专利名称：一种冷热金属光纤式激光检测装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种物位检测装置，具体地说，是一种冷热金属光纤式激光检测
装置O
背景技术：
在冶金工业生产流水线现场，具有不同温度下的冷、热金属产品和处于高温环境 下的热金属产品，都在不停地运动着，因此，对运动工件在设定位置的到位检测、计数和自 动控制，是必不可少的。由于冶金工业生产流水线现场是一个比较恶劣的环境，高温、烟气、 粉尘、噪声以及震动等因素，对现场的检测和控制的可靠性提出了更高的要求。为了达到 可靠性的要求，必须采用新技术，本实用新型的一种冷热金属光纤式激光检测装置，就是一 例。光纤式冷热金属激光检测装置应用了光纤传导技术，使探头与电路分离、激光发射头与 激光发生器分离，可用于环境温度高于电子电路工作温度的场所。该产品坚固的外壳可使 其在钢铁工业极其恶劣的环境下长期可靠工作，探头能探测难以直接观察到的冷、热金属 产品和处于高温环境下的热金属产品。通过激光对工件运动位置的到位检测，输出开关量 控制信号，从而起到计数及自动控制作用。
发明内容本实用新型提供了一种冷热金属光纤式激光检测装置，为解决在钢铁工业极其恶 劣的环境下长期可靠地对具有不同温度下的冷、热金属产品和处于高温环境下的热金属产 品，进行到位检测、计数和自动控制问题。为实现上述目的，本实用新型所采用的技术方案是一种冷热金属光纤式激光检测装置，包括激光发生器、输出光纤、激光发射头、固 定支架、金属产品、工作机、激光探头、调整支架、输入光纤、激光检测器、控制电路；所述激 光发射头与激光探头相对地安装在金属产品的位置的两侧，所述激光发射头以输出光纤与 激光发生器相连接，所述激光探头以输入光纤与激光检测器中的控制电路相连接，所述激 光发射头以固定支架固定，激光探头以调整支架固定且与激光发射头对正；所述金属产品 随工作机而移动，工作机由激光检测器控制，所述控制电路安装于激光检测器的内部，与工 作机实行电连接。所述控制电路包括三级信号放大电路、滤波电路、信号比较电路，具有增益高、输 入电阻大、失调飘移小、功耗低等优点；所述滤波电路连接于各级信号放大电路、信号比较 电路的信号输入端，所述三级信号放大电路、信号比较电路依次连接。所述三级信号放大电路、信号比较电路采用集成运放器作为主要器件，目的为实 现功放、触发等功能；所述控制电路采用三极管作为无触点开关，以驱动继电器，三极管的 工作状态易受温度影响，但是三极管的截止电压和深度饱和受温度变化影响较小，所以使 用三极管去驱动J继电器还是相当可靠的；充分利用J继电器的常开、常闭触头的变换形 式，可以满足到位检测、计数和自动控制的要求；所述控制电路采用光电池作为光电转换器，目的是将光信号变成电信号。所述光电池采用硅光电池；硅光电池的频谱响应范围宽，并且其短路电流与光照 强度成线性关系，线路简单，容易实现，且由于线性关系，会减小误差。工作时在金属产品的设定位置的一侧安装一只激光发射头及用光纤与之连接的 激光发生器，而在其另一侧安装一只激光探头及用光纤与之连接的激光检测器。当设定位 置无金属产品通过时，激光探头检测到激光发射头发射的激光，激光检测器不向工作机发 出控制信号，处于待机状态；当设定位置有金属产品通过时，激光被遮断，激光探头检测不 到激光发射头发射的激光，激光检测器向工作机发出控制信号，处于工作状态，完成对金属 产品的到位检测、计数和自动控制。激光探头检测到激光发射头发射的激光，由光纤传输到 相关控制电路中，该激光信号经光电转换成电压信号，再经过放大、滤波、触发、整形等变换 处理，形成脉冲波以驱动无触点开关，输出开关量控制信号，完成对金属产品的到位检测、 计数和自动控制。其控制方式可根据要求设定为暗通式或亮通式。本实用新型可用于恶劣的环境，免除粉尘、潮湿、水雾、高温、低温对电子电路的危 害，还可安置于工作人员难以直接观测到的环境；具有灵敏度高、控制可靠、功耗小、寿命长 等优点。

图1、本实用新型的结构简图。图2、电流、电压转换电路简图。图3、控制电路简图。其中激光发生器1、输出光纤2、激光发射头3、固定支架3-1、金属产品4、工作机 5、激光探头6、调整支架6-1、输入光纤7、激光检测器8、控制电路9、集成运放器10、三极管 11。
具体实施方式
下面给合附图和实施例对本实用新型作进一步的说明。参见附图1，一种冷热金属光纤式激光检测装置，包括激光发生器1、输出光纤2、 激光发射头3、固定支架3-1、金属产品4、工作机5、激光探头6、调整支架6-1、输入光纤7、 激光检测器8、控制电路9。激光发射头3与激光探头6相对地安装在金属产品4的两侧，激光发射头3以输 出光纤2与激光发生器1相连接，激光探头6以输入光纤7与激光检测器8中的控制电路 9相连接，激光发射头3以固定支架3-1固定，激光探头6以调整支架6-1与激光发射头3 对正。金属产品4随工作机5而移动，工作机5由激光检测器8的控制。控制电路9安 装于激光检测器8的内部，与工作机5实行电连接。参见附图2，该电流电压转换电路简图表示，光电转换器件是光电池。参见附图3，控制电路9采用集成运放器10作为主要器件，是三级直接藕合或阻容 藕合放大电路组成的模拟集成电路。Ql采用三极管11，来自以集成运放为主件的比较电路 的正脉冲信号，使得三极管11在截止和深度饱和状态之间转换。[0021]工作时激光发射头3不间断地发射激光，激光被激光探头6接收后，立即被控制 电路9进行光电转换，再经放大、滤波、触发、整形等变换处理，形成脉冲波以驱动无触点开 关，输出开关量，完成对金属产品4的到位检测、计数和自动控制。如激光被金属产品4遮 住，激光检测器8处于待机状态。该激光检测器8采用半导体激光器件作光源，经调制后发 出可见红光，红光经光敏管接收、放大处理后，输出控制信号；其具有抗干扰能力强，作用距 离远，安装调试方便，可在潮湿、水雾、粉尘等恶劣环境中使用。当环境温度超过45°C时，应 加冷却水冷却。光纤具有成本小、频带宽、损耗低、重量轻、传输距离广、传输速度快、抗干扰 能力强、保真度高、工作性能可靠等优点。本装置的主要技术指标有
权利要求1.一种冷热金属光纤式激光检测装置，其特征在于，包括激光发生器(1)、输出光纤 (2)、激光发射头(3)、固定支架(3-1)、金属产品(4)、工作机(5)、激光探头(6)、调整支架 (6-1)、输入光纤(7)、激光检测器(8)、控制电路(9)；所述激光发射头(3)与激光探头(6) 相对地安装在金属产品(4)的位置的两侧，所述激光发射头(3)以输出光纤(2)与激光发 生器⑴相连接，所述激光探头(6)以输入光纤(7)与激光检测器⑶中的控制电路(9) 相连接，所述激光发射头(3)以固定支架(3-1)固定，激光探头(6)以调整支架(6-1)固定 且与激光发射头(3)对正；所述金属产品(4)随工作机(5)而移动，工作机(5)由激光检测 器⑶控制，所述控制电路(9)安装于激光检测器⑶的内部，与工作机(5)实行电连接。
2.根据权利要求1所述的冷热金属光纤式激光检测装置，其特征在于，所述控制电路 (9)包括三级信号放大电路、滤波电路、信号比较电路；所述滤波电路连接于各级信号放大 电路、信号比较电路的信号输入端，所述三级信号放大电路、信号比较电路依次连接。
3.根据权利要求2所述的冷热金属光纤式激光检测装置，其特征在于，所述三级信号 放大电路、信号比较电路采用集成运放器(10)作为主要器件；所述控制电路(9)采用三极 管(11)作为无触点开关，以驱动继电器；所述控制电路(9)采用光电池作为光电转换器。
4.根据权利要求3所述的冷热金属光纤式激光检测装置，其特征在于，所述光电池采 用硅光电池。
专利摘要本实用新型涉及一种冷热金属光纤式激光检测装置，在金属产品的设定位置的一侧安装一只激光发射头及用光纤与之连接的激光发生器，而在其另一侧安装一只激光探头及用光纤与之连接的激光检测器。当设定位置无金属产品通过时，激光探头检测到激光发射头发射的激光，激光检测器不向工作机发出控制信号，处于待机状态；当设定位置有金属产品通过时，激光被遮断，激光探头检测到激光发射头发射的激光，激光检测器向工作机发出控制信号，处于工作状态。本实用新型具有灵敏度高、控制可靠、功耗小、寿命长等优点；实现了在钢铁工业极其恶劣的环境下长期可靠地对不同温度下的冷、热金属产品和处于高温环境下的热金属产品，进行到位检测、计数和自动控制。
文档编号G01B11/00GK201780099SQ201020132859
公开日2011年3月30日 申请日期2010年3月17日 优先权日2010年3月17日
发明者路启超 申请人:常州市联冶科技开发有限公司