专利名称：光电式模拟量输出型接近开关的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及开关，特别涉及一种光电式模拟量输出型接近开关。
背景技术：
接近开关，是代替限位开关、行程开关等接触式检测方式，以无需接触检测对象进 行检测为目的开关的总称。它能将检测对象的移动信息和存在信息转换为电气信号。在转 换为电气信号的检测方式中，包括利用电磁感应引起的检测对象的金属体中产生的涡电流 的方式。 接近开关包括有感应型、静电容量型、超声波型、光电型、磁力型等类型，各有优 劣。 光电型的接近开关由于其检测距离长，不受检测物体材质的影响，应用非常广泛。 其电感式模拟量输出型接近开关，只能检测金属物体，而金属物体的材质不同，其检测的距 离也不同，其检测距离也比较短，不能满足要求检测距离长，不限检测物体的材质的要求。
实用新型内容为了解决上述现有技术存在的问题，本实用新型提供一种光电式模拟量输出型接 近开关，检测距离长，不受检测物体材质的影响，定位准确，使用寿命长。 本实用新型的技术方案如下所述 光电式模拟量输出型接近开关，包括外壳和设置在外壳内的光学透镜、光电发射 器、光电接受器，和分别与光电发射器及接受器电连接的线路板。 所述光学透镜为大小相同的两块，衔接于一体；安装在外壳的最顶端，即与检测物 体相对应的检测面一端。 所述光电发射器和光电接受器分别对应地安装在所述两块光学透镜的正下方，光 电发射器以光线的形式发射脉冲光信号穿过一光学透镜到达检测物体，所述检测物体漫反 射脉冲光信号，产生的反射光线穿过另一光学透镜被聚集后集中地射向所述光电接受器， 所述光电接受器将脉冲光信号转换成电信号输出。所述光电发射器可定时同步驱动光电发 射器元件将脉冲光信号重复发射，可准确迅速的检测到靠近接近开关的外界物体，迅速灵 敏。 所述外壳有两层，最表面的一层为金属外壳，将组成接近开关的所有结构部件包 裹于内；在光学透镜、光电发射器及光电接受器与金属外壳之间包裹有一层塑料外壳，主要 用于保护位于检测面端面的光学透镜。 进一步，所述光电发射器、光电接受器与塑料外壳之间镶嵌有固定支架，用于稳固 所述光电发射器与光电接受器。 所述线路板安装在外壳内光电发射器与接受器的下方，线路板的最底端安装有电 源线，以便与外部电源接通。 所述线路板上布置由电容、二极管、三极管等电子元件形成的定时同步驱动光电
3发射器的脉冲电路、第一信号放大电路、检波电路、第二信号放大电路和输出电路。 所述脉冲电路电连接光电发射器，可定时同步驱动所述光电发射器不断重复发射
出脉冲光线，以便及时检测到靠近的外界物体。 所述第一信号放大电路的输入端电连接光电接受器，其输出端同时电路连接检波 电路的输入端和所述脉冲电路的输入端；所述检波电路的输出端电连接第二信号放大电路 的输入端，所述第二信号放大电路的输出端电连接输出电路，所述输出电路连接外部设备。 本实用新型的工作原理简述如下 接通电源后，通过与光电发射器定时同步驱动光电发射器元件将脉冲光重复发
射，当有被检测物体经过和靠近时，物体将光电发射器发射的脉冲光信号反射到光电接受
器，于是光电接受器将光信号转换成电信号输出。第一信号放大电路将电信号放大后输出，
因光电发射器发射的脉冲光信号，所以光电接受器接收到的也是脉冲光信号。 第一信号放大电路将电信号放大后，通过检波电路将脉冲信号转换成平滑的直流
电压信号，再通过第二信号放大电路将直流电压信号放大，驱动输出电路输出。 当被检测物体与本实用新型之间的距离发生变化时，其在物体上反射光信号的强
弱成线性变化，使输出信号电压或电流成线性输出，完成无接触检测物体的目的。其检测距
离远，不受物体材质的影响，可应用在自动化装备生产线对模拟量的智能控制。 本实用新型的有益效果是，结构紧凑，利用光信号检测，反应灵敏、定位准确，检测
距离长，使用寿命长。
图1为本实用新型的结构示意图； 图2为本实用新型的作用原理示意图。
具体实施方式参看图1，一种光电式模拟量输出型开关，包括金属外壳5和安装于金属外壳5内 部的光学透镜11与光学透镜12、位于光学透镜11正下方的光电发射器2、位于光学透镜12 正下方的光电接受器3，与所述光电发射器2及光电接受器3电连接的线路板6。 所述线路板6的底部设有电源线7，以便与外部电源相连通； 在光学透镜1的侧面及金属外壳5与所述固定支架9之间的间隙中包裹有一层塑 料外壳4，主要用于保护光学透镜1及相邻部件。[0026] 所述光电发射器2及光电接受器3与塑料外壳4之间配置有固定支架9，起到稳固 作用。 如图1所示，所述光学透镜11与光学透镜12大小相同，位置对称，对光线有聚集
作用。位于光学透镜12正下方的光电发射器2以光线的形式发射脉冲光信号穿过光学透
镜12到达检测物体8，所述检测物体8漫反射脉冲光信号，产生的反射光线穿过另一光学透
镜11被聚集后集中地射向位于光学透镜11正下方的光电接受器3，所述光电接受器3将脉
冲光信号转换成电信号输出。所述光电发射器2可定时同步驱动光电发射器元件将脉冲光
信号重复发射，可准确迅速的检测到靠近接近开关的外界物体，迅速灵敏。 参看图2，所述线路板6上布置由电容、二极管、三极管等电子元件形成的定时同射器的脉冲电路13、第一信号放大电路10、检波电路11、第二信号放大电路 12和输出电路14。 脉冲电路13电连接光电发射器2，可定时同步驱动所述光电发射器2不断重复发 射出脉冲光线，以便及时检测到靠近的外界物体。 第一信号放大电路10的输入端电连接光电接受器3，其输出端同时电路连接检波 电路11的输入端和所述脉冲电路13的输入端；所述检波电路11的输出端电连接第二信号 放大电路12的输入端，所述第二信号放大电路12的输出端电连接输出电路14，所述输出电 路14连接外部设备。 再次参看图1与图2，本实用新型的工作原理如下所述 通过线路板6上的电源线7接通电源后，脉冲电路13定时同步驱动光电发射器2 将脉冲光信号以光线的形式重复发射，光线穿过光学透镜12向外射出；当有被检测物体8 经过和靠近时，检测物体8将光电发射器2发射的脉冲光信号透过光学透镜11集中反射到 光电接受器3，于是光电接受器3将光信号转换成电信号输出。 第一信号放大电路10将接收于光电接受器3输出的电信号放大后再输出。第一 信号放大电路10将电信号放大后，通过检波电路11将脉冲电信号转换成平滑的直流电压 信号，再通过第二信号放大电路12放大，驱动输出电路14输出。 当被检测物体8与本实用新型之间的距离发生变化时，其在检测物体8上反射光 信号的强弱成线性变化，使输出信号电压或电流成线性输出，完成无接触检测物体的目的。 其检测距离远，不受物体材料的影响，可应用在自动化装备生产线对模拟量的智能控制。 以上显示和描述了本实用新型的基本原理、主要特征和本实用新型的优点。本行 业的技术人员应该了解，本实用新型不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述 的只是说明本实用新型的原理，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下本实用新型还会 有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型范围内。本实用新型要 求保护范围由所附的权利要求书及其等同物界定。
权利要求光电式模拟量输出型接近开关，其特征在于，它包括外壳(5)和设置在外壳(5)端面的两块相同的光学透镜(11、12)，位于外壳(5)内光学透镜(12)正下方用于发出脉冲光信号的光电发射器(2)和位于光学透镜(11)正下方用于将脉冲光信号转换成电信号的光电接受器(3)，与所述光电发射器(2)及光电接受器(3)电连接的线路板(6)。
2. 根据权利要求l所述的光电式模拟量输出型接近开关，其特征在于，所述线路板(6) 上设置由电子元件构成的可驱动光电发射器(2)重复发射脉冲光线的脉冲电路(13)，所述 脉冲电路(13)电连接光电发射器(2);线路板(6)上还设置有与光电接受器(3)电连接的第一信号放大电路(IO)，第一信号 放大电路(10)的输出端电连接将脉冲信号转换成平滑的直流电压信号的检波电路(11)， 检波电路(11)连接第二信号放大电路(12)，第二信号放大电路(12)再连接输出电路 (14)。
3. 根据权利要求1或2所述的光电式模拟量输出型开关，其特征在于，所述光学透镜 (1)、光电发射器(2)与光电接受器(3)外表包裹有一层塑料外壳(4)。
4. 根据权利要求3所述的光电式模拟量输出型接近开关，其特征在于，所述光电发射 器(2)及光电接受器(3)与塑料外壳(4)之间配置有固定支架(9)。
5. 根据权利要求l所述的光电式模拟量输出型接近开关，其特征在于，所述线路板(6) 的底部安装连接外部电源的电源线(7)。
专利摘要本实用新型公开了一种光电式模拟量输出型接近开关，包括外壳和设置在外壳内的光学透镜、光电发射器、光电接受器，和分别与光电发射器及接受器电连接的线路板。所述光学透镜为大小相同的两块，安装于检测面端；所述光电发射器与光电接受器分别位于所述两块光学透镜的正下方，光电发射器发出光线，通过被检测物体将光线反射给光电接受器。所述线路板上设置由电子元件构成的定时同步驱动光电发射器的脉冲电路、信号放大电路、检波电路和输出电路。所述脉冲电路电连接光电发射器，所述光电接受器电连接所述信号放大电路。本实用新型结构紧凑，通过光线检测外界物体，反应灵敏、定位准确，检测距离长，使用方便。
文档编号H03K17/945GK201528327SQ200920212210
公开日2010年7月14日 申请日期2009年11月11日 优先权日2009年11月11日
发明者杨武平, 许为民 申请人:上海普邦传感器有限公司