機械式時序同步光電脈衝發生器的製作方法
2023-09-23 18:42:50 5
專利名稱：機械式時序同步光電脈衝發生器的製作方法
技術領域：
本發明提供了一種機械式時序同步光電脈衝發生器，它是用於實現定頻定相接收的光信號發生器，具體地說是一種應用於製造新型時序脈衝矩形光幕衝床安全裝置和其它儀器、設備的光電脈衝發生器。
當前現有的時序脈衝光源是以多諧震蕩器、脈衝分配器、脈衝功率放大器、紅外發射管、直流穩壓電源等電子部件組成的紅外時序脈衝光源。現有的時序同步脈衝電流發生器也是由多種元器件構成的複雜電子部件。
在國外，經多年發展，八十年代初出現了商品化的時序脈衝矩形光柵(幕)衝床安全裝置。由於採用紅外時序脈衝光源和時序同步脈衝電流控制接收器，工作安全可靠，實踐證明，它能有效防止衝床事故，故需求迫切，各國廠商正競相製造。例如日本東京理研透鏡工業公司的SE型系列光線式衝床安全裝置;日本名古屋市東洋電氣株式會社的TSp型系列光線式衝床安全裝置。但其價格過高已是一大障礙，例如從日本進口的光線式衝床安全裝置，有的價格超過衝床本身。
本發明的目的是以一種大為簡化的結構，取代現有內部結構複雜的紅外時序脈衝光源及時序同步脈衝電流發生器，製造出價格低，性能優，宜於普及的新型時序脈衝矩形衝床安全裝置及其它儀器、設備。
本發明的技術解決方案應用機械切光原理，同時發生光、電脈衝，構成機械式時序同步光電脈衝發生器，並應用此種機械式時序同步光電脈衝發生器，作成時序脈衝矩形光幕衝床安全裝置(包括投射式和反射式兩種系列)及其它儀器、設備。
在固定支架上安裝有成一排直線的多個固定發光源，在圓筒上正對每一個固定發光源的正前方開一層窗孔，且各層窗孔層次逐一錯開，圓筒側面外正對每一層窗孔固定一排光敏元件。
下面以
圖1、圖2來描述機械式時序同步光電脈衝發生器的結構和原理。
在一個整體的固定支架1上(也可以是若干分立的固定支架上)前後安裝兩排發光源3(也可以是一排發光源)，並將固定支架1用螺釘通過孔2將其固定。電機6拖動旋轉圓筒4(圖1所示為整體圓筒，也可以是分為若干段，在同一根軸上旋轉的圓筒)。在圓筒4上正對每一隻發光源3開一層間距相等的窗孔5，窗孔5逐層依次錯開，當圓筒旋轉時，從上到下各層窗孔5依層次序列一個個經過一隻只亮著的發光源3，使發光源3從上到下按層次順序輪流閃亮(也可以將各層窗孔相互位置排列為超越層次，上下跳躍，逐一閃亮，形成多種順序的時序光脈衝)。
發光源3功率不限，前後兩排也可以不同，具體依對發光強度的需要選定。這樣當發光源通電、電機轉動、圓筒旋轉就形成了嚴格依時間順序逐一閃亮的時序脈衝光。這種時序脈衝光具有固定頻率(由電機轉速和每層窗孔數決定)，固定波形(由窗口尺寸、形狀和間距決定)。向前發光的發光源用於射向接收器，形成時序脈衝矩形光柵，向後發光的發光源用於射向予置後部的光敏元件7(亦可用向前發光源的側射光直接照射光敏元件7)。由於每層光敏元件予先固定的位置正好是該層發光源向前方閃射光線時，被通過其它窗孔的閃光照射，兩種閃光是同時發生同時消失的，所以產生同步時序脈衝電流。
本發明的優點是新光源比原有紅外時序脈衝光源大為簡化，因而光源成本大為下降。光信號強，增加了安全裝置的性能，使防護距離加長了，同時又減低了對接收器靈敏度的要求，使接收器中關鍵件-放大器大為簡化。同步控制脈衝電流發生器簡化到每條通道只用一隻光敏元件，成本亦大為下降。總之減少這樣一批電子元器件後，生產、調試工時下降，維修方便，同時因整機元件少，可靠性亦提高了。特別是由於所用發光源的功率是不限的，可以作成其它方法不能作到的特強時序脈衝光柵，開闢了多種新的用途。
下面結合圖3對機械式時序同步光電脈衝發生器用於製造時序脈衝矩形光幕衝床安全裝置給予詳細描述電機6帶動開好窗孔5的圓筒6旋轉，各層窗孔先後順層次經過向前發光的發光源3，這排發光源已固定在支架1上，支架1通過孔2，用螺釘3系定在機殼上，這排發光源依次閃亮射出的光線經透鏡8聚集成光束，投向對面接收器10上的透鏡11中，形成防護用矩形光柵(幕)13，予先設定的後排發光源的位置剛好使各層窗口經過前排發光源前方時，正好同時有窗口經過後排發光源，其閃光照射予置於後部的一排光敏元件7產生光電流，由於前後兩排發光源是同時閃亮的，所以前排與後排產生的光電信號是同步出現和同步消失的，這一同步脈衝電流經多芯電纜9傳送到接收器10中去，控制接收器10中的各受光單元，實現同步接收。
時序同步接收的原理是這樣的，當第一隻發光源射來亮光的同時，第一隻受光單元正好被第一隻光敏元件發生的同步脈衝電流開啟，因而反應來光，而其它各受光單元此時均未開啟，不反應任何來光，第二、第三、第四、第五等各層也都是以這種方式工作，這種按層次時序依次同步工作的方式，使受光單元僅僅接收指定發光單元發出的信號，而不受其它光幹擾，這使安全裝置防護無失誤。當人手一旦進入危險區，遮斷了一條或幾條光線，裝置終端控制盒12即發出防護命令，使衝床滑塊瞬即停止運動，以保護工人不受傷殘。
下面進一步說明本發明的其它用途當本發明提供的機械式時序同步光電脈衝發生器，採用高亮度燈泡時，可以獲得特遠的控制距離，因而為長距離禁區設置遠距監測報警、遠距自動控制、遠距光脈衝數位訊號越空並行傳輸等場合提供高度可靠的高強度多光束時序脈衝光柵。
如將機械式時序同步光電脈衝發生器擴大尺寸，採用五隻高亮度大功率燈泡，令燈泡作「
」形，縱橫排列，縱橫軸以1∶1斜齒輪傳動，使其同步旋轉，這就形成光信號特強的互無幹擾的「時序脈衝五光束投射光柵」，對面接收器的五個受光元亦成「
」形排列。根據通過車船的陰影，即可判斷是否超高或超長，當判斷為超長或超高時，前方禁行紅燈自動開亮，以便對其作出處理。這就是適用於港口、船閘、水面、公路用的「車船超高超長遠程自動監測裝置」。
將上述五光束「
形光柵，去掉豎向光源即成為「…」形三光束，特強光時序脈衝光柵，即可作成用於測量公路、鐵路車速的簡單、價廉、可靠、準確的「遠距離車速監測儀」，它可用於代替昂貴的「雷達測速儀」，具有較高精度和可靠性。其原理是來車擋住第一條光束時，開始對時序脈衝計數至擋住第二條光束停止，若電機轉速和窗孔數決定其脈衝個數為每秒1萬，兩光束安裝間距為一米，那麼脈衝數計為1萬，即顯示為車速1M/秒，計數1000即顯示為車速10M/秒，測量精度萬分之一。
另外，來車遮擋第二條光束開始計數至遮擋第三光束停止計數的另一組作參比校正，顯示兩組測量的誤差，隨時提醒儀器本身是否需要校正、檢查，以保證其工作高度可靠。
權利要求
1.一種由固定支架、發光源、圓筒、窗孔、電機組成的機械式時序同步光電脈衝發生器，其特徵是固定支架上安裝有成一排直線的多個固定發光源，在圓筒上正對每一個固定發光源的正前方開一層窗孔，且各層窗孔層次逐一錯開，圓筒側面外正對每一層窗孔固定一排光敏元件。
全文摘要
一種機械式時序同步光電脈衝發生器，它以簡單的結構，強大的光信號，取代了現有結構複雜、信號較弱的紅外時序脈衝光源及較複雜的時序同步脈衝電流發生器，可應用於時序脈衝矩形光幕衝床安全裝置、遠程監測等領域，該發生器通過在固定支架上安裝多個固定發光源，在圓筒上正對每一個固定發光源的正前方開一層窗孔，且各層窗孔依層次逐一錯開，圓筒側面外正對各層窗孔固定一排光敏元件，圓筒定速旋轉，就發生一定頻率的時序同步光、電脈衝。
文檔編號B21D55/00GK1031455SQ8710593
公開日1989年3月1日 申請日期1987年11月19日 優先權日1987年11月19日
發明者劉詩彥 申請人:江蘇省勞動保護科學技術研究所