一种光检测电路、装置及方法与流程

本发明涉及检测技术领域，尤其涉及一种光检测电路、装置及方法。

背景技术：

工业生产中批量制造的大量产品，例如电表中的线路板(pcb)、手机线路板、电脑主板等，其上焊接有大量的元器件，因此线路板焊接完毕后，一道重要的工序就是检测板子的好坏。常用的检测方法为通过对完成的线路板通电并施加不同的信号，测试相应的输出信号来判断线路板的好坏。例如对于有些带有led指示灯的线路板，需要根据led指示灯的状态来判断线路板的好坏。

目前针对带有led指示灯的线路板，多数时候是靠人工完成led指示灯状态的判断，效率低下。为此出现了一种通过ccd照相机拍摄整块线路板图像，之后采用图像处理方法进行led指示灯状态判断的检测工艺，虽然避免了人工检测，但整个图像分析过程算法复杂，且设备体积较大，成本昂贵，特别是线路板上某些元器件会从正面遮挡led指示灯，导致分析结果不准确。

技术实现要素：

鉴于上述问题，提出了本发明以便提供一种克服上述问题或者至少部分地解决上述问题的光检测电路、装置及方法，方案如下：

本发明实施例提供了一种光检测电路，包括：光敏器件、比较单元和控制单元；

所述光敏器件，其阻值随外部光亮度变化而变化；

所述比较单元，其信号输入端与所述光敏器件的输出端电连接，将所述光敏器件输出的电压/电流信号与预设阈值进行比较，并将比较产生的比较信号传输至所述控制单元；

所述控制单元，根据所述比较信号生成相应的检测信号并输出。

可选地，本发明实施例所述的光检测电路，所述光敏器件为光敏电阻，且所述比较单元包括：第二电阻、第三电阻、第四电阻、可变电阻以及运算放大器；

所述光敏电阻，其一端与电源的正极电连接，另一端同时与所述运算放大器的正相输入端以及所述第二电阻的一端电连接，所述第二电阻的另一端与所述电源的负极电连接；所述第四电阻的一端与所述电源的正极电连接，另一端与所述可变电阻的第一端电连接，所述可变电阻的调节端与所述运算放大器的反相输入端电连接，所述可变电阻的第二端与所述第三电阻的一端电连接，所述第三电阻的另一端与所述电源的负极电连接。

可选地，本发明实施例所述的光检测电路，所述控制单元包括：第六电阻、第七电阻、电容、二极管、三极管以及继电器；

所述第六电阻的一端与所述运算放大器的输出端电连接，另一端同时与所述第七电阻的一端、所述电容的正极端以及所述三极管的基极电连接，所述第七电阻的另一端、所述电容的负极端以及所述三极管的发射极均与所述电源的负极电连接，所述三极管的集电极与所述二极管的正极电连接，所述二极管的负极与所述电源的正极电连接，所述继电器的线圈端与所述二极管并联连接，所述继电器的两个常开触点与远端的可编程逻辑控制器的io端口电连接，且所述常开触点即为所述控制单元的检测信号输出端口。

另一方面，本发明实施例还提供了一种光检测装置，包括：

上述光检测电路；

压板，其上排布有若干遮光罩，每个所述遮光罩对应一个待检测线路板上的led指示灯，且所述遮光罩面向所述led指示灯的一端开口，所述压板下移至预设检测位置后，所述遮光罩通过所述开口将其对应的所述led指示灯罩于其顶面和侧面围成的遮光空间内，所述光检测电路内置于所述遮光罩的顶面；

控制机构，控制所述光检测电路先于其对应的待检测线路板通电，并控制升降机构上移或者下移所述压板。

可选地，本发明实施例所述的光检测装置，所述遮光罩由弹性材料制成。

可选地，本发明实施例所述的光检测装置，所述压板对应所述led指示灯的位置处开有预设形状的缝隙，所述缝隙的周边设置有若干柱状体，所述遮光罩固定于所述缝隙上，且每个所述遮光罩对应一个所述led指示灯。

另一方面，本发明实施例还提供了一种光检测方法，采用上述光检测装置对待检测线路板进行检测，具体包括：

将待检测线路板放置到检测台的待检位置处；

控制所述升降机构推动所述压板向下移动至预设检测位置；

控制所述光检测电路先于其对应的待检测线路板通电；

输出所述光检测电路的检测信号。

可选地，本发明实施例所述的光检测方法，所述控制所述升降机构推动所述压板向下移动至预设检测位置包括：

根据所述压板的初始位置、所述预设检测位置以及所述压板的下移速度确定预设时长；

从所述压板开始下移时计时，经所述预设时长后控制所述升降机构停止下移并保持静止。

可选地，本发明实施例所述的光检测方法，控制所述光检测电路先于其对应的待检测线路板通电包括：

经所述预设时长后，控制所述光检测电路上电；

所述光检测电路上电后，控制所述待检测线路板上电。

可选地，本发明实施例所述的光检测方法，还包括：

根据所述检测信号判断所述待检测线路板是否合格；

将所述待检测线路板移出所述检测台并基于检测结果分类放置。

本发明实施例中的光检测电路，其光敏器件的阻值随外部光亮度变化而变化，而阻值变化时，光敏器件输出的电压/电流信号也会随之变化，比较单元，将光敏电阻输出的电压/电流信号与预设阈值比较，当电压/电流信号变化时，比较单元输出的比较信号就会相应变化，控制单元，根据比较信号的变化，就会生成相应的检测信号，实现了对外部环境光亮度的实时检测。将本实施例中的光检测电路应用于线路板检测，可以实时检测待检测线路电路板的led指示灯是否亮起，实现了流水线线路板上led指示灯状态的自动化检测，节省了人力，提升了电路板检测的准确率。

上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举本发明的具体实施方式。

附图说明

通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本发明的限制。而且在整个附图中，用相同的参考符号表示相同的部件。在附图中：

图1为本发明实施例中光检测电路的一个具体实例的原理框图；

图2为本发明实施例中光检测电路的一个具体实例的电路原理图；

图3为本发明实施例中光检测装置的一个具体实例的结构示意图；

图4为本发明实施例中压板的一个具体实例的结构示意图；

图5为本发明实施例中光检测方法的一个具体实例的流程图。

附图标记

1-光检测电路；2-压板；3-控制机构；4-升降机构；11-光敏器件；12-比较单元；13-控制单元；21-遮光罩；22-缝隙；23-柱状体。

具体实施方式

下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施例。虽然附图中显示了本公开的示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。

光敏器件，比如较常见的光敏电阻，其是用硫化隔或硒化隔等半导体材料制成的特殊电阻器，其工作原理是基于内光电效应。光照愈强，阻值就愈低，随着光照强度的升高，电阻值迅速降低，亮电阻值可小至1kω以下。光敏电阻对光线十分敏感，其在无光照时，则呈高阻状态，暗电阻一般可达1.5mω。本申请发明人基于光敏电阻这种特殊性能，研发了一种光检测电路，能够及时检测出周围环境光亮度的变化。

如图1所示，本实施例中的一种光检测电路，包括：光敏器件11、比较单元12和控制单元13；

光敏器件11，其阻值随外部光亮度变化而变化；应用中，光敏器件可以选用光敏电阻。

比较单元12，其信号输入端与光敏器件11的输出端电连接，将光敏器件11输出的电压/电流信号与预设阈值进行比较，并将比较产生的比较信号传输至控制单元13；

控制单元13，根据比较信号生成相应的检测信号并输出。

本实施例中的光检测电路，其光敏器件的阻值随外部光亮度变化而变化，而阻值变化时，光敏器件输出的电压/电流信号也会随之变化，比较单元，将光敏电阻输出的电压/电流信号与预设阈值比较，当电压/电流信号变化时，比较单元输出的比较信号就会相应变化，控制单元，根据比较信号的变化，就会生成相应的检测信号，实现了对外部环境光亮度的实时检测。将本实施例中的光检测电路应用于线路板检测，可以实时检测待检测线路电路板的led指示灯是否亮起，实现了流水线线路板上led指示灯状态的自动化检测，节省了人力，提升了电路板检测的准确率。

可选地，本实施例中的光检测电路，如图2所示，光敏器件11为光敏电阻r1，且比较单元12包括：第二电阻r2、第三电阻r3、第四电阻r4、可变电阻r5以及运算放大器u1a；

光敏电阻r1，其一端与电源的正极电连接，另一端同时与运算放大器u1a的正相输入端以及第二电阻r2的一端电连接，第二电阻r2的另一端与电源的负极电连接；第四电阻r4的一端与电源的正极电连接，另一端与可变电阻r5的第一端电连接，可变电阻r5的调节端与运算放大器u1a的反相输入端电连接，可变电阻r5的第二端与第三电阻r3的一端电连接，第三电阻r3的另一端与电源的负极电连接。

其工作原理如下：光敏电阻r1和第二电阻r2两端的电压之和为电源电压值，当外界光亮值变化时，光敏电阻r1的阻值变化，导致光敏电阻r1和第二电阻r2上分配的电压也发生变化，因为运算放大器u1a的正相输入端与第二电阻r2的一端电连接，也即运算放大器u1a的正相输入端输入的即为第二电阻r2上分配的电压值；因第四电阻r4的一端与电源的正极电连接，另一端与可变电阻r5的第一端电连接，可变电阻r5的调节端与运算放大器u1a的反相输入端电连接，可变电阻r5的第二端与第三电阻r3的一端电连接，第三电阻r3的另一端与电源的负极电连接，可知通过调节可变电阻r5的调节端，可以将运算放大器u1a的反相输入端输入的电压信号调节至预设的电压阈值作为比较信号(例如将可变电阻r5的调节端置于阻值中间位置)，因外部亮度值越大，则光敏电阻r1阻值越小，相应地，第二电阻r2两端的电压值越大，也即运算放大器u1a的正相输入端输入的电压值越大，当运算放大器u1a的正相输入端的电压高于反相输入端的电压时，根据运算放大器的工作原理，其输出为高电平，反之为低电平，并将高或低电平放大后输出。本实施例中的光检测电路，通过运算放大器输出的高低电平的比较信号，即可知悉外部光亮度的变化，响应快速、准确。

图2给出的是光敏器件输出电压信号的实例，实际应用中，运算放大器的正相输入端和反相输入端也可以采集电流信号进行比较。

可选地，本实施例中的光检测电路，如图2所示，控制单元13包括：第六电阻r6、第七电阻r7、电容c1、二极管d1、三极管q1以及继电器k1；

第六电阻r6的一端与运算放大器u1a的输出端电连接，另一端同时与第七电阻r7的一端、电容c1的正极端以及三极管q1的基极电连接，第七电阻r7的另一端、电容c1的负极端以及三极管q1的发射极均与电源的负极电连接，三极管q1的集电极与二极管d1的正极电连接，二极管d1的负极与电源的正极电连接，继电器k1的线圈端与二极管d1并联连接，继电器k1的两个常开触点与远端的可编程逻辑控制器的io端口电连接，且常开触点即为控制单元13的检测信号输出端口。

其工作原理如下：当运算放大器u1a输出高电平后，使三极管q1导通，此时电流经电源正极、继电器k1的线圈端、三极管q1、电源负极形成回路，而继电器k1的线圈端有电流流入会产生磁性，吸合常开触点，因常开触点即为控制单元13的检测信号输出端口，因此远端的可编程逻辑控制器就可以检测到常开触点吸合后的信号，也即能判断出led指示灯是亮的。且第七电阻r7与三极管q1的基极电连接，相当于给三极管q1设置一个偏置电压，这样就不会出现信号的失真，同时还可以防止大电流直接流入三极管q1。电容c1通过充放电，有利于三极管q1基极电压稳定。二极管d1能起到防反接作用。

可选地，本实施例还提供了一种光检测装置，如图3所示，包括：

上述光检测电路1；

压板2，其上排布有若干遮光罩21，每个遮光罩21对应一个待检测线路板上的led指示灯，且遮光罩21面向led指示灯的一端开口，压板2下移至预设检测位置后，遮光罩21通过开口将其对应的led指示灯罩于其顶面和侧面围成的遮光空间内，光检测电路1内置于遮光罩21的顶面；

控制机构3，控制光检测电路1先于其对应的待检测线路板通电，并控制升降机构4上移或者下移压板2。应用中，控制机构可以选用可编程逻辑控制器，升降机构可以选用现有的升降机械结构，本实施例对此不做限定。

本实施例中的光检测装置，可以应用于线路板的检测，现以图3中的待检测线路板为例进行举例说明，该待检测线路板上划分有多个小功能单元，每个小功能单元为一个待检测小模块，其上安装有led指示灯，因此其对应的压板上也会有与每个小功能单元位置对应的若干遮光罩(图3中只示例性画了1个)。应用中，因为遮光罩直径很小，厚度较薄，因此可以通过待检测线路板上元件的缝隙尽可能靠近led指示灯，将其罩于其遮光空间内，尽可能减小周围光照影响。检测时，控制机构控制升降机构下移，进而带动压板下移至预设检测位置，可选地，在该预设检测位置，遮光罩与待检测线路板刚好接触或者有极小间隙，以阻隔环境光和其它led指示灯对检测结果的影响。为了达到位置的精准控制，可以预先根据下移速度以及压板的初始位置计算下移至预设检测位置所需的时长，从升降机构下移时开始计时，下移至预设时长后，即控制升降机构停止下移，以控制压板下移至预设检测位置。为了使检测结果更为准确，控制机构可以先控制光检测电路通电，再控制待检测线路板上电，这样可以避免待检测线路板上的led指示灯已亮起过，但因为光检测电路未通电而没有检测到的情况。

可选地，本实施例中的光检测装置，遮光罩21由弹性材料制成。

应用中，遮光罩可以采用弹性材料，在下压至待检测线路板时，压板下压使待检测线路板的插针与待检位置的插孔连接通电，因为遮光罩是弹性材料制成，能够使遮光罩与待检测线路板更好的接触且不易造成线路板的损伤。可选地，本实施例中的光检测装置，如图4所示，压板2对应led指示灯的位置处开有预设形状的缝隙22，缝隙22的周边设置有若干柱状体23，遮光罩21固定于缝隙22上，且每个遮光罩21对应一个led指示灯。

应用中，遮光罩的罩深，可以根据待检测线路板的具体情况来确定，可以比柱状体高，也可以低于柱状体或与柱状体等高，本实施例对此不做限定。当压板下移至预设检测位置后，能够下压待检测线路板，使待检测线路板上的插针与待检位置的插孔连接通电。为了使光检测电路先于待检测线路板通电，在压板下移至预设检测位置之前，控制机构即控制光检测电路先上电。

可选地，本发明实施例还提供了一种光检测方法，如图5所示，采用上述光检测装置对待检测线路板进行检测，具体包括：

将待检测线路板放置到检测台的待检位置处；

控制升降机构4推动压板2向下移动至预设检测位置；

控制光检测电路1先于其对应的待检测线路板通电；

输出光检测电路1的检测信号。

本实施例中的光检测方法，将待检测线路板放置到检测台的待检位置处之后控制升降机构4推动压板2向下移动至预设检测位置，并控制光检测电路1先于其对应的待检测线路板通电，最终输出光检测电路1的检测信号。在预设检测位置处，因遮光罩与待检测线路板刚好接触或者有极小间隙，可以阻隔环境光和其它led指示灯对检测结果的影响。并且先控制光检测电路通电，再控制待检测线路板上电，这样可以避免待检测线路板上的led指示灯已亮起过，但因为光检测电路未通电而没有检测到的情况。

可选地，本实施例中的光检测方法，控制升降机构4推动压板2向下移动至预设检测位置包括：

根据压板2的初始位置、预设检测位置以及压板2的下移速度确定预设时长；

从压板2开始下移时计时，经预设时长后控制升降机构4停止下移并保持静止。

本实施例中的光检测方法，为了达到位置的精准控制，预先根据下移速度以及压板的初始位置计算下移至预设检测位置所需的时长，从升降机构下移时开始计时，下移至预设时长后，即控制升降机构停止下移，以控制压板下移至预设检测位置。

可选地，本实施例中的光检测方法，控制光检测电路1先于其对应的待检测线路板通电包括：

经预设时长后，控制光检测电路1上电；

光检测电路1上电后，控制待检测线路板上电。

可选地，本实施例中的光检测方法，还包括：

根据检测信号判断待检测线路板是否合格；

将待检测线路板移出检测台并基于检测结果分类放置。

本实施例中的光检测方法，应用中从升降机构中的气缸开始推动压板运动时开始计时，经过一定时间(一般是压板与待检测线路板刚接触时)后，光检测电路通电开始持续检测是否有光亮，进一步下压待检测线路板，使待检测线路板上的插针与待检位置的插孔连接通电。光检测电路在led指示灯亮起后，其光敏电阻阻值下降，使得电路中运算放大器正相输入端电压高于反相输入端电压，运算放大器输出高电平，进而导通电路中的三极管，此时有电流流过继电器的线圈，产生磁性吸合常开触点；若led指示灯不亮，光敏电阻阻值不变，相应地，电路中运算放大器正相输入端电压低于反相输入端电压，运算放大器输出低电平，此时无电流流过继电器的线圈，常开触点断开，因此可以通过光检测电路传出0、1信号至plc，plc根据接收到的信号，即可对待检测pcb板进行分类标记；之后气缸开始带动压板向上运动时，光检测电路断电，并停止持续检测过程，使用检测盒检测pcb板的其他功能是否正常，并对有问题的pcb板进行标记，完成一次检测。

以上仅为本申请的实施例而已，并不用于限制本申请。对于本领域技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原理之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的权利要求范围之内。