基于高速差分的数字化光电检测系统技术方案

本发明专利技术公开了基于高速差分的数字化光电检测系统，由光源(1)，数字感光模块(4)，与光源(1)相连接的滤光片(2)，与滤光片(2)相连接的接收模块(3)，以及与数字感光模块(4)相连接的CPU(5)组成；其特征在于，在数字感光模块(4)与接收模块(3)之间还设置有差分模块(6)；本发明专利技术检测信号采用数字化传输和处理，因此可以在很大程度上降低信号在处理或传输过程中所产生干扰噪声，避免有用信号与干扰噪声互相混淆，从而有效的提高了本发明专利技术的检测精度。同时，本发明专利技术可以对接收到的有用信号进行放大，而对干扰信号进行抑制，从而使本发明专利技术的检测精度更高。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种光电检测系统，具体是指基于高速差分的数字化光电检测系统。
技术介绍
自动在线检测系统中，分为光学检测系统和电化学检测系统两大类。与电化学检测相比，光电检测的方法为非接触检测，不需与腐蚀性的检测液接触，方便了仪器的维护工作，延长了检测器的使用寿命。因此，光电检测被广泛应用于工业生产当中。光电检测主要是把光的信号强度转换成对应的电信号强度，通过光电压值的变化来计算被检测物体的各种参数。然而传统的光电检测系统容易产生噪声干扰，这些噪声是随机起伏的，覆盖在很宽的频谱范围内，它们和有用信号同时存在，互相混淆，限制了检测系统的分辨。因此如何减弱或消除噪声的干扰，提高信号检测精度，得到最小的非线性失真信号则是目前的当务之急。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服传统的光电检测系统容易产生干扰噪声的缺陷，提供一种基于高速差分的数字化光电检测系统。本专利技术的目的通过下述技术方案实现:基于高速差分的数字化光电检测系统，由光源，数字感光模块，与光源相连接的滤光片，与滤光片相连接的接收模块，与数字感光模块相连接的CPU，以及设置在数字感光模块与接收模块之间的差分模块组成。进一步的，所述差分模块由三极管VT1，三极管VT2，三极管VT3，三极管VT4，三极管VT5，P极与三极管VT4的集电极相连接、N极接地的二极管D6，负极与三极管VT4的集电极相连接、正极则经二极管D5后与三极管VT3的集电极相连接的电容C8，P极经电阻R17后与电容C8的正极相连接、N极则经电容C7后与三极管VT5的集电极相连接的稳压二极管D4，N极经电阻RlO后与三极管VT5的发射极相连接、P极则与稳压二极管D4的P极相连接的稳压二极管D3，正极经电阻Rll后与三极管VTl的基极相连接、负极则与稳压二极管D4的P极相连接的极性电容C6，串接在三极管VTl和三极管VT2的集电极之间的电阻R12，一端与三极管VT5的集电极相连接、另一端则经电位器R14后与三极管VT4的发射极相连接的电阻R13，负极与电容C8的正极相连接、正极则与三极管VT4的发射极相连接的电容C9，以及一端与三极管VT3的基极相连接、另一端则经电位器R15后与三极管VT4的基极相连接的电阻R16组成；所述三极管VTl的集电极与稳压二极管D4的N极相连接，其发射极则与三极管VT3的发射极相连接；所述三极管VT2的发射极与三极管VTl的发射极相连接，其集电极还与三极管VT5的基极相连接，基极则与电位器R14的控制端相连接；所述三极管VT5的发射极与稳压二极管D3的P极一起形成该差分模块的输入端，其集电极则与三极管VT4的发射极一起形成该差分模块的输出端；所述三极管VT4的基极与电位器R15的控制端相连接。所述数字感光模块由转换芯片U，串接在转换芯片U的VS管脚和R/C管脚之间的电阻R5，串接在转换芯片U的F.0管脚和C.0管脚之间的极性电容C2，与转换芯片U相连接的电位器R3、微分电路、分压电路以及放大电路，以及与放大电路相连接的整流滤波稳压电路组成。所述微分电路包括电容Cl和电阻Rl ;该电容Cl的负极经电阻Rl后与转换芯片U的VS管脚相连接；所述电位器R3的一端与电容Cl的正极一起形成该数字感光模块的输入端、其另一端则与转换芯片U的C.R管脚相连接；所述转换芯片U的VS管脚接12V电压，其THRE管脚则与电容Cl的负极相连接，其C.R管脚还与电位器R3的控制端相连接。所述的分压电路包括电阻R2和电阻R4 ;该电阻R2的一端接地、其另一端则经电阻R4后与转换芯片U的VS管脚相连接；所述转换芯片U的COMP管脚则与电阻R2和电阻R4的连接点相连接。所述的放大电路由放大器P，三极管VT，串接在放大器P的正极和输出端之间的电容C4，串接在放大器P的正极和三极管VT的发射极之间的电阻R6，串接在三极管VT的发射极和放大器P的输出端之间的电阻R7，以及正极与转换芯片U的R/C管脚相连接、负极则与三极管VT的集电极相连接的极性电容C3组成；所述三极管VT的基极与转换芯片U的C.0管脚相连接、其集电极则与整流滤波稳压电路相连接；所述放大器P的负极与转换芯片U的GND管脚相连接的同时接地、其输出端则与整流滤波稳压电路相连接。所述整流滤波稳压电路由二极管整流器U1，稳压芯片U2，一端与稳压芯片U2的GND管脚相连接、另一端接地的电位器R8，负极与二极管整流器Ul的正极输出端相连接、正极则顺次经二极管Dl和二极管D2后与电位器R8的控制端相连接的电容C5，以及一端与稳压芯片U2的OUT管脚相连接、另一端则与二极管整流器Ul的正极输出端相连接的电阻R9组成；所述二极管整流器Ul的两个输入极分别与极性电容C3的负极和放大器P的输出端相连接，其负极输出端则与稳压芯片U2的IN管脚相连接；稳压芯片U2的OUT管脚与二极管Dl和二极管D2的连接点相连接；该二极管整流器Ul的正极输出端和稳压芯片U2的OUT管脚一起则形成该数字感光模块的输出端。所述的转换芯片U优选为LM331集成芯片，而稳压芯片U2则优先选用W317集成芯片来实现。本专利技术较现有技术相比，具有以下优点及有益效果:(I)本专利技术检测信号采用数字化传输和处理，因此可以在很大程度上降低信号在处理或传输过程中所产生干扰噪声，避免有用信号与干扰噪声互相混淆，从而有效的提高了本专利技术的检测精度。(2)本专利技术信号传输线性度高，避免信号传输的过程中出现中断而影响其检测精度。(3)本专利技术可以对接收到的有用信号进行放大，而对干扰信号进行抑制，从而使本专利技术的检测精度更高。(4)本专利技术结构简单，体积小，适用性更强。【附图说明】图1为本专利技术的整体结构示意图。图2为本专利技术的数字感光模块电路结构示意图。图3为本专利技术的差分模块电路结构示意图。【具体实施方式】下面结合实施例对本专利技术作进一步地详细说明，但本专利技术的实施方式不限于此。实施例如图1所示，本专利技术的基于高速差分的数字化光电检测系统，由光源1，数字感光模块4，与光源I相连接的滤光片2，与滤光片2相连接的接收模块3，与数字感光模块4相连接的CPU5，以及设置在数字感光模块4与接收模块3之间的差分模块6组成。其中，光源I用于不间断的给检测目标发射光束，其可以采用发光二极管或激光二极管来实现。而接收模块3则用于接收被检测目标所反射回来的光束，并对光束进行分析，确认反射回来的光束是否为光源I所发出的光束，其可以采用光电二极管或光电三极管来实现。在本实施例中，光源I和接收模块3是不共地的，即二者之间无电的联系，这样则可以提高本专利技术的抗干扰性能。另外，该滤光片2用于对目标所反射回来的光束进行滤光，使其变为单色光，这样则使接收模块3能够更好的接收反射回来的光束，其可以优先采用带通型滤光片来实现。差分模块6用于对有用信号进行放大，而对干扰信号进行抑制，从而使本专利技术的检测精度更高。数字感光模块4则用于将光电信号转化为数字电信号，并传输给CPU进行运算。在具体实施时，该接收模块3和CPU5均采用现有技术即可实现。所述数字感光模块4的结构如图2所示，其由转换芯片U，电阻R5，极性电容C2，电位器R3，微分电路，分压电路，放大电路以及整流滤波稳压电路组成。该转换芯片U可以把光电信号转换成数字电信号，其优先采用LM331集成芯片来实现本文档来自技高网...

【技术保护点】
基于高速差分的数字化光电检测系统，由光源(1)，数字感光模块(4)，与光源(1)相连接的滤光片(2)，与滤光片(2)相连接的接收模块(3)，以及与数字感光模块(4)相连接的CPU(5)组成；其特征在于，在数字感光模块(4)与接收模块(3)之间还设置有差分模块(6)；所述差分模块(6)由三极管VT1，三极管VT2，三极管VT3，三极管VT4，三极管VT5，P极与三极管VT4的集电极相连接、N极接地的二极管D6，负极与三极管VT4的集电极相连接、正极则经二极管D5后与三极管VT3的集电极相连接的电容C8，P极经电阻R17后与电容C8的正极相连接、N极则经电容C7后与三极管VT5的集电极相连接的稳压二极管D4，N极经电阻R10后与三极管VT5的发射极相连接、P极则与稳压二极管D4的P极相连接的稳压二极管D3，正极经电阻R11后与三极管VT1的基极相连接、负极则与稳压二极管D4的P极相连接的极性电容C6，串接在三极管VT1和三极管VT2的集电极之间的电阻R12，一端与三极管VT5的集电极相连接、另一端则经电位器R14后与三极管VT4的发射极相连接的电阻R13，负极与电容C8的正极相连接、正极则与三极管VT4的发射极相连接的电容C9，以及一端与三极管VT3的基极相连接、另一端则经电位器R15后与三极管VT4的基极相连接的电阻R16组成；所述三极管VT1的集电极与稳压二极管D4的N极相连接，其发射极则与三极管VT3的发射极相连接；所述三极管VT2的发射极与三极管VT1的发射极相连接，其集电极还与三极管VT5的基极相连接，基极则与电位器R14的控制端相连接；所述三极管VT5的发射极与稳压二极管D3的P极一起形成该差分模块(6)的输入端，其集电极则与三极管VT4的发射极一起形成该差分模块(6)的输出端；所述三极管VT4的基极与电位器R15的控制端相连接。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：刘霖，罗颖，杨先明，张晓奕，刘永，邱会中，
申请(专利权)人：宁波摩米创新工场电子科技有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江;33