紅外線光電開關的結構與原理
紅外線光電開關由于檢測精度高而廣泛應用于工業(yè)自動化領域。然而,紅外線光電開關工作一段時間后,調(diào)整好的光軸會發(fā)生變化,透鏡表面會吸附塵埃、油污,這些將會使檢測距離減小,甚至無法檢測。輸出狀態(tài)改變時,會對計算機、儀表等弱電設備產(chǎn)生強烈的干擾。
紅外線光電開關分為投光器和受光器兩部分,兩者光軸重合在同一直線上。為了抑制環(huán)境光干擾,采用脈沖調(diào)制光。電脈沖的周期為T,脈沖寬度為t,電脈沖允許峰值電流隨脈沖寬度比(t/T)減小而增大,如圖1所示。
選t=15μs,T=1ms,使峰值電流接近IA,平均電流大于50mA。驅(qū)動電流大,檢測距離也大,可超過100m。投光器的發(fā)光二極管置于透鏡焦點處,投光器發(fā)出平等的光。受光器的光敏三極管前加濾光器,且設置夾縫。光敏三極管置于透鏡焦點處,把光脈沖變?yōu)殡娒}沖。當被測體進入檢測區(qū)時,光被遮擋,受光器無光可受,開關輸出狀態(tài)改變。在投光電路中設有診斷端子的原理圖如圖2所示。
診斷輸出端子對0V端子短接,或者計算機送一個低電平過來,LED停止發(fā)光,受光器輸出狀態(tài)改變。若輸出狀態(tài)不變,證明傳感器電路有故障。如果光軸發(fā)生變化,或者透鏡表面吸附塵埃、油污,受光器入光量均會變?nèi)酰^而引起光敏器件輸出電信號變?nèi)?,因此,設計有自診斷輸出端子的直流開關,原理圖如圖3所示。
直流電源電壓范圍是DCl0~36V。用比較放大器來測變?nèi)醯碾娦盘?。電信號減小到一定程度時,與門輸出高電平到延時電路,經(jīng)延時后NPN型三極管導通,集電極輸出診斷信號。圖中應用了濾波網(wǎng)絡和屏蔽罩來抑制開關動作時產(chǎn)生的浪涌電壓和電磁輻射。設計有自診斷輸出端子的交流開關,主要是電源部分和晶閘管輸出部分不同。交流電源電壓范圍是AC24~250V。用ZnO浪涌吸收器宋抑制電網(wǎng)中的干擾。
紅外線光電開關無電弧,無火花,耐振動,電磁兼容,浪涌電壓弱,調(diào)試方便。它能診斷自身主要故障,它的電信號能與計算機直接匹配。光電開關群集中控制的效果是是非常理想的。
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