淺談紅外光電開(kāi)關(guān)在紡織設備中的應用

前言 光電開(kāi)關(guān)在工業(yè)自動(dòng)控制設備中 應用廣泛，與機械品種開(kāi)關(guān)相比，光電 開(kāi)關(guān)九機械行程碰撞，響應快，控制精 度高。許多包裝機、印刷機、紡織機械 等都用其進(jìn)行限位、換向及其它控制。 這里介紹的紅外光電開(kāi)關(guān)，由紅外二極 管(GaAs發(fā)光二極管、PIN光敏二極管)、 集成運算放大器及繼電器等構成。其特 點(diǎn)是：電路簡(jiǎn)單、抗干擾能力強、工作 穩定可靠。

1． 電路結構及工作原理 R1 300歐，R2 IOK， R3 5K， R4 lK，R5 4．7K，RP IOK。C1 0．O1微法，C2 220微法，C3470 微法，Vl、V2 SE303，V3、V4 PH302，V5 IN4007，VT 9013，IC1 L~324，IC2 1~7809 圖1 紅外光電開(kāi)關(guān)電路原理圖如圖1。 紅外發(fā)光二極管V1或V2(SE303)與電 阻Rl組成紅外發(fā)射電路(直接驅動(dòng))， 產(chǎn)生紅外光信號。紅外光敏二極管V3 或V4(PH302)與電阻R2構成紅外接收 45 電路(直接接收)，其作用是將紅外信 號轉換成電信號。由于紅外光敏二極管 的峰值波長(cháng)在940nm的紅外區域，安裝 時(shí)再選帶有可見(jiàn)光截止濾波片的硅光 敏二極管，環(huán)境光對它的影響就很小， 使用時(shí)一般不再對環(huán)境光進(jìn)行要求。
集成運算放大器ICI-I(LM324)與 外圍元件組成直流電壓比較器，紅外接 收電路的輸出直接加到ICI-I的同相 端，電位器RP中心頭輸出的基準電壓 加于反相端，通過(guò)3腳與2腳的電壓比 較使ICI-I的輸出為低電平(0．OOV) 或高電平(7．62V)。發(fā)光二極管VH為 指示燈，用來(lái)指示紅外光電開(kāi)關(guān)的工作 狀態(tài)。ICI-2(LM324)連接成跟隨器電 路，用來(lái)推動(dòng)晶體三極管VT(9013)工 作，這樣可減輕ICI一1的負擔。晶體三 極管與繼電器KS(4098)構成開(kāi)關(guān)電 路，可用來(lái)控制用電設備。 當紅外光敏二極管受紅外發(fā)光二 極管照射時(shí)，ICI一13腳為低電平，3腳 電壓低于2腳電壓，1腳輸出為低電平， 指示燈vH不亮，繼電器Ks不動(dòng)作。當 v3或V4任一只紅外光敏二極管被遮 蔽時(shí)，ICI-13腳為高電平，3腳電壓 高于2腳，1腳輸出為高電平，指示燈 vH亮，繼電器動(dòng)作，被控設備工作。圖 中用兩對紅外二極管構成兩只光電頭， 可用來(lái)控制機械裝置左右往返運動(dòng)，進(jìn) 行限信及換向，起行程控制作用。從ICI 的1腳或7腳 可以輸出邏輯電平信 號，配合計數器可對生產(chǎn)過(guò)程中的產(chǎn)品 進(jìn)行計數，并可根據生產(chǎn)的需要，隨 時(shí)增減光電頭的數量，與生產(chǎn)機械配 套，將多臺機器輸出的產(chǎn)品進(jìn)行數字累 計。多用表| 驗電筆| 示波表| 電流表| 鉤表| 測試器| 電力計| 電力測量?jì)x| 光度計| 電壓計| 電流計|

2．元器件選擇 V1可選用SE303紅外發(fā)光二極管。 V2選用PH302帶有濾波片的紅外光敏二 和管，也可用其它型號代替。ICI一1、 ICI一2選用LM324或HA17324，它采用 14腳雙列直插塑料封裝，其內部包含4 組形式完全相同的運算放大器，除電源 共用外，4組運算相互獨立。RP可選用 WS一2鎖緊型有機實(shí)芯電位器。VT可選 用NPN型晶體三極管9013、9014，也可 用開(kāi)關(guān)管3DK4。VH最好選用高度紅色 發(fā)光二極管，KS可選用4098繼電器， 其余元件無(wú)特殊要求，可按圖標參數選取。

3．安裝與調試 光電頭主要由紅外二極管和U形支 架組成。紅外二極管應外加罩殼并固定 在U形支架上。光電頭安裝完畢，接入 電路后，可用數字萬(wàn)用表測量紅外發(fā)射 管2端的電壓，正常值應為1．35V左右， 如偏離太遠，可能是將發(fā)射管誤裝成了 接收管，注意調整。只要光電頭安裝正 確，軸線(xiàn)上的小孔對準了 測量接收管 2端的電壓應為0．26V左右，如偏離太 遠，應注意微調紅外二極管在光電頭上 的位置，調試完畢，可用薄形物體從光 電頭中通過(guò)，此時(shí)紅外光電開(kāi)關(guān)應動(dòng) 作。

4．結束語(yǔ) 該開(kāi)關(guān)與打卷機齊邊器離合配套 用于卷布機齊邊，與數字毫秒計配套， 用于自由落儀，應用效果良好。