鋼絲繩膠帶運輸機斷帶雷射檢測裝置的製作方法
2023-06-11 16:48:31 1
專利名稱：鋼絲繩膠帶運輸機斷帶雷射檢測裝置的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種鋼絲繩膠帶運輸機斷帶檢測裝置，特別是一種鋼絲繩膠帶運輸機斷帶雷射檢測裝置。
背景技術：
鋼絲繩膠帶運輸機是一種大型固體運輸設備，膠帶發生斷裂，會導致運輸的貨料在中途堆積，嚴重影響生產的正常進行。當膠帶斷裂後，應立即將信息傳遞給鋼絲繩膠帶運輸機控制裝置，迅速停車，將事故控制在初始階段。目前這方面的工作通常仍是以人工或機械式水銀開關檢測為主，前者的人為影響因素較多，後者的控制距離較短，靈敏度較差。
實用新型內容本實用新型的目的就是要提供一種鋼絲繩膠帶運輸機斷帶雷射檢測裝置，即使在黑暗環境下其檢測靈敏度也能保證良好的穩定性；同時採用脈衝式雷射發射裝置、調製光接收檢測方式，一方面提高檢測距離，另一方面使該裝置具有較強的抗幹擾性。
為實現上述目的，本實用新型採用如下技術方案鋼絲繩膠帶運輸機斷帶雷射檢測裝置，包括震蕩器、波形變換電路、脈衝功率放大電路、交流放大電路、選通門、脈衝調寬電路、斷帶檢測信號指示電路、穩壓電路。電源採用直流電。波形變換電路將震蕩器輸出的矩形波信號轉變成窄波脈衝信號輸入到脈衝功率放大電路，激勵雷射發光二極體D5發射脈衝雷射。所發射的脈衝雷射是通過調製光接收檢測電路將調製光信號輸入到交流放大電路，調製光接收檢測電路是由場效應光敏管BG1、電感L和開關二極體D1組成。其中場效應光敏管BG1極有D極、S極和G極，D極接電源，S極與電感L串聯後接地，G極通過電阻R1接地。在場效應光敏管BG1與電感L之間用導線將調製光信號通過電容C1輸入到交流放大電路。所述的脈衝功率放大電路上設有雷射發光二極體短路保護電路。雷射發光二極體短路保護電路是由電晶體BG5、電阻R13、施密特觸發電路H6、穩壓管DW1、DW2、電阻R14、電容C5組成。在施密特觸發電路H6的輸入端，一路通過電阻R14與脈衝功率放大電路中的電晶體BG7的發射極相連，一路通過穩壓管DW1、DW2與電晶體BG7的集電極相接，另路通過電容C5接地。施密特觸發電路H6的輸出端通過電阻R13與電晶體BG5的基極相連，電晶體BG5的發射極接地，電晶體BG5的集電極通過電阻R12與施密特觸發電路H3的輸出端相連。雷射二極體短路保護電路在雷射二極體發生短路或者其連線短路，電容C5通過穩壓管DW1、DW2放電，使施密特觸發電路H6轉換輸出高電平，推動電晶體BG5旁路，不激勵脈衝放大電路。為了能夠確切地傳遞膠帶斷裂信號，在鋼絲繩膠帶運輸機的上膠帶和下膠帶的下側各安裝兩路雷射發射接收裝置，兩路雷射發射接收的裝置所發出的斷帶檢測信號通過與門向鋼絲繩膠帶運輸機控制裝置傳遞。
本實用新型調製光接收檢測電路中的場效應光敏管BG1在黑暗環境條件下，其光接收靈敏度具有良好的穩定性；在所述的脈衝功率放大電路上設有雷射二極體短路保護電路，在雷射二極體或者其連線短路時，電容C5通過DW1、DW2放電，使施密特觸發電路H6轉換輸出高電平，推動電晶體BG5旁路，從而保證脈衝功率放大電路功能的穩定。
圖1為本實用新型雷射發射接收裝置方框圖。
圖2為本實用新型兩路信號傳遞方框圖。
圖3為本實用新型電路結構圖圖4為本實用新型縱向安裝示意圖。
圖5為本實用新型橫向安裝示意圖。
具體實施方式
參照圖1、圖2。鋼絲繩膠帶運輸機斷帶雷射檢測裝置，包括震蕩器1、波形變換電路2、脈衝功率放大電路3、交流放大電路5、選通門6、脈衝調寬電路7、斷帶檢測信號指示電路8。在脈衝功率放大電路中設有雷射發光二極體短路保護電路11，在交流放大電路的輸入端設有調製光接收檢測電路4。震蕩器輸出的矩形波信號轉變成窄波脈信號輸入到脈衝功率放大電路3，激勵雷射發光二極體發射脈衝雷射，並通過調製光接收檢測電路4將調製光信號輸入到交流放大電路，繼而進入選通門6，通過脈衝調寬電路7和斷帶檢測信號指示電路8將信號輸出。每組共有兩路雷射發射接收裝置，將斷帶檢測信號指示電路的輸出信號通過與門9向鋼絲繩膠帶運輸機控制裝置10傳遞。
參照圖3、圖4、圖5。震蕩器1為施密特觸發器H1和電容C3、電阻R10，其震蕩周期T為T=R10C3ln(VT--VDD)VT+(VT+-VDD)VT-]]>其中VDD為工作電壓、VT+為上觸發電平、VT-為下觸發電平。VT+、VT-都是由集成電路CC40106B(本集成電路包括施密特觸發器電路H1-H6)本身和其工作電壓VDD決定的。通過調節電阻R10的數值使震蕩器的輸出頻率為1KHZ，波形為空度比(佔空比)大於10的矩形波。由施密特觸發電路H2、H3、電容C4、電阻R11組成波形變換電路，其作用是將震蕩器輸出的矩形波信號轉變成窄波脈衝，通過調節電阻R11的數值，使施密特觸發電路H3輸出的頻率為1KHZ的脈衝信號的空度比達到50。這樣，空度比為50的脈衝信號經過由電晶體BG6、BG7組成的功率放大電路放大後，激勵雷射發光二極體D5發射脈衝雷射。
脈衝雷射的有效傳送距離正比於脈衝的峰值功率，峰值功率又與控制脈衝的峰值電流成正比，雷射發光二極體所承受的脈衝峰值電流Ip與所能承受的直流電流Im之間的關係為Ip=ImTotd,To]]>為震蕩周期，td為脈衝上平頂寬度，在本電路中，脈衝頻率為1KHZ，空佔比Q=Totd=50,]]>取雷射發光二極體D5的最大工電流Im＝70mA，則Ip=7050]]>約等於500mA，從而大大提高雷射發光二極體的有效傳送距離。
在脈衝功率放大電路上設有雷射發光二極體、短路保護裝置，它是由施密特觸發電路H6、電晶體BG5、穩壓管DW1、DW2、電阻R14、R13、電容C5組成。在施密特觸發電路H6的輸入端，一路通過電阻R14與脈衝功率放大電路中的電晶體BG7的發射極相連，一路通過穩壓管DW1、DW2與電晶體BG7的集電極相接，另路通過電容C5接地，施密特觸發電路H6的輸出端通過電阻R13與電晶體BG5的基極相連，電晶體BG5的發射極接地，電晶體BG5的集電極通過電阻R12與施密特觸發電路H3的輸出端相連。當雷射二極體或其連線短路，電容C5通過穩壓管DW1、DW2放電，使施密特觸發電路H6轉換輸出高電平，推動電晶體BG5旁路，不激勵脈衝放大電路。
調製光接收檢測電路是由場效應發光管BG1、電感L和開關二極體D1組成。場效應光敏管BG1的D極接電源，S極與電感L串聯相接，G極通過電阻R1接地。要求電感L的直流電阻小於場效應光敏管的內阻。場效應光敏管在黑暗環境下其光接收靈敏度具有良好的穩定性。
在場效應光敏管BG1、電感L和開關二極體D1之間的導線通過電容C1將調製光信號輸入交流放大電器，當調製頻率為1KHZ時，C1的容量定為25μ，然後進入選通門IC2-1和施密特觸發器H4。
選通門IC2-1(CC4081B)的作用是只有同頻率、同相位的兩個脈衝信號同時進入其2個輸入端時，其輸出端才輸出高電平；只要不是同頻率、同相位的脈衝信號同時進入其2個輸入端，其輸出端就輸出低電平，這樣就能正確選通出斷帶信號，大大提高該裝置的抗幹擾能力。
脈衝調寬電路是由可調電阻W1、電阻R7、晶體二極體D2、電容C2、施密特觸發電路H5及電阻R8組成。它將空度比為50的脈衝信號轉變為常數τ、接近電源電壓VDD值的信號輸出。
=(R7+W1)C2lnVDD-VT-VDD-VT+]]>τ值的選取要大於後級控制裝置對輸入信號的時間要求。
斷帶檢測信號指示電路是由電阻R9、電晶體BG4、發光二極體D4組成。二極體D3把斷帶檢測信號發出，通過與門9輸入鋼絲繩膠帶運輸機控制裝置。
為了確切斷帶信號，在鋼絲繩膠帶運輸機橫向上膠帶和下膠帶各安裝兩路雷射發射及接收裝置並通過與門9將斷帶信號輸入到鋼絲繩膠帶運輸機控制裝置，再由控制裝置控制鋼絲繩膠帶運輸機停車。
權利要求1.一種鋼絲繩膠帶運輸機斷帶雷射檢測裝置，包括震蕩器(1)、波形變換電路(2)、脈衝功率放大電路(3)、交流放大電路(5)、選通門(6)、脈衝調寬電路(7)、斷帶檢測信號指示電路(8)、穩壓電路，波形變換電路將震蕩器輸出的矩形波信號轉變成窄波脈衝信號輸入到脈衝功率放大電路(3)，激勵雷射發光二極體D5發射脈衝雷射，其特徵在於所發射的脈衝雷射是通過調製光接收檢測電路(4)將調製光信號輸入到交流放大電路(5)，調製光接收檢測電路是由場效應光敏管BG1和電感L、開關二極體D1組成，其中場效應光敏管BG1極有D極、S極和G極，D極接電源，S極與電感L串聯後接地，G極通過電阻R1接地，在場效應光敏管BG1與電感L之間用導線將調製光信號通過電容C1輸入到交流放大電路(5)；所述的脈衝功率放大電路上設有雷射發光二極體短路保護電路(11)，雷射發光二極體短路保護電路是由電晶體BG5、電阻R13、施密特觸發電路H6、穩壓管DW1、DW2、電阻R14、電容C5組成，在施密特觸發電路H6的輸入端，一路通過電阻R14與脈衝功率放大電路中的電晶體BG7的發射極相連，一路通過穩壓管DW1、DW2與電晶體BG7的集電極相接，另路通過電容C5接地，施密特觸發電路H6的輸出端通過電阻R13與電晶體BG5的基極相連，電晶體BG5的發射極接地，電晶體BG5的集電極通過電阻R12與施密特觸發電路H3的輸出端相連。
2.根據權利要求1所述的鋼絲繩膠帶運輸機斷帶雷射檢測裝置，其特徵在於雷射二極體短路保護電路(11)在雷射二極體發生短路或者其連線短路，電容C5通過穩壓管DW1、DW2放電，使施密特觸發電路H6轉換輸出高電平，推動電晶體BG5旁路，不激勵脈衝放大電路。
3.根據權利要求1所述的鋼絲繩膠帶運輸機斷帶雷射檢測裝置，其特徵在於至少有兩路雷射發射接收裝置所發出的斷帶檢測信號通過與門(9)向鋼絲繩膠帶運輸機控制裝置(10)傳遞。
專利摘要一種鋼絲繩膠帶運輸機斷帶雷射檢測裝置，包括震蕩器、波形變換電路、脈衝功率放大電路、交流放大電路、選通門、脈衝調寬電路、斷帶檢測信號指示電路。鋼絲繩膠帶運輸機正常工作狀況下雷射發光二極體發射的脈衝雷射被由場效應光敏管、電感和開關二極體組成的調製光接收檢測電路接收後，經過交流放大電路、選通門、脈衝調寬電路，輸出低電平信號，當鋼絲繩膠帶運輸機發生斷帶其膠帶遮擋雷射束時，最終從斷帶檢測信號指示電路將斷帶信號通過與門輸出到鋼絲繩膠帶運輸機控制裝置使其停機。本實用新型具有較高的接收靈敏度及穩定性，可在黑暗中或較長距離檢測斷帶信息。
文檔編號G01N21/17GK2656997SQ20032011326
公開日2004年11月17日 申請日期2003年11月19日 優先權日2003年11月19日
發明者塗興子 申請人:塗興子