专利名称：反射折射型光电位置监测报警装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及灯具、文具、玩具等生活用品及工业交通运输自控监测和安全保护领域的距离和位置的报警装置。
国家教委召开学生近视眼防治工作研讨会上，何东昌副主任指出我国教育的目的提高全民族的素质，不能教育越发展、越普及，近视眼越多。学校领导和全体教师都要重视学生近视眼防治工作。要把近视眼防止工作做为突破口，以此来推动学校卫生工作的全面开展。
目前，国内外广泛使用的位置距离光电探测器，均采用光线直接照射光敏元件来获取信号，这是光线直射可使光敏元件获得较大的照度、信号强、电路处理容易。中国专利CN90211785.8《防近视台灯》报导，其缺点是采用光线直射伸出两支长臂来安装发射和接收元件，不仅结构复杂成本增加，而且调试安装不方便，特别是两支长臂放在读者头部两侧，使读者有压迫感，很不舒服，因此难于在普通家庭的生活用品中推广应用。
本实用新型的目的是针对现有技术的不足而提供一种反射、折射型光电位置监测报警装置，广泛装设在灯具、文具、玩具上，用以帮助幼儿和青少年阅读、书写时校正姿势，保持良好习惯、消除后天近视、背驼等畸形现象，让青少年健康的成长，用于读写保健时作视距为33厘米左右，胸前距桌缘约5－10厘米的光电位置监测报警装置，如果姿势不符合上述卫生标准、报警装置将发出信号，甚至将灯熄灭，直至恢复正常姿势，才能正常工作。
本实用新型提供的反射、折射型光电位置监测报警装置如
图1所示。
图1为反射折射型光电位置监测报警装置结构示意图。
(1)上盖，(2)屏蔽电缆，(3)底座，(4)变压器，(5)电路板，(6)电池组，(7)可控硅，(8)固定螺钉，(9)扬声器，(10)集成电路，(11)外接受控物电源插座，(12)转换开关，(13)电源插头，(14)探测头，(15)红外发射管，(16)红外线接收管，(17)伸杆，(18)导杆，(19)柔性插头，(20)柔性探头。
将电源接上，由红外线发射管(15)发出的红外线射到被测物体或人的表面时，则有红外光线从被测物表面反射或折射到红外接收管(16)上产生光电流，通过电路处理，控制扬声器报警，电灯熄灭，达到声光控制的目的。红外对管(15)(16)同时设置在一个探测头(14)上，探测头设在伸杆(17)上，伸杆设在导杆(18)内，可以伸长或缩短，以便调整控制光束的高度，探测头可作30°的仰俯和360°的旋转，以便对准目标，在远距离探测时，将柔性插头(20)插入探测头(14)的插孔中，柔性探测头(20)连接在被监测物部位的门、窗、墙壁、桌椅、灯具、玩具、衣服和发夹等位置进行各种情况的监测工作。导杆连接在上盖(1)上，转换开关(12)有四个切换位置。在A位时声音报警通过电路板(5)上的震荡电路和控制电路集成块(10)使扬声器(9)发声，为声音、光线(灯)控制状态。外接灯光强弱控制是通过光亮控制插座(11)把受控发光体电源插头插进(11)孔位，通过可控硅控制电路(7)和集成电路(10)IC来实现。D位置是在无交流电源时，用装在底座上的电池组(6)构成的直流电源来实现电路的功能。C位置是工业控制用附加电路连接便于功能扩展、B位置是只用照明灯的工作状态。
图2为反射折射型光电位置监测报警装置电路原理图。
当转换开关(12)K1置于A时，220V交流电流电源接通变压器BY降压，硅堆ZG整流、电容C1滤波、稳压管WG稳压，向电路提供直流稳压电源，由晶体管BG0，BG1构成振荡回路产生调制脉冲信号，通过电阻R5加在红外发光管FG上，FG辐射出9400A的近红外线脉冲，R5的阻值、可根据选用之红外发光管的型号规格可同加以改变，通过红外发光管的脉冲电流，从而调整FG的辐射强度。
当外界物体(或人体)进入FG幅射出之红外线的作用范围时，产生反射，反射回来的红外线脉冲进入接收管JG，通过JG与电阻R14的分压关系及接收管的光电特性，使之将接收到的红外幅射脉冲转换为电脉冲信号，晶体三极管BG4，BG5构成两级脉冲放大器，R11，R13为集电极负载电阻，R12，R15为偏置电阻，C9，C10为耦合电容，改变R12的阻值对放大器的放大倍数影响明显，可用来调整灵敏度。
经放大后的电脉冲信号由D1，D2检波，C7积分后，再经晶体三极管BG2，BG3构成之直耦放大器放大后分别进行光控和声控。R10为干扰信号抑制电阻，电阻愈大，抑制效果愈好，但灵敏度下降R10可在数千欧至数十千欧间选择。
光控系统通过双向可控硅KC来实现，有反射时，可控硅关断，灯灭。无反射则KC导通，灯亮。
声控系统由对555IC构成之振荡器进行控制来实现。有反射，555IC起振，喇叭发声。调节R3，R4，C3可改变喇叭发声之音调。
直流电源系由降压器，整流桥堆，和滤波电容组成，R6，C6组成参数稳压器，稳定的直流电压(＋6V)供给前置脉冲放大器。当灯作为一般照明，不需监测报警时、将K1置于B位置；当需扩充控制功能时将K1置于C位置；在无交流电源时，将K1置于D位置，起动直流电源，同样达到位置监测报警的效果。
本实用新型是这样实现的，当需用本装置进行读写保健时，只将光电位置监测装置安装在普通的灯具上(如台灯)，接上电源拨动开关，旋转探测头，使之对准使用者的左额角约20－30厘米处，当眼睛距书本面距小于卫生视距33厘米时发生报警。当眼睛距书本面距略大于卫生视距则不产生光电信号，不发生报警，使用者可以正常读写。这是对近距离物体进行检测时，由振荡器产生的调制脉冲信号使发射管产生红外脉冲光线经被测物或人的表面而直接反射到红外接收管上，经光电转换、脉冲放大、检波、积分、直耦放大而产生声、光、电的监测报警信号。
当需用本装置进行防盗报警的较远距离(50厘米以上)监测时，只将光电位置监测装置安装在被封锁门、窗的路经处、将拨动开关，同近距离物体监测原理一样，只需在发射管前加装一个聚集透镜，折射聚光，以增加投射到被测物上的光强度，再反射回接收管，接收管前同样也需加装一个聚焦透镜，使之射回之光束经折射聚焦于接收管上，以增加光强提高灵敏度。
本实用新型可用于灯具、文具、玩具、衣服和家俱方面，亦可用于工业和交通运动的安全保护及距离位置监测报警。
本实用新型具有如下优点1.采用反射折射光作为检测信号，克服了直射光作为信号的缺点，它具有结构简单、体积小、质量轻，携带方便，宜于青少年作为视力体型校正的保健用品。
2.采用可控硅、集成电路、多级抗干扰措施，不仅结构紧凑、信号发射远，监测距离从1毫米至2000毫米间调整，性能稳定可靠。
3.采用交、直流两用电源，不仅在晚上使用，而且在白天或无交流电源的地方，特别是旅游、野外阅读和书写带来方便。
4.本装置与同类产品比较，价格为同类产品的十分之一，成本为8－20元，有广阔的实施前景和推广价值，兼以在灯具、文具、玩具和生活上使用，同时开发出十多种系列青少年保健产品，有显著的经济效益和社会效益。
实施例本实用新型的反射折射型光电位置监测报警装置〔1〕结构简单、制造方便、底座、上盖为非标准件均能在一般机械厂或塑料厂加工制造，其它电子元件和连接件均可在市场上购买，本专业技术人员均能按图纸组装、调试和正常生产。
权利要求1.一种反射折射型光电位置监测报警装置[1]含有红外线发射管接收管和电路，其特征在于该光电位置监测报警装置由红外线发射管(15)发出的红外线射到被测物或人的表面时，则有红外线从被测物表面反射和折射到红外接收管(16)上产生光电源，红外对(15)(16)同时设置在一个探测头(14)上，探测头设在伸杆(17)上，伸杆设在导杆(18)内，探测头与伸杆(17)转动配合。
2.按照权利要求1所述反射折射型光电位置监测报警装置，其特征在于该光电位置监测装置的转换开关的四个切换位置，在A位时，声音报警通过电路板(10)使扬声器(9)发声，为声音、光线(灯)控制状态，外接灯光强弱控制是通过光亮控制插座(11)把受控发光体电源插头插进(11)孔位，通过可控硅控制电路(7)和集成电路(10)IC来实现的，D位置是在无交流电源时，用装在底座上的电池组(6)构成的直流电源来实现电路的功能、C位置是工业控制利用附加电路连接，B位置是只用照明灯的工作状态。
3.按照权利要求1或2所述反射折射型光电位置监测报警装置，其特征在于该光电位置监测报警装置的电路由交流电源接通变压器B降压，硅堆ZG整流，电容C1滤波、稳压管WG稳压，提供直流稳压电源，由晶体管BG0，BG1，R1、C2、R2组成的震荡电路给红外线发射管EG提供脉冲电流，使FG发出适当频率的光脉冲，通过人或被测物的反射折射到红外线接收管JG上，并产生脉冲电信号，由C10，BG5，R13，R15组成的前置放大器预放，又经晶体管BG4 组成的放大电路放大，由C8，R10，D1，D2，C7组成的积分限隔检波电路处理，信号再经BG3，BG2，放大，通过R7控制可控硅KC使之关断，灯泡J变暗或熄灭，同时通过集成电路555IC的脚控制IC，R3，R4，C3组成的音频震荡使之扬声器YJ发声报警，在无交流电源时，起动直流电源D，同样达到位置监测报警的效果〔2〕。
专利摘要一种反射折射型光电位置监测报警装置，其特点是由红外线发射管发出的红外线射到人或被测物表面时、则有红外光线从被测物表面反射折射到红外接收管上，产生光电流，通过电路处理，即可发出各种控制或报警信号，监测距离从1毫米至2000毫米间调整，可广泛装设在灯具、文具、玩具和家具上，通过距离位置监测，发出声光控制信号来强制青少年保持正确的阅读姿势，防止近视及畸形。亦可用于工业交通中作自动监测和安全保护。
文档编号G01S17/00GK2100638SQ9121470
公开日1992年4月1日 申请日期1991年7月9日 优先权日1991年7月9日
发明者赵帝明, 古洪碧, 严琦, 赵勇, 刘敏 申请人:成都微电脑辅助工程研究所