各生产工序之间常用自动传输线来传递制品,本文介绍两种用在自动线上的光电检测电路,可用以提高自动线工作的可靠性。
传递制品中断检测器
当以一定状态连续输送的制品,因某种故障原因而中断时,光电检测电路能无接触地检出信息,并报警停机。电原理图如图1所示。

将光源和光敏电阻相对装置在自动线两侧,12伏电源经电阻R\(_{1}\)和光敏电阻的内阻分压,使P点得到某一电压值。随着自动线上制品位置的移动,断续地遮没光源,使照射到光敏电阻上的光线呈脉冲状,光敏电阻的电阻值也相应地发生脉冲状的变化,引起P点电压脉冲状地起伏跳变。
这种变化的交流分量,通过电容C\(_{1}\)耦合,经二极管D整流,向电容C2充电,提供了BG\(_{1}\)的基极电流,使BG1达到饱和状态,BG\(_{2}\)、BG3截止,继电器J不工作。
当自动线上的制品供给中断,或是传输带运动停止时,这时光敏管会出现两种受光状态:光源始终照射到光敏管;或是光源被制品遮没,光敏管不受光照。总之光敏电阻受到的断续光脉冲消失,电容C\(_{1}\)无交流信号输入,二极管无整流输出,晶体管BG1截止,BG\(_{2}\)、BG3饱和,使继电器J吸合。继电器的触点带动报警、停机等执行机构,完成了对自动线监测报警的控制作用。
差动光电检测器
图2是一种能够鉴别运动方向的差动光电检测器,由桥路和极性鉴别电路两部分组成。图3是电桥电路部分,其中电桥两臂由光敏电阻R\(_{S1}\)、RS2构成,其阻值随光的照射量不同而发生变化。根据光敏电阻的受光状态,在检出端子A、B间可以检出不同极性的检测电压。例如图中R\(_{S2}\)被遮光时,RS2的电阻值增大,将产生A端为(+)、B端为(一)的电压;此外,若R\(_{S1}\)受到较强的光照时,同样产生A端(+)、B端(-)的电压。当RS2的受光状态与上述情况相反时,输出端就得到了相反极性的输出电压。R\(_{S1}\)和RS2失衡越大,输出电压也越高,但不会超过电源电压。


将桥路接入极性鉴别电路就构成了差动检测器。如图2所示,极性鉴别电路由PNP型和NPN型晶体管各自驱动继电器J\(_{1}\)、J2。随着输入信号极性的不同,使相应的晶体管导通、继电器动作。由于光敏电阻R\(_{S1}\)、R2的光电特性可能有差异,又在R\(_{1}\)、R2之间串接入了电位器W,可以适当调节电位器使电桥达到平衡,即在室内的光照度情况下,用电表测量图中K、J两点间电压应为0伏。这样,当两个光敏电阻中的任一个,被遮光或受强光照射时,相应的一个继电器就动作。
现分析一下差动检出电路鉴别运动方向的工作过程。例如,某一制品按图2中箭头所指方向运动,R\(_{S2}\)先被遮光,使K点电压为(+)、J点为(-),因此NPN型管BG3、BG\(_{4}\)导通,继电器J2吸合。随后制品继续向前运动,J\(_{2}\)又释放,当制品移动到遮住RS1的光源时,PNP型晶体管BG\(_{1}\)、BG2导通,继电器J\(_{1}\)吸合。当制品全部通过后,两只光敏电阻受光照状态相同,继电器均处于释放状态。根据两只继电器动作的先后顺序,可以检测出物体的运动方向。
图4系该电路用于自动线中监测制品位置是否正常的实际应用例子。将两只光敏电阻,按制品的尺寸,装置在尼龙传输带下适当的位置。光源从上方射过尼龙传输带使光敏电阻在没有制品经过时受光照一致,所以两继电器均不吸合。当制品A经过光电检测器时,同时遮住两只光敏电阻,说明制品持有正确的运动状态,继电器不动作。当制品B以倾斜状态通过时,则R\(_{S2}\)先遮光,然后RS1再遮光,使两只继电器顺序动作。根据继电器J\(_{1}\)、J2动作的先后,可以判断出制品的不同倾斜方向,从而控制其它执行电路,发出不同倾斜方向的报警,或驱使机械手采取相应校正动作,使制品恢复到正常的传输状态。该电路还可构成分别检测、计数两个不同方向运动物的双向计数器。

差动光电检测器的电源电路如图5所示。其输出电压为直流+14伏、-14伏及直流4伏。(劳齐彪)
