一種用于檢測物體水平偏移量的傳感器電路的制作方法
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種傳感器電路，具體是一種用于檢測物體水平偏移量的傳感器器電路，屬于測控技術領域。
【背景技術】
[0002]在很多工業領域中都需要檢測物體水平偏移量，這必然需要一種能實現物體水平偏移量檢測的傳感器電路。
[0003]例如，在鋼鐵冶煉工業中，帶鋼連續處理機組在穿帶和生產過程中常出現帶鋼跑偏現象(冷熱乳帶鋼運行過程橫向跑偏、上下漂浮等現象)，其結果不僅會造成帶鋼缺陷產生、成材率減少，還會影響機組的正常運行和損壞生產設備，進而導致整體生產能力下降。
[0004]又如，在冶金、礦山、電力、港口等行業皮帶秤應用非常廣泛，然而皮帶秤往往會隨著使用時間的增長，其精度會有所下降，這是由于皮帶張力、跑偏和現場溫度等緣故所造成的。
[0005]因此，設計出一套能夠實時精確檢測出物體跑偏量(特別是水平偏移量)的物體跑偏檢測系統非常具有應用價值。
[0006]現有技術中，非接觸式跑偏檢測一般采用的是CCD傳感器，但是往往存在信號處理復雜、硬件復雜，開發陳本大，且對惡劣環境敏感等弊端。
【實用新型內容】
[0007]針對現有技術存在的上述不足，本實用新型的目的是:怎樣提供一種硬件電路簡單，開發成本低的物體跑偏檢測傳感器電路。為了實現上述目的，本實用新型采用了以下的技術方案。
[0008]—種用于檢測物體水平偏移量的傳感器電路，其特征在于，包括:傳感器底板和LED光源板;所述傳感器底板由絕緣材料制作而成；
[0009]N個檢測單元按照矩形陣列方式均勻排列設置在傳感器底板上；
[0010]LED光源板內設置有LED燈及其驅動電路，所述驅動電路與LED燈電連接；
[0011]所述檢測單元包括光電三極管，所述光電三極管的集電極通過偏置電阻與電源正極VCC相連，光電三極管的發射極與地相連接，光電三極管的集電極為檢測單元的信號輸出端 OUT;
[0012]所述LED光源板設置在傳感器底板正上方；
[0013]所述光電三極管的感光面正對LED光源板的發光面。
[0014]進一步的，所述N為小于50的自然數。
[0015]相比現有技術，本實用新型具有如下優點:
[0016]本實用新型中，將被測物體設置在傳感器底板和LED光源板之間，沒有被被測皮帶遮住部分的檢測單元輸出高電平，而被被被測皮帶遮住部分的檢測單元輸出低電平，又由于各個檢測單元是以陣列方式排布在傳感器底板，因此單片機通過檢測各個檢測單元的輸出信號后即可通過邏輯運算得出當前被測皮帶的水平方向位置，傳感器電路僅僅由光源和多個檢測單元構成實現了非接觸式的物體水平跑偏檢測，因此具有電路結構簡單，信號處理難度小，開發成本低的優點。
【附圖說明】
[0017]圖1為本實用新型的測量原理圖；
[0018]圖2為本實用新型中檢測單元陣列示意圖；
【具體實施方式】
[0019]下面結合附圖和【具體實施方式】對本實用新型作進一步詳細說明。
[0020]如圖1所示，本實用新型包括傳感器底板和LED光源板兩大部分；
[0021](— )傳感器底板
[0022]傳感器底板由絕緣材料制作而成，如圖1和圖2所示，N個檢測單元均勻排列設置在傳感器底板上，N個檢測單元以矩形陣列方式進行排列，上述N個檢測單元組成的陣列可以為正方形，也可以為長方形，其中N為自然數，通常選擇小于50的自然數。也即是N個檢測單元排列成X行，Y列，X與Y的乘積等于N。
[0023]如圖2所示，檢測單元包括光電三極管，光電三極管的集電極通過偏置電阻與電源正極VCC相連，光電三極管的發射極與地相連接，光電三極管的集電極為檢測單元的信號輸出端OUT;
[0024]檢測單元也可以采用如下電路結構:將光電三極管的集電極接地，光電三極管的發射極通過偏置電阻與電源正極VCC相連，光電三極管的發射極為為檢測單元的信號輸出端 OUT O
[0025](二)LED 光源板
[0026]LED光源板內設置有LED燈及其驅動電路，LED燈可以為一個大功率LED燈，也可以采用LED燈陣列，驅動電路采用常規技術實現即可，例如常見的LED燈陣列驅動電路以MBI5026CF芯片為核心器件設計而成。
[0027]MBI5026CF芯片是一款類似74595的串入并出(I路串行輸入通道，I路串行輸出通道，16路并行輸出通道)的LED驅動芯片，它的主要特點是:(I)具有16路恒流輸出通道；(2)輸出電流可以通過其R_EXT管腳上連接的電阻來調整(輸出電流5-90mA);(3)它還具有一個輸出使能端OE，使能端關斷則內部輸出驅動器關斷，輸出電流無法輸出。
[0028]LED光源板設置在傳感器底板正上方(可以通過安裝支架等結構件實現設置)；并且為了便于實現光信號檢測，光電三極管的感光面正對LED光源板的發光面。
[0029]由于到每個檢測單元均具有一個輸出口，因此整個檢測傳感電路具有N個輸出信號輸出口，信號輸出口需要與單片機等智能器件的1相連接，實現傳感器信號傳輸，基于電路布線與單片機1資源方面的考慮，N可以設定為小于50的自然數。
[0030]本實用新型的使用方法和工作過程如下:
[0031]本實用新型為一種非接觸式的，基于光電測量原理的物體水平偏移量檢測傳感器，常見的應用是用于檢測皮帶跑偏(例如皮帶秤皮帶)，具體使用方法是將本實用新型的傳感器底板設置在被測皮帶下方(與被測皮帶不直接接觸)，LED光源板設置在傳感器底板正上方，同樣與被測皮帶不直接接觸，傳感器底板和LED光源板的上述設置可以通過安裝支架等機械構件實現。
[0032]為了實現傳感器信號的輸出采集，將每個檢測單元的信號輸出端OUT與單片機的一個1相連接為了節約單片機的1資源，也可以通過其他外圍獨立器件對單片機的1進行擴展。
[0033]在現有技術中，設置在LED光源板內的驅動電路通常都具有驅動電流調節端和輸出使能端(例如MBI5026CF芯片的R_EXT管腳和OE管腳)，上述兩個端口與單片機的1相連接，單片機便可以控$ULED燈的點亮，媳滅以及亮度。而LED燈的點亮，媳滅以及亮度正是測試的重要條件參數。
[0034]如圖1所示，具體測試時，N個檢測單元組成的陣列的長或者寬要大于被測皮帶的寬度(可以根據相應測試領域被測物體的尺寸選擇不同陣列尺寸的傳感器電路)，這樣，設置在傳感器底板和LED光源板之間的被測皮帶必然遮擋住對應部分的光線，該部分傳感器底板上的檢測單元無法接收光線，而其余的部分檢測單元則可以接收光線。
[0035]傳感器電路上電后，能夠接收光線的檢測單元中的光電三極管導通，光電三極管的集電極上出現低電平;而不能接收光線的檢測單元中的光電三極管不導通，光電三極管的集電極上出現高電平。
[0036]也即是說，沒有被被測皮帶遮住部分的檢測單元輸出高電平，而被被被測皮帶遮住部分的檢測單元輸出低電平，又由于各個檢測單元是以陣列方式排布在傳感器底板，因此單片機通過檢測各個檢測單元的輸出信號后即可通過邏輯運算得出當前被測皮帶的水平方向位置。而單片機通過比較不同時刻的被測皮帶的水平方向位置即可判斷出被測皮帶是否發生了水平偏移，如果發生了水平偏移單片機可以發出報警信號，當然具體偏移量也是可以通過前后兩次位置坐標進行比較得出的。由以上測量原理可知，檢測單元陣列中的檢測單元數量越多，陣列越密集，則檢測的精度越高，但是檢測單元數量過大也會造成傳感器電路輸出端口過多，電路連接布線復雜，并且單片機數據處理量增大等弊端。
[0037]此外單片機可以將上述判斷結果輸出到上位機供測試人員使用。
[0038]最后說明的是，以上實施例僅用以說明本實用新型的技術方案而非限制，盡管參照較佳實施例對本實用新型進行了詳細說明，本領域的普通技術人員應當理解，可以對本實用新型的技術方案進行修改或者等同替換，而不脫離本實用新型技術方案的宗旨和范圍，其均應涵蓋在本實用新型的權利要求范圍當中。
【主權項】
1.一種用于檢測物體水平偏移量的傳感器電路，其特征在于，包括:傳感器底板和LED光源板;所述傳感器底板由絕緣材料制作而成； N個檢測單元按照矩形陣列方式均勻排列設置在傳感器底板上； LED光源板內設置有LED燈及其驅動電路，所述驅動電路與LED燈電連接； 所述檢測單元包括光電三極管，所述光電三極管的集電極通過偏置電阻與電源正極VCC相連，光電三極管的發射極與地相連接，光電三極管的集電極為檢測單元的信號輸出端OUT； 所述LED光源板設置在傳感器底板正上方； 所述光電三極管的感光面正對LED光源板的發光面。2.根據權利要求1所述的一種用于檢測物體水平偏移量的傳感器電路，其特征在于，所述N為小于50的自然數。
【專利摘要】本實用新型公開了一種用于檢測物體水平偏移量的傳感器電路，包括：傳感器底板和LED光源板；N個檢測單元按照矩形陣列方式均勻排列設置在傳感器底板上；LED光源板內設置有LED燈及其驅動電路，檢測單元包括光電三極管，所述光電三極管的集電極通過偏置電阻與電源正極VCC相連，光電三極管的發射極與地相連接，光電三極管的集電極為檢測單元的信號輸出端OUT；LED光源板設置在傳感器底板正上方；光電三極管的感光面正對LED光源板的發光面。本實用新型具有電路結構簡單，信號處理難度小，開發成本低的優點。
【IPC分類】G01B11/02
【公開號】CN205209436
【申請號】CN201521048615
【發明人】王寶英
【申請人】重慶電子工程職業學院
【公開日】2016年5月4日
【申請日】2015年12月8日