[發明專利]一種基于紅外光的帶材邊緣檢測裝置及檢測方法

無效

• 申請號: 201110103074.4
• 申請日: 2011-04-26
• 公開（公告）號: CN102253422A
• 公開（公告）日: 2011-11-23
• 發明（設計）人: 鄭崗;吳巧榮;李好文
• 申請（專利權）人: 西安理工大學
• 主分類號: G01V8/20
• 分類號: G01V8/20
• 代理公司: 西安弘理專利事務所 61214
• 代理人: 羅笛

技術領域

本發明屬于自動化檢測技術領域，涉及一種基于紅外光的帶材邊緣檢測裝置，本發明還涉及利用該裝置進行的檢測方法。

背景技術

帶材跑偏是指在卷繞系統(如造紙、涂布機、分切機、印染、塑料印刷、膠卷、軋鋼等)生產線上，卷筒材料在行進過程中，由于前道工序收卷不整齊或本機組中的導輥偏差、振動、機械誤差以及帶材張力的波動等原因，造成帶材邊緣或帶材某一縱向標志線與機組的中心線不平行或不重合，導致帶材的橫向跑偏。為了保證帶材卷曲后邊緣整齊，也為后續處理和運輸存儲帶來方便，因此有必要在大型生產線上使用高精度的邊緣檢測系統。

常用的帶材邊緣檢測方法有光電式、電容式、電感式。

光電式主要應用光電效應原理將光信號轉換為電信號輸出。光電式傳感器為非接觸檢測，接收裝置易于設計，測量范圍大；傳感器成本低，使用范圍廣，所受限制少，可用于單邊和雙邊檢測；應用范圍比較廣等特點。

目前利用光電原理設計的邊緣檢測主要有三種方式：(1)、利用單個感光元件作為檢測元件，如光敏二極管、硅光電池或光敏電阻等；缺點是檢測范圍比較小，對于不同寬度的帶材檢測，需要移動檢測裝置的安裝位置。(2)、利用多個感光器件作為檢測元件，有效擴大了檢測范圍，缺點是帶材邊緣位置比較模糊，檢測精度較低。(3)、利用CCD作為檢測元件，CCD具有體積小、抗電磁干擾強精度高等特點，但是價位也比較高。

電容式基本原理就是把帶材偏移量轉換成電容的變化量。常見的電容式檢測方法有三種類型：(1)、變間隙式，(2)、變面積式，(3)、變介電常數。在帶材對中檢測系統中使用的大多是變面積式。電容式傳感器的特點：僅適用于金屬等帶材生產。

電感式采用電磁感應原理進行檢測。當帶材位置發生偏移時感應線圈的感應電動勢會發生變化，根據感應電動勢的變化來確定帶材偏移量。電感式的特點：電感式可以使用于惡劣環境中，受外界環境等影響比較小，使用壽命長；但是只能用于導磁帶材生產這就限制了它的適用范圍。

發明內容

本發明的目的是提供了一種基于紅外光的帶材邊緣檢測裝置，其結構簡單，在保證檢測精度的條件下，增大了有效檢測范圍。

本發明還提供了一種利用上述裝置進行的檢測方法，其檢測精度高，有效檢測范圍大。

本發明所采用的技術方案是，一種基于紅外光的帶材邊緣檢測裝置，包括安裝槽架，安裝槽架的下方通過絕緣柱設置有發光裝置和接收裝置，發光裝置和接收裝置分別位于被檢測帶材一側邊緣的上方和下方，發光裝置由間隔且均勻設置的多個紅外發光管組成，接收裝置由間隔且均勻設置的多個一體化紅外接收頭組成，多個紅外發光管和多個一體化紅外接收頭的位置一一對應，且與帶材的運動方向相平行；

其中，發光裝置和接收裝置的安裝位置滿足以下關系：

1)、根據發光裝置與接收裝置之間的已知距離H，確定發光裝置與接收裝置之間的中間位置；

2)、根據每個紅外發光管的已知發射角度a確定能接收到該紅外發射管信號的多個一體化紅外接收頭，并將每個紅外發光管與能接收到其信號的多個一體化紅外接收頭分別連線；

3)、在步驟1)中得到的中間位置的下方，步驟2)得到的連線間第一次出現交叉點的位置，即為帶材的位置；

各紅外發光管均與單片機I相連接，各一體化紅外接收頭均與單片機II相連接，單片機I還與單片機II相連接。

其中，紅外發光管均采用940nm波長的TSAL6200紅外發光二極管。

一體化紅外接收頭均采用HS0038B紅外接收頭。

本發明所采用的另一種技術方案是，一種基于紅外光的帶材邊緣檢測方法，包括以下步驟：

步驟1、固定安裝槽架，在安裝槽架的下方通過絕緣柱設置發光裝置和接收裝置，發光裝置和接收裝置分別位于被檢測帶材一側邊緣的上方和下方，發光裝置由間隔且均勻設置的多個紅外發光管組成，接收裝置由間隔且均勻設置的多個一體化紅外接收頭組成，多個紅外發光管和多個一體化紅外接收頭的位置一一對應，且與帶材的運動方向相平行；

調節發光裝置和接收裝置的安裝位置，使其兩者滿足以下關系：

1)、根據發光裝置與接收裝置之間的已知距離H，確定發光裝置與接收裝置之間的中間位置；

2)、根據每個紅外發光管的已知發射角度a確定能接收到該紅外發射管信號的多個一體化紅外接收頭，并將每個紅外發光管與能接收到其信號的多個一體化紅外接收頭分別連線；