一种方便调节的背景抑制型光电传感器的制作方法

测量装置的制造及其应用技术1.本实用新型涉及传感器技术领域，尤其涉及一种方便调节的背景抑制型光电传感器。背景技术：2.背景抑制型光电传感器由于其可靠性强、检测精度高等优点，现已广泛应用于自动化、物流等行业。背景抑制型光电传感器检测物体时，物体在设定距离以内，传感器输出；物体在设定距离以外，传感器不输出。传感器对不同反射率的检测物检测能力基本一致。市场上主流设计方案一般基于三角法实现，传感器内部接收器分为远端区域和近端区域，通过机械牵引调节光学镜头进而改变内部两个接收部分的感光面积比。当传感器距检测物体过近时，接收部分近端部分无法接收到有效信号，从而形成较大盲区；当传感器检测远处的低反射率物体时，由于接受部分远端区域和近端区域接收到的有效信号都很微弱，因此难以形成有效的比较后信号，进而形成黑白误差。此外，基于三角法原理设计的背景抑制型光电传感器的盲区和黑白检测误差会随着设定门限距离的增大而增大，因此常见的背景抑制型光电传感器量程多在500mm以内。同时，由于旋钮调节圈数与设定距离并非线性关系，因此调节设定门限距离时需要反复逼近调节，调节过程较为繁琐。技术实现要素：3.本实用新型所要解决的技术问题是克服现有技术中存在的不足，提供一种方便调节的背景抑制型光电传感器。4.本实用新型是通过以下技术方案予以实现：5.一种方便调节的背景抑制型光电传感器，包括外壳、安装至外壳内的镜架和pcb板以及分别嵌设于外壳两侧的一体镜片和后盖，其特征在于，所述镜架与外壳间、镜架与pcb板间均通过卡扣相卡接，所述pcb板包括电源电路、微控制器、tof测距芯片、可调节电位器、高/低侧开关和输出指示灯，所述外壳一侧的侧壁安装有与可调节电位器输入端相适配的调节旋钮，tof测距芯片的输入端和输出端、可调电位器的滑动端、高/低侧开关的输入端、输出指示灯的输入端均电连接至微控制器。6.优选地，所述镜架中部设有限位凸棱，所述外壳内壁设有与限位凸棱相适配的限位槽。7.优选地，所述一体镜片与外壳相焊接。8.优选地，所述后盖外周与外壳间设有包胶。9.优选地，所述可调节电位器为单圈可调电位器。10.优选地，所述后盖注塑成型有导光柱，所述导光柱内端正对输出指示灯，导光柱外端位于后盖外侧面。11.本实用新型的有益效果是：12.本实用新型结构简单，调节旋钮的转动角度与设定门限距离是线性关系，相较于主流方案，本技术方案调节设定门限距离更加直观便利，且盲区和黑白误差不会随设定门限距离的增大而增大，减小了传感器的黑白误差和盲区；调节旋钮既兼容了市面主流的调节形式，又提高了调节精度和便利性；限位凸棱与限位槽进一步提高了镜架与外壳的相对稳定性；一体镜片既起到光学透镜的作用又兼具防护功能；包胶可以使传感器达到ip67的防护等级；单圈可调电位器可简化调节过程；导光柱便于工作人员观测传感器的当前工作情况。附图说明13.图1是本实用新型的爆炸结构示意图。14.图2是pcb板的模块连接示意图。15.图中：1、一体镜片；2、外壳；3、调节旋钮；4、镜架；5、可调节电位器；6、pcb板；7、后盖；8、导光柱。具体实施方式16.为了使本技术领域的技术人员更好地理解本实用新型的技术方案，下面结合附图和最佳实施例对本实用新型作进一步的详细说明。17.在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。18.如图所示，本实用新型包括外壳2、安装至外壳2内的镜架4和pcb板6以及分别嵌设于外壳2两侧的一体镜片1和后盖7，其特征在于，所述镜架4与外壳2间、镜架4与pcb板6间均通过卡扣相卡接，使外壳2、一体镜片1、镜架4和pcb板6保持相对固定，共同构成光学系统，所述pcb板6包括电源电路、微控制器、tof测距芯片、可调节电位器5、高/低侧开关和输出指示灯，外部供电经电源电路降压后为微控制器及tof测距芯片提供供电电压，同时为可调电位器提供基准电压，tof测距芯片电连接有光线的发射组件和接收组件，tof测距芯片的输入端和输出端通过iic总线与微控制器进行数据交互，所述外壳2一侧的侧壁安装有与可调节电位器5输入端相适配的调节旋钮3，调节旋钮3耦合至可调节电位器5，可调节电位器5的两个固定端分别电连接至电源电路输出端的正极和负极，可调节电位器5的滑动端电连接至微控制器ad采样端口，微控制器对该点电压采样后经标定公式转换成设定门限距离，由于可调节电位器5的调节角度和阻值是线性关系，可调节电位器5的滑动端电压与滑动端阻值是线性关系，因此调节旋钮3的转动角度与设定门限距离是线性关系，相较于主流方案，本技术方案调节设定门限距离更加直观便利，高/低侧开关的输入端、输出指示灯的输入端均电连接至微控制器，微控制器将tof测距芯片的测得距离与设定门限距离进行比较，当测得距离小于设定门限距离时，微控制器驱动高/低侧开关进行对外pnp/npn输出，同时驱动输出指示灯进行输出指示；当测得距离大于设定门限距离时，微控制器不进行输出驱动，从而实现背景抑制的功能，本传感器通过计算光飞行的时间后进行判断输出，盲区和黑白误差不会随设定门限距离的增大而增大，即使在1000mm背景处，也能达到1%反射率的物体检测盲区《5mm，黑白误差《5%的检测效果，极大地减小了传感器的黑白误差和盲区，相应的，以电气可调的调节旋钮3替代三角法的机械式调节，既兼容了市面主流的调节形式，又提高了调节精度和便利性。19.所述镜架4中部设有限位凸棱，所述外壳2内壁设有与限位凸棱相适配的限位槽，进一步提高了镜架4与外壳2的相对稳定性。20.所述一体镜片1与外壳2相焊接，既起到光学透镜的作用，又兼具防护功能。21.所述后盖7外周与外壳2间设有包胶，可以使传感器达到ip67的防护等级。22.所述可调节电位器5为单圈可调电位器，使用单圈可调电位器进行调节，调节旋钮3可调范围小于360°，相较于传统技术方案设定背景时需要旋转多圈旋钮，本技术方案可简化调节过程。23.所述后盖7注塑成型有导光柱8，所述导光柱8内端正对输出指示灯，导光柱8外端位于后盖7外侧面，便于工作人员观测传感器的当前工作情况。24.本实用新型的工作原理是，微控制器控制发射组件发出一束光并开始计时，当传感器量程内有检测物体时，光飞行到检测物体上后便会反射飞回，接收组件接收到光后停止计时，光从发射到反射到接收上的时间记为光的飞行时间t，由此便可以计算出检测物体距传感器的距离s，s=1/2*c*t（c为光速）。本实用新型结构简单，调节旋钮的转动角度与设定门限距离是线性关系，相较于主流方案，本技术方案调节设定门限距离更加直观便利，且盲区和黑白误差不会随设定门限距离的增大而增大，减小了传感器的黑白误差和盲区；调节旋钮既兼容了市面主流的调节形式，又提高了调节精度和便利性；限位凸棱与限位槽进一步提高了镜架与外壳的相对稳定性；一体镜片既起到光学透镜的作用又兼具防护功能；包胶可以使传感器达到ip67的防护等级；单圈可调电位器可简化调节过程；导光柱便于工作人员观测传感器的当前工作情况。25.以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。









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