[实用新型]超小型背景抑制光电传感器

说明书

技术领域

本实用新型涉及传感器，更具体地说，是涉及一种超小型背景抑制光电传感器。

背景技术

对于常规漫反射式光电传感器，白色物体反射率高，检测距离远；黑色物体反射率低，检测距离较近。因此检测在白色背景下的黑色目标物时，传感器会被背景干扰导致无法检测。具有背景抑制功能的光电传感器，在检测低反光率物体时距离不衰减，因此可广泛应用于包装行业，纺织机械，食品机械，传输带检测和送料盘控制检测等等，背景抑制式光电传感器进几年来一直是国际知名传感器公司竞争的热点，也形成了多样性的技术方案，传感器的小型化、低成本、高检测速率、高精度是未来传感器发展的趋势。

背景抑制功能的实现是利用了光学三角测距原理，不同距离的物体反射回来的光线，经过接收透镜聚焦后形成的光斑位置不同，传感器检测光斑位置，判定物体是否在关断点内，实现了检测距离不衰减，现有的实现方案主要有两种：

其一，是采用光电位置传感器PSD器件进行接收光斑位置检测，通过光斑位置其可以判断目标物的距离远近。

其二，是采用实现方案是采用双单元接收二极管，鉴别光斑位置在近光区或远光区域，通过两路前置放大，滤波，再进行差分放大，阈值比较，MCU处理判断，完成远近光区域的接收光信号强度的比对，以判断目标位置。但是，上述两种方案构成元器件都很多电路复杂，在31*20*11mm的通用外形中无法放置如此多的电路模块，因此无法实现小型化，在很多结构比较紧凑的机械设备或者空间比较狭小的自动化系统中无法安装。电路成本过高，在成本上比常规漫反射高很多，现有市场上，背景抑制的光电产品价格是同等规格普通漫反射的3倍以上，因此对于用量很大，且需要控制成本的传感器用户还不会采用。并且，小型化的传感器在结构设计和实现IP67的防护等级上很困难，因为没有足够的壁厚设计密封槽或者超声波溶解筋，在实际生产中，采用密封胶粘结或者超声波压合的方式实现IP67报废率很高，通常只能做到IP66或IP65的防护等级。

实用新型内容

针对现有技术中存在的缺陷，本实用新型的目的是提供一种超小型背景抑制光电传感器。

为达到上述目的，本实用新型采用如下的技术方案：

一种超小型背景抑制光电传感器,包括外壳，外壳内设有电路板，电路板上包括MCU、接收器、发射LED及驱动电路、NPN/PNP输出电路以及电源电路，所述MCU与所述发射LED及驱动电路的输入端相连，所述接收器的输出端与所述MCU相连；所述MCU还与所述NPN/PNP输出电路的输入端相连；

电源电路用于给电路板提供恒压电源。

所述发射LED及驱动电路包括发射器以及与发射器相连的发射脉冲驱动电路，所述发射脉冲驱动电路与所述MCU相连。

所述接收器主要由双单元接收二极管组成。

所述MCU包括两个运算放大器，其中一个为差分放大器，另一个为增益放大器；所述差分放大器的输入端与所述接收器的输出端相连；所述增益放大器的输入端与所述差分放大器的输出端相连。

与现有技术相比，采用本实用新型的超小型背景抑制光电传感器具有以下的有益效果：

1、由于采用了集成度更高的MCU，使其在PCB设计的空间上大大缩减，MCU中自带前置差分放大电路，极大程度上减少了电子元器件数量，实行了产品的小型化，并且降低了现有方案的实现成本。

2、为了提高产品的防护等级，解决其生产工艺中的难点，将新型的一体化模具成型技术，应用于此传感器的设计，使传感器具备了无接缝的外形壳体，并且大大简化了生产组装难度。

总之，本实用新型的超小型背景抑制光电传感器使整个电路模块体积缩小很多，成功设计了外形尺寸为31*20*11mm的超小型具有背景抑制功能的光电传感器，极大地方便了传感器用户的安装，为无足够空间安装常规背景抑制光电传感器的小型化设备和智能控制系统，提供了解决方案。电路的改进和简化，还降低了原材料成本，并且使生产焊接、调试维修等一系列批量生产环节更简单易行。新模具工艺的引入使本实用新型的超小型背景抑制光电传感器更容易达到IP67的防护等级，在高粉尘或者可能接触水的场合使用更安全，在新型一体化注塑过程中，模具塑料相互融合，达到了极好的密封性和牢固性，传感器更容易承受长时间的振动和冲击。

附图说明

图1为本实用新型的一种超小型背景抑制光电传感器的原理示意图；

图2为本实用新型的一种超小型背景抑制光电传感器的信号检测原理示意图；

图3为图1中的电源电路及电源和状态指示灯的电路示意图；

图4为图2中的发射脉冲驱动电路的电路示意图；