[發明專利]用于基于脈沖的接收器光傳感器的系統和方法

有效

• 申請號: 201710469682.4
• 申請日: 2017-06-20
• 公開（公告）號: CN107576994B
• 公開（公告）日: 2020-01-21
• 發明（設計）人: 唐納德·L·查蘭蒂尼;格雷戈里·J·賴曼;德里克·W·加倫;弗雷德里克·鮑陶德
• 申請（專利權）人: 羅克韋爾自動化技術公司
• 主分類號: G01V8/12
• 分類號: G01V8/12
• 代理公司: 11227 北京集佳知識產權代理有限公司
• 代理人: 陳煒;李德山

公開了一種光電傳感器、操作光電傳感器的方法以及非暫態計算機可讀介質。光電傳感器使用選擇性脈沖檢測技術和相關聯的同步技術，以改進脈沖檢測的質量、傳感器的操作范圍和傳感器的抗噪音能力。這些改進還產生了更快的傳感器響應時間并且減少了設計周期時間。由傳感器的發射器發射的經調制的光束包括多個脈沖周期，每個周期內發送一個脈沖。脈沖被定位在它們相應的周期內的相對于周期開始的定義的偏移時間處，該偏移時間可以根據定義的模式而在周期間變化。接收器可以基于同步信息選擇性地對信號進行采樣，以確定接收到的信號是否包括發射的脈沖模式。直通光束式傳感器可基于對與經調制的信號相對應的模擬信號的分析來在內部生成同步信息。

技術領域

本文公開的主題總體上涉及光電傳感器，更具體地涉及在傳感器的接收器處對經調制的脈沖信號的檢測。

背景技術

許多工業應用利用光電傳感器來檢測在受控過程或機器周圍的某些位置處對象或人的存在。例如，這樣的傳感器可以安裝在選定的輸送機位置以檢測在那些位置處組件的存在。這樣的光電傳感器還可以安裝在工業系統的潛在危險的移動部件附近，以檢測這些位置處人的存在。這些傳感器通常基于在接收器處對發射光束的檢測來控制對控制系統(例如，工業控制器，安全繼電器等)的離散輸出。

對于使用光脈沖調制的光電傳感器，接收器通常僅基于檢測到的脈沖數和信號電平來檢測由光束攜帶的經調制的脈沖。然而，在沒有適當的同步的情況下，這種技術使傳感器的接收器對具有與經調制的脈沖的能量水平類似的能量水平的任何重復噪聲敏感。

此外，在直通光束式(through-beam)傳感器的情況下，接收器和發射器之間的同步是困難的，因為這樣的直通光束式傳感器的接收器和發射器駐留在物理上分開的殼體中，因此不能容易地交換同步數據。

目前的光電傳感器的上述缺陷僅旨在提供對常規系統的一些問題的概述，而并非是無遺漏的。在閱讀以下描述時，常規系統的其他問題和本文描述的各種非限制性實施方式的相應優點會變得更明顯。

發明內容

以下給出簡化的概述，以提供對本文所描述的一些方面的基本理解。本概述不是全面的評述，也不旨在標識關鍵/重要元素或者描述本文所描述的各個方面的范圍。其唯一目的是以簡化的形式給出一些概念，作為稍后介紹的更詳細描述的序言。

在一個或更多個實施方式中，提供一種光電傳感器，該光電傳感器包括：光傳感器部件，該光傳感器部件被配置成接收光信息并且將光信息轉換成模擬信號，光信息包括具有經調制的信號的光束，該經調制的信號包括脈沖；數字采樣部件，該數字采樣部件被配置成在由同步信息定義的采樣定時處對模擬信號進行數字采樣，以產生數字樣本信息；脈沖識別部件，該脈沖識別部件被配置成基于數字樣本信息而識別模擬信號中的脈沖的存在和脈沖的定時；定時分析部件，該定時分析部件被配置成確定脈沖的定時是否與由同步信息定義的預期定時相對應；以及輸出控制部件，該輸出控制部件被配置成基于由定時分析部件生成的結果而控制輸出。

還描述了一種用于操作光電傳感器的方法，其中，該方法包括：通過包括至少一個處理器的光電傳感器接收光信息，光信息包括使用包括脈沖的信號進行調制的光束；通過光電傳感器將光信息轉換成模擬信號；通過光電傳感器，根據基于同步信息確定的采樣定時來對模擬信號進行數字采樣，以產生數字樣本信息；通過光電傳感器，基于數字樣本信息來確定幅度和定時信息；通過光電傳感器確定幅度和定時信息是否與由同步信息指定的預期幅度和定時相對應；以及通過光電傳感器，基于確定的結果而控制輸出信號。

此外，在一個或更多個實施方式中，提供了一種存儲有可執行部件的非暫態計算機可讀介質，可執行部件響應于執行而使處理器執行操作，所述操作包括：接收包括使用包括脈沖的信號調制的光束的光信息；將光信息轉換成模擬信號；根據基于同步信息確定的采樣定時對模擬信號進行數字采樣，以產生數字樣本信息；基于數字樣本信息而確定幅度和定時信息；確定幅度和定時信息是否與由同步信息指示的預期幅度和定時相對應；以及基于確定的結果而控制輸出信號。