[實(shí)用新型]一種跑偏傳感器

無效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 200820169444.8
• 申請(qǐng)日: 2008-12-11
• 公開（公告）號(hào): CN201297925Y
• 公開（公告）日: 2009-08-26
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 陳德傳;盧玲
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 杭州電子科技大學(xué)
• 主分類號(hào): G01B11/00
• 分類號(hào): G01B11/00
• 代理公司: 杭州求是專利事務(wù)所有限公司
• 代理人: 杜 軍

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型屬于自動(dòng)化控制技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種帶材跑偏光電傳感器。

背景技術(shù)

在諸如軟包裝印刷、塑料薄膜加工生產(chǎn)、紙品、紡織物、膠帶、金屬箔帶等各類帶材加工、生產(chǎn)過程中，由于機(jī)組中的張力不穩(wěn)、各電機(jī)速度同步性能不好、機(jī)械振動(dòng)、軸承磨損等而導(dǎo)致帶材在向前運(yùn)動(dòng)中伴隨著橫向跑偏現(xiàn)象，嚴(yán)重影響了加工質(zhì)量及生產(chǎn)速度，甚至造成整個(gè)生產(chǎn)設(shè)備無法運(yùn)行。

對(duì)帶材跑偏的測(cè)控是各類帶材生產(chǎn)中的基本要求，而目前具有跟邊和跟線檢測(cè)功能的光電傳感器均屬于反射型，其技術(shù)方案與特點(diǎn)主要有：一是以白熾燈為光源，其光路的核心是菱鏡，接收器件為光敏電阻；二是仍以白熾燈為光源，但光路為同軸反射式結(jié)構(gòu)，是由凸透鏡、半反鏡、濾光鏡等組成，接收器件為光電池；三是基于CCD圖像傳感技術(shù)的跑偏檢測(cè)方案；四是以發(fā)光二極管替代白熾燈為光源的方案。在一、二方案中，由于白熾燈發(fā)熱量大、傳感器腔內(nèi)溫度高，易導(dǎo)致溫漂與器件老化，此外，由于白熾燈光譜成分的局限性而導(dǎo)致檢測(cè)的色盲問題；在方案三中，目前主要問題在于實(shí)時(shí)性有待提高，適于帶材運(yùn)行速度較低及對(duì)跟線精度要求高的場(chǎng)合；在方案四中，目前主要問題在于信噪比有待提高，靈敏度不夠，不適于生產(chǎn)速度較高的場(chǎng)合。

發(fā)明內(nèi)容

本實(shí)用新型的目的就是克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種帶材跑偏光電傳感器。

本實(shí)用新型包括外殼，外殼為長(zhǎng)方體，其底面開有窗口，窗口面上設(shè)置有保護(hù)鏡。外殼內(nèi)對(duì)應(yīng)窗口位置設(shè)置有白光LED光源，白光LED光源正下方依次設(shè)置有聚光鏡、上物鏡、分光鏡和下物鏡，其中聚光鏡、上物鏡和下物鏡均為凸透鏡，且均與保護(hù)鏡平行設(shè)置，白光LED光源位于聚光鏡上方的焦點(diǎn)處，下物鏡的上方焦點(diǎn)與上物鏡的下方焦點(diǎn)重合。分光鏡為反光鏡，其下面為反光面，分光鏡與保護(hù)鏡的平面夾角為45度；分光鏡在上物鏡下方焦點(diǎn)處開有直徑為1～3mm的通孔。分光鏡的反射光路上依次設(shè)置有像鏡、濾光鏡和兩個(gè)光敏接收器件，其中像鏡為凸透鏡、濾光鏡為平面濾光鏡，像鏡和濾光鏡均與保護(hù)鏡垂直設(shè)置。兩個(gè)光敏接收器件均為片狀的硅光電池，其平面形狀為直角三角形；兩個(gè)光敏接收器件處于同一平面，且與濾光鏡平行；兩個(gè)光敏接收器件的斜邊位置對(duì)應(yīng)，組合后為成長(zhǎng)方形。所述的白光LED光源的發(fā)射光為圓錐型散射光，圓錐型散射光內(nèi)的邊沿位置設(shè)置有感光的光源光電池。光源光電池和兩個(gè)光敏接收器件均與設(shè)置在外殼內(nèi)的穩(wěn)光控制與信號(hào)處理電路板連接。外殼上固定設(shè)置的航空連接件與穩(wěn)光控制與信號(hào)處理電路板連接。

本實(shí)用新型采用穩(wěn)光控制技術(shù)使光源穩(wěn)定、采用高亮度的白光LED以克服白熾燈光譜導(dǎo)致的檢測(cè)色盲問題并消除了傳感器的發(fā)熱、克服了溫漂問題、采用具有中心通孔的分光鏡克服半反鏡對(duì)光源照度及反射信號(hào)的損失，使檢測(cè)的信噪比與靈敏度得以很大提高。此外，直接分別輸出帶材邊緣跑偏信號(hào)與標(biāo)志線跑偏信號(hào)，使后續(xù)應(yīng)用處理很簡(jiǎn)便。本實(shí)用新型在諸如軟包裝印刷、塑料薄膜、紙類生產(chǎn)加工、紡織物、膠帶、金屬箔帶等各類帶材的加工、生產(chǎn)過程中檢測(cè)帶材邊緣、帶材表面的印刷圖案邊緣或標(biāo)志線的跑偏及糾偏控制方面用途廣泛、使用方便。

附圖說明

圖1為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為分光鏡的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為邊緣跑偏在接受器件上的成像位置關(guān)系示意圖；

圖4為標(biāo)志線跑偏在接受器件上的成像位置關(guān)系示意圖。

具體實(shí)施方式

如圖1所示，基于穩(wěn)光LED的帶材跑偏光電傳感器包括外殼1，外殼1為長(zhǎng)方體，其底面開有窗口，窗口面上設(shè)置有保護(hù)鏡9。外殼1內(nèi)對(duì)應(yīng)窗口位置設(shè)置有白光LED光源2，白光LED光源2正下方依次設(shè)置有聚光鏡13、上物鏡12、分光鏡11和下物鏡10，其中聚光鏡13、上物鏡12和下物鏡10均為凸透鏡，且均與保護(hù)鏡9平行設(shè)置，白光LED光源2位于聚光鏡13上方的焦點(diǎn)處，下物鏡10的上方焦點(diǎn)與上物鏡12的下方焦點(diǎn)重合。分光鏡11為反光鏡，其下面為反光面，分光鏡11與保護(hù)鏡9的平面夾角為45度。分光鏡11的反射光路上依次設(shè)置有像鏡8、濾光鏡7和兩個(gè)光敏接收器件6，其中像鏡8為凸透鏡、濾光鏡7為平面濾光鏡，像鏡8和濾光鏡7均與保護(hù)鏡9垂直設(shè)置。白光LED光源2的發(fā)射光為圓錐型散射光，圓錐型散射光內(nèi)的邊沿位置設(shè)置有感光的光源光電池4。光源光電池4和兩個(gè)光敏接收器件6均與設(shè)置在外殼1內(nèi)的穩(wěn)光控制與信號(hào)處理電路板5連接。外殼1上固定設(shè)置的航空連接件3與穩(wěn)光控制與信號(hào)處理電路板5連接。圖中帶箭頭虛線為檢測(cè)光路。

如圖2，分光鏡11在上物鏡12下方焦點(diǎn)處開有直徑為1～3mm的通孔。