一種微金屬渦流式接近開關傳感器的制造方法
【專利摘要】本發明公開了一種微金屬渦流式接近開關傳感器，包括：接近敏感元件；與所述接近敏感元件相連，控制所述接近敏感元件靈敏度的靈敏度電路和產生高頻磁場的高頻振蕩電路；與所述高頻振蕩電路相連，進行開關輸出的輸出開關電路；與所述輸出開關電路相連接，進行工作指示的輸出指示電路。本發明通過非接觸傳感器來透過外層盒皮紙檢測新型鋁箔紙中含有的微量金屬，通過調節電位器靈敏度電路RP2能改變接近敏感元件變壓器的磁場強度，使他具有更遠檢測距離和反應靈敏度，從而實現對長距離和微弱金屬材料接近時，控制開關的通或斷。
【專利說明】一種微金屬渦流式接近開關傳感器
【技術領域】
[0001]本發明涉及開關元件【技術領域】，更具體的說，是涉及一種微金屬渦流式接近開關傳感器。
【背景技術】
[0002]自煙草進入“品牌競爭時代”開始，印金、燙金、電化鋁燙印、激光全息包裝材料(激光全息鍍鋁、鍍銀、鍍金膜、真空鍍鋁紙和真空噴鋁紙)、鐳射燙金膜等技術被各卷煙廠陸續采用，使條煙的紙皮含有微量金屬成分；另外，在國家環保、節能、降耗理念號召下，為降低生產成本，并使原材料更符合環保的要求，不少煙廠采用了一種新型鋁紙作為小包煙的內衫紙。
[0003]目前煙草企業主流包裝機，在包裝過程中，先采用的電感式接近開關屬于一種有開關量輸出的位置傳感器，其由LC高頻振蕩器和放大處理電路組成，利用金屬物體在接近能產生電磁場的振蕩感應頭時，使物體內部產生渦流，此渦流反作用于接近開關，使接近開關振蕩能力衰減，內部電路的參數發生變化，由此識別出有無金屬物體接近，進而控制開關的通或斷。但選用了新型鋁紙后，由于其金屬含量極低，約為原來鋁紙的1/200，用萬用表歐姆檔測其阻值無窮大，因此采用電感原理來檢測煙包的傳感器就會因為新型環保內襯紙金屬含量極低而失效，這樣就造成現在市場現有感應式電子開關無法正常檢測條煙盒內小包的鋁箔紙(僅含有微量金屬成分)，進而不能控制開關的通或斷。
[0004]因此，能夠通過非接觸傳感器來實現透過外層盒皮紙檢測新型鋁箔紙中含有微量金屬，進而控制開關的通或斷，是本領域技術人員亟待解決的問題。
【發明內容】
[0005]有鑒于此，本發明提供了一種微金屬渦流式接近開關傳感器，以克服現有技術中由于選用的新型鋁紙其金屬含量極低，造成現在市場現有感應式電子開關無法正常檢測條煙盒內小包的鋁箔紙(僅含有微量金屬成分)，進而不能控制開關的通或斷的問題。
[0006]為實現上述目的，本發明提供如下技術方案:
[0007]—種微金屬渦流式接近開關傳感器，包括:
[0008]接近敏感元件；
[0009]與所述接近敏感元件相連,控制所述接近敏感元件靈敏度的靈敏度電路和產生高頻磁場的聞頻振蕩電路；
[0010]與所述聞頻振蕩電路相連，進行開關輸出的輸出開關電路；
[0011]與所述輸出開關電路相連接，進行工作指示的輸出指示電路。
[0012]優選的，所述接近敏感元件為三線圈變壓器T，包括初級線圈和次級線圈，所述初級線圈包括線圈ul和線圈u2,所述次級線圈包括繞在磁敏感材料上的線圈el。
[0013]優選的，所述高頻振蕩電路包括開關管VT1、所述三線圈變壓器T的線圈ul和u2、電容C1-C3、電阻R1-R2組成，其中，所述開關管VTl的基極經過所述電容C2與所述線圈ul的負極相連，所述開關管VTl的集電極直接與所述線圈u2的負極相連，所述開關管VTl的接地，并與所述線圈ul的正極相連，所述線圈u2的正極與所述Rl和R2的公共端相連，所述電容C3的一端與所述開關管VTl的基極相連，另一端接地，所述電容Cl兩端分別與所述線圈ul和所述線圈u2的負極相連。
[0014]優選的，所述靈敏度電路包括所述三線圈變壓器T的次級線圈、電阻R9-R11、滑動變阻器RP2和電容CS組成，其中，所述電阻R9、滑動變阻器RP2和所述電阻RlO串聯，并與所述電容并聯，其一端與所述圈變壓器T的次級線圈的負極相連，另一端與所述電阻Rll的一端相連，所述電阻Rll的另一端與所述三線圈變壓器T的次級線圈的正極相連。
[0015]優選的，所述輸出開關電路包括開關管VT2、電容C4-C5以及電阻R3-R4及電阻R7組成，其中，所述電容C4的一端與所述開關管VTl的集電極相連，另一端與所述開關管VT2的基極相連，所述電阻R3的一端與所述開關管VT2的基極相連，另一端接地，所述開關管VT2的發射極接地，所述開關管VT2的集電極與所述電阻R4相連，并與所述電容C5的一端相連，所述電容C5的另一端接地，所述電阻R7的一端與所述輸出開關電路相連，另一端與輸出電壓端相連。
[0016]優選的，所述輸出指示電路包括電阻R5-R6、開關管VT3和發光二極管VDl組成，其中，所述電阻R5的一端與所述開關管VT2的集電極相連，另一端與所述開關管VT3的基極相連，所述開關管VT3的集電極經過電阻R6與所述電阻R4相連，所述開關管VT3的發射極經過所述發光二極管VDl接地。
[0017]優選的，還包括:
[0018]與所述指示電路相連，進行電源保護的電源保護電路。
[0019]優選的，所述電源保護電路包括二極管VD2-VD3和電阻R8，其中，所述電阻R8的一端與所述二極管VD3的負極相連，所述二極管VD3的正極與12V電源相連，所述二極管VD2的正極與所述電阻R8相連，負極接地。
[0020]經由上述的技術方案可知，與現有技術相比，本發明公開了一種微金屬渦流式接近開關傳感器，包括:接近敏感元件；與所述接近敏感元件相連，控制所述接近敏感元件靈敏度的靈敏度電路和廣生聞頻磁場的聞頻振蕩電路；與所述聞頻振蕩電路相連，進行開關輸出的輸出開關電路；與所述輸出開關電路相連接，進行工作指示的輸出指示電路。本發明通過非接觸傳感器來透過外層盒皮紙檢測新型鋁箔紙中含有的微量金屬，通過調節電位器靈敏度電路RP2能改變接近敏感元件變壓器的磁場強度，使他具有更遠檢測距離和反應靈敏度，從而實現對長距離和微弱金屬材料接近時，控制開關的通或斷。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0021]為了更清楚地說明本發明實施例或現有技術中的技術方案，下面將對實施例或現有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發明的實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據提供的附圖獲得其他的附圖。
[0022]圖1為本發明實施例公開的一種微金屬渦流式接近開關傳感器結構示意圖；
[0023]圖2為本發明實施例公開的一種微金屬渦流式接近開關傳感器的內部電路結構示意圖；[0024]圖3為本發明實施例公開的另一種微金屬渦流式接近開關傳感器結構示意圖；
[0025]圖4為本發明實施例公開的另一種微金屬渦流式接近開關傳感器的內部電路結構示意圖；
[0026]圖5為本發明實施例公開的一種微金屬渦流式接近開關傳感器的三線圈變壓器及電容電阻方式的內部電路結構示意圖；
[0027]圖6為本發明實施例公開的一種微金屬渦流式接近開關傳感器的三線圈變壓器及電容方式的內部電路結構示意圖；
[0028]圖7為本發明實施例公開的一種微金屬渦流式接近開關傳感器的三線圈變壓器及電阻方式的內部電路結構示意圖。
【具體實施方式】
[0029]下面將結合本發明實施例中的附圖，對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發明一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本發明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發明保護的范圍。
[0030]本發明公開了一種微金屬渦流式接近開關傳感器，包括:接近敏感元件；與所述接近敏感元件相連，控制所述接近敏感元件靈敏度的靈敏度電路和產生高頻磁場的高頻振蕩電路；與所述聞頻振蕩電路相連，進行開關輸出的輸出開關電路；與所述輸出開關電路相連接，進行工作指示的輸出指示電路。本發明通過非接觸傳感器來透過外層盒皮紙檢測新型鋁箔紙中含有的微量金屬，通過調節電位器靈敏度電路RP2能改變接近敏感元件變壓器的磁場強度，使他具有更遠檢測距離和反應靈敏度，從而實現對長距離和微弱金屬材料接近時，控制開關的通或斷。
[0031]請參閱附圖1，為本發明實施例公開的一種微金屬渦流式接近開關傳感器結構示意圖。本發明實施例公開了一種微金屬渦流式接近開關傳感器，包括:接近敏感元件101 ；與所述接近敏感元件101相連,控制所述接近敏感元件101靈敏度的靈敏度電路102和產生聞頻磁場的聞頻振蕩電路103 ;與所述聞頻振蕩電路103相連，進行開關輸出的輸出開關電路104 ;與所述輸出開關電路104相連，進行工作指示的輸出指示電路105。
[0032]請參閱附圖2，為本發明實施例公開的一種微金屬渦流式接近開關傳感器的內部電路結構示意圖。上述所述接近敏感元件為三線圈變壓器T，包括初級線圈和次級線圈，所述初級線圈包括線圈ul和線圈u2,所述次級線圈包括繞在磁敏感材料上的線圈el。
[0033]本發明通過非接觸傳感器來透過外層盒皮紙檢測新型鋁箔紙中含有的微量金屬，通過調節電位器靈敏度電路RP2能改變接近敏感元件變壓器的磁場強度，使他具有更遠檢測距離和反應靈敏度，從而實現對長距離和微弱金屬材料接近時，控制開關的通或斷。
[0034]請參閱附圖2，為本發明實施例公開的一種微金屬渦流式接近開關傳感器的內部電路結構示意圖。具體的，所述高頻振蕩電路103包括開關管VT1、所述三線圈變壓器T的線圈ul和u2、電容C1-C3、電阻R1-R2組成，其中，所述開關管VTl的基極經過所述電容C2與所述線圈ul的負極相連，所述開關管VTl的集電極直接與所述線圈u2的負極相連，所述開關管VTl的接地，并與所述線圈ul的正極相連，所述線圈u2的正極與所述Rl和R2的公共端相連，所述電容C3的一端與所述開關管VTl的基極相連，另一端接地，所述電容Cl兩端分別與所述線圈ul和所述線圈u2的負極相連。
[0035]所述靈敏度電路102包括所述三線圈變壓器T的次級線圈、電阻R9-R11、滑動變阻器RP2和電容CS組成，其中，所述電阻R9、滑動變阻器RP2和所述電阻RlO串聯，并與所述電容并聯，其一端與所述圈變壓器T的次級線圈的負極相連，另一端與所述電阻Rll的一端相連，所述電阻Rll的另一端與所述三線圈變壓器T的次級線圈的正極相連。
[0036]所述輸出開關電路104包括開關管VT2、電容C4-C5以及電阻R3-R4及電阻R7組成，其中所述電容C4的一端與所述開關管VTl的集電極相連，另一端與所述開關管VT2的基極相連，所述電阻R3的一端與所述開關管VT2的基極相連，另一端接地，所述開關管VT2的發射極接地，所述開關管VT2的集電極與所述電阻R4相連，并與所述電容C5的一端相連，所述電容C5的另一端接地，所述電阻R7的一端與所述輸出開關電路相連，另一端與輸出電壓端相連。
[0037]所述輸出指示電路105包括電阻R5-R6、開關管VT3和發光二極管VDl組成，其中，所述電阻R5的一端與所述開關管VT2的集電極相連，另一端與所述開關管VT3的基極相連，所述開關管VT3的集電極經過電阻R6與所述電阻R4相連，所述開關管VT3的發射極經過所述發光二極管VDl接地。
[0038]優選的，還包括:與所述輸出指示電路105相連，進行電源保護的電源保護電路106。請參閱附圖2，上述所述電源保護電路106包括二極管VD2-VD3和電阻R8，其中，所述電阻R8的一端與所述二極管VD3的負極相連，所述二極管VD3的正極與12V電源相連，所述二極管VD2的正極與所述電阻R8相連，負極接地。
[0039]根據法拉第定律，高頻振蕩器VTl在600KHZ的頻率工作，線圈ul，u2內通以一交變電流，將在接近敏感元件變壓器T的前端產生交變磁場，此時靈敏度電路的次級振蕩電路通過接近敏感元件由變壓器T的線圈el感應高頻振蕩器VTl的工作頻率，并跟隨高頻振蕩器VTl的工作頻率產生共振，增強了接近敏感元件變壓器T前端交變磁場的強度；當被測導體置于接近敏感元件變壓器T磁場范圍時，導體內便產生電渦流，電渦流將使被測導體產生一個電渦流磁場，當被測導體越靠近接近敏感元件變壓器T時，產生的電渦流磁場越強；根據愣次定律，電渦流磁場與接近敏感元件變壓器T的磁場方向相反，反過來削弱接近敏感元件變壓器T的磁場，當電渦流磁場強于接近敏感元件變壓器T磁場時，將導致靈敏度電路的次級振蕩電路通過接近敏感元件由變壓器T的線圈el感應電渦流磁場的工作頻率，并跟隨電渦流磁場的工作頻率產生共振，增強了電渦流磁場的強度，更加削弱了接近敏感元件變壓器T前端交變磁場的強度，從而導致接近敏感元件變壓器T的高頻振蕩器VTl線圈ul，u2的電感量、阻抗和品質因素發生變化，加速破壞了 VTl高頻振蕩器條件，使VTl高頻振蕩電路停止振蕩。調節電位器靈敏度電路RP2能改變接近敏感元件變壓器T前端交變磁場強度，使它具有更遠檢測距離和反應靈敏度，從而實現對長距離和微弱金屬材料接近時，進而控制開關的通或斷。
[0040]上述微金屬渦流式接近開關傳感器檢測的具體過程為:
[0041]當無含有金屬物體接近變壓器T時，高頻振蕩器VTl輸出信號使VT2導通，VT2集電極交流信號經C5，使VT2的集電極輸出低電平；VT3沒有偏置電壓，從而使VT3截止，VD發光二極管不發光。此時靈敏度電路的次級振蕩電路通過接近敏感元件由變壓器T的線圈el感應高頻振蕩器VTl的工作頻率，并跟隨高頻振蕩器VTl的工作頻率產生共振，增強了接近敏感元件變壓器T前端交變磁場的強度，也增加了感應距離；當被測金屬物體接近變壓器T時，將導致靈敏度電路的次級振蕩電路通過接近敏感元件由變壓器T的線圈el感應被測金屬物體上渦流工作頻率，并跟隨被測金屬物體上渦流工作頻率產生共振，更加破壞了 VTl高頻振蕩器條件，使VTl高頻振蕩電路停止振蕩。VT2由于失去偏置電壓而截止，VT2集電極變為高電位，從而使VT2經由R7輸出高電平。VT3基集得到偏置電壓，從而使VT3導通，VD發光二極管發光。當含有金屬物體離開后，VTl高頻振蕩電路恢復振蕩，VT2得到偏置電壓又導通，從而輸出端R7又變為低電平，VT3沒有偏置電壓，從而使VT3截止，VD發光二極管不發光，此時完成一次檢測過程。調節電位器靈敏度電路RP2能改變接近敏感元件變壓器T前端交變磁場強度，使它具有更遠檢測距離和反應靈敏度，從而實現對長距離和微弱金屬材料接近時，進而控制開關的通或斷。
[0042]具體的，請參閱附圖3，為本發明實施例公開的另一種微金屬渦流式接近開關傳感器結構示意圖。本發明實施例公開了另一種微金屬渦流式接近開關傳感器，具體包括:接近敏感元件101 ;與所述接近敏感元件101相連,控制所述接近敏感元件101靈敏度的靈敏度電路102和產生高頻磁場的高頻振蕩電路103 ;與所述靈敏度電路102相連的電橋電路107 ;與所述電橋電路107相連,進行開關輸出的輸出開關電路104 ;與所述輸出開關電路104相連，進行工作指示的輸出指示電路105 ;與所述輸出指示電路105相連，進行電源保護的電源保護電路106。
[0043]具體的，請參閱附圖4，為本發明實施例公開的另一種微金屬渦流式接近開關傳感器的內部電路結構示意圖。
[0044]基于上述實施例的基礎上，本發明還可以采用以下實現方式:
[0045]請參閱附圖5，為本發明實施例公開的一種微金屬渦流式接近開關傳感器的三線圈變壓器及電容電阻方式的內部電路結構示意圖。具體的，靈敏度電路以三線圈變壓器與電容電阻方式實施。
[0046]請參閱附圖6，為本發明實施例公開的一種微金屬渦流式接近開關傳感器的三線圈變壓器及電容方式的內部電路結構示意圖。具體的，靈敏度電路以三線圈變壓器與電容方式實施。
[0047]請參閱附圖7，為本發明實施例公開的一種微金屬渦流式接近開關傳感器的三線圈變壓器及電阻方式的內部電路結構示意圖。具體的，靈敏度電路以三線圈變壓器與電阻方式實施。
[0048]綜上所述:本發明公開了一種微金屬渦流式接近開關傳感器，包括:接近敏感元件；與所述接近敏感元件相連，控制所述接近敏感元件靈敏度的靈敏度電路和產生高頻磁場的聞頻振蕩電路；與所述聞頻振蕩電路相連，進行開關輸出的輸出開關電路；與所述輸出開關電路相連接，進行工作指示的輸出指示電路。本發明通過非接觸傳感器來透過外層盒皮紙檢測新型鋁箔紙中含有的微量金屬，通過調節電位器靈敏度電路RP2能改變接近敏感元件變壓器的磁場強度，使他具有更遠檢測距離和反應靈敏度，從而實現對長距離和微弱金屬材料接近時，控制開關的通或斷。
[0049]對所公開的實施例的上述說明，使本領域專業技術人員能夠實現或使用本發明。對這些實施例的多種修改對本領域的專業技術人員來說將是顯而易見的，本文中所定義的一般原理可以在不脫離本發明的精神或范圍的情況下，在其它實施例中實現。因此，本發明將不會被限制于本文所示的這些實施例，而是要符合與本文所公開的原理和新穎特點相一致的最寬的范圍。
【權利要求】
1.一種微金屬渦流式接近開關傳感器，其特征在于，包括: 接近敏感元件； 與所述接近敏感元件相連，控制所述接近敏感元件靈敏度的靈敏度電路和產生高頻磁場的聞頻振蕩電路； 與所述聞頻振蕩電路相連，進行開關輸出的輸出開關電路； 與所述輸出開關電路相連接，進行工作指示的輸出指示電路。
2.根據權利要求1所述的傳感器，其特征在于，所述接近敏感元件為三線圈變壓器T，包括初級線圈和次級線圈，所述初級線圈包括線圈ul和線圈u2,所述次級線圈包括繞在磁敏感材料上的線圈el。
3.根據權利要求2所述的傳感器，其特征在于，所述高頻振蕩電路包括開關管VT1、所述三線圈變壓器T的線圈ul和u2、電容C1-C3、電阻R1-R2組成，其中，所述開關管VTl的基極經過所述電容C2與所述線圈ul的負極相連，所述開關管VTl的集電極直接與所述線圈u2的負極相連，所述開關管VTl的接地，并與所述線圈ul的正極相連，所述線圈u2的正極與所述Rl和R2的公共端相連，所述電容C3的一端與所述開關管VTl的基極相連，另一端接地，所述電容Cl兩端分別與所述線圈ul和所述線圈u2的負極相連。
4.根據權利要求3所述的傳感器，其特征在于，所述靈敏度電路包括所述三線圈變壓器T的次級線圈、電阻R9-R11、滑動變阻器RP2和電容C8組成，其中，所述電阻R9、滑動變阻器RP2和所述電阻RlO串聯，并與所述電容并聯，其一端與所述圈變壓器T的次級線圈的負極相連，另一端與所述電阻Rll的一端相連，所述電阻Rll的另一端與所述三線圈變壓器T的次級線圈的正極相連。
5.根據權利要求4所述的傳感器，其特征在于，所述輸出開關電路包括開關管VT2、電容C4-C5以及電阻R3-R4及電阻R7組成，其中，所述電容C4的一端與所述開關管VTl的集電極相連，另一端與所述開關管VT2的基極相連，所述電阻R3的一端與所述開關管VT2的基極相連，另一端接地，所述開關管VT2的發射極接地，所述開關管VT2的集電極與所述電阻R4相連，并與所述電容C5的一端相連，所述電容C5的另一端接地，所述電阻R7的一端與所述輸出開關電路相連，另一端與輸出電壓端相連。
6.根據權利要求5所述的傳感器，其特征在于，所述輸出指示電路包括電阻R5-R6、開關管VT3和發光二極管VDl組成，其中，所述電阻R5的一端與所述開關管VT2的集電極相連，另一端與所述開關管VT3的基極相連，所述開關管VT3的集電極經過電阻R6與所述電阻R4相連，所述開關管VT3的發射極經過所述發光二極管VDl接地。
7.根據權利要求1所述的傳感器，其特征在于，還包括: 與所述指示電路相連，進行電源保護的電源保護電路。
8.根據權利要求7所述的傳感器，其特征在于，所述電源保護電路包括二極管VD2-VD3和電阻R8，其中，所述電阻R8的一端與所述二極管VD3的負極相連，所述二極管VD3的正極與12V電源相連，所述二極管VD2的正極與所述電阻R8相連，負極接地。
【文檔編號】H03K17/945GK103475350SQ201310441512
【公開日】2013年12月25日 申請日期:2013年9月25日 優先權日:2013年9月25日
【發明者】譚林明 申請人:譚林明