一种基于红外光电传感器的同步脉冲发生装置的制作方法

1.本发明属于传感器和脉冲发生装置技术领域，具体涉及一种基于红外光电传感器的同步脉冲发生装置。


背景技术：

2.目前国际国内市场上用于标识检测的光电检测装置种类繁多，但这些检测装置都不能满足专用设备表面标识检测的需求。原因是专用设备内部安装空间狭小，检测装置的探头必须与转换电路分离，整个检测装置不影响专用设备的真空运行环境。市场上没有任何一款产品适应上述需求。
3.本发明为解决检测装置探头与电路分离的问题而提出，最终目的是提供能够安装在专用设备内部，可以识别设备内部旋转部件表面标识的装置，并将旋转部件表面标识转化为同步脉冲。


技术实现要素：

4.本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种基于红外光电传感器的同步脉冲发生装置，用于识别设备内部旋转部件表面标识的，将旋转部件表面标识转化为同步脉冲。
5.本发明是通过以下技术方案实现的：
6.一种基于红外光电传感器的同步脉冲发生装置，包括光电转换器和与光电转换器连接的光电探头；
7.光电转换器的外壳上设置有灵敏度调节旋钮、用于连接供电和脉冲输出的第一接线端子、以及用于连接所述光电探头的第二接线端子，光电转换器的外壳内部设置有转换电路；
8.所述光电探头包括红外发射管和红外接收管，红外发射管的负极与红外接收管的正极电连接，作为发射和接受器件的共用端，该共用端以及红外发射管的正极和红外接收管的负极分别连接线缆，线缆通过转接插头连接至光电转换器上的第二接线端子上；第二接线端子包括三个接线点位，第一接线点位为dc5v端，用于连接光电探头的红外发射管的正极，第二接线点位为dc5v的地端，用于连接光电探头的共用端，第三接线点位为光电探头的检测信号输入端，用于连接光电探头的红外接收管的负极；
9.转换电路包括电源模块、灵敏度调节旋钮、运算放大器、电压比较器和光耦，所述电源模块的dc5v输出端连接至第二接线端子的第一点位，电源模块的dc5v地端连接至第二接线端子的第二点位；所述运算放大器的-端连接可调电阻器r2的中间接点，可调电阻器r2的两端接点分别连接dc5v和dc5v地端，可调电阻器r2的调节旋钮即是设置在光电转换器外壳上的灵敏度调节旋钮，运算放大器的 端连接电阻r3，电阻r3的另一端连接第二接线端子的第三点位和可调电阻器r1，可调电阻器r1的另一端连接dc5v；运算放大器的输出端连接至电压比较器的 端，并且运算放大器的输出端和 端之间串联有电阻r4，电压比较器的-端
连接电阻r5后接dc5v，并且电压比较器的-端连接电阻r6后接dc5v地，电压比较器的输出端经过电阻r8连接光耦的阴极输入端，光耦的阳极输入端连接dc5v，光耦的两个输出端对应连接至第一接线端子；
10.使用时，将光电探头安装于设备内部，将光电探头的线缆通过转接插头与安装在设备外部的光电转换器连接好，并连接好光电转换器上的供电和脉冲输出用的第一接线端子，启动设备，光电转换器的电源模块向光电探头的红外发射管输出dc5v电平，红外发射管保持常亮，光电探头的红外接收管感应到被检测旋转部件表面标识，产生相应光电流信号，光电流信号会发送给运算放大器，将光电流信号转换为相应的电压信号，再通过电压比较器将电压信号转换为与标识同步的脉冲信号最后经过光耦输出；转换电路中灵敏度调节旋钮用于红外接收管的灵敏度调节，通过调节接收管的灵敏度将被检测旋转部件背景产生的电压调节到触发门限电压以下，同时标识产生的电压高于触发门限。
11.在上述技术方案中，所述红外发射管波长为940nm，直径为φ5mm，半功率角20
°
12.在上述技术方案中，所述红外接收管中心波长940nm，φ5mm黑色，感光电流85ua。
13.在上述技术方案中，红外发射管和红外接收管并排固定安装在圆筒形探头基座中。
14.在上述技术方案中，所述电源模块，用于将输入的dc24v转换成稳定的dc5v，其dc24v输入端接至第一接线端子的第一点位，其dc24v地端连接至第一接线端子的第二点位，从而通过第一接线端子的第一点位和第二点位外接dc24v输入电源，通过电源模块输出dc5v。
15.在上述技术方案中，光耦的两个输出端对应连接至第一接线端子的第三点位和第四点位。
16.在上述技术方案中，所述电源模块型号为能达b2405-1w隔离电源模块。
17.在上述技术方案中，被检测旋转部件背景为白色，标识为黑色条形。
18.本发明的优点和有益效果为：
19.本发明提供了一种基于红外光电传感器的同步脉冲发生装置，该装置包括光电转换器和光电探头两个分体部分，光电探头体积小，结构简单，能够安装在待检测的真空设备中，光电探头的线缆通过转接插头连接至设备外部的光电转换器，不影响设备的真空运行环境。
20.本发明能够识别设备内部旋转部件表面标识，并将旋转部件表面标识转化为同步脉冲输出。
21.本发明的技术指标如下：
22.旋转部件标识形状：条形
23.旋转部件标识类型：黑白相间
24.检测距离：10mm—50mm
25.响应速度：80us
26.信号转换方式：将条形标识转换为同步脉冲信号。
附图说明
27.图1是本发明中的光电转换器本体的外形示意图；
28.图2是本发明中的光电探头的连接结构示意图；
29.图3是本发明中的转换电路的电源模块的电路图；
30.图4是本发明中的转换电路的电路图。
31.图中：1为第一接线端子，2为第二接线端子，3为红外发射管，4为红外接收管，5为电源模块，6为灵敏度调节旋钮，7为运算放大器，8为比较器，9为光耦。
32.对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，可以根据以上附图获得其他的相关附图。
具体实施方式
33.为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面结合具体实施例进一步说明本发明的技术方案。
34.一种基于红外光电传感器的同步脉冲发生装置，包括光电转换器和与光电转换器连接的光电探头。
35.参见附图1，为光电转换器的外形示意图，光电转换器的外壳上设置有灵敏度调节旋钮6、用于连接供电和脉冲输出的第一接线端子1、以及用于连接所述光电探头的第二接线端子2，光电转换器的外壳内部设置有转换电路。
36.参见附图2，为光电探头的结构示意图，所述光电探头包括红外发射管3和红外接收管4，其中，所述红外发射管3波长为940nm，直径为φ5mm，半功率角20
°
，所述红外接收管4中心波长940nm，φ5mm黑色，感光电流85ua，红外发射管3和红外接收管4并排固定安装在圆筒形探头基座中。红外发射管3的负极与红外接收管4的正极电连接，作为发射和接受器件的共用端，该共用端以及红外发射管3的正极和红外接收管4的负极分别连接线缆，线缆通过转接插头连接至光电转换器上的第二接线端子2上；第二接线端子2包括三个接线点位，第一接线点位为dc5v端，用于连接光电探头的红外发射管3的正极，第二接线点位为dc5v的地端，用于连接光电探头的共用端，第三接线点位为光电探头的检测信号输入端，用于连接光电探头的红外接收管4的负极。
37.参见附图3和4，是转换电路的电路图，转换电路包括电源模块5、灵敏度调节旋钮6、运算放大器7、电压比较器8和光耦9。
38.所述电源模块5，其型号为能达b2405-1w隔离电源模块，用于将输入的dc24v转换成稳定的dc5v，其dc24v输入端接至光电转换器的第一接线端子1的第一点位，其dc24v地端连接至第一接线端子1的第二点位，从而通过第一接线端子的第一点位和第二点位外接dc24v输入电源，通过电源模块5输出dc5v，电源模块5的dc5v输出端连接至第二接线端子2的第一点位，电源模块5的dc5v地端连接至第二接线端子2的第二点位。
39.运算放大器7的-端连接可调电阻器r2的中间接点，可调电阻器r2的两端接点分别连接dc5v和dc5v地端，可调电阻器r2的调节旋钮即是设置在光电转换器外壳上的灵敏度调节旋钮6；运算放大器7的 端连接电阻r3，电阻r3的另一端连接第二接线端子2的第三点位和可调电阻器r1(如上所述，第二接线端子2的第三点位是光电探头的检测信号输入端，从而将检测信号输入到转换电路中)，可调电阻器r1的另一端连接dc5v；运算放大器7的输出端连接至电压比较器8的 端，并且运算放大器7的输出端和 端之间串联有电阻r4，电压比较器8的-端连接电阻r5后接dc5v，并且电压比较器8的-端连接电阻r6后接dc5v地，电压比
较器8的输出端经过电阻r8连接光耦9的阴极输入端，光耦9的阳极输入端连接dc5v，光耦9的两个输出端对应连接至第一接线端子1的第三点位和第四点位。
40.使用时，将图2的光电探头安装于设备内部，将光电探头的线缆通过转接插头与光电转换器连接好，并连接好光电转换器上的供电和脉冲输出用的第一接线端子。然后启动设备，在正常工作状态下，转换电路的电源模块向光电探头的红外发射管3输出5v直流电平，红外发射管保持常亮，光电探头的红外接收管4感应到被检测旋转部件表面标识，产生相应光电流信号，光电流信号会发送给运算放大器7，将光电流信号转换为相应的电压信号，再通过电压比较器8将电压信号转换为与标识同步的脉冲信号最后经过光耦9输出。转换电路中灵敏度调节旋钮6主要用于红外接收管的灵敏度调节，在实际应用过程中由于被检测标识的背景不同，红外接收管接收到的背景亮度不同，光电流大小也不相同，因此需要通过调节接收管的灵敏度将背景产生的电压调节到触发门限电压以下，同时标识产生的电压高于触发门限。通常情况下，要求标识背景为白色，标识为黑色条形，对于相同材质和颜色的背景，灵敏度为固定值。
41.进一步的说，可调电阻器r1的值根据背景而定(背景反射光越强，需要适当降低可调电阻器r1的值)；一般在背景确定后，可调电阻器r1的值就确定下来了，所以不需要将其调节旋钮设置在光电转换器的外壳上，可调电阻器r1是直接在光电转换器的内部电路板上预先调节确定的。
42.为了易于说明，实施例中使用了诸如“上”、“下”、“左”、“右”等空间相对术语，用于说明图中示出的一个元件或特征相对于另一个元件或特征的关系。应该理解的是，除了图中示出的方位之外，空间术语意在于包括装置在使用或操作中的不同方位。例如，如果图中的装置被倒置，被叙述为位于其他元件或特征“下”的元件将定位在其他元件或特征“上”。因此，示例性术语“下”可以包含上和下方位两者。装置可以以其他方式定位(旋转90度或位于其他方位)，这里所用的空间相对说明可相应地解释。
43.而且，诸如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个与另一个具有相同名称的部件区分开来，而不一定要求或者暗示这些部件之间存在任何这种实际的关系或者顺序。
44.以上对本发明做了示例性的描述，应该说明的是，在不脱离本发明的核心的情况下，任何简单的变形、修改或者其他本领域技术人员能够不花费创造性劳动的等同替换均落入本发明的保护范围。