一种漫反射光电开关的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种漫反射光电开关，包括开关壳体，开关壳体内固定有PCB组件、用于发出检测光线的发光器和用于接收检测物漫反射光线的受光器。发光器是光波长为600nm至900nm的红外发光二极管。受光器是检测射回光线并将光信号转换为电信号的光敏三极管。该漫反射式光电开关，将发光器和受光器集成于一体，发光器发出扇形的光束，扩大检测范围。发光器发出检测光线经被检测物漫反射后由受光器感应，并通过信号输出电路输出电信号，可以有效提高检测距离和检测精度，提高抗干扰能力，并且无需反射板配合使用，具有检测范围广、抗干扰能力强、响应速度快、使用方便等优点。
【专利说明】
一种漫反射光电开关
技术领域
[0001]本发明涉及一种光电传感器，具体地说是一种漫反射光电开关。
【背景技术】
[0002]光电传感器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。
[0003]光电传感器是利用被检测物对光束的遮挡或反射，由同步回路选通电路，从而检测物体有无的。物体不限于金属，所有能反射光线的物体均可被检测。光电传感器将输入电流在发射器上转换为光信号射出，接收器再根据接收到的光线的强弱或有无对目标物体进行探测。
[0004]现有光电传感器是由发射器、接收器和检测电路三部分组成。发射器对准目标发射光束，发射的光束一般来源于半导体光源、发光二极管、激光二极管及红外发射二极管，光束不间断地发射，或者改变脉冲宽度，受脉冲调制的光束辐射强度在发射中经过多次选择，朝着目标不间接地运行。接收器有光电二极管或光电三极管、光电池组成，在接收器的前面，装有光学元件如透镜和光圈等，在其后面的是检测电路，它能滤出有效信号和应用该信号。此外，光电传感器的结构元件中还有三角反射板和光导纤维，三角反射板是结构牢固的发射装置，使光束准确地从反射板中返回，它可以在与光轴O到25的范围改变发射角，使光束几乎是从一根发射线，经过反射后，还是从这根反射线返回。
[0005]上述光电传感器能够准确的对物体的有无、距离和性质等进行检测，但是结构较为复杂，且缺乏保护电路的设置，可靠性不高，使用寿命较短且体积大，使用的时候占据较多空间，使用不便。
【发明内容】
[0006]本发明所要解决的技术问题是针对上述现有技术现状，而提供一种漫反射光电开关，将发光器和受光器集成于一体，发光器发出扇形光线并由被检测物漫反射到受光器，受光器检测到光信号以后选择电流信号并输出。
[0007]本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为:一种漫反射光电开关，包括开关壳体，开关壳体内固定有PCB组件、用于发出检测光线的发光器和用于接收检测物漫反射光线的受光器。开关壳体的侧壁制有透过光线的窗孔，窗孔处固定安装有红外穿透PC塑料构成的滤光镜。发光器和受光器固定在PCB组件的一侧，发光器的发光面靠近滤光镜，并能发出扇形光束。发光器是光波长为600nm至900nm的红外发光二极管。受光器是检测射回光线并将光信号转换为电信号的光敏三极管。
[0008]为优化上述技术方案，本发明还包括以下改进的技术方案。
[0009]上述开关壳体为方型塑料壳体。在开关壳体的内部制有安装PCB组件、发光器和受光器的空腔。在空腔的上部设有与PCB组件固定连接的PCB固定板。
[0010]上述的PCB组件制有与发光器相连接的发光电路以及与受光器相连接的信号输出电路。发光器发出检测光线经反射回归后由受光器感应，并通过信号输出电路输出电信号。
[0011]上述的发光电路包括电源输入模块、整流稳压模块、与发光器相连接的光调制模块。
[0012]上述的信号输出电路包括与受光器相连接的信号放大模块、调制电路模块、时钟逻辑模块和信号输出模块。
[0013]上述的电源输入模块包括电源输入接口。整流稳压模块包括电源芯片。电源芯片设有Vout接口、Vin接口和GND接口 Jout接口和GND接口分别与第一电容的两端相连接，并且GND接口与接地端相连。Vin接口和GND接口分别与第二电容的两端相连接，并在第二电容的两端并联有第一电阻、第一二极管和输出接头构成的输出支路。
[0014]上述的PCB组件包括处理芯片。光调制模块包括光调制三极管。光调制三极管的集电极与输出接头相连接，基极串联发光器后连接处理芯片的GPO接口。
[0015]上述受光器的集电极和基极通过第二电阻连接电源输入接口，在基极端连接有接地的极性电容。受光器的发射极通过可变电阻和第三电容和放大三极管连接处理芯片的GP2接口。
[0016]上述的空腔内设有光源固定件，光源固定件安装在滤光镜和PCB组件之间，在光源固定件的内部制有两个能通过光线的第一通孔和第二通孔。发光器固定在第一通孔内部。受光器固定在第二通孔内部。光源固定件的两侧制有与开关壳体内壁固定连接的阶梯卡
□ O
[0017]上述开关壳体的顶部安装有导光板以及与PCB组件相连接的调节旋钮。导光板下方设有电源指示灯和工作状态指示灯，电源指示灯通过电源支路与电源接口相连接。工作状态指示灯与指示灯三极管的发射极相连接，指示灯三极管的基极连接处理芯片的GP5接口，集电极连接电源。
[0018]与现有技术相比，本发明的漫反射式光电开关，将发光器和受光器集成于一体，发光器发出扇形的光束，扩大检测范围。发光器发出检测光线经被检测物漫反射后由受光器感应，并通过信号输出电路输出电信号，可以有效提高检测距离和检测精度，提高抗干扰能力，并且无需反射板配合使用，具有检测范围广、抗干扰能力强、响应速度快、使用方便等优点。
【附图说明】
[0019]图1是实施例1的结构示意图。
[0020]图2是图1的俯视结构不意图。
[0021]图3是实施例1的剖面结构示意图。?0022]图4是实施例2的剖面结构示意图。
[0023]图5是PCB组件中电源部分的电路结构示意图。
[0024]图6是PCB组件的电路结构示意图。
【具体实施方式】
[0025]以下结合附图对本发明的实施例作进一步详细描述。
[0026]图1至图6所示为本发明的结构示意图。
[0027]其中的附图标记为:开关壳体1、空腔11、滤光镜12、PCB组件2、PCB固定板21、发光器3、受光器4、光源固定件5、第一通孔51、第二通孔52、阶梯卡口 57、导光板6、调节旋钮7、电源芯片81、第一电容82、第二电容83、第一电阻84、第一二极管85、输出接头86、处理芯片87、光调制三极管88、极性电容89、可变电阻91、第三电容92、放大三极管93、电源指示灯94、工作状态指示灯95、指示灯三极管96。
[0028]如图1至3所不的实施例1，本实施例的一种漫反射光电开关，包括开关壳体I，在开关壳体I内固定有PCB组件2、用于发出检测光线的发光器3和用于接收反射回归光线的受光器4 ο
[0029]本发明中，发光器3是采用波长为600nm至900nm的红外发光二极管。本实施例中采用光源波段为880nm的红外发光二极管。发光器3发出的光线经外部检测物的漫反射回来，再通过受光器4感应检测到。
[0030]发光器3和受光器4固定在PCB组件2的一侧。开关壳体I的侧壁制有透过光线的窗孔，窗孔处固定安装有滤光镜12。发光器3的发光面靠近滤光镜12，发出的光线经窗孔和滤光镜12射出，形成扇形的光束。被检测物经过扇形光束时，漫反射回的光线经窗孔和滤光镜12射入受光器4。滤光镜12用来过滤可见光跟其他波长的光对受光器4的干扰，优选采用红外穿透PC塑料。
[0031]PCB组件2制有与发光器3相连接的发光电路以及与受光器4相连接的信号输出电路。发光器3发出检测光线经反射回归后由受光器4感应，并通过信号输出电路输出电信号。
[0032]发光电路包括电源输入模块、整流稳压模块、与发光器3相连接的光调制模块，可以对电源进行整流稳压，实现发光器3的发光和调制光。
[0033]电源输入模块包括电源输入接口。整流稳压模块包括电源芯片81。电源芯片81设有Vout接口、Vin接口和GND接口 Jout接口和GND接口分别与第一电容82的两端相连接，并且GND接口与接地端相连。Vin接口和GND接口分别与第二电容83的两端相连接，并在第二电容83的两端并联有第一电阻84、第一二极管85和输出接头86构成的输出支路。
[0034]PCB组件2包括处理芯片87。光调制模块包括光调制三极管88。光调制三极管88的集电极与输出接头86相连接，基极串联发光器3后连接处理芯片87的GPO接口。
[0035]受光器4的集电极和基极通过第二电阻连接电源输入接口，在基极端连接有接地的极性电容89。受光器4的发射极通过可变电阻91和第三电容92和放大三极管93连接处理芯片87的GP2接口。
[0036]受光器4是与信号放大模块相连接的光敏三极管。如果有障碍物漫反射回光线，受光器4就能检测到障碍物。
[0037]开关壳体I为方型塑料壳体，尺寸优选为20mm*30mm。在开关壳体I的内部制有安装PCB组件2、发光器3和受光器4的空腔11。
[0038]在空腔11的上部设有与PCB组件2固定连接的PCB固定板2UPCB固定板21与开关壳体I的内壁相连接，并卡合固定PCB组件2。
[0039]开关壳体I上制有小孔，电源线和数据线通过该小孔与PCB组件2相连接。
[0040]空腔11内设有光源固定件5，光源固定件5安装在滤光镜12和PCB组件2之间，在光源固定件5的内部制有两个能通过光线的第一通孔51和第二通孔52。发光器3固定在第一通孔51的内部。受光器4固定在第二通孔52的内部。[0041 ]光源固定件5的两侧制有与开关壳体I内壁固定连接的阶梯卡口 57，便于安装固定光源固定件5。
[0042]开关壳体I的顶部安装有导光板6以及与PCB组件2相连接的调节旋钮7，用来调节漫反射式光电开关的灵敏度与输出类型。导光板6下方设有电源指示灯94和工作状态指示灯95，电源指示灯94通过电源支路与电源接口相连接。工作状态指示灯95与指示灯三极管96的发射极相连接，指示灯三极管96的基极连接处理芯片87的GP5接口，集电极连接电源。
[0043]图4所示是实施例2的剖面结构示意图。在实施例2中的漫反射式光电开关，包括开关壳体I，在开关壳体I内固定有PCB组件2、用于发出检测光线的发光器3和用于接收反射回归光线的受光器4。
[0044]本实施例中的发光器3采用光源波段为650nm的红外发光模组。发光器3固定在第一通孔51的内部，并与PCB组件2相连接。发光器3的发光面靠近滤光镜12，直接发出扇形的光线。被检测物经过扇形光束时，漫反射回的光线经窗孔和滤光镜12射入受光器4。
[0045]本发明的最佳实施例已阐明，由本领域普通技术人员做出的各种变化或改型都不会脱离本发明的范围。
【主权项】
1.一种漫反射光电开关，包括开关壳体(I)，所述的开关壳体(I)内固定有PCB组件(2)、用于发出检测光线的发光器(3)和用于接收检测物漫反射光线的受光器(4);其特征是:所述开关壳体(I)的侧壁制有透过光线的窗孔，所述的窗孔处固定安装有红外穿透PC塑料构成的滤光镜(12);所述的发光器(3)和受光器(4)固定在所述PCB组件(2)的一侧，所述的发光器(3)的发光面靠近所述的滤光镜(12)，并能发出扇形光束;所述的发光器(3)是光波长为600nm至900nm的红外发光二极管;所述的受光器(4)是检测射回光线并将光信号转换为电信号的光敏三极管。2.根据权利要求1所述的一种漫反射光电开关，其特征是:所述的开关壳体(I)为方型塑料壳体;在开关壳体(I)的内部制有安装所述PCB组件(2)、发光器(3)和受光器(4)的空腔(11);在空腔(11)的上部设有与PCB组件(2)固定连接的PCB固定板(21)。3.根据权利要求2所述的一种漫反射光电开关，其特征是:所述的PCB组件(2)制有与发光器(3)相连接的发光电路以及与受光器(4)相连接的信号输出电路;所述的发光器(3)发出检测光线经反射回归后由所述的受光器(4)感应，并通过信号输出电路输出电信号。4.根据权利要求3所述的一种漫反射光电开关，其特征是:所述的发光电路包括电源输入模块、整流稳压模块、与发光器(3)相连接的光调制模块。5.根据权利要求4所述的一种漫反射光电开关，其特征是:所述的信号输出电路包括与受光器(4)相连接的信号放大模块、调制电路模块、时钟逻辑模块和信号输出模块。6.根据权利要求5所述的一种漫反射光电开关，其特征是:所述的电源输入模块包括电源输入接口 ；所述的整流稳压模块包括电源芯片(81);所述的电源芯片(81)设有Vout接口、Vin接口和GND接口 ；所述的Vout接口和GND接口分别与第一电容(82)的两端相连接，并且GND接口与接地端相连;所述的Vin接口和GND接口分别与第二电容(83)的两端相连接，并在第二电容(83)的两端并联有第一电阻(84)、第一二极管(85)和输出接头(86)构成的输出支路。7.根据权利要求6所述的一种漫反射光电开关，其特征是:所述的PCB组件(2)包括处理芯片(87);所述的光调制模块包括光调制三极管(88);所述光调制三极管(88)的集电极与所述的输出接头(86)相连接，基极串联所述的发光器(3)后连接处理芯片(87)的GPO接口。8.根据权利要求7所述的一种漫反射光电开关，其特征是:所述受光器(4)的集电极和基极通过第二电阻连接电源输入接口，在基极端连接有接地的极性电容(89);所述受光器(4)的发射极通过可变电阻(91)和第三电容(92)和放大三极管(93)连接处理芯片(87)的GP2接口。9.根据权利要求8所述的一种漫反射光电开关，其特征是:所述的空腔(11)内设有光源固定件(5)，所述的光源固定件(5)安装在滤光镜(12)和PCB组件(2)之间，在光源固定件(5)的内部制有两个能通过光线的第一通孔(51)和第二通孔(52);所述的发光器(3)固定在第一通孔(51)内部;所述的受光器(4)固定在第二通孔(52)内部;所述光源固定件(5)的两侧制有与开关壳体(I)内壁固定连接的阶梯卡口( 57)。10.根据权利要求9所述的一种漫反射光电开关，其特征是:所述开关壳体(I)的顶部安装有导光板(6)以及与PCB组件(2)相连接的调节旋钮(7);所述的导光板(6)下方设有电源指示灯(94)和工作状态指示灯(95)，所述的电源指示灯(94)通过电源支路与电源接口相连接;所述的工作状态指示灯(95)与指示灯三极管(96)的发射极相连接，所述的指示灯三极 管(96)的基极连接处理芯片(87)的GP5接口，集电极连接电源。
【文档编号】H03K17/94GK106059554SQ201610368756
【公开日】2016年10月26日
【申请日】2016年5月30日
【发明人】陈广景, 陈聪
【申请人】宁波星宇极光传感科技有限公司