[發(fā)明專利]一種提升反射式光耦檢測(cè)距離的裝置及方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201410736627.3
• 申請(qǐng)日: 2014-12-04
• 公開（公告）號(hào): CN104459816A
• 公開（公告）日: 2015-03-25
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李丕丁;徐超;魏成;周翔宇;曾紅雨;孫榮貴;楊洋
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 上海理工大學(xué)
• 主分類號(hào): G01V8/14
• 分類號(hào): G01V8/14
• 代理公司: 上海科盛知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 31225
• 代理人: 趙繼明

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及反射式光耦技術(shù)領(lǐng)域，尤其是涉及一種提升反射式光耦檢測(cè)距離的裝置及方法。

背景技術(shù)

反射式光耦是將紅外發(fā)光管和硅光敏三極管等，以相同的方向裝在支架上，當(dāng)紅外線發(fā)光管通電發(fā)光時(shí)，光通過(guò)被照射物反射到硅光敏三極管窗口上，使用硅光敏三極管導(dǎo)通，從而有一定大的電流輸出，以檢測(cè)物體的有無(wú)。傳統(tǒng)的反射式光耦檢測(cè)物體的方法是使用穩(wěn)定的直流電給反射式光耦的發(fā)射端供電并使得發(fā)射端發(fā)射出一定強(qiáng)度的紅外信號(hào)，通過(guò)接收端接收足夠強(qiáng)度的紅外信號(hào)形成電信號(hào)去改變外圍模塊的電平。紅外信號(hào)在傳播的過(guò)程中由于距離、被測(cè)物體的材料和一些其它光線等因素的干擾，導(dǎo)致反射式光耦有效檢測(cè)物體的距離比較短或誤判，這樣在工程中有時(shí)會(huì)大大的限制其設(shè)計(jì)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的就是為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷而提供一種提升反射式光耦檢測(cè)距離的裝置及方法，可有效改善現(xiàn)有反射式光耦的檢測(cè)距離，且抗干擾能力強(qiáng)。

本發(fā)明的目的可以通過(guò)以下技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)：

一種提升反射式光耦檢測(cè)距離的裝置，包括：

信號(hào)發(fā)生模塊，用于發(fā)生頻率為f的波形信號(hào)；

反射式光耦，發(fā)射出經(jīng)信號(hào)發(fā)生模塊驅(qū)動(dòng)的強(qiáng)度變化頻率為f的光線，接收經(jīng)探測(cè)物體后反射回的光線，并轉(zhuǎn)化為電信號(hào)；

選頻放大模塊，用于對(duì)反射式光耦的電信號(hào)進(jìn)行濾波和放大，篩選出頻率為f的信號(hào)；

檢波模塊，用于對(duì)經(jīng)過(guò)選頻放大模塊后的信號(hào)進(jìn)行檢波；

比較器模塊，用于將經(jīng)過(guò)檢波模塊后的信號(hào)與設(shè)定的比較電平信號(hào)進(jìn)行比較，根據(jù)比較結(jié)果輸出相應(yīng)的電平信號(hào)，判斷是否檢測(cè)到探測(cè)物體。

所述反射式光耦包括用于發(fā)射光線的發(fā)射端和用于接收反射光線的接受端。

所述選頻放大模塊對(duì)電信號(hào)進(jìn)行濾波和放大時(shí)采用不分先后順序的方式。

一種提升反射式光耦檢測(cè)距離的方法，包括以下步驟：

a、頻率為f的波形信號(hào)驅(qū)動(dòng)反射式光耦發(fā)射出強(qiáng)度變化頻率為f的光線；

b、反射式光耦接收經(jīng)探測(cè)物體后反射回的光線并轉(zhuǎn)化為電信號(hào)，對(duì)所述電信號(hào)進(jìn)行濾波和放大，篩選出頻率為f的信號(hào)；

c、對(duì)步驟b獲得的信號(hào)進(jìn)行檢波；

d、將檢測(cè)后的信號(hào)與設(shè)定的比較電平信號(hào)進(jìn)行比較，根據(jù)比較結(jié)果判斷是否檢測(cè)到探測(cè)物體。

步驟b中，對(duì)電信號(hào)進(jìn)行不分先后順序的濾波和放大。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有如下有益效果：

1、本發(fā)明對(duì)反射式光耦的電信號(hào)經(jīng)過(guò)濾波、放大、檢波和比較來(lái)判斷探測(cè)物體是否存在，在相同的反射式光耦下，通過(guò)本發(fā)明可以明顯提升檢測(cè)到物體的有效距離。

一般反射式光耦只是用直流電來(lái)驅(qū)動(dòng)發(fā)射出光線，但是本發(fā)明采用了頻率為f的交流電來(lái)驅(qū)動(dòng)(通過(guò)信號(hào)發(fā)生模塊產(chǎn)生的頻率為f的波形信號(hào)來(lái)驅(qū)動(dòng)產(chǎn)生的)，發(fā)射出的光線強(qiáng)度具有一定頻率可以區(qū)別其它相同波長(zhǎng)的光線，這樣就能防止其它相同波長(zhǎng)光線的干擾同時(shí)提升了檢測(cè)距離。

2、本發(fā)明是通過(guò)判斷接收到的信號(hào)的頻率是否為反射式光耦發(fā)射端發(fā)射的特定頻率f，由此可以避免相同波段的光線的干擾，抗干擾性強(qiáng)。

附圖說(shuō)明

圖1為本發(fā)明裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。本實(shí)施例以本發(fā)明技術(shù)方案為前提進(jìn)行實(shí)施，給出了詳細(xì)的實(shí)施方式和具體的操作過(guò)程，但本發(fā)明的保護(hù)范圍不限于下述的實(shí)施例。

如圖1所示，本實(shí)施例提供一種提升反射式光耦檢測(cè)距離的裝置，包括信號(hào)發(fā)生模塊1、反射式光耦2、選頻放大模塊3、檢波模塊4和比較器模塊5，信號(hào)發(fā)生模塊1用于發(fā)生頻率為f的波形信號(hào)；反射式光耦2發(fā)射出經(jīng)信號(hào)發(fā)生模塊驅(qū)動(dòng)的強(qiáng)度變化頻率為f的光線，接收經(jīng)探測(cè)物體后反射回的光線，并轉(zhuǎn)化為電信號(hào)，反射式光耦2包括用于發(fā)射光線的發(fā)射端2-1和用于接收反射光線的接受端2-2；選頻放大模塊3用于對(duì)反射式光耦的電信號(hào)進(jìn)行不分先后順序的濾波和放大，篩選出頻率為f的信號(hào)；檢波模塊4用于對(duì)經(jīng)過(guò)選頻放大模塊后的信號(hào)進(jìn)行檢波；比較器模塊5用于將經(jīng)過(guò)檢波模塊后的信號(hào)與設(shè)定的比較電平信號(hào)進(jìn)行比較，根據(jù)比較結(jié)果輸出相應(yīng)的電平信號(hào)，判斷是否檢測(cè)到探測(cè)物體。

例如：檢波后的電平為3v，比較器模塊設(shè)定的比較值為2v，3v高于2v則比較器會(huì)輸出相應(yīng)的電平信號(hào)(比如3.3v代表檢測(cè)到，0v代表未檢測(cè)到)表示是否檢測(cè)到物體。

本實(shí)施例還提供一種提升反射式光耦檢測(cè)距離的方法，包括以下步驟：

a、頻率為f的波形信號(hào)驅(qū)動(dòng)反射式光耦發(fā)射出強(qiáng)度變化頻率為f的光線；