[实用新型]反射式光电开关

说明书

本实用新型涉及光电子技术领域。

包装、印刷自动填料等的机械设备，为了提高劳动生产率和包装、印刷质量，必须实现自动精确定位和即时填料、封装。在封装材料上，如塑料薄膜、复合铝箔、纸等上面印刷图案、品名及色标等。为了实现在印刷图案上自动地精确套色及即时进料和封装，需要依靠光电开关来控制包装及印刷机构的动作，这一自动化工艺过程对光电开关具有以下严格的技术要求：

1.高稳定性：避免开机时因运行过程中光源，电磁干扰，温度（环境温度在－30℃－50℃），振动（20g）等因素的影响而产生误动作；

2.高灵敏度：能对不同的色标和背景进行准确区分；

3.高响应速率：达到10KHE。

目前，国内一般采用单色光电开关，这种开关的颜色识别范围小，而且频率响应达不到指标，难以在要求严格的设备上使用。国外使用的双色光电开关，虽能够识别各种颜色标记，但由于光路设计采用双分束片系统，电子系统中的相关器采用模拟乘法器，因而存在光能量损失较大和动态范围小，线路复杂等缺点。

本实用新型的目的，是提供一种改进的双色光电开关——反射式光电开关。它对各种简明的颜色标记与不同背景有识别能力，灵敏度高，高响应速率，抗电磁干扰，耐振动以及在不同的环境温度下不会产生误动作的高稳定性。

反射式光电开关，是利用光对不同目标颜色反射率不同的特性，来对不同颜色标记进行传感的，经过光电转换，给出不同电平信号，控制机械操作部分的动作。

本实用新型的光学系统采用分色片——分束片组合分光，使光能量利用效率较分束片——分束片组合提高一倍，增加了系统信噪比。电子学系统的相关器中利用开关式乘法器，因而提高了系统的动态范围，且电子线路简单，易调试。

下面结合附图对本实用新型说明之。

附图1是本实用新型的结构图；

附图2是开关式乘法器的电路图；

附图3是相关器输出与的关系；

附图4是本实用新型的外形图。

图1中：1——分色片，2、3——发光二极管，4——准直透镜，5——分束片，6——发射透镜，7——光栏，8——接收透镜，9——探测器，10——前放，11——高通滤波器，12——放大器，13——开关乘法器，14——滤波器，15——比较器，16——功率驱动器，17——方波发生器，18——移相器，K——开关。

本实用新型的结构是，在分色片1的两边，分别对称放置发光二极管2和3，分色片1的上方依次是准直透镜4和分束片5，在分束片5的左前方放置有发射透镜6，右方依次放置光栏7和接收透镜8。接收透镜8    的聚焦点处是探测器9，探测器9与前放10串接，前放10再接一高通滤波器11，高通滤波器11再串接一放大器12，放大器12再与开关乘法器13和滤波器14串接。方波发生器17一头与移相器18串接后，接到开关乘法器13上，另一头通过开关K，与发光二极管2或3连接。

工作时，发光二极管2、3（红色或黄色）经方波发生器17调制后，光线经分色片1分别反射或透射红光或黄光，分色片1与光轴的安装角度为30°～60°，经准直透镜4聚焦无穷远，再经分束片5反射或透射到发射透镜6上，由发射透镜6聚焦到色标上。由色标反射回来的光束再经发射透镜6，分束片5，接收透镜8到达探测器9，光栏7是控制光通量，保证色标在9±2mm的距离范围内，电平输出一定可准确提供开关信号。

本实用新型的电路工作时：探测器9得到的光信号经前放10，高通滤波器11进行放大和滤波后再跟一级放大器12，经放大的信号加在开关乘法器13上。方波发生器17产生的200KH₂的方波信号一方面去驱动红色发光二极管2或黄色发光二极管3，以产生调制光信号，另一方面作为参考信号经移相器18进行移相，以达到与放大器12输出的信号同相位，并且也加在开关乘法器13上，开关乘法器13的输出经低通滤波器14进行滤波。如果色标颜色是淡颜色（与背景相比），滤波器输出正脉冲，反之输出负脉冲，再经比较器15和带有短路保护器的功率驱动器16，最后输出的信号就是开关量了。