[实用新型]一种对射式光电传感器

说明书

技术领域

本实用新型涉及光电传感器技术领域，尤其涉及一种低功率发射器的对射式光电传感器。

背景技术

对射式光电传感器是采用发射器和接收器分离的设计来实现目标物体的检测，通常的这种光电传感器的发射器结构包括球面凸透镜、发射管、发射电路等，发射管位于球面凸透镜的后焦点位置；接收器结构包括球面凸透镜、接收管、接收电路等，接收管位于球面凸透镜的后焦点位置；由于采用球面凸透镜，发射管的指向角(也称为发散角)直接影响透过球面凸透镜后光斑大小，指向角越大，透过球面凸透镜后的光束分散，光斑越大，聚光效果差，导致投射到接收器的球面凸透镜上的光束随着接收器与发射器之间的距离增大而减少，光束经接收器的球面凸透镜聚光后，汇聚在接收器的球面凸透镜焦点上的光束更少，从而难以满足经过球面凸透镜聚光后到达触发接收器的光束能量。为了达到远距离的感测距离，通常采用增大发射管的发射功率，使单位面积内的光束增加，从而达到最终传输至接收管的光束满足触发接收器工作的光束能量，加大发射功率会直接影响发射电路的其它电气性能，同时也不环保，能耗高。

另外，由于发射管的指向角大，发射管的光束经发射凸透镜边缘折射后，与凸透镜的主光轴呈一定夹角向外传输，在两个或多个对射式光电传感器并排近距离的安装时，接收器与发射器之间的距离较大时，发射凸透镜边缘折射后的光束会相互干扰，导致无法使两个或多个对射式光电传感器并排近距离使用，应用范围窄。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种对射式光电传感器，以解决现有技术中的技术问题。

为实现上述目的，本实用新型的技术方案是：

本实用新型的一种对射式光电传感器，包括发射器和接收器，所述发射器结构上包括第一壳体、发射管、发射凸透镜、发射电路，所述发射凸透镜通过镜架固定在所述第一壳体的一端，所述发射管、发射电路均设置于所述第一壳体内，且所述发射管的发射光源位于所述发射凸透镜的焦点上，所述发射电路的信号输出端连接所述发射管；所述接收器结构上包括第二壳体、接收管、接收凸透镜、接收电路，所述接收凸透镜通过镜架固定在所述第二壳体的一端，所述接收管、接收电路均设置于所述第二壳体内，且所述接收管位于所述接收凸透镜的焦点上，所述接收电路的信号输入端连接所述接收管；所述发射管的指向角小于等于30°，所述发射凸透镜、接收凸透镜均为单面非球面凸透镜。

进一步改进在于，所述发射凸透镜的非球面表面朝向所述发射管，所述接收凸透镜非球面表面朝向所述接收管。

进一步改进在于，所述发射电路、接收电路均为集成IC电路，所述发射管发出的光束经过所述发射凸透镜折射后，传输至所述接收凸透镜，再经所述接收凸透镜聚光后，投射到所述接收管上，所述接收管将光信号转为电信号，并将电信号传递至所述接收电路。

进一步改进在于，所述单面非球面凸透镜的非球面表面轨迹满足以下方程：

其中，X表示水平坐标，Y表示径向坐标，R 表示非球面的基半径值，k表示二次曲面常数，A表示4阶非球面系数，B表示6阶非球面系数。

进一步改进在于，所述R＝9.9700897，K＝-2.063084，A＝9.72889*10^-6， B＝2.82744*10^-8。

本实用新型由于采用了以上技术方案，使其具有以下有益效果是：

1、本实用新型中采用发射管的指向角小于等于30°，发射管的光束从发射凸透镜出来的光束与透镜的主光轴之间的偏离角度非常小，从而在发射管功率较低的情况下，发射管发出的光束能在传输更远的距离后到达接收凸透镜上单位面积内的光束能量仍然可以触发接收管工作，同时也解决两个或两个以上的光电传感器并排近距离安装时，相邻两个光电传感器会相互干扰的问题，极大的扩展了低功率发射管的对射光电传感器的使用范围，很大程度节约了用户使用成本。

2、本实用新型中将发射凸透镜和接收凸透镜设置为单面非球面透镜，通过设定非球面透镜的非球面轨迹，使发射管发出的光束经单面非球面的发射凸透镜折射出后的光束基本与透镜的主光轴平行，从而更进一步的增大了发射器与接收器之间的感测距离，可以实现35米的有效感测距离。

3、本实用新型中发射电路及接受电路采用集成IC电路，EMC抗干扰能力、抗光干扰能力大幅提升，能有效的通过CE测试。

附图说明

图1为本实用新型一种对射式光电传感器剖面的结构示意图；

图2为本实用新型中发射器的结构示意图；