專利名稱：反射折射型光電位置監(jiān)測報警裝置的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及燈具、文具、玩具等生活用品及工業(yè)交通運輸自控監(jiān)測和安全保護領域的距離和位置的報警裝置。
國家教委召開學生近視眼防治工作研討會上，何東昌副主任指出我國教育的目的提高全民族的素質(zhì)，不能教育越發(fā)展、越普及，近視眼越多。學校領導和全體教師都要重視學生近視眼防治工作。要把近視眼防止工作做為突破口，以此來推動學校衛(wèi)生工作的全面開展。
目前，國內(nèi)外廣泛使用的位置距離光電探測器，均采用光線直接照射光敏元件來獲取信號，這是光線直射可使光敏元件獲得較大的照度、信號強、電路處理容易。中國專利CN90211785.8《防近視臺燈》報導，其缺點是采用光線直射伸出兩支長臂來安裝發(fā)射和接收元件，不僅結構復雜成本增加，而且調(diào)試安裝不方便，特別是兩支長臂放在讀者頭部兩側，使讀者有壓迫感，很不舒服，因此難于在普通家庭的生活用品中推廣應用。
本實用新型的目的是針對現(xiàn)有技術的不足而提供一種反射、折射型光電位置監(jiān)測報警裝置，廣泛裝設在燈具、文具、玩具上，用以幫助幼兒和青少年閱讀、書寫時校正姿勢，保持良好習慣、消除后天近視、背駝等畸形現(xiàn)象，讓青少年健康的成長，用于讀寫保健時作視距為33厘米左右，胸前距桌緣約5－10厘米的光電位置監(jiān)測報警裝置，如果姿勢不符合上述衛(wèi)生標準、報警裝置將發(fā)出信號，甚至將燈熄滅，直至恢復正常姿勢，才能正常工作。
本實用新型提供的反射、折射型光電位置監(jiān)測報警裝置如

圖1所示。
圖1為反射折射型光電位置監(jiān)測報警裝置結構示意圖。
(1)上蓋，(2)屏蔽電纜，(3)底座，(4)變壓器，(5)電路板，(6)電池組，(7)可控硅，(8)固定螺釘，(9)揚聲器，(10)集成電路，(11)外接受控物電源插座，(12)轉(zhuǎn)換開關，(13)電源插頭，(14)探測頭，(15)紅外發(fā)射管，(16)紅外線接收管，(17)伸桿，(18)導桿，(19)柔性插頭，(20)柔性探頭。
將電源接上，由紅外線發(fā)射管(15)發(fā)出的紅外線射到被測物體或人的表面時，則有紅外光線從被測物表面反射或折射到紅外接收管(16)上產(chǎn)生光電流，通過電路處理，控制揚聲器報警，電燈熄滅，達到聲光控制的目的。紅外對管(15)(16)同時設置在一個探測頭(14)上，探測頭設在伸桿(17)上，伸桿設在導桿(18)內(nèi)，可以伸長或縮短，以便調(diào)整控制光束的高度，探測頭可作30°的仰俯和360°的旋轉(zhuǎn)，以便對準目標，在遠距離探測時，將柔性插頭(20)插入探測頭(14)的插孔中，柔性探測頭(20)連接在被監(jiān)測物部位的門、窗、墻壁、桌椅、燈具、玩具、衣服和發(fā)夾等位置進行各種情況的監(jiān)測工作。導桿連接在上蓋(1)上，轉(zhuǎn)換開關(12)有四個切換位置。在A位時聲音報警通過電路板(5)上的震蕩電路和控制電路集成塊(10)使揚聲器(9)發(fā)聲，為聲音、光線(燈)控制狀態(tài)。外接燈光強弱控制是通過光亮控制插座(11)把受控發(fā)光體電源插頭插進(11)孔位，通過可控硅控制電路(7)和集成電路(10)IC來實現(xiàn)。D位置是在無交流電源時，用裝在底座上的電池組(6)構成的直流電源來實現(xiàn)電路的功能。C位置是工業(yè)控制用附加電路連接便于功能擴展、B位置是只用照明燈的工作狀態(tài)。
圖2為反射折射型光電位置監(jiān)測報警裝置電路原理圖。
當轉(zhuǎn)換開關(12)K1置于A時，220V交流電流電源接通變壓器BY降壓，硅堆ZG整流、電容C1濾波、穩(wěn)壓管WG穩(wěn)壓，向電路提供直流穩(wěn)壓電源，由晶體管BG0，BG1構成振蕩回路產(chǎn)生調(diào)制脈沖信號，通過電阻R5加在紅外發(fā)光管FG上，F(xiàn)G輻射出9400A的近紅外線脈沖，R5的阻值、可根據(jù)選用之紅外發(fā)光管的型號規(guī)格可同加以改變，通過紅外發(fā)光管的脈沖電流，從而調(diào)整FG的輻射強度。
當外界物體(或人體)進入FG幅射出之紅外線的作用范圍時，產(chǎn)生反射，反射回來的紅外線脈沖進入接收管JG，通過JG與電阻R14的分壓關系及接收管的光電特性，使之將接收到的紅外幅射脈沖轉(zhuǎn)換為電脈沖信號，晶體三極管BG4，BG5構成兩級脈沖放大器，R11，R13為集電極負載電阻，R12，R15為偏置電阻，C9，C10為耦合電容，改變R12的阻值對放大器的放大倍數(shù)影響明顯，可用來調(diào)整靈敏度。
經(jīng)放大后的電脈沖信號由D1，D2檢波，C7積分后，再經(jīng)晶體三極管BG2，BG3構成之直耦放大器放大后分別進行光控和聲控。R10為干擾信號抑制電阻，電阻愈大，抑制效果愈好，但靈敏度下降R10可在數(shù)千歐至數(shù)十千歐間選擇。
光控系統(tǒng)通過雙向可控硅KC來實現(xiàn)，有反射時，可控硅關斷，燈滅。無反射則KC導通，燈亮。
聲控系統(tǒng)由對555IC構成之振蕩器進行控制來實現(xiàn)。有反射，555IC起振，喇叭發(fā)聲。調(diào)節(jié)R3，R4，C3可改變喇叭發(fā)聲之音調(diào)。
直流電源系由降壓器，整流橋堆，和濾波電容組成，R6，C6組成參數(shù)穩(wěn)壓器，穩(wěn)定的直流電壓(＋6V)供給前置脈沖放大器。當燈作為一般照明，不需監(jiān)測報警時、將K1置于B位置；當需擴充控制功能時將K1置于C位置；在無交流電源時，將K1置于D位置，起動直流電源，同樣達到位置監(jiān)測報警的效果。
本實用新型是這樣實現(xiàn)的，當需用本裝置進行讀寫保健時，只將光電位置監(jiān)測裝置安裝在普通的燈具上(如臺燈)，接上電源撥動開關，旋轉(zhuǎn)探測頭，使之對準使用者的左額角約20－30厘米處，當眼睛距書本面距小于衛(wèi)生視距33厘米時發(fā)生報警。當眼睛距書本面距略大于衛(wèi)生視距則不產(chǎn)生光電信號，不發(fā)生報警，使用者可以正常讀寫。這是對近距離物體進行檢測時，由振蕩器產(chǎn)生的調(diào)制脈沖信號使發(fā)射管產(chǎn)生紅外脈沖光線經(jīng)被測物或人的表面而直接反射到紅外接收管上，經(jīng)光電轉(zhuǎn)換、脈沖放大、檢波、積分、直耦放大而產(chǎn)生聲、光、電的監(jiān)測報警信號。
當需用本裝置進行防盜報警的較遠距離(50厘米以上)監(jiān)測時，只將光電位置監(jiān)測裝置安裝在被封鎖門、窗的路經(jīng)處、將撥動開關，同近距離物體監(jiān)測原理一樣，只需在發(fā)射管前加裝一個聚集透鏡，折射聚光，以增加投射到被測物上的光強度，再反射回接收管，接收管前同樣也需加裝一個聚焦透鏡，使之射回之光束經(jīng)折射聚焦于接收管上，以增加光強提高靈敏度。
本實用新型可用于燈具、文具、玩具、衣服和家俱方面，亦可用于工業(yè)和交通運動的安全保護及距離位置監(jiān)測報警。
本實用新型具有如下優(yōu)點1.采用反射折射光作為檢測信號，克服了直射光作為信號的缺點，它具有結構簡單、體積小、質(zhì)量輕，攜帶方便，宜于青少年作為視力體型校正的保健用品。
2.采用可控硅、集成電路、多級抗干擾措施，不僅結構緊湊、信號發(fā)射遠，監(jiān)測距離從1毫米至2000毫米間調(diào)整，性能穩(wěn)定可靠。
3.采用交、直流兩用電源，不僅在晚上使用，而且在白天或無交流電源的地方，特別是旅游、野外閱讀和書寫帶來方便。
4.本裝置與同類產(chǎn)品比較，價格為同類產(chǎn)品的十分之一，成本為8－20元，有廣闊的實施前景和推廣價值，兼以在燈具、文具、玩具和生活上使用，同時開發(fā)出十多種系列青少年保健產(chǎn)品，有顯著的經(jīng)濟效益和社會效益。
實施例本實用新型的反射折射型光電位置監(jiān)測報警裝置〔1〕結構簡單、制造方便、底座、上蓋為非標準件均能在一般機械廠或塑料廠加工制造，其它電子元件和連接件均可在市場上購買，本專業(yè)技術人員均能按圖紙組裝、調(diào)試和正常生產(chǎn)。
權利要求1.一種反射折射型光電位置監(jiān)測報警裝置[1]含有紅外線發(fā)射管接收管和電路，其特征在于該光電位置監(jiān)測報警裝置由紅外線發(fā)射管(15)發(fā)出的紅外線射到被測物或人的表面時，則有紅外線從被測物表面反射和折射到紅外接收管(16)上產(chǎn)生光電源，紅外對(15)(16)同時設置在一個探測頭(14)上，探測頭設在伸桿(17)上，伸桿設在導桿(18)內(nèi)，探測頭與伸桿(17)轉(zhuǎn)動配合。
2.按照權利要求1所述反射折射型光電位置監(jiān)測報警裝置，其特征在于該光電位置監(jiān)測裝置的轉(zhuǎn)換開關的四個切換位置，在A位時，聲音報警通過電路板(10)使揚聲器(9)發(fā)聲，為聲音、光線(燈)控制狀態(tài)，外接燈光強弱控制是通過光亮控制插座(11)把受控發(fā)光體電源插頭插進(11)孔位，通過可控硅控制電路(7)和集成電路(10)IC來實現(xiàn)的，D位置是在無交流電源時，用裝在底座上的電池組(6)構成的直流電源來實現(xiàn)電路的功能、C位置是工業(yè)控制利用附加電路連接，B位置是只用照明燈的工作狀態(tài)。
3.按照權利要求1或2所述反射折射型光電位置監(jiān)測報警裝置，其特征在于該光電位置監(jiān)測報警裝置的電路由交流電源接通變壓器B降壓，硅堆ZG整流，電容C1濾波、穩(wěn)壓管WG穩(wěn)壓，提供直流穩(wěn)壓電源，由晶體管BG0，BG1，R1、C2、R2組成的震蕩電路給紅外線發(fā)射管EG提供脈沖電流，使FG發(fā)出適當頻率的光脈沖，通過人或被測物的反射折射到紅外線接收管JG上，并產(chǎn)生脈沖電信號，由C10，BG5，R13，R15組成的前置放大器預放，又經(jīng)晶體管BG4 組成的放大電路放大，由C8，R10，D1，D2，C7組成的積分限隔檢波電路處理，信號再經(jīng)BG3，BG2，放大，通過R7控制可控硅KC使之關斷，燈泡J變暗或熄滅，同時通過集成電路555IC的腳控制IC，R3，R4，C3組成的音頻震蕩使之揚聲器YJ發(fā)聲報警，在無交流電源時，起動直流電源D，同樣達到位置監(jiān)測報警的效果〔2〕。
專利摘要一種反射折射型光電位置監(jiān)測報警裝置，其特點是由紅外線發(fā)射管發(fā)出的紅外線射到人或被測物表面時、則有紅外光線從被測物表面反射折射到紅外接收管上，產(chǎn)生光電流，通過電路處理，即可發(fā)出各種控制或報警信號，監(jiān)測距離從1毫米至2000毫米間調(diào)整，可廣泛裝設在燈具、文具、玩具和家具上，通過距離位置監(jiān)測，發(fā)出聲光控制信號來強制青少年保持正確的閱讀姿勢，防止近視及畸形。亦可用于工業(yè)交通中作自動監(jiān)測和安全保護。
文檔編號G01S17/00GK2100638SQ9121470
公開日1992年4月1日 申請日期1991年7月9日 優(yōu)先權日1991年7月9日
發(fā)明者趙帝明, 古洪碧, 嚴琦, 趙勇, 劉敏 申請人:成都微電腦輔助工程研究所