一種紅外激光對射探測器的制造方法
【專利摘要】一種紅外激光對射探測器，紅外激光對射探測器在寬泛的氣候環(huán)境下，檢測影響紅外激光對射投光器發(fā)射的脈沖激光束是否正常射向紅外激光對射受光器的事件，輸出信號為無電位觸點。其硬件由紅外激光對射投光器和紅外激光對射受光器組成。紅外激光對射投光器：紅外激光對射投光器單片機控制紅外激光發(fā)射器發(fā)射脈沖激光束。紅外激光對射受光器：單片機處理脈沖激光束并輸出無電位觸點常開或常閉信號。
【專利說明】一種紅外激光對射探測器

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及安全技術(shù)防范領(lǐng)域的一種紅外激光對射探測器，應(yīng)用于周邊報警。

【背景技術(shù)】
[0002]在安全技術(shù)防范領(lǐng)域內(nèi)，采用普通紅外對射方式已經(jīng)得到普遍的應(yīng)用。但是，應(yīng)用普通光源的紅外對射探測器，存在發(fā)射的紅外光能量不集中、發(fā)散角大、穿透能力弱、發(fā)射功耗高等缺陷，導(dǎo)致現(xiàn)有的紅外對射裝置存在對射距離近、誤報率高、串?dāng)_大、在遠(yuǎn)距離對射情況下紅外功率高等缺點。對于應(yīng)用普通紅外光源的紅外對射探測器存在以下幾點技術(shù)問題:(1)相鄰紅外對射探測器存在串?dāng)_現(xiàn)象；(2)穿透能力差，導(dǎo)致對于環(huán)境要求高，不能適應(yīng)惡劣自然天氣；(3)對射距離近,不能適應(yīng)遠(yuǎn)距離對射；(4)發(fā)射功率大、能耗高,不利于節(jié)能；
[0003]另外，現(xiàn)有的一部分紅外激光對射探測器激光束方向控制復(fù)雜，光束發(fā)射方向通過多點調(diào)節(jié)實現(xiàn)，調(diào)節(jié)上下方向與調(diào)節(jié)左右方向相互干擾。在調(diào)試過程中存在光路難控制、調(diào)試復(fù)雜、可控性差等缺點，使調(diào)試工作效率降低。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的技術(shù)解決問題:克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種激光對射探測器解決方案，激光對射探測器采用紅外激光代替普通紅外光，紅外激光能量集中、發(fā)射散角小、穿透能力強能夠使激光對射探測器適應(yīng)惡劣自然天氣，由于紅外激光束能量集中所以特別適用遠(yuǎn)距離對射；紅外激光采用脈沖紅外激光束，大大降低激光對射探測器功耗。
[0005]本發(fā)明的技術(shù)解決方案:一種紅外激光對射探測器，包括:紅外激光對射投光器和紅外激光對射受光器；所述紅外激光對射投光器包括紅外激光對射投光器單片機、紅外激光發(fā)射器、紅外激光對射投光器指示電路、光路調(diào)節(jié)機構(gòu)、紅外激光對射投光器光學(xué)透鏡和電源模塊；紅外激光對射投光器單片機分別與紅外激光發(fā)射器、紅外激光對射投光器指示電路、光路調(diào)節(jié)器和電源模塊相連接；且紅外激光對射投光器單片機、紅外激光投光器指示電路、紅外激光對射電源模塊集成為一塊電路板,并留有連接紅外激光發(fā)射器接插端子和電源接線端子；紅外激光發(fā)射器固定在光路調(diào)節(jié)機構(gòu)上，紅外激光對射投光器光學(xué)透鏡安裝在紅外激光發(fā)射器前端；所述紅外激光對射受光器包括紅外激光對射受光器單片機、紅外激光接收模塊、信號輸出模塊、紅外激光對射受光器指示電路、紅外激光對射受光器光學(xué)透鏡、靈敏度調(diào)節(jié)模塊和電源模塊；所述紅外激光受光器單片機分別與紅外激光接收模塊、信號輸出模塊、紅外激光對射受光器指示電路、靈敏度調(diào)節(jié)模塊和電源模塊相連接；且紅外激光對射受光器單片機、信號輸出模塊、紅外激光對射受光器指示電路、靈敏度調(diào)節(jié)模塊和電源模塊集成為一塊電路板，并留有紅外激光接收模塊接插端子和電源接線端子；紅外激光接收模塊直接連接電路板接插端子，紅外激光對射受光器光學(xué)透鏡安裝在紅外激光接收模塊前端。
[0006]所述光路調(diào)節(jié)機構(gòu)采用分別調(diào)節(jié)上下方向及左右方向的雙軸獨立瞄準(zhǔn)機構(gòu)；所述雙軸獨立瞄準(zhǔn)機構(gòu)包括上下方向調(diào)節(jié)螺栓、左右方向調(diào)節(jié)螺栓、垂直支撐桿、用于固定激光發(fā)射器的激光發(fā)射器固定桿、固定底座；上下方向調(diào)節(jié)螺栓安裝于垂直支撐桿、左右方向調(diào)節(jié)螺栓安裝于垂直支撐桿；激光發(fā)射器固定桿安裝在垂直支撐桿上端安裝孔內(nèi)；將上述組件拼裝完成之后將垂直支撐桿垂直插入固定底座的安裝孔內(nèi)。
[0007]所述紅外激光對射投光器單片機與紅外激光對射受光器單片機采用AVR單片機(Atmega48)。
[0008]所述紅外激光對射投光器光學(xué)透鏡為玻璃凸透鏡，焦距為3cm。
[0009]所述紅外激光對射受光器透鏡為塑料紅外濾光透鏡，厚度為2.38mm、光透率為98%。
[0010]所述紅外激光對射投光器指示電路為具有綠燈閃爍功能的電路，當(dāng)綠燈閃爍時標(biāo)明激光對射投光器工作正常。
[0011 ] 所述紅外激光對射受光器指示電路為具有紅燈和綠燈的電路，紅燈正極連接電源VCC，紅燈串聯(lián)電阻，電阻另一端接紅外激光對射探測器受光器單片機I/O 口 ；綠燈正極連接電源VCC，負(fù)極串聯(lián)電阻，電阻另一端接紅外激光對射探測器受光器單片機I/O 口 ；當(dāng)紅外激光對射受光器可正常接收到脈沖激光時綠燈閃爍，紅燈熄滅；當(dāng)紅外激光對射受光器未能正常接收到脈沖激光時，紅燈常亮，綠燈熄滅。
[0012]所述紅外激光采用脈沖激光束,其波長為780nm。
[0013]本發(fā)明的原理:紅外激光對射投光器單片機控制紅外激光發(fā)射器發(fā)射脈沖激光束，激光束透過紅外激光對射投光器光學(xué)透鏡發(fā)射出去。通過觀察紅外激光對射投光器指示電路上的綠燈是否閃爍來判斷投光器是否工作正常。紅外激光發(fā)射器固定在光路調(diào)節(jié)機構(gòu)上，光路調(diào)節(jié)機構(gòu)為雙軸獨立調(diào)節(jié)機構(gòu)，調(diào)節(jié)光路上下方向與調(diào)節(jié)光路左右方向相互獨立互不干擾；
[0014]紅外激光對射投光器發(fā)射的脈沖激光束通過紅外激光對射受光器光學(xué)透鏡照射在紅外激光接收器上。紅外激光對射受光器光學(xué)透視使用玻璃凸透鏡，紅外激光對射受光器光學(xué)透鏡將射入的脈沖激光通過聚焦將能量集中，紅外激光接收模塊接收到脈沖激光束后將其轉(zhuǎn)化為脈沖信號，通過靈敏度調(diào)節(jié)模塊修改丟失脈沖信號計數(shù)個數(shù)。如果紅外激光對射受光器單片機計數(shù)丟失脈沖信號小于或等于設(shè)計丟失脈沖信號，紅外激光對射受光器指示電路的綠燈閃爍并且紅燈熄滅。信號輸出模塊為無電位觸點常閉。反之，紅外激光對射受光器單片機計數(shù)丟失脈沖信號大于丟失脈沖計數(shù)個數(shù)，紅外激光對射受光器指示電路的紅燈常亮且亮綠燈熄滅，信號輸出模塊無電位觸點由常閉轉(zhuǎn)換為常開。
[0015]本發(fā)明相比現(xiàn)有技術(shù)相比的優(yōu)點在于:
[0016](I)采用紅外激光、受光器光學(xué)透鏡為玻璃凸透鏡等手段，使脈沖激光束能量更集中，增強了探測器對惡劣天氣(霧霾、雪、雨等天氣)適應(yīng)能力。紅外激光發(fā)射器額定功率為50mW，本發(fā)明采用脈沖激光束，使得激光發(fā)射器實際功率只有額定功率的15%，能耗非常低。另外紅外激光能量集中，比普通紅外線穿透力強、散射角小等優(yōu)點，顯著改善探測器對射距離、串?dāng)_等問題。
[0017](2)本發(fā)明采用雙軸獨立調(diào)節(jié)機構(gòu)替代多點調(diào)節(jié)。控制簡單，調(diào)節(jié)上下方向與調(diào)節(jié)左右方向相互獨立，互不干擾。在調(diào)試過程中，光路控制易控制、調(diào)試簡單、可控性強，使調(diào)試工作效率升高，而且解決了紅外激光束方向控制復(fù)雜，調(diào)節(jié)方向相互干擾等問題。
[0018](3)紅外對射激光投光器單片機、紅外激光對射受光器單片機均采用Atmega48單片機。單片機工作穩(wěn)定，具有更好的性能?？梢允辜す鈱ι涮綔y器更加可靠。
[0019](4)紅外激光對射受光器光學(xué)透鏡米用玻璃凸透鏡。玻璃材質(zhì)透光率極高，對射入激光對射受光器的紅外激光損耗很小，能量消耗少，提高了紅外激光對射探測器的穩(wěn)定性。由于透鏡選用凸透鏡，凸透鏡具有聚焦作用，解決了紅外激光散射角小，使其能量更加集中。
[0020](5)紅外激光對射投光器光學(xué)透鏡采用紅外濾光透鏡。紅外濾光透鏡只透過波長為780nm紅外激光，可以有效地濾除摻雜在紅外激光內(nèi)的其他光。使得紅外激光對射投光器發(fā)射純紅外激光。
[0021](6)紅外激光對射投光器指示電路由紅外激光對射投光器單片機控制，當(dāng)紅外激光對射投光器工作正常時，紅外激光對射單片機控制紅外激光對射指示電路綠燈閃爍。
[0022](7)紅外激光對射受光器指示電路由紅外激光對射受光器單片機控制，當(dāng)紅外激光對射投光器正常接收到紅外脈沖激光束時，由紅外激光對射受光器單片機控制紅外激光對射受光器指示電路紅燈與綠燈狀態(tài)。
[0023](8)紅外激光對射投光器發(fā)射紅外脈沖激光束，脈沖激光束為占空比15%的脈沖激光束。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0024]圖1為本發(fā)明的系統(tǒng)組成框圖；
[0025]圖2為本發(fā)明的激光對射投光器原理框圖；
[0026]圖3為本發(fā)明的激光對射受光器原理框圖；
[0027]圖4為本發(fā)明的激光對射探測器流程圖；
[0028]圖5為本發(fā)明的光路調(diào)節(jié)結(jié)構(gòu)示意圖；
[0029]圖6為本發(fā)明電源模塊電路圖；
[0030]圖7為本發(fā)明紅外激光對射投光器指示電路圖；
[0031]圖8為本發(fā)明紅外激光對射受光器指示電路圖。

【具體實施方式】
[0032]如圖1所示，本發(fā)明紅外激光對射探測器，包括紅外激光對射投光器101、紅外激光對射受光器102 ;紅外激光對射投光器由紅外激光對射投光器單片機201控制紅外激光發(fā)射器202發(fā)射一定頻率的激光束，光束方向可調(diào)。紅外激光對射受光器102接收紅外激光對射投光器101發(fā)射的激光束，由紅外激光對射受光器單片機對丟失的激光束脈沖計數(shù)。
[0033]如圖2所示，紅外激光對射投光器101由紅外激光對射投光器單片機201、紅外激光發(fā)射器202、紅外激光對射投光器指示電路203、光路調(diào)節(jié)機構(gòu)204、紅外激光對射投光器光學(xué)透鏡205、電源模塊206組成；
[0034]靜態(tài)連接:紅外激光對射投光器單片機201、紅外激光對射投光器指示電路203、電源模塊206已集成為一塊電路板，并留有連接紅外激光發(fā)射器202接插端子和電源接線端子。紅外激光發(fā)射器202固定在光路調(diào)節(jié)機構(gòu)204上；
[0035]動態(tài)工作過程為:紅外激光對射投光器單片機201控制紅外激光發(fā)射器202發(fā)射一定頻率脈沖激光。紅外激光對射投光器指示電路203指示投光器是否工作正常，投光器綠色LED燈閃爍表明投光器工作正常，反之，投光器工作不正常。光路調(diào)節(jié)機構(gòu)204控制光路發(fā)射方向。
[0036]如圖3所示，紅外激光對射受光器102由紅外激光對射受光器單片機301紅外激光接收模塊303、紅外激光對射受光器指示電路304、信號輸出模塊305、紅外激光對射受光器光學(xué)透鏡302、靈敏度調(diào)節(jié)模塊306、電源模塊307組成。
[0037]靜態(tài)連接:紅外激光對射受光器單片機301、信號輸出模塊305、紅外激光對射受光器指示電路304、靈敏度調(diào)節(jié)模塊306、電源模塊307已集成為一塊電路板，并留有紅外激光接收模塊接插端子和電源接線端子。紅外激光接收模塊303可直接連接電路板接插端子，紅外激光對射受光器光學(xué)透鏡302安裝在紅外激光接收模塊303前端；
[0038]動態(tài)工作過程為:脈沖激光束透過紅外激光對射受光器光學(xué)透鏡302射入到紅外激光接收模塊303，紅外激光接收模塊303將脈沖激光束轉(zhuǎn)換為脈沖信號由紅外激光對射受光單片機301進(jìn)行丟失激光束脈沖計數(shù)，信號輸出模塊305由不同計數(shù)個數(shù)輸出不同信號。
[0039]如圖4所示，紅外激光對射探測器流程圖:開始，激光對射投光器發(fā)射脈沖激光束，紅外激光對射投光器指示電路綠燈閃爍。當(dāng)脈沖激光束被紅外激光對射受光器接收到，紅外對射受光器單片機對丟失激光脈沖計數(shù)，如果丟失脈沖計數(shù)正常，紅外激光對射受光器指示電路綠燈閃爍，紅燈熄滅，信號輸出模塊輸出無電位觸點常開。當(dāng)丟失脈沖計數(shù)不正?；蛘呒t外激光對射受光器未接受到激光，紅外激光對射受光器指示電路紅燈常亮綠燈熄滅，并且信號輸出模塊輸出無電位觸點常開。
[0040]如圖5所示，光路調(diào)節(jié)機構(gòu)由紅外激光發(fā)射器固定桿501、光路上下調(diào)節(jié)螺栓502、垂直支撐桿503、光路左右方向調(diào)節(jié)螺栓504、固定底座505構(gòu)成。紅外激光發(fā)射器固定桿501可上下轉(zhuǎn)動，調(diào)節(jié)光路上下調(diào)節(jié)螺栓502可控制激光發(fā)射器固定桿501上下轉(zhuǎn)動。垂直支撐桿503安裝在固定底座505上，垂直支撐桿可在固定底座上左右旋轉(zhuǎn)，通過調(diào)節(jié)光路左右方向調(diào)節(jié)螺栓504可控制垂直支撐桿503旋轉(zhuǎn)。
[0041]如圖6所示，電源模塊原理圖。+12V電源接在圖接線端子J3，經(jīng)過芯片U2將+12V電壓轉(zhuǎn)換為+5V電壓。芯片U2為78s05。
[0042]如圖7所示，紅外激光對射投光器指示電路圖。綠燈LEDl正極接在電源VCC，負(fù)極接電阻R2，電阻另一端接在單片機I/O 口。由紅外對射投光單片機控制綠燈閃爍。
[0043]如圖8所示，紅外激光對射受光器指示電路圖。綠燈LDl正極接電源VCC，負(fù)極串聯(lián)電阻R3，電阻R4另一端接在單片機I/O 口。紅燈LD2正極接電源VCC，負(fù)極串聯(lián)電阻R4，電阻R4另一端接在單片機I/O 口。電阻R3與電阻R4接在不同I/O上。綠燈LDl與紅燈LD2為并聯(lián)關(guān)系。電阻R3與電阻R4為并聯(lián)關(guān)系。紅外激光對射受光器單片機控制綠燈LDl與紅燈LD2閃爍狀態(tài)。
[0044]本發(fā)明中未作詳細(xì)描述的內(nèi)容屬于本領(lǐng)域?qū)I(yè)技術(shù)人員公知的現(xiàn)有技術(shù)。
[0045]以上所述僅是本發(fā)明中的優(yōu)選實施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對于本【技術(shù)領(lǐng)域】的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以做出若干改進(jìn)和潤飾，這些改進(jìn)和潤飾也應(yīng)視為本發(fā)明中的保護(hù)范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種紅外激光對射探測器，其特征在于包括:紅外激光對射投光器和紅外激光對射受光器；所述紅外激光對射投光器包括紅外激光對射投光器單片機、紅外激光發(fā)射器、紅外激光對射投光器指示電路、光路調(diào)節(jié)機構(gòu)、紅外激光對射投光器光學(xué)透鏡和電源模塊；紅外激光對射投光器單片機分別與紅外激光發(fā)射器、紅外激光對射投光器指示電路、光路調(diào)節(jié)器和電源模塊相連接；且紅外激光對射投光器單片機、紅外激光投光器指示電路、紅外激光對射電源模塊集成為一塊電路板，并留有連接紅外激光發(fā)射器接插端子和電源接線端子；紅外激光發(fā)射器固定在光路調(diào)節(jié)機構(gòu)上，紅外激光對射投光器光學(xué)透鏡安裝在紅外激光發(fā)射器前端；所述紅外激光對射受光器包括紅外激光對射受光器單片機、紅外激光接收模塊、信號輸出模塊、紅外激光對射受光器指示電路、紅外激光對射受光器光學(xué)透鏡、靈敏度調(diào)節(jié)模塊和電源模塊；所述紅外激光受光器單片機分別與紅外激光接收模塊、信號輸出模塊、紅外激光對射受光器指示電路、靈敏度調(diào)節(jié)模塊和電源模塊相連接；且紅外激光對射受光器單片機、信號輸出模塊、紅外激光對射受光器指示電路、靈敏度調(diào)節(jié)模塊和電源模塊集成為一塊電路板，并留有紅外激光接收模塊接插端子和電源接線端子；紅外激光接收模塊直接連接電路板接插端子，紅外激光對射受光器光學(xué)透鏡安裝在紅外激光接收模塊前端。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的紅外激光對射探測器，其特征在于:所述光路調(diào)節(jié)機構(gòu)采用分別調(diào)節(jié)上下方向及左右方向的雙軸獨立瞄準(zhǔn)機構(gòu)；所述雙軸獨立瞄準(zhǔn)機構(gòu)包括上下方向調(diào)節(jié)螺栓、左右方向調(diào)節(jié)螺栓、垂直支撐桿、用于固定激光發(fā)射器的激光發(fā)射器固定桿、固定底座；上下方向調(diào)節(jié)螺栓安裝于垂直支撐桿、左右方向調(diào)節(jié)螺栓安裝于垂直支撐桿；激光發(fā)射器固定桿安裝在垂直支撐桿上端安裝孔內(nèi)；將上述組件拼裝完成之后將垂直支撐桿垂直插入固定底座的安裝孔內(nèi)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的紅外激光對射探測器，其特征在于:所述紅外激光對射投光器單片機與紅外激光對射受光器單片機采用AVR單片機(Atmega48)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的紅外激光對射探測器，其特征在于:所述紅外激光對射投光器光學(xué)透鏡為玻璃凸透鏡，焦距為3cm。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的紅外激光對射探測器，其特征在于:所述紅外激光對射受光器透鏡為塑料紅外濾光透鏡，厚度為2.38mm、光透率為98%。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的紅外激光對射探測器，其特征在于:所述紅外激光對射投光器指示電路為具有綠燈閃爍功能的電路，當(dāng)綠燈閃爍時標(biāo)明激光對射投光器工作正常。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的紅外激光對射探測器，其特征在于:所述紅外激光對射受光器指示電路為具有紅燈和綠燈的電路，紅燈正極連接電源VCC，紅燈串聯(lián)電阻，電阻另一端接紅外激光對射探測器受光器單片機I/o 口 ；綠燈正極連接電源VCC，負(fù)極串聯(lián)電阻，電阻另一端接紅外激光對射探測器受光器單片機I/o 口 ；當(dāng)紅外激光對射受光器可正常接收到脈沖激光時綠燈閃爍，紅燈熄滅；當(dāng)紅外激光對射受光器未能正常接收到脈沖激光時，紅燈常亮，綠燈熄滅。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的紅外激光對射探測器，其特征在于:所述紅外激光采用脈沖激光束，其波長為780nm。
【文檔編號】G08B13/183GK104282106SQ201410505787
【公開日】2015年1月14日 申請日期:2014年9月27日 優(yōu)先權(quán)日:2014年9月27日
【發(fā)明者】葉慧秀, 江永年, 張騰 申請人:北京宏大京電電子技術(shù)有限公司