三電容92和放大三極管93連接處理芯片87的GP2接口。
[0036]受光器4是與信號放大模塊相連接的光敏三極管。如果有障礙物漫反射回光線，受光器4就能檢測到障礙物。[〇〇37]開關殼體1為方型塑料殼體，尺寸優選為20mm*30mm。在開關殼體1的內部制有安裝 PCB組件2、發光器3和受光器4的空腔11。
[0038]在空腔11的上部設有與PCB組件2固定連接的PCB固定板2UPCB固定板21與開關殼體1的內壁相連接，并卡合固定PCB組件2。
[0039]開關殼體1上制有小孔，電源線和數據線通過該小孔與PCB組件2相連接。
[0040]空腔11內設有光源固定件5,光源固定件5安裝在濾光鏡12和PCB組件2之間，在光源固定件5的內部制有兩個能通過光線的第一通孔51和第二通孔52。發光器3固定在第一通孔51的內部。受光器4固定在第二通孔52的內部。[0041 ]光源固定件5的兩側制有與開關殼體1內壁固定連接的階梯卡口 57,便于安裝固定光源固定件5。
[0042]開關殼體1的頂部安裝有導光板6以及與PCB組件2相連接的調節旋鈕7,用來調節漫反射式光電開關的靈敏度與輸出類型。導光板6下方設有電源指示燈94和工作狀態指示燈95,電源指示燈94通過電源支路與電源接口相連接。工作狀態指示燈95與指示燈三極管 96的發射極相連接，指示燈三極管96的基極連接處理芯片87的GP5接口，集電極連接電源。
[0043]圖4所示是實施例2的剖面結構示意圖。在實施例2中的漫反射式光電開關，包括開關殼體1，在開關殼體1內固定有PCB組件2、用于發出檢測光線的發光器3和用于接收反射回歸光線的受光器4。[〇〇44]本實施例中的發光器3采用光源波段為650nm的紅外發光模組。發光器3固定在第一通孔51的內部，并與PCB組件2相連接。發光器3的發光面靠近濾光鏡12，直接發出扇形的光線。被檢測物經過扇形光束時，漫反射回的光線經窗孔和濾光鏡12射入受光器4。
[0045]本實用新型的最佳實施例已闡明，由本領域普通技術人員做出的各種變化或改型都不會脫離本實用新型的范圍。
【主權項】
1.一種漫反射光電開關，包括開關殼體(1)，所述的開關殼體(1)內固定有PCB組件(2)、 用于發出檢測光線的發光器(3)和用于接收檢測物漫反射光線的受光器(4);其特征是:所 述開關殼體(1)的側壁制有透過光線的窗孔，所述的窗孔處固定安裝有紅外穿透PC塑料構 成的濾光鏡(12);所述的發光器(3)和受光器(4)固定在所述PCB組件(2)的一側，所述的發 光器(3)的發光面靠近所述的濾光鏡(12)，并能發出扇形光束;所述的發光器(3)是光波長 為600nm至900nm的紅外發光二極管;所述的受光器(4)是檢測射回光線并將光信號轉換為 電信號的光敏三極管。2.根據權利要求1所述的一種漫反射光電開關，其特征是:所述的開關殼體(1)為方型 塑料殼體;在開關殼體(1)的內部制有安裝所述PCB組件(2)、發光器(3)和受光器(4)的空腔 (11);在空腔(11)的上部設有與PCB組件(2)固定連接的PCB固定板(21)。3.根據權利要求2所述的一種漫反射光電開關，其特征是:所述的PCB組件(2)制有與發 光器(3)相連接的發光電路以及與受光器(4)相連接的信號輸出電路;所述的發光器(3)發 出檢測光線經反射回歸后由所述的受光器(4)感應，并通過信號輸出電路輸出電信號。4.根據權利要求3所述的一種漫反射光電開關，其特征是:所述的發光電路包括電源輸 入模塊、整流穩壓模塊、與發光器(3)相連接的光調制模塊。5.根據權利要求4所述的一種漫反射光電開關，其特征是:所述的信號輸出電路包括與 受光器(4)相連接的信號放大模塊、調制電路模塊、時鐘邏輯模塊和信號輸出模塊。6.根據權利要求5所述的一種漫反射光電開關，其特征是:所述的電源輸入模塊包括電 源輸入接口；所述的整流穩壓模塊包括電源芯片(81);所述的電源芯片(81)設有Vout接口、 Vin接口和GND接口；所述的Vout接口和GND接口分別與第一電容(82)的兩端相連接，并且 GND接口與接地端相連;所述的Vin接口和GND接口分別與第二電容(83)的兩端相連接，并在 第二電容(83)的兩端并聯有第一電阻(84)、第一二極管(85)和輸出接頭(86)構成的輸出支 路。7.根據權利要求6所述的一種漫反射光電開關，其特征是:所述的PCB組件(2)包括處理 芯片(87);所述的光調制模塊包括光調制三極管(88);所述光調制三極管(88)的集電極與 所述的輸出接頭(86)相連接，基極串聯所述的發光器(3)后連接處理芯片(87)的GP0接口。8.根據權利要求7所述的一種漫反射光電開關，其特征是:所述受光器(4)的集電極和 基極通過第二電阻連接電源輸入接口，在基極端連接有接地的極性電容(89);所述受光器 (4)的發射極通過可變電阻(91)和第三電容(92)和放大三極管(93)連接處理芯片(87)的 GP2接口。9.根據權利要求8所述的一種漫反射光電開關，其特征是:所述的空腔(11)內設有光源 固定件(5)，所述的光源固定件(5)安裝在濾光鏡(12)和PCB組件(2)之間，在光源固定件(5) 的內部制有兩個能通過光線的第一通孔(51)和第二通孔(52);所述的發光器(3)固定在第 一通孔(51)內部;所述的受光器(4)固定在第二通孔(52)內部;所述光源固定件(5)的兩側 制有與開關殼體(1)內壁固定連接的階梯卡口(57)。10.根據權利要求9所述的一種漫反射光電開關，其特征是:所述開關殼體(1)的頂部安 裝有導光板(6)以及與PCB組件(2)相連接的調節旋鈕(7);所述的導光板(6)下方設有電源 指示燈(94)和工作狀態指示燈(95)，所述的電源指示燈(94)通過電源支路與電源接口相連 接;所述的工作狀態指示燈(95)與指示燈三極管(96)的發射極相連接，所述的指示燈三極管(96)的基極連接處理芯片(87)的GP5接口，集電極連接電源。
【文檔編號】H03K17/94GK205647484SQ201620505906
【公開日】2016年10月12日
【申請日】2016年5月30日
【發明人】不公告發明人
【申請人】寧波星宇極光傳感科技有限公司