電子盤型警報器和使用光電斷路器的警報器的製作方法
2023-12-01 04:48:06 1
專利名稱：電子盤型警報器和使用光電斷路器的警報器的製作方法
技術領域：
本發明總體涉及用於車輛的警報器，更為具體地，涉及一種無觸點的電子盤型警
報器和使用光電斷路器的無接觸警報器。
背景技術：
通常，警報器是車輛在移動時提供警告的警告裝置，並根據諧振方法被劃分為盤 型警報器和殼型警報器，根據操作方法被劃分為電(接觸)警報器和電子警報器。
如圖1A所示，在電子盤型警報器中，當閉合警報器開關140時，電流經過開關的兩 端，隨後在經過支架的觸點131和彈簧的觸點132通過線圈之後，流回到蓄電池150的端 子。在這種情況下，當電流流過時，纏繞有線圈的鐵芯120被磁化以用作電磁鐵，並拉動電 樞113。當向鐵芯120拉動電樞113時，電樞113推壓彈簧。當與支架接觸的彈簧被電樞 113向下推壓時，電流不再流動。當電流不再流動時，鐵芯120失去電磁力，從而電樞113通 過結合到電樞113的膜片112的彈性力返回到其初始位置。當電樞113返回到其初始位置 時，被電樞113推壓的彈簧由於其自身的彈性力再次與支架接觸，從而電流流過鐵芯120。 當電流流過鐵芯120時，鐵芯120用作電磁鐵，電樞113被再次拉動。通過重複如上操作， 警報器產生警告音。 在這種情況下，根據結合到電樞113的膜片112的彈性力引起的電樞113的往復 所需的時間確定警報器的振動頻率。 如上所述的接觸盤型警報器被構造為膜片112和諧振器111共軸地固定到電樞 113，並且諧振器111使用諧振放大膜片112產生的聲音。這種接觸盤型警報器需要這樣的 結構，即，由於其內部結構而控制流過線圈的電流以產生磁力。該結構的特點在於，由於能 夠磁化線圈的大電流通過附於支架和彈簧的觸點來控制，所以當支架與彈簧接觸並隨後與 彈簧分離時，在觸點上產生大的火花。這樣，使用觸點的開關方式的缺點在於火花引起對 觸點的損壞並且觸點的損壞程度與使用警報器的次數成比例地變得嚴重，從而減少警報器 的使用壽命；並且執行開關操作時產生的火花可能是可引起其它電子系統故障的無線電噪 聲和電磁幹擾噪聲(EMI)的原因。 另外，由於火花引起觸點的溫度升高，所以可發生劣化並且加速觸點的氧化，從而 降低觸點的導電性，因此導致導電失效。 作為改善導電失效的方法，已開發了從現有的電子盤型警報器去除電觸點的無接 觸盤型警報器。 另外，作為不使用觸點的方案，如圖1B所示，已提出了使用頻率(脈衝)產生電路 的電子警報器。但是，該電子警報器的缺點在於，需要相對多的電子部件，並且需要諸如中 央處理單元(CPU)等的昂貴的集成電路(IC)，從而增加成本。另外，這種電子警報器的缺點 在於，僅當產生適合於膜片的恢復力的頻率時可正常地操作，但是，當電子警報器暴露於高 溫環境(例如，移動車輛的引擎的附近)時，由於電子部件的溫度特性變化，控制頻率的各 個電子部件(電容器、電阻器、晶振等)的特性值將變化，從而振動頻率變化。
當振蕩頻率以這種方式變化時，存在這種問題，即，由於膜片的彈性力產生振動的 恢復時間段內頻率諧振偏移，因此警報器的音色變得劣化並且聲音的等級降低。
發明內容
因此，本發明已考慮在現有技術中出現的上述問題，並且本發明的目的在於提供
一種去除電子觸點的電子盤型警報器，該電子觸點是引起在使用警報器期間操作故障和縮 短警報器的使用壽命的主要因素，本發明的目的還在於提供一種在不引起磨損的無接觸開 關系統中使用光電斷路器(光電傳感器)代替觸點的警報器，該觸點是引起在使用警報器 期間操作失敗和縮短警報器的使用壽命的主要因素。 詳細地，為了解決在傳統電子(接觸)警報器中發生的火花引起的所有問題，本發
明提供了一種無接觸警報器，該警報器可通過將開關方法從傳統的接觸開關方法改變為不 使用觸點的脈衝驅動方法以及通過使用光電斷路器(光電傳感器)來消除火花和噪聲。 為了達到上述目的，本發明提供了 一種電子盤型警報器，所述警報器通過重複電 流流過纏繞鐵芯的線圈、鐵芯被磁化、隨後電樞被吸引的操作來產生聲音，所述警報器包 括開關電路，將電流選擇性地提供給線圈；脈衝產生定時器電路，將脈衝周期性地提供給 開關電路；脈衝比調整電路，調整一個脈衝周期的ON/OFF時間。 優選地，脈衝比調整電路包括可變電阻器，並通過改變可變電阻器的電阻來改變 脈衝的ON時間對OFF時間的比率。 優選地，電子盤型警報器還包括恆壓電路，用於將恆定電壓施加到脈衝產生定時 器電路；或逆極性阻止電路，防止逆向電壓被施加到開關電路。
優選地，開關電路被固定到警報器的主體上。 另外，為了達到上述目的，本發明提供了一種使用光電斷路器的警報器，所述警報 器通過重複電流流過纏繞鐵芯的線圈、鐵芯被磁化、隨後電樞被吸引的操作來產生聲音，所 述警報器包括阻光板，阻擋光發射裝置和光接收裝置以防止從光發射裝置發射的光到達 光接收裝置；開關電路，將電流選擇性地提供給線圈；光電斷路器，包括光發射裝置和光接 收裝置，光電斷路器以這種方式控制開關電路，當從光發射裝置發射的光到達光接收裝置 時，開關電路導通，當阻光板插入到光發射裝置與光接收裝置之間，並且從光發射裝置發射 的光被阻光板阻擋以防止光到達光接收裝置時，開關電路截止。 優選地，阻光板布置在電樞上並與電樞一起運動，光電斷路器布置在支架上並被 構成為根據阻光板和光電斷路器的相對位置調整光阻擋和解除光阻擋所需的時間。
優選地，使用光電斷路器的警報器還包括恆壓電路，用於將恆定電壓施加到光電 斷路器；或逆極性阻止電路，防止逆向電壓被施加到開關電路。
通過下面結合附圖進行的詳細描述，本發明的上述和其它目的、特點和其它優點 將會更易於理解，其中 圖1A和圖1B是示出傳統警報器的示圖，圖1A示出接觸警報器，圖1B示出電子警 報器； 圖2是示出根據本發明第一實施例的電子盤型警報器的電路 圖3是示出根據本發明第一實施例的電子盤型警報器的另一電路圖；
圖4是示出應用了根據本發明第一實施例的電子盤型警報器的實施例的示圖；
圖5是示出根據本發明第二實施例的使用光電斷路器的警報器的電路圖；
圖6A至圖6E是示出應用了根據本發明第二實施例的使用光電斷路器的警報器的 實施例的示圖，圖6A示出阻光板的結合，圖6B和圖6C分別是示出光電斷路器的結合的正 面圖和俯視圖，圖6D示出當電樞被吸引並且光被阻擋時的警報器的內部結構的簡圖，圖6E 示出當電樞恢復並且光通過時警報器的內部結構的簡圖。
具體實施例方式
以下參照附圖對本發明的實施例進行詳細的說明。關於無觸點的電子盤型警報 器，將參照第一實施例進行描述；關於使用光電斷路器的無接觸警報器，將參照第二實施例 進行描述。(第一實施例) 在第一實施例中，將描述無觸點的電子盤型警報器。 為了解決上述技術問題，將實施例構成為包括脈衝產生電路，用於產生與膜片的 彈簧的特性相適應的頻率；使用場效應電晶體的(FET)的開關電路，用於使用產生的脈衝 開關線圈的磁化電流。 將參照圖2詳細地描述本發明的結構。 二極體D2是逆極性阻止電路，並用於切斷電源，以防止本發明的警報器在直流 (DC)電源逆極性連接時被損壞。 電阻器Rl、穩壓二極體ZD1 (齊納二極體)和電容器Cl構成恆壓電路。當等於或 大於調節電壓的異常電壓被施加到穩壓二極體ZD1時，穩壓二極體ZD1好像短路那樣操作， 從而允許異常電壓引起的電流流入地。相反，當小於調節電壓的電壓被施加到穩壓二極體 ZD1時，穩壓二極體ZD1斷開電路，從而使電流從電源流入到脈衝產生定時器電路U1。這樣， 恆定電壓被施加到脈衝產生定時器電路U1等。 同時，恆壓電路的電容器C1在平時進行充電，並且當異常電壓被施加時進行放 電，從而使施加到脈衝產生定時器電路Ul的電壓更穩定。 恆壓電路是以所述方式保持恆定電壓的電路，從而脈衝產生定時器電路U1可不 受電源電壓變化的影響而產生具有一致開關(0N/0FF)比率的脈衝。 為了通過脈衝產生定時器電路U1平穩地振動警報器的膜片，包括電阻器R6、R7和 R9以及電容器C2的電路是脈衝比調整電路，所述脈衝比調整電路用於設置方波脈衝的開 關(0N/0FF)時間，以使得方波脈衝的ON/OFF時間保持在一致比率。 由於警報器的特點在於變形(彎曲)和恢復所需的時間依賴於膜片212材料的 屬性，所以當適當地設置這些時間時可輸出良好的聲音，否則可輸出剌耳的聲音。即，可響 應於方波脈衝的0N/0FF時間，通過適當地調整彎曲時間和恢復時間來輸出良好的聲音。因 此，在本發明中，通過調整可變電阻器的電阻來調整ON/OFF時間，從而可以輸出適合於膜 片212的特性的最佳聲音。 即，由下式給定ON時間對OFF時間的比率
ON/OFF比=R9/ (R6+R7+2 X R9)
因此，當電阻器R7被設置為可變電阻器，並調整所述可變電阻器的電阻時，獲得 最佳0N/0FF比，從而可輸出最佳聲音。 包括電阻器R3和R4以及FET Q2的電路是開關電路，該開關電路被配置為，僅在 脈衝產生定時器電路Ul產生的脈衝處於與產生的脈衝相關聯的0N期間，允許電流流過線 圈U2。 當膜片212根據用於膜片212的碳素鋼的特性以0N時間對OFF時間的合適的比 率(即，65X的0N時間對35X的0FF時間的比率)振動時，本發明的盤型警報器可產生理 想聲音。因此，如上所述，電阻器R7用作可變電阻器，從而可與膜片212的特性相適應地調 整脈衝的時間。 另外，為了克服由於車輛的使用特性而使電子部件的特性在高溫環境中變化引起 振蕩脈衝變化的問題，電容器C2被實現為對溫度變化相對穩定的金屬聚酯膜電容器。
在上述實施例中，逆極性阻止電路和恆壓電路不是必要的，並且可選擇性地添加。 即，如圖3所示，可以省略逆極性阻止電路和恆壓電路兩者，或兩個電路中的任一個，然後 構造警報器。 以下，詳細地描述膜片212的驅動順序。 首先，當正電源通過連接到DC電源VCC的電阻器R3和R4施加到FETQ2的柵極G 時，FET Q2的漏極D和源極S電連接，並且電流流過線圈U2，從而線圈U2用作電磁鐵。此 時，結合到膜片212和諧振器211的電樞213被吸引到用作電磁鐵的鐵芯220。在脈衝產生 定時器電路U1的第三端子產生的脈衝的ON時間期間，電樞213被吸引。同時，在OFF時間 期間，正電源經過電阻器R3通過脈衝產生定時器電路U1的第三端子連接到地GND。因此， 在OFF時間期間，FET的漏極和源極沒有電連接，從而允許線圈用作電磁鐵的電流不流動， 因此，由於膜片的彈簧力，吸引到電磁鐵的電樞被恢復到其初始位置。 重複方波脈衝的ON時間期間電樞被吸弓I和OFF時間期間電樞被恢復的過程。通 過重複所述過程，膜片振動，因此警報器產生聲音。 在這種情況下，當膜片212被其自身的彈性力恢復的時間與脈衝的OFF時間相等 時，產生最佳警告音。當OFF時間被設置為小於所述時間時，膜片212在被恢復到其初始位 置之前被再次吸引，從而膜片無法充分地進行振動，因此使警報器不能產生滿意的聲音。
還可使用運算放大器(OP AMP)電路或其它電路以及本發明中使用的通用脈衝產 生定時器電路產生方波脈衝。 用於開關的FET是根據輸入電壓控制輸出電流的開關裝置，並被實現為具有大約 0. 1Q的極小的導通電阻的FET，從而使流過線圈的電流被開關。可選地，可以實現具有典 型功率電晶體的電路，但是缺點在於，由於導通電阻大，因此與流動的電流量成比例地產生 很多熱量，從而需要充足的耐熱設計。 因此，在本發明中，如圖4所示，FET直接固定到警報器的主體260，從而可使用警 報器的主體260的金屬片散發在FET的電流開關期間產生的焦耳熱(Joule's heat)。將 這種絕緣型FET用作FET，即，FET的固定部分使用絕緣體成型，從而FET與警報器的主體電 分離。(第二實施例) 在第二實施例中，以下將描述使用光電斷路器的無接觸警報器。
如圖5所示，以這種方式構成本發明，即，根據集成有光發射單元Ul 11和光接收單 元U112的光電斷路器(光電傳感器)Ull的輸出，將電壓施加到電晶體Qll的柵極。結果， 電晶體Qll的漏極和源極電連接，從而電流流過線圈U2。因此，線圈U2被用作電磁鐵，從而 電樞613被吸引到電磁鐵。 當電樞613被吸引時，如圖6所示，附於電樞613的阻光板614阻擋來自光電斷路 器Ull的光，從而阻止光電斷路器Ull的輸出。因此，阻止電晶體Qll的柵極電壓，並且還 切斷流過線圈U2的電流，從而線圈U2失去磁力。 在這種情況下，由膜片612的彈性力將吸引的電樞613恢復到其初始位置，連接到 電樞613的阻光板614向上移動，從而使光通過光電斷路器U11。通過重複該過程，膜片612 振動，從而產生警告音。 在根據本發明的電路圖(圖5)中，二極體Dll是逆極性阻止電路，並且二極體Dll 是串聯到DC電源的保護裝置，從而即使外部連接的DC電源的極性變化，也可防止DC電源 的極性影響本發明的電路。 齊納二極體ZD12和電容器Cll構成恆壓電路，該恆壓電路允許將恆定電壓施加到 光發射單元Ul 11 ，而不管輸入電源的大小。 S卩，當等於或大於調節電壓的異常電壓被施加到穩壓二極體ZD12時，齊納二極體 ZD12好像短路那樣操作，從而異常電壓引起的全部電流流入到地。相反，當小於調節電壓的 電壓被施加到齊納二極體ZD12時，齊納二極體ZD12斷開電路以允許來自電源的電流流過 光電斷路器Ull。這樣，防止異常電流被施加到光電斷路器Ull等，從而使光電斷路器Ull 按一致比率發射光。 同時，恆壓電路的電容器Cll平時進行充電，並當施加異常電壓時進行放電，從而 使施加到光電斷路器Ull的電壓更穩定。 在本發明中，逆極性阻止電路和恆壓電路不是必須的，並可根據環境選擇性地採用。 更為詳細地，將參照示出應用第二實施例的實施例的圖6A至圖6E進行描述。艮卩， 光電傳感器(光電斷路器)Ull是這種傳感器，當從光發射單元Ulll發射的光到達光接收 單元U112時光接收裝置工作。光電斷路器Ull具有這種功能，即，當光被阻擋時阻止光接 收裝置的輸出。 如圖6D和6E所示，本發明的警報器具有這種結構，S卩，光電斷路器Ul 1附於支架 630以與傳統的接觸警報器類似地調整該光電斷路器的位置，並且由金屬或塑料(樹脂)材 料製成的阻光板614附於電樞613以在吸引的時間阻擋光，從而根據光電斷路器(光接收 裝置)Ull的輸出連接電晶體以控制線圈U2的磁化電流。 另外，在現有技術中，通過操作螺栓等來調整支架的位置，從而控制觸點相互分離 或相互接觸的時間。類似地，將光電斷路器布置在支架上，將阻光板安裝在電樞上。另外， 使用螺栓等調整支架的垂直位置，即，阻光板614和支架630 (光電斷路器)的相對位置，從 而可以控制光電斷路器Ul 1阻擋光或解除光阻擋的時間。 通過該調整方式，可輸出最適合膜片的聲音。其原因是，警報器具有這樣的特性， 即，變形(彎曲)和恢復所需的時間依賴於膜片612的材料的屬性，因此，如果適當地設置 所述時間，則可輸出良好的聲音，否則可輸出剌耳的聲音。即，通過適當地調整彎曲時間和
7恢復時間，可產生良好的聲音。因此，本發明可通過調整支架位置來調整阻擋光和解除光阻 擋所需的時間，輸出適合於膜片的特性的最佳聲音。 如上所述，具有上述結構的本發明的優點在於，在電子盤型警報器中，通過將振蕩 脈衝的0N時間對0FF時間的比設置為與膜片的彈性力相適應的65 : 35來產生最佳警告 音，設置可變電阻器從而能夠容易地調整振蕩脈衝的ON時間和OFF時間，使用半導體FET 來開關流過線圈的電流，從而相比於傳統的接觸警報器獲得具有改善的使用壽命的產品， 並消除在觸點處火花引起的電磁輻射噪聲。 另外，本發明的優點在於，在使用光電斷路器的無接觸警報器中，可使用稱作光電 斷路器的光電傳感器來代替引起電磁噪聲的觸點，從而消除火花，並且可在保持傳統的接 觸警報器的頻率特性不變的同時以無接觸方式對流過線圈的電流進行開關，從而不發生火 花，因此消除電磁噪聲，並且解決火花引起的觸點的磨損而縮短產品使用壽命的問題，因此 可以顯著地延長警報器的使用壽命。 雖然以示意性目的公開了本發明的優選實施例，但本領域技術人員應該理解，在 不脫離由權利要求公開的本發明的範圍和精神的情況下，可以進行各種修改、添加和替換。
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權利要求
一種電子盤型警報器，所述警報器通過重複電流流過纏繞鐵芯的線圈、鐵芯被磁化、隨後電樞被吸引的操作來產生聲音，所述警報器包括開關電路，將電流選擇性地提供給線圈；脈衝產生定時器電路，將脈衝周期性地提供給開關電路；脈衝比調整電路，調整一個脈衝周期的開關時間。
2. 根據權利要求1所述的電子盤型警報器，其中，脈衝比調整電路包括可變電阻器，並 且通過改變可變電阻器的電阻來改變脈衝的開ON時間對關OFF時間的比率。
3. 根據權利要求1或2所述的電子盤型警報器，還包括恆壓電路，用於將恆定電壓施 加到脈衝產生定時器電路。
4. 根據權利要求1或2所述的電子盤型警報器，還包括逆極性阻止電路，防止逆向電 壓被施加到開關電路。
5. 根據權利要求1或2所述的電子盤型警報器，其中，開關電路被固定到警報器的主體。
6. —種使用光電斷路器的警報器，所述警報器通過重複電流流過纏繞鐵芯的線圈、鐵芯被磁化，隨後電樞被吸引的操作來產生聲音，所述警報器包括阻光板，阻擋光發射裝置和光接收裝置以防止從光發射裝置發射的光到達光接收裝置。開關電路，將電流選擇性地提供給線圈；光電斷路器，包括光發射裝置和光接收裝置，光電斷路器以這種方式控制開關電路，當 從光發射裝置發射的光到達光接收裝置時，開關電路導通，當阻光板插入到光發射裝置與 光接收裝置之間，並且從光發射裝置發射的光被阻光板阻擋以防止光到達光接收裝置時， 開關電路截止。
7. 根據權利要求6所述的使用光電斷路器的警報器，其中 阻光板布置在電樞上，並與電樞一起移動；光電斷路器布置在支架上，並被配置為根據阻光板和光電斷路器的相對位置調整光阻 擋和解除光阻擋所需的時間。
8. 根據權利要求6或7所述的使用光電斷路器的警報器，還包括恆壓電路，用於將恆 定電壓施加到光電斷路器。
9. 根據權利要求6或7所述的使用光電斷路器的警報器，還包括逆極性阻止電路，防 止逆向電壓被施加到開關電路。
全文摘要
本發明涉及一種無觸點的電子盤型警報器和使用光電斷路器的無接觸警報器。電子盤型警報器產生聲音，並包括開關電路，將電流選擇性地提供給線圈；脈衝產生定時器電路，將脈衝周期性地提供給開關電路；脈衝比調整電路，調整一個脈衝周期的ON/OFF時間。另外，使用光電斷路器的警報器包括阻光板，阻擋光發射裝置和光接收裝置以防止從光發射裝置發射的光到達光接收裝置；開關電路，將電流選擇性地提供給線圈；光電斷路器，包括光發射裝置和光接收裝置，光電斷路器控制開關電路。
文檔編號G10K9/00GK101763851SQ20091020982
公開日2010年6月30日 申請日期2009年11月2日 優先權日2008年12月25日
發明者崔相奎 申請人:成一產業株式會社