[發明專利]智能型背景抑制光電傳感器

無效

• 申請號: 201210490794.5
• 申請日: 2012-11-28
• 公開（公告）號: CN103411634A
• 公開（公告）日: 2013-11-27
• 發明（設計）人: 謝勇
• 申請（專利權）人: 上海蘭寶傳感科技股份有限公司
• 主分類號: G01D5/32
• 分類號: G01D5/32
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域：

本發明涉及光電傳感器技術領域，具體涉及智能型背景抑制光電傳感器。

背景技術：

背景抑制型光電傳感器，檢測結果只與檢測距離有關，而與物體表面顏色和反光率無關，可以適用于檢測明亮顏色背景表面的暗色目標體，由于目標檢測物的顏色和反光率不同，選用常規漫反射型傳感器在很多場合無法可靠檢測。

市場上現有的背景抑制光傳感器，有以下兩種設計方案：

第一種是采用機械式調節接收透鏡，接收器件是雙接收光敏二極管，其基本原理是：接收器分成遠端區域和近端區域，不同遠近目標體反射回光線在遠近區域的強度將不同，當近端區域接收光強大于遠端，為檢測到目標體，通過調節接收透鏡才能改變檢測距離。此方案無法實現距離的自動設定，使用不便。

另外一種是電子式調節，采用位置傳感器PSD實現，此方案理論上可以實現距離的自動調節，但是電路實現成本過高，無法應用在傳感器領域，因此現有使用此方案的傳感器距離調節依然是采用電位器方式。

如圖1所示，現有背景抑制光電傳感器由發射脈沖發生器1、發射器2、被檢測物3、PSD位置傳感器4將接收光點的位置信息轉換成兩路電流信號I1和I2，雙路前置放大電路5實現電流轉電壓并進行信號放大，雙通道同步模數轉換電路6通過CH1和CH2的ADC通道實現信號的同步采集，將其轉化為數字量，SPI串行數據采集接口7將數字量信號傳送給MCU，MCU微處理芯片8對數據信號進行運算處理，開集電極輸出電路9輸出測量信號。

綜上所述存在如下缺點：一、對安裝使用環境要求較高。環境光的強弱會直接影響接收器靈敏度，環境光過強會影響傳感器的檢測結果，通常使用在5000Lux以下；當環境光發生變化時，傳感器需校準；

二、距離調節需要使用電位器，信號放大前端放置電位器會引入噪聲干擾，產品的為外殼防護等級下降，且無法滿足智能化系統的調節需求；

三、發射電流強度多為固定值，在檢測遠處物體時，由于被檢測物體反射信號很微弱，使得傳感器檢測穩定性減弱，對低反光率的目標體，例如反光率為6％的黑色目標體檢測檢結果有一定的衰減，通常黑白色敏性衰減范圍在10％到30％之間。

發明內容：

本發明的目的是提供智能型背景抑制光電傳感器，它能抗強光干擾，在距離設定時可以根據目標物的遠近，設定不同的發射電流強度，并減少了傳感器在檢測遠處低反光率物體時的距離衰減，黑白色敏性衰減＜10％。

為了解決背景技術所存在的問題，本發明是采用如下技術方案：它包含發射透鏡11、第一相位及賦值可控電流源12、時鐘源13、第二相位及賦值可控電流源14、幅值比較器15、前置放大電路16、導光器17、PSD位置傳感器18、接收透鏡19、LED發射管S、LED補償發射管C，發射透鏡11的一側設置有LED發射管S，LED發射管S的正極接電源，LED發射管S的負極與第一相位及賦值可控電流源1的一端連接，第一相位及賦值可控電流源1的A相與時鐘源13的一端連接，時鐘源13的另一端與第二相位及賦值可控電流源14的B相連接，第二相位及賦值可控電流源14的IO端分別與信號調理電路、幅值比較器15連接，第二相位及賦值可控電流源14的一端與LED補償發射管C的負極連接，LED補償發射管C的正極與電源連接，LED補償發射管C與導光器17相配合，導光器17的一側設置有PSD位置傳感器18，PSD位置傳感器18的一側設置有接收透鏡19，PSD位置傳感器18的I1腳、I2腳分別與前置放大電路16連接。

本發明由于系統自校正機理所補償的動平衡態的破壞源來自環境中的一切影響，不僅包含了被測物體的位移信息，也包含了環境光、溫度變化等所有破壞動平衡的因素的影響，因此，系統具備極強的抗干擾性。

本發明實現了背景抑制光電傳感器的智能化，除了上述的自設定、自校正等功能外，還具備通信功能，可以將檢測數據通過通信接口傳送給上位機系統，使傳感器可以適用于現場環境惡劣且需要調節的場合，并且智能型控制系統，需要實時獲取傳感器信息，并且對傳感器參數進行調節，另外信號調理電路成本僅為原方案的20％，市場情景巨大。

本發明有如下有益效果：一、抗強光干擾，使傳感器可以使用在環境光強度為200000Lux的場合，徹底解決了現有背景抑制光電傳感器無法適用與強光環境的缺點；(日光環境：戶外夏日晴天強光下照度為200000Lux)；

二、改變了傳統背景抑制光電傳感器必須依靠電位器進行距離調節，具有智能化自設定、自校正功能；