[實用新型]超小型背景抑制光電傳感器

有效

• 申請號: 201320151122.1
• 申請日: 2013-03-29
• 公開（公告）號: CN203149123U
• 公開（公告）日: 2013-08-21
• 發明（設計）人: 祁偉光;張衛平
• 申請（專利權）人: 上海蘭寶傳感科技股份有限公司
• 主分類號: G01S17/02
• 分類號: G01S17/02;G01S7/495
• 代理公司: 上海伯瑞杰知識產權代理有限公司 31227
• 代理人: 吳澤群

技術領域

本實用新型涉及傳感器，更具體地說，是涉及一種超小型背景抑制光電傳感器。

背景技術

對于常規漫反射式光電傳感器，白色物體反射率高，檢測距離遠；黑色物體反射率低，檢測距離較近。因此檢測在白色背景下的黑色目標物時，傳感器會被背景干擾導致無法檢測。具有背景抑制功能的光電傳感器，在檢測低反光率物體時距離不衰減，因此可廣泛應用于包裝行業，紡織機械，食品機械，傳輸帶檢測和送料盤控制檢測等等，背景抑制式光電傳感器進幾年來一直是國際知名傳感器公司競爭的熱點，也形成了多樣性的技術方案，傳感器的小型化、低成本、高檢測速率、高精度是未來傳感器發展的趨勢。

背景抑制功能的實現是利用了光學三角測距原理，不同距離的物體反射回來的光線，經過接收透鏡聚焦后形成的光斑位置不同，傳感器檢測光斑位置，判定物體是否在關斷點內，實現了檢測距離不衰減，現有的實現方案主要有兩種：

其一，是采用光電位置傳感器PSD器件進行接收光斑位置檢測，通過光斑位置其可以判斷目標物的距離遠近。

其二，是采用實現方案是采用雙單元接收二極管，鑒別光斑位置在近光區或遠光區域，通過兩路前置放大，濾波，再進行差分放大，閾值比較，MCU處理判斷，完成遠近光區域的接收光信號強度的比對，以判斷目標位置。但是，上述兩種方案構成元器件都很多電路復雜，在31*20*11mm的通用外形中無法放置如此多的電路模塊，因此無法實現小型化，在很多結構比較緊湊的機械設備或者空間比較狹小的自動化系統中無法安裝。電路成本過高，在成本上比常規漫反射高很多，現有市場上，背景抑制的光電產品價格是同等規格普通漫反射的3倍以上，因此對于用量很大，且需要控制成本的傳感器用戶還不會采用。并且，小型化的傳感器在結構設計和實現IP67的防護等級上很困難，因為沒有足夠的壁厚設計密封槽或者超聲波溶解筋，在實際生產中，采用密封膠粘結或者超聲波壓合的方式實現IP67報廢率很高，通常只能做到IP66或IP65的防護等級。

實用新型內容

針對現有技術中存在的缺陷，本實用新型的目的是提供一種超小型背景抑制光電傳感器。

為達到上述目的，本實用新型采用如下的技術方案：

一種超小型背景抑制光電傳感器,包括外殼，外殼內設有電路板，電路板上包括MCU、接收器、發射LED及驅動電路、NPN/PNP輸出電路以及電源電路，所述MCU與所述發射LED及驅動電路的輸入端相連，所述接收器的輸出端與所述MCU相連；所述MCU還與所述NPN/PNP輸出電路的輸入端相連；

電源電路用于給電路板提供恒壓電源。

所述發射LED及驅動電路包括發射器以及與發射器相連的發射脈沖驅動電路，所述發射脈沖驅動電路與所述MCU相連。

所述接收器主要由雙單元接收二極管組成。

所述MCU包括兩個運算放大器，其中一個為差分放大器，另一個為增益放大器；所述差分放大器的輸入端與所述接收器的輸出端相連；所述增益放大器的輸入端與所述差分放大器的輸出端相連。

與現有技術相比，采用本實用新型的超小型背景抑制光電傳感器具有以下的有益效果：

1、由于采用了集成度更高的MCU，使其在PCB設計的空間上大大縮減，MCU中自帶前置差分放大電路，極大程度上減少了電子元器件數量，實行了產品的小型化，并且降低了現有方案的實現成本。

2、為了提高產品的防護等級，解決其生產工藝中的難點，將新型的一體化模具成型技術，應用于此傳感器的設計，使傳感器具備了無接縫的外形殼體，并且大大簡化了生產組裝難度。

總之，本實用新型的超小型背景抑制光電傳感器使整個電路模塊體積縮小很多，成功設計了外形尺寸為31*20*11mm的超小型具有背景抑制功能的光電傳感器，極大地方便了傳感器用戶的安裝，為無足夠空間安裝常規背景抑制光電傳感器的小型化設備和智能控制系統，提供了解決方案。電路的改進和簡化，還降低了原材料成本，并且使生產焊接、調試維修等一系列批量生產環節更簡單易行。新模具工藝的引入使本實用新型的超小型背景抑制光電傳感器更容易達到IP67的防護等級，在高粉塵或者可能接觸水的場合使用更安全，在新型一體化注塑過程中，模具塑料相互融合，達到了極好的密封性和牢固性，傳感器更容易承受長時間的振動和沖擊。

附圖說明

圖1為本實用新型的一種超小型背景抑制光電傳感器的原理示意圖；

圖2為本實用新型的一種超小型背景抑制光電傳感器的信號檢測原理示意圖；

圖3為圖1中的電源電路及電源和狀態指示燈的電路示意圖；

圖4為圖2中的發射脈沖驅動電路的電路示意圖；