防止對射式光電開關誤觸發的光學系統的製作方法
2023-04-29 07:58:36
專利名稱：防止對射式光電開關誤觸發的光學系統的製作方法
技術領域：
本發明涉及光學系統，尤其是一種防止雪花及空中漂浮物導致對射式光電開關誤 觸發的光學系統。
背景技術：
對射式光電開關是自動控制系統中廣泛用於在設定位置發出觸發信號、使系統中 的相關設備在設定的地點完成設定的工作的場合，是過程控制系統中常用的基本設備。然 而，對於用於室外利用對射式光電開觸發設備工作的自動控制系統，當雪花及空中漂浮物 進入對射式光電開關的光傳播路徑時，由於雪花及空中漂浮物具有不透光的特性，因此雪 花或空中漂浮物會阻斷對射式光電開關中的光電轉換器接收光發射管發出的光而產生誤 觸發信號，即設置在室外利用對射式光電開關的觸發信號控制設備工作的自動控制系統， 在下雪天及大風揚塵天氣，飄落的雪花及漂浮物所導致的誤觸發會使自動控制系統無法正 常工作。發明內容
本發明所要解決的技術問題是為避免雪花及空中漂浮物導致對射式光電開關誤 觸發給自動控制系統帶來的不利影響，提供一種能防止雪花及空中漂浮物導致對射式光電 開關誤觸發的光學系統。
本發明解決其技術問題採用以下的技術方案本發明提供的防止對射式光電開關誤觸發的光學系統，由光發射管、光電轉換器及二 只凸透鏡組成，其中第一凸透鏡、第二凸透鏡設置在對射式光電開關的光傳播路徑中，並 且光發射管和光電轉換器分別位於第一凸透鏡和第二凸透鏡的焦點上。
所述第一凸透鏡和第二凸透鏡，其直徑均為50mm 80mm。
所述光電轉換器可以米用對射式光電開關的光接收管。
本發明提供的上述防止對射式光電開關誤觸發的光學系統，其用途是該光學系 統在防止雪花及空中漂浮物導致對射式光電開關誤觸發的應用。
本發明光學系統在防止雪花及空中漂浮物導致對射式光電開關誤觸發的應用時， 對射式光電開關中的光發射管位於第一凸透鏡左側的焦點上，光發射管發出的光經第一凸 透鏡後變為一束平行光傳到第二凸透鏡上，平行光經過第二凸透鏡後被重新聚焦到對射式 光電開關的光電轉換器上。
本發明光學系統在防止雪花及空中漂浮物導致對射式光電開關誤觸發的應用時， 對射式光電開關光傳播路徑的截面積為19. 625cm2 50. 24cm2。
本發明與現有技術相比具有以下的主要的優點可防止雪花及空中漂浮物導致對射式光電開關誤觸發的光學系統，完全可避免雪花及 空中漂浮物所導致的誤觸發。
2010年的冬季，湖北武漢地區下了 4場中到大雪。在4場大雪期間，我們在本單位武漢理工大學汽車試驗的樓頂對沒有安裝防止對射式光電開關誤觸發光學系統的傳統對射式光電開關和本發明產品-防止對射式光電開關誤觸發的光學系統進行了 50小時的對比試驗，對於沒有安裝防止對射式光電開關誤觸發光學系統的傳統對射式光電開關平 均17秒鐘就會產生一次誤觸發；然而，對於本發明產品——防止對射式光電開關誤觸發的 光學系統在長達50小時的試驗過程中沒有產生過一次誤觸發。此外，我們還利用鐵鍁進行 了人工揚雪的對比試驗。對於沒有安裝防止對射式光電開關誤觸發光學系統的傳統對射式光電開關，每次人工揚雪，均會產生誤觸發；而對於本發明產品-防止對射式光電開關誤觸發的光學系統，進行了 200次人工揚雪試驗，均沒有產生誤觸發。
沒有安裝防止對射式光電開關誤觸發光學系統的傳統對射式光電開關容易受降 落雪花及空中漂浮物的影響產生誤觸發的原因是當有超過3片以上的片狀雪花同時進入 沒有安裝防止對射式光電開關誤觸發光學系統的傳統對射式光電開關的光傳播路徑時，由 於多片雪花的等效遮光面積大於光電開關的通光面積，阻斷了光發射管發出的光向光電轉 換器的傳播，於是便產生了誤觸發。對於本發明產品——防止對射式光電開關誤觸發的光 學系統，由於利用第一凸鏡將對射式光電開關的光通道面積(簡稱通光面積)擴大了 25 64倍，利用第二凸鏡將整個通光面積上的光全部聚焦到了光電轉換器上，因此，只要進入光 傳播路徑的雪花或空中漂浮物的等效遮光面積比防止對射式光電開關誤觸發的光學系統 的通光面積小1/10，就不會產生誤觸發。然而，即便是暴雪天氣，進入光傳播路徑雪花的等 效遮光面積都絕對不會達到防止對射式光電開關誤觸發光學系統通光面積的90%，因此不 會產生誤觸發。
圖1是本發明防止對射式光電開關誤觸發的光學系統的結構示意圖。
圖中1.光發射管；2.第一凸透鏡；3.第二凸透鏡；4.光電轉換器。
具體實施方式
下面結合實施例及附圖對本發明作進一步說明，但並不局限於下面所述內容。
本發明是一種能防止雪花及空中漂浮物導致對射式光電開關誤觸發的光學系統， 由光發射管1、光電轉換器4及二隻凸透鏡組成，如圖1所示。其中第一凸透鏡2、第二凸 透鏡3設置在對射式光電開關的光傳播路徑中，並且光發射管I和光電轉換器4分別位於 第一凸透鏡2和第二凸透鏡3的焦點上。
所述光發射管I可採用對射式光電開關中的光發射管。
所述光發射管I位於第一凸透鏡2的焦點上，SI是第一凸透鏡的焦距。
所述光電轉換器4位於第二凸透鏡3的焦點上，S2是第二凸透鏡的焦距。
上述第一凸透鏡2和第二凸透鏡3的結構相同，例如可採用凸透鏡。兩凸透鏡的 直徑均為50mm 80mm。
所述光電轉換器4可採用對射式光電開關中的光接收管。
本發明提供的防止對射式光電開關誤觸發的光學系統，其在防止雪花及空中漂浮 物導致對射式光電開關誤觸發的應用。
本發明在防止雪花及空中漂浮物導致對射式光電開關誤觸發的應用時對射式光電開關中的光發射管I位於透鏡左側的焦點上，光發射管發出的光經第一凸透鏡2後變為 一束平行光傳到第二凸透鏡3上，平行光經過第二凸透鏡3後被重新聚焦到對射式光電開 關的光電轉換器4上。這樣，對射式光電開關光傳播路徑的截面積由傳統結構的O. 785cm2 擴大到19. 625cm2 50. 24cm2，光傳播路徑的截面積擴大了 25 64倍。由於雪花及空中 漂浮物的截面積或等效遮光面積不可能達到(極端的龍轉風天氣除外)，因此可防止雪花及 空中漂浮物導致對射式光電開關誤觸發的光學系統完全可避免雪花及空中漂浮物所導致 的誤觸發。
而在傳統的結構中，由於對射式光電開關的光傳播路徑中沒有設置凸透鏡，對射 式光電開關光傳播路徑中的有效截面積與光電轉換器的通光面積相等，只有約O. 785cm2 (光電轉換器通光面的直徑通常只有約1cm)，若飄落的雪花或漂浮物的截面積大於或等於 光電轉換器的通光面積，或由多片雪花或漂浮物同時進入對射式光電開關的光傳播路徑， 多片雪花或漂浮物的等效遮光面積(多片雪花或漂浮物在光傳播路徑上總的遮光面積)大 於或等於光電轉換器的通光面積，必將阻斷光發射管發射到光電轉換器上的光傳播使之發 出誤觸發信號。
權利要求
1.一種防止對射式光電開關誤觸發的光學系統，其特徵是該系統由光發射管(I)、光電轉換器(4)及二隻凸透鏡組成，其中第一凸透鏡(2)、第二凸透鏡(3)設置在對射式光電開關的光傳播路徑中，並且光發射管(I)和光電轉換器(4)分別位於第一凸透鏡(2)和第二凸透鏡(3)的焦點上。
2.根據權利要求1所述的防止對射式光電開關誤觸發的光學系統，其特徵是所述第一凸透鏡(2)和第二凸透鏡(3),其直徑均為50mm 80mm。
3.根據權利要求1所述的防止對射式光電開關誤觸發的光學系統，其特徵是所述光電轉換器(4)採用對射式光電開關的光接收管。
4.權利要求1至3中任一所述防止對射式光電開關誤觸發的光學系統的用途，其特徵是該光學系統在防止雪花及空中漂浮物導致對射式光電開關誤觸發的應用。
5.根據權利要求4所述的用途，其特徵是該光學系統在防止雪花及空中漂浮物導致對射式光電開關誤觸發的應用時，對射式光電開關中的光發射管(I)位於第一凸透鏡(2)左側的焦點上，光發射管(I)發出的光經第一凸透鏡(2)後變為一束平行光傳到第二凸透鏡(3)上，平行光經過第二凸透鏡(3)後被重新聚焦到對射式光電開關的光電轉換器(4)上。
6.根據權利要求5所述的用途，其特徵是該光學系統在防止雪花及空中漂浮物導致對射式光電開關誤觸發的應用時，對射式光電開關光傳播路徑的截面積為19. 625cm2 50. 24cm2。
全文摘要
本發明提供了一種防止對射式光電開關誤觸發的光學系統，該光學系統由光發射管(1)、光電轉換器(4)及二隻凸透鏡組成，其中第一凸透鏡(2)、第二凸透鏡(3)設置在對射式光電開關的光傳播路徑中，並且光發射管(1)和光電轉換器(4)分別位於第一凸透鏡(2)和第二凸透鏡(3)的焦點上。本發明可防止雪花及空中漂浮物導致對射式光電開關誤觸發的光學系統，完全可避免雪花及空中漂浮物所導致的誤觸發。
文檔編號G02B6/42GK103018849SQ20111028584
公開日2013年4月3日 申請日期2011年9月23日 優先權日2011年9月23日
發明者何耀華, 王道斌, 張國方, 王北平, 陳靜, 柴春輝, 廖聰, 柯捷 申請人:上汽通用五菱汽車股份有限公司, 武漢理工大學