小型化的槽型光电传感器的制作方法

1.本实用新型涉及光电传感器的技术领域，尤其涉及小型化的槽型光电传感器。


背景技术：

2.光电传感器是将光信号转换为电信号的一种器件，光电传感器基于光电效应工作，是光电检测系统中实现光电转换的关键元件。现有的光电传感器有多种类型，其中常用的槽型光电传感器，也被称为槽型光电开关，包括光信号发射器和光信号接收器，两者相向地安装在槽型结构的两侧组成槽型光电传感器。光信号发射器用于发出光为对向侧的光信号接收端所接收，在预设环境下光信号发射器和光信号接收器不存在光的阻碍，而当待测的目标对象从槽中通过，光将受到遮挡，从而根据检测电路的信号变化而得以检测到目标对象。
3.槽型光电传感器由于具有定位准确、价格实惠以及使用方便等优点而被广泛使用，但是现有技术中常规的槽型光电传感器基于上述构造，往往具有较大的尺寸而呈不规则的几何体形状，参照图1和图2所示例的现有技术中一种常规的槽型光电传感器的正视图和侧视图，其内含构成槽型结构的光信号发射端和光信号接收端，以及内含分立零件式的多个构成检测电路的元件，故所在部分结构的总长度l0一般会达到约26.2mm，宽度d0可达约25.4mm，厚度t0可达约6.5mm。因此，常规的槽型光电传感器常常无法满足一些空间狭窄的安装环境，特别是例如呈圆形开孔等特定形状的安装区域的安装需求，无法在这类可活动空间较小的环境进行安装，这对槽型光电传感器的推广应用造成限制，阻碍了业内发展。
4.由此，有必要提出改进方案来解决上述技术问题。


技术实现要素：

5.针对上述现有技术的不足，本实用新型采用了如下的技术方案：
6.本实用新型提供了一种小型化的槽型光电传感器，包括传感器外壳和光电传感检测单元。其中，所述光电传感检测单元包括集成电路板、光信号发射器以及光信号接收器，所述光信号发射器和光信号接收器分别与所述集成电路板电性连接；所述传感器外壳包括容纳区和传感前盖区，所述容纳区为中空的圆柱状壳体，用于容置所述集成电路板、光信号发射器以及光信号接收器，所述传感前盖区包括可透光的发射端和接收端，所述发射端和接收端分别连接在所述容纳区沿轴向方向的一个底面上，所述光信号发射器用于通过所述发射端将光信号经所述接收端传输至所述光信号接收器。
7.优选地，所述容纳区的直径为5~30mm。
8.优选地，所述发射端和接收端为所述容纳区的底面上分别延伸而出的凸台，所述凸台的一侧为沿所述容纳区的底面边缘延伸的圆弧面。
9.优选地，所述发射端和接收端之间相互间隔形成传感器感应区域，所述发射端和接收端之间的间隔距离为3mm以上。
10.优选地，所述小型化的槽型光电传感器还包括与所述集成电路板电性连接的指示
信号灯。
11.优选地，所述集成电路板设置有悬空引脚、第一电压输出引脚、第二电压输出引脚、接地引脚、电源电压引脚、指示灯信号灯引脚、红外发射器引脚以及光敏三极管引脚，所述第一电压输出引脚通过第一电感电阻与电源电压连接，所述第二电压输出引脚通过第二电感电阻与电源电压连接，所述指示灯信号灯引脚通过指示灯信号灯与电源电压连接，所述红外发射器引脚通过红外发射器接地，所述光敏三极管引脚通过光敏三极管接地。
12.优选地，所述传感器外壳的表面上设置有螺纹结构。
13.优选地，所述传感前盖区为透明的塑胶件。
14.优选地，所述容纳区相对的另一个底面为通过环氧树脂填充固化形成的塑胶后盖。
15.本实用新型的技术方案的有益效果包括：
16.上述小型化的槽型光电传感器基于现有技术中常规的槽型光电传感器进行改造，其以适配小型化设计专用的集成电路板，取代现有技术中分立零件式的多个构成检测电路的元件，槽型光电传感器的核心部件尺寸可以大幅缩小，进而使得槽型光电传感器自身得以实现小型化，填补了业内关于槽型光电传感器在空间狭窄的安装环境下的空缺，增加了所述槽型光电传感器的泛用性，使得该槽型光电传感器可以采用更多的安装方式，有助于推动槽型光电传感器的发展应用；
17.所述容纳区设计为中空的圆柱状，也即是近似两端开口的圆筒，使得该槽型光电传感器能够适配圆形开孔等相对常见的特定形状安装环境，提高了用户体验；
18.促进传感器产品的更新换代，使自动化设备及各类智能装备更小型化，增加设备制造商传感器使用方面的选择性，解决部分行业因为空间或者设备形态不能使用槽型光电传感器的矛盾。
附图说明
19.图1为现有技术中一种常规的槽型光电传感器的正视图；
20.图2为上述现有技术中一种常规的槽型光电传感器的侧视图；
21.图3和图4为本实用新型实施例提供的小型化的槽型光电传感器的结构示意图；
22.图5为所述小型化的槽型光电传感器的一种实施方式中的尺寸示例图；
23.图6为所述小型化的槽型光电传感器中集成电路板的连接电路图；
24.图7为所述小型化的槽型光电传感器中传感器外壳的示意图；
25.图8为所述小型化的槽型光电传感器装配到电动缸的安装孔上的一种实施方式的示意图；
26.图9为所述小型化的槽型光电传感器装配到电动缸的安装孔上的另一种实施方式的示意图。
具体实施方式
27.为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合附图对本实用新型的具体实施方式进行详细说明。这些优选实施方式的示例在附图中进行了例示。附图中所示和根据附图描述的本实用新型的实施方式仅仅是示例性的，并且本实用新型并不限于这
些实施方式。
28.在此，还需要说明的是，为了避免因不必要的细节而模糊了本实用新型，在附图中仅仅示出了与根据本实用新型的方案密切相关的结构和/或处理步骤，而省略了关系不大的其他细节。
29.本实用新型实施例提供了一种小型化的槽型光电传感器，所述小型化的槽型光电传感器包括传感器外壳和光电传感检测单元。
30.其中，所述光电传感检测单元包括集成电路板、光信号发射器以及光信号接收器，所述光信号发射器和光信号接收器分别与所述集成电路板电性连接。
31.参照图3和图4所示，所述传感器外壳包括容纳区1和传感前盖区2，所述容纳区1为中空的圆柱状壳体，用于容置所述集成电路板、光信号发射器以及光信号接收器，所述传感前盖区包括可透光的发射端3和接收端4，所述发射端3和接收端4分别连接在所述容纳区1沿轴向方向的一个底面上，所述光信号发射器用于通过所述发射端3将光信号经所述接收端4传输至所述光信号接收器。
32.本实用新型所提供的上述小型化的槽型光电传感器，是基于现有技术中常规的槽型光电传感器进行改造，其以适配小型化为槽型光电传感器设专用的集成电路板，取代现有技术中分立零件式的多个构成检测电路的元件，由此作为槽型光电传感器的核心部件尺寸可以大幅缩小，进而使得槽型光电传感器得以实现小型化，填补了业内关于槽型光电传感器在空间狭窄的安装环境下的空缺，增加了所述槽型光电传感器的泛用性，使得该槽型光电传感器可以采用更多的安装方式，有助于推动槽型光电传感器的发展应用。而且，本实用新型所提供的槽型光电传感器通过将用于容纳核心部件的容纳区1设计为中空的圆柱状，也即是近似两端开口的圆筒，使得该槽型光电传感器能够适配圆形开孔等相对常见的特定形状安装环境，提高了用户体验。
33.另外，集成电路板是通过事前焊接好电线及全部部件，可量产化制成集成电路板，相比于分立的元件分别装配于壳体内再进行接线的方案省去了繁琐的步骤，连接更为方便，提高了生产效率。
34.如图5所示，示例性地，所述容纳区1的直径d1为5~30mm。也即是说，通过上述设置，本实用新型所提供的小型化的槽型光电传感器中，所述容纳区1作为中空的圆柱状壳体，其直径d1可以缩小至5mm~30mm，结合图1和图2所示，与现有技术的常规槽型光电传感器相比，本实用新型所提供的小型化的槽型光电传感器可达到仅为前者的约几分之一大小。
35.根据客户的不同需求，光电传感器的长度可以进行调整，因此本实用新型对所述小型化的槽型光电传感器中容纳区1的高度也即是沿其轴向方向上的长度l1不作限定，作为示例，本实施例中沿其轴向方向上的长度l1为10mm。
36.在本实用新型实施例中，所述发射端3和接收端4为所述容纳区1的底面上分别延伸而出的凸台。具体地，两个凸台通过一个用于封装容纳区该底面的圆形前盖板上延伸而出，也即是该圆形前盖板盖设所述容纳区1的底面，两个凸台之间相互间隔且对向设置，光信号发射器对应所述发射端3设置，使光信号的光束透过发射端3透光凸台朝向对侧的接收端4透光凸台进行发射，光信号接收器对应所述接收端4设置，使光信号透过接收端4后为光信号接收器所接收。结合图7所示（为清晰表示连接关系，省去了其他无关结构），为了迎合呈中空的圆柱状的容纳区1，所述凸台的一侧为沿所述容纳区1的底面边缘延伸的圆弧面，
使得传感前盖区盖设到容纳区1的底面上后，发射端3和接收端4无缝衔接所述容纳区1的边缘，传感器外壳形成连续的整体。
37.所述发射端3和接收端4之间相互间隔形成传感器感应区域34。本实用新型实施例所提供的小型化的槽型光电传感器，在维持小型化的同时，保留足够的空间供发射端3和接收端4之间维持间隔，避免影响使用，示例性地，所述发射端3和接收端4之间的间隔d2距离为3mm以上。
38.进一步地，所述小型化的槽型光电传感器还包括与所述集成电路板电性连接的指示信号灯。设置指示信号灯作用在于根据信号灯的亮灭获知当前传感器是否感应到待测物等信息，本实施例中示例性地分别设置有绿色电源指示灯和红色感应信号指示灯。
39.参照图6所示，本实用新型实施例中集成电路板的示例性电路布置如下所述：
40.所述集成电路板设置有悬空引脚nc、第一电压输出引脚v
out1
、第二电压输出引脚v
out2
、接地引脚gnd、电源电压引脚vcc、指示灯信号灯引脚led、红外发射器引脚ired以及光敏三极管引脚ptr，所述第一电压输出引脚v
out1
通过第一电感电阻rl1与电源电压v
cc
连接，所述第二电压输出引脚v
out2
通过第二电感电阻rl2与电源电压v
cc
连接，所述指示灯信号灯引脚led通过指示灯信号灯与电源电压v
cc
连接，所述红外发射器引脚ired通过所述光信号发射器的红外发射器接地，所述光敏三极管引脚ptr通过所述光信号接收器的光敏三极管接地。
41.作为一种实施方式，所述小型化的槽型光电传感器通电后，绿色电源指示灯亮起，光信号发射端持续发射出光信号，光信号接收端4接收到光信号发射端3发射出来的光后经过内部电路处理，维持输出信号不变。当有任何非透明物体于感应区域34遮挡住光信号发射端3与光信号接收端4之间的光信号传输时，光信号接收端4将会无法接收到来自光信号发射端3的信号，则基于所述集成电路板的内部电路经过信号处理后使输出电路翻转或提供其它存在变化的信号，此时控制红色信号指示灯亮起、绿色电源指示灯熄灭。其中，所述光信号根据不同光波长度，可选择为可见光或不可见光；输出信号可选择为npn、pnp、npn/pnp、npn-nc+npn-no、pnp-nc+pnp-no等形式的信号，输出电路的翻转指通路翻转为断路、断路翻转为通路，以上为本领域的技术人员所熟知，不作赘述。
42.进一步地，所述传感器外壳的表面上设置有螺纹结构5，螺纹结构5有助于所述传感器外壳上装设螺母固定机构，提高了小型化的槽型光电传感器的装配稳固性，并且适配圆形开孔的安装环境，进一步使其安装使用更加方便快捷。
43.示例性地，所述传感前盖区为透明的塑胶件，所述容纳区为金属螺纹圆管，所述容纳区相对的另一个底面为通过环氧树脂填充固化形成的塑胶后盖6。即安装时所述传感前盖区的塑胶件和塑胶后盖6分别盖设到容纳区1的金属螺纹圆管两个底面上。
44.结合图8和图9所示，作为一种实施方式，以工业设备的电动缸80内部作为安装环境例，由于无法装配常规槽型光电传感器，限制了其利用槽型光电传感器的优点，而本实用新型实施例提供的小型化的槽型光电传感器由于足够小巧，可以通过电动缸80上的安装孔800，再通过利用所述传感器外壳的表面上设置的螺纹结构5，能凭借螺母90锁固住传感器外壳的两端，实现槽型光电传感器安装固定到工业设备的电动缸80上，当存在作为待测对象的金属薄片100移动至传感器感应区域34，即可检测出其存在。如所述电动缸80上的安装孔800为适配的螺纹孔，凭借所述螺纹结构5，所述小型化的槽型光电传感器可以直接装配
到安装孔800上，只需设置一端的螺母90即可实现固定。
45.所述小型化的槽型光电传感器可以通过连接输出电线7外接控制器，传感器将变化的信号传送给控制器，可达到利用控制器实现设备控制行程、寻找原点等控制需求，由此本实用新型的槽型光电传感器可以在自动化设备、工业装备、智能家居、医疗设备等等需要行程及定位控制场合得到广泛应用。综上所述，本实用新型能促进传感器产品的更新换代，使自动化设备及各类智能装备更小型化，增加设备制造商传感器使用方面的选择性，解决部分行业因为空间或者设备形态不能使用槽型光电传感器的矛盾。
46.作为示例，上述小型化的槽型光电传感器的一种制作方法包括：
47.首先，将传感前盖区装设至所述容纳区1沿轴向方向的一个底面上；
48.再者，将光电传感检测单元的集成电路板、光信号发射器以及光信号接收器置入传感器外壳的容纳区1中，令集成电路板分别与光信号发射器以及光信号接收器电性连接，使光信号发射器可以通过发射端3将光信号经接收端4传输至光信号接收器；
49.最后，采用环氧树脂填充容纳区相对的另一个底面，固化形成封装底面的塑胶后盖6。
50.需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个
……”
限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。术语“上”、“中”、“外”、“内”等指示方位或位置关系，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组件或元件必须具有特定的方位。
51.以上所述仅是本技术的具体实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本技术原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本技术的保护范围。