[实用新型]一种高可靠性对射光电传感器

说明书

技术领域

本实用新型属于传感器技术领域，特别涉及一种高可靠性对射光电传感器。

背景技术

对射光电传感器由分离的发射器和接收器组成。发射器实现发射一定频率的脉冲信号，常规的方式大多采用如下两种方案：

1）采用电容的充放电结合模拟电路实现。

2）采用晶振的振荡特性结合模拟电路实现。

对于这两种方案，充分电时间收电容值的变换影响较为严重，一般都会出现温度漂移或一致性不好等问题。

接收器的稳定，也是对射产品性能的主要因素之一。现有对射式光电传感器，相对漫反射光电传感器，发射接收器的分离安装，使得信号无法实现理想的同步，接收器的设计在抗干扰和稳定性方面难度较大，很多产品都存在一定的缺陷，在现有的接收器中多采用光敏三极管来实现接收电路。所选接收管的自身特性会响应速率和抗强光干扰能力，由于放大电路的稳定，也成为接收器性能的弱点。

如图1所示，现有的发射器的电路原理图，如果施密特触发器的5脚是高电平，那么6脚就是低电平，电容过电阻R3进行放电直至5脚电压为低电平，如果5脚是低电平，6脚就是高电平，那么电容通过电阻R4和二极管D4进行充电至5脚为高电平，电阻R3可以调节放电时间Tp，而R4可以调节充电时间Tc。如此反复地进行充放电，6脚就形成了一定频率的脉冲信号。振荡电路输出周期为260us，脉宽为6us的等脉宽脉冲信号。

如图2所示，是现有技术中的接收放大电路，电容C1是滤波电容；三极管T2为接收管；电阻R2为T2提供一个偏置电流；三极管T1起吸收强光干扰作用；电容C3和电阻R5吸收高频信号；电阻R26衰减信号作用；电位器P1调节接收灵敏度和接收距离；电容C3，C4起到了耦合交流信号，隔直流噪声信号作用；电阻R6，R8为三极管T3提供偏置电流，三极管T3，T5是放大作用；电阻R9，R25为三极管T5提供偏置电流.TVS管D11消除瞬间大电压。

接收管接收到发射信号，经过电阻R26衰减，电位器P1将电流信号转化成电压信号，经耦合电容C4进入三极管T3进行放大，再经过耦合电容C5，进三极管T5进行放大，得到一个合适的放大倍数的电压信号。

电位器P1在接收器中通过调节灵敏度来调节距离的作用。

在现有技术中，通过电容值可以计算Tp和Tc，发射器由于电容值容易受到温度影响而产生温度漂移。使得发射脉冲频率不稳定，影响着产品性能。电容的精度一般为5%或10%，其自身的误差致使发射频率一致性较差，其它模拟电路实现方案，有的会引入晶振，以提高脉冲频率的准确性，这样电路会更复杂。

同时，对于放大部分三极管，既受温度影响使其零点漂移使得接收器中放大电路不稳定，又由于三极管本身放大倍数范围较宽，使得产品在生产过程中一致性不好。

常规的接收器大多使用光敏三极管，光敏三极管的响应时间一般在5-30us，响应速度较慢。光敏三极管较易受周围温度影响，光电流波动较大，使系统出现不稳定现象。而且光敏三极管的放大倍数高的关系，其输入容易饱和，在强光下时，容易受干扰。光敏三极管的输出线性度差。

如图2所示，由于电位器裸露外部，电位器来调节接收灵敏度的同时也引入了噪声信号。在近距离测试时灵敏度小，电位器滑动至P1最下端，相当于C4接到地上，如图2所示，地上的噪声极易通过C4耦合进入放大电路，使得电路系统不稳定。可见，现有的对射光电传感器存在很多缺点。

发明内容

本实用新型的目的是提供一种高可靠性对射光电传感器，解决温度影响，提高抗干扰能力。

本实用新型的技术方案是，一种高可靠性对射光电传感器，包括发射器，所述发射器包括电源、发射管及其驱动电路和单片机，以及镜架、发射透镜、灯罩和滤光片，均密封在一个传感器外壳内。

所述的滤光片是红外滤光片，所述的发射管是红外发射管，所述的镜架通过定位柱固定发射透镜、红外发射管以及驱动电路和单片机的PCB板，

所述传感器外壳上嵌装有红外滤光片，所述红外发射管、发射透镜和红外滤光片形成小角度光束光路，通过发射透镜的焦距来定位PCB板上红外发射管的距离和位置，红外发射管发射出红外光，通过透镜形成一束近似平行光，再经过红外滤光片发射出去，形成发射器的光学系统，

所述传感器外壳还嵌装有第一电位器和第二电位器，第一电位器用于所述发射器的切换亮通和暗通状态，所述第二电位器用于调节发射管的发射强度，所述传感器的外壳还装有指示灯，用于对电源和状态的指示。