CN103353327B - 一种可分离安装的分离型光电控制装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种可分离安装的分离型光电控制装置，其用于测量物位以及液位，包括光学检测头与信号处理单元，所述光学检测头与所述信号处理单元可分离连接并能判断所述光学检测头与信号处理单元的锁固或分离状态，所述信号处理单元包括光发射模块、光接收模块、信号处理模块以及信号输出模块；所述光信号经待测物改变光学路径后返回到所述光接收模块，所述光接收模块将所述光信号发送给所述信号处理模块，所述信号处理模块对所述光信号分析处理得到输出信号并将所述输出信号发送给所述信号输出模块输出。本发明无需改变待测物的状态而进行多种模拟报警信号的输出；同时本发明可以判断出光学检测头与所述信号处理单元的锁固或分离。
Description
技术领域
本发明涉及光电控制领域，特别涉及一种可分离型安装的分离光电控制装置。
背景技术
现有的光电开关量测装置动作原理如图1所示，其包括一光发射器(13)、一光接受器(14)、一信号处理单元(15)、一信号输出电路(16)。
当待测物体不存在与待测物体出现时，会呈现两种不同光接受状态，一种是光接受器有接受到信号，或是没有接受到信号。经由信号处理后，此信号的变换可以将光电量测装置当成一开关装置，用来控制其它后端的设备。
上述习知技术在一般情况下，只可正确输出测量待测物实际有出现或是不存在的状态，然而此电路有一缺点，当量测装置安装完成后，使用者通常会想先进行***的测试，此时必须实际改变待测物的出现状态，才能进行整体***的测试，但在实际应用的场合中，控制待测物的出现与否并非如此容易及方便，可能需要耗时甚久，甚至可能需要消耗到待测物料，如此都将增加安装时间及物料成本。
目前已有的技术U.S.Pat.No.4,201,914与U.S.Pat.No.4,134,022仅能在桶槽高位进行模拟警报；而在U.S.Pat.No.4,354,180中，如图2，虽然高低位都能输出警报，但采用的方法是将感测到的信号，不论是高位或低位，都使用一个状态的电信号，再利用此信号进行警报输出，此方式缺点为***辨识度差，且仅能使用于已知溶液，若待测溶液非***设计时的溶液，将可能出现误动作。
本创作将一般的光电量测装置除了加入了仿真警报输出的功能，可以藉由各种外部触发，警报输出高位(HighAlarm)、低位(LowAlarm)、高高位(HighHighAlarm)、低低位(LowLowAlarm)等警报输出，便于使用者操作与***连结测试。本发明同时将光电开关量测装置加入了时间延迟输出功能，可使使用者仿真待测物的真实信号延迟状态，方便现场安装测试人员，模拟真实的光电开关接触到物料后，信号传送到控制***的时序响应。
发明内容
为了克服现有技术的缺陷，本发明提供一种可分离安装的分离型光电控制装置，其用于测量物位以及液位，包括光学检测头与信号处理单元，所述光学检测头与所述信号处理单元可分离连接，所述所述信号处理单元包括光发射模块、光接收模块、信号处理模块以及信号输出模块；
所述光发射模块发出光信号，当没有待测物存在时，光信号通过所述光学检测头改变光学路径反馈到光接收模块中，如有待测物存在，待测物以及光学检测头对光学路径的改变后将没有光信号回到光接收模块中；
所述光接收模块将所述光信号发送给所述信号处理模块，所述信号处理模块对所述光信号分析处理得到输出信号并将所述输出信号发送给所述信号输出模块，所述信号输出模块输出所述输出信号。
较佳地，所述光发射模块包括一光源、光发射器以及可调电阻，所述光源产生光信号通过光发射器发射出去，所述可调电阻用于调节所述光信号的发光强度。
较佳地，所述光源包括LED灯与Ne灯，所述光发射器包括LaserDiode。
较佳地，所述光信号为连续光信号或脉冲光信号。
较佳地，所述光接收模块为光敏电阻、光二极管、光敏晶体管、CCD、CMOS中的一种。
较佳地，所述光发射模块与光接收模块之间设有光调变装置，所述光调变装置用于调节光发射模块的发光强度，所述可用的光调变装置包括光遮断器、倍频器、光栅、光放大器。
较佳地，所述信号处理模块用于完成对光信号的处理，所述处理包括对光信号的滤波、放大、噪声抑制。
较佳地，所述光学检测头为石英材质或高分子材质。
较佳地，所述信号输出模块还包括一时间延迟单元，所述时间延迟单元用于仿真物料残留的时间延迟。
较佳地，所述光电控制装置还包括一锁固插接装置与锁固弹片，判断所述光学检测头与信号处理单元的连接状态的方法为：所述锁固插接装置在锁固或分离过程中，根据所述锁固插接装置相对于所述锁固弹片的位置移动造成所述锁固弹片的开关变化来判定光学检测头与信号处理单元的锁固或分离。
较佳地，所述光电控制装置还包括一光学孔隙，判断所述光学检测头与信号处理单元的连接状态的方法为：锁固插接装置在锁固/分离过程中，根据所述光学孔隙随着锁固插接装置的位置移动造成光学孔隙位于光发射模块与光接收模块间光学路径的遮蔽或通过来判定分离型光电控制装置的锁固或分离完成。
较佳地，所述光电控制装置还包括一由任、卡榫螺旋沟槽版以及调光孔隙版，判断所述光学检测头与信号处理单元的连接状态的方法为：所述由任相对于所述卡榫螺旋沟槽版有转动运动时，根据调光孔隙版调变光发射模块与光接收模块间的光学路径光通量来判定分离型光电控制装置的锁固或分离完成。
与现有技术相比，本发明的有益效果如下：
本发明无需改变待测物的状态而进行多种模拟报警信号的输出；同时本发明可以判断出光学检测头与所述信号处理单元的锁固或分离。
当然，实施本发明的任一产品并不一定需要同时达到以上所述的所有优点。
附图说明
图1为现有光电开关的功能方块图；
图2为现有的可输出模拟警报的光电开关之功能方块图；
图3为本发明实施例1的功能方块图；
图4为本发明实施例1中的模拟测试模块功能方块图。
具体实施方式
本发明提供了一种可分离安装的分离型光电控制装置，其用于测量物位以及液位，其包括光学检测头与信号处理单元，所述光学检测头与所述信号处理单元可分离连接并能判断所述光学检测头与信号处理单元的锁固或分离状态，所述所述信号处理单元包括光发射模块、光接收模块、信号处理模块以及信号输出模块；
所述光发射模块发出光信号，当没有待测物存在时，光信号会反馈到光接收模块中，如有待测物存在，将没有光信号回到光接收模块中；
所述光信号经待测物以及光学检测头改变光学路径后返回到所述光接收模块，所述光接收模块将所述光信号发送给所述信号处理模块，所述信号处理模块对所述光信号分析处理得到输出信号并将所述输出信号发送给所述信号输出模块，所述信号输出模块输出所述输出信号。
本发明待测物质可以是液体、固体、固液混合等。
实施例1
如图3所示为本发明的一实施例，其中所述信号处理单元包括一光发射模块13、一光接收模块14、一信号处理模块15，以及一输出电路模块16。上述光发射模块13发射出光信号4，光源会通过一光调变装置7，可以改变光线的强度、相位、发光场型等特性，当在没有待测物12存在时，光信号5会回馈到光接收模块14；反之，将没有光信号会回到光接收模块14。光接收模块14的信号会传递到信号处理模块15，当信号处理完后，会通过模拟测试单元17，参考图4，其中包含一个外加的触发信号18可以控制一切换开关22，切换开关可以是单刀双掷(SinglePoleDoubleThrow，简称SPDT)开关，常态时，信号处理模块15的信号会直接传到信号输出模块中，但当外加了一触发信号18来控制一切换开关22切换后，信号将会通过一反向器21，故不论原先是高位信号或是低位信号，都可透过模拟测试单元进行切换，达到仿真警报输出的功能，而且完全不会影响到光学量测***的信号准位，仿真报警输出的报警信号包括报警信号包括高位信号、低位信号、高高位信号、低低位信号。
一个信号处理模块15，将光学信号做各种调变处理，包含各种习知的滤波(Filtering)、放大(Amplifying)、噪声抑制(NoiseReduction)等，信号处理模块15也可以进行其它调变处理，本发明不做限定。
其中光学检测头通常为石英头(QuartzHead)或高分子材料所构成，用于对光学路径做折射、反射；光发射模块13与光接收模块14，其光波长可操作范围在200nm-3000nm可以是UV光、可见光或IR光。
光发射模块，可以是习知的LED、Ne灯等宽带谱光源，也可以采用包括LaserDiode在内的窄频谱光源；光发射模块，其操作光源为连续光(Continuous)也可以为脉冲光(Pulse)；本发明对于光发射模块13的电源选择并不加以限定，本实施例仅具几个常用的光源进行说明。
光接收模块14，可以是习知的光敏电阻、光二极管、光敏晶体管、CCD、CMOS等感光组件；
信号处理单元提供的光发射模块13与光接收模块14之间的光学路径中可以进一步包含一个光调变装置，调变光学信号进入光发射模块13的信号强度，上述的光调变装置，可以是PinHole(针孔、)Slot(狭槽、)光遮断器,Etalon(倍频器),Grating(光栅),Amplifier(光放大器)等；
信号输出模块，可以进一步包含一个时间延迟装置，仿真物料残留的时间延迟。
具体应用例
一个分离型光电控制装置***架构，应用于储槽管理与周边的循环***控制用途，本发明的特征在于，***循环侦测致动器(马达)功率、待测物体准位、时间响应，作为运行判断，并以输出控制致动器(马达)功率切换、输出切换器状态、***重置与时间延迟，达到***回馈控制的目的。此***装置可应用于储仓管理、循环***控制用途，其组成包含
一组以上的显示组件；通常是LED指示灯号，可以是具有闪烁的灯号或数字符号来显示不同的控制状态；
一组以上的时间延迟；整个控制***的顺序响应由事先决定的时间延迟控制；
一组以上的预定时间响应，通常由使用者定义***的反应动作需求，需要在多少的时间范围内做出响应；
一组以上的输出切换器状态；***的控制信号，通常输出到继电器，作系
统的切换或保护控制；
一组以上的致动器(马达)功率侦测；分离的光电控制装置***回路上具有致动器(马达)功率侦测做为回馈控制的判断；
一组以上的待测物体准位侦测；分离的光电控制装置***回路上具有待测物体准位侦测做为回馈控制的判断；
一组以上的致动器(马达)功率切换；分离的光电控制装置***回路上输出控制，可以对致动器(马达)功率切换为On/Off或以PWM调变制动器的输入功率。
本发明提供的光电控制装置还包括一锁固插接装置与锁固弹片，判断所述光学检测头与信号处理单元的连接状态为分离或者锁固的方法为：所述锁固插接装置在锁固或分离过程中，根据所述锁固插接装置相对于所述锁固弹片的位置移动造成所述锁固弹片的开关变化来判定光学检测头与信号处理单元的锁固或分离；
所述光电控制装置还包括一光学孔隙，判断所述光学检测头与信号处理单元的连接状态的方法为：锁固插接装置在锁固/分离过程中，根据所述光学孔隙随着锁固插接装置的位置移动造成光学孔隙位于光发射模块与光接收模块间光学路径的遮蔽或通过来判定分离型光电控制装置的锁固或分离完成；
所述光电控制装置还包括一由任、卡榫螺旋沟槽版以及调光孔隙版，判断所述光学检测头与信号处理单元的连接状态的方法为：所述由任相对于所述卡榫螺旋沟槽版有转动运动时，根据调光孔隙版调变光发射模块与光接收模块间的光学路径光通量来判定分离型光电控制装置的锁固或分离完成。
以上公开的本发明优选实施例只是用于帮助阐述本发明。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该发明仅为所述的具体实施方式。显然，根据本说明书的内容，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本发明的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本发明。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。
Claims (13)
1.一种可分离安装的分离型光电控制装置，其用于测量物位以及液位，其特征在于，包括光学检测头与信号处理单元，所述光学检测头与所述信号处理单元可分离连接，所述所述信号处理单元包括光发射模块、光接收模块、信号处理模块以及信号输出模块；
所述光发射模块发出光信号，当没有待测物存在时，光信号通过所述光学检测头改变光学路径反馈到光接收模块中，如有待测物存在，待测物以及光学检测头对光学路径的改变后将没有光信号回到光接收模块中；
所述光接收模块将所述光信号发送给所述信号处理模块，所述信号处理模块对所述光信号分析处理得到输出信号并将所述输出信号发送给所述信号输出模块，所述信号输出模块输出所述输出信号；
所述信号输出模块还包括一时间延迟单元，所述时间延迟单元用于仿真物料残留的时间延迟。
2.如权利要求1所述的可分离安装的分离型光电控制装置，其特征在于，所述光发射模块包括一光源、光发射器以及可调电阻，所述光源产生光信号通过光发射器发射出去，所述可调电阻用于调节所述光信号的发光强度。
3.如权利要求2所述的可分离安装的分离型光电控制装置，其特征在于，所述光源包括LED灯与Ne灯，所述光发射器包括LaserDiode。
4.如权利要求3所述的可分离安装的分离型光电控制装置，其特征在于，所述光信号为连续光信号或脉冲光信号。
5.如权利要求1所述的可分离安装的分离型光电控制装置，其特征在于，所述光接收模块为光敏电阻、光二极管、光敏晶体管、CCD、CMOS中的一种。
6.如权利要求1所述的可分离安装的分离型光电控制装置，其特征在于，所述光发射模块与光接收模块之间设有光调变装置，所述光调变装置用于调节光发射模块的发光强度，所述可用的光调变装置包括光遮断器、倍频器、光栅、光放大器。
7.如权利要求1所述的可分离安装的分离型光电控制装置，其特征在于，所述信号处理模块用于完成对光信号的处理，所述处理包括对光信号的滤波、放大、噪声抑制。
8.如权利要求1所述的可分离安装的分离型光电控制装置，其特征在于，所述光学检测头为石英材质或高分子材质。
9.如权利要求1所述的可分离安装的分离型光电控制装置，其特征在于，所述光电控制装置还包括一锁固插接装置与锁固弹片，判断所述光学检测头与信号处理单元的连接状态的方法为：所述锁固插接装置在锁固或分离过程中，根据所述锁固插接装置相对于所述锁固弹片的位置移动造成所述锁固弹片的开关变化来判定光学检测头与信号处理单元的锁固或分离。
10.如权利要求9所述的可分离安装的分离型光电控制装置，其特征在于，其特征在于，所述光电控制装置还包括一光学孔隙，判断所述光学检测头与信号处理单元的连接状态的方法为：锁固插接装置在锁固/分离过程中，根据所述光学孔隙随着锁固插接装置的位置移动造成光学孔隙位于光发射模块与光接收模块间光学路径的遮蔽或通过来判定分离型光电控制装置的锁固或分离完成。
11.如权利要求9或10所述的可分离安装的分离型光电控制装置，其特征在于，其特征在于，所述光电控制装置还包括一由任、卡榫螺旋沟槽版以及调光孔隙版，判断所述光学检测头与信号处理单元的连接状态的方法为：所述由任相对于所述卡榫螺旋沟槽版有转动运动时，根据调光孔隙版调变光发射模块与光接收模块间的光学路径光通量来判定分离型光电控制装置的锁固或分离完成。
12.如权利要求1所述的可分离安装的分离型光电控制装置，其特征在于，还包括一模拟测试单元，所述模拟测试单元包括触发信号发送模块、切换开关以及反相器，所述触发模块发送一触发信号时，触发信号控制切换开关的切换，信号处理单元处理后的电信号通过反相器发送到信号输出单元，所述信号输出单元输出模拟警报信号；所述触发模块不发送触发信号时，信号处理单元将处理后的电信号不经过反相器直接发送给所述信号输出单元。
13.如权利要求12所述的可分离安装的分离型光电控制装置，其特征在于，所述报警信号包括高位信号、低位信号、高高位信号、低低位信号。
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