[發(fā)明專利]一種基于激光異物分揀系統(tǒng)的信號(hào)處理電路

無(wú)效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201210269436.1
• 申請(qǐng)日: 2012-07-31
• 公開（公告）號(hào): CN102847686A
• 公開（公告）日: 2013-01-02
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 葉莉華;汪海洋;王文軒;杭建軍;崔一平
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 東南大學(xué)
• 主分類號(hào): B07C5/342
• 分類號(hào): B07C5/342
• 代理公司: 南京蘇高專利商標(biāo)事務(wù)所(普通合伙) 32204
• 代理人: 柏尚春

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種基于激光掃描的信號(hào)處理電路，尤其針對(duì)應(yīng)用于煙葉分揀系統(tǒng)，也適用于其他檢測(cè)場(chǎng)合的需要。

背景技術(shù)

一般用于工業(yè)掃描系統(tǒng)光源為日光燈，并用CCD相機(jī)對(duì)信號(hào)進(jìn)行接收，由于日光燈穩(wěn)定性不能隨著時(shí)間的延長(zhǎng)而處于一個(gè)穩(wěn)定的水平，對(duì)于檢測(cè)隨著時(shí)間的延長(zhǎng)誤差就會(huì)越大。激光隨著時(shí)間的延長(zhǎng)會(huì)有很高的穩(wěn)定性。CCD的動(dòng)態(tài)范圍不是足夠?qū)挘诰_檢測(cè)物質(zhì)上不如光電倍增管（PMT）好。PMT在高精度檢測(cè)中，具有較高的優(yōu)勢(shì)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于解決上述問(wèn)題，提供一種用于工業(yè)檢測(cè)的掃描精度高，寬帶、建立時(shí)間短、轉(zhuǎn)換速度高、低噪聲、超低的增益誤差的掃描系統(tǒng)和前置放大器及其信號(hào)處理。

本發(fā)明采用的技術(shù)方案為：一種基于激光異物分揀系統(tǒng)的信號(hào)處理電路，包括激光掃描系統(tǒng)、光電倍增管、電流電壓轉(zhuǎn)換電路、n級(jí)串聯(lián)的電壓放大電路、積分電路、相加器和緩沖電路；

所述激光掃描系統(tǒng)把光投射到被掃描的物體上，散射的激光被三個(gè)以上光電倍增管接收；

所述電流電壓轉(zhuǎn)換電路輸入端與光電倍增管連接，輸出端依序與n級(jí)串聯(lián)的電壓放大電路、積分電路串接；

多路所述積分電路信號(hào)傳送給相加器，再把相加器信號(hào)輸出到緩沖電路，然后把信號(hào)輸出。

作為優(yōu)選，所述激光掃描系統(tǒng)的激光器為連續(xù)型激光器，為激光掃描系統(tǒng)的光源,光譜為可見光和紅外線。

作為優(yōu)選，所述激光掃描系統(tǒng)的激光器為三個(gè)以上，選用紅色激光器、藍(lán)色激光器、紅外激光器或綠色激光器。

作為優(yōu)選，所述積分電路中包括運(yùn)放A1、電阻R、電容C、模擬開關(guān)SW1、模擬開關(guān)SW2和比較器CMP；

其中運(yùn)放A1、電阻R和電容C組成積分電路，電阻R接在所述n級(jí)串聯(lián)的電壓放大電路與模擬開關(guān)SW2之間，電容C跨接在運(yùn)放A1輸入引腳和輸出引腳之間；比較器CMP輸出兩路信號(hào)，相位相反，兩路輸出信號(hào)用來(lái)控制模擬開關(guān)SW1和模擬開關(guān)SW2，分別接在模擬開關(guān)SW1和模擬開關(guān)SW2的控制引腳Vctrl上，比較器CMP的輸入信號(hào)同相端接一控制信號(hào)Vin，用來(lái)控制輸出信號(hào)的占空比以及控制模擬開關(guān)的導(dǎo)通和關(guān)閉，比較器CMP反相端接地或接基準(zhǔn)電壓；模擬開關(guān)SW1并聯(lián)在電容C之上，模擬開關(guān)SW2串聯(lián)在電阻R和運(yùn)放A1的反相引腳之間。

本發(fā)明光電倍增管將接收的光轉(zhuǎn)化為電信號(hào)，接收光譜范圍為可見光和紅外線。電流電壓轉(zhuǎn)換電路將電流信號(hào)轉(zhuǎn)化為電壓信號(hào)。積分電路對(duì)電壓信號(hào)進(jìn)行積分采樣，完成在一段時(shí)間內(nèi)被掃描物體的信號(hào)特征。對(duì)多路積分信號(hào)利用相加器把各個(gè)信號(hào)進(jìn)行組合，從總體上反映出被掃描物體的信號(hào)特征。

本發(fā)明解決了在工業(yè)掃描中日光燈光源穩(wěn)定性差，用CCD進(jìn)行接收信號(hào)，動(dòng)態(tài)范圍窄，不能夠高精度檢測(cè)物質(zhì)。激光掃描系統(tǒng)對(duì)物體逐點(diǎn)掃描，穩(wěn)定性高，用光電倍增管接收信號(hào)動(dòng)態(tài)范圍寬，能夠高精度的檢測(cè)物體。因?yàn)橛行┪矬w對(duì)相同激光器的散射光近似，用光電倍增管接收后電信號(hào)區(qū)別很小，但不同物體對(duì)多種不同激光器的區(qū)分就明顯，故用多種光譜激光器掃描，然后對(duì)不同電流電壓轉(zhuǎn)換電路的信號(hào)進(jìn)行相加，進(jìn)而區(qū)分出物體。

有益效果：本發(fā)明系統(tǒng)電路把光信號(hào)轉(zhuǎn)換成電信號(hào)，用寬帶電流電壓轉(zhuǎn)換電路，能夠接收高速掃描系統(tǒng)的電路。本發(fā)明具有掃描精度高，寬帶、建立時(shí)間短、轉(zhuǎn)換速度高、低噪聲、超低的增益誤差等性能。本發(fā)明用于高速激光掃描系統(tǒng)，把光電倍增管接收到的信號(hào)放大，并對(duì)信號(hào)進(jìn)行處理，用于對(duì)被掃描物體的分析。

附圖說(shuō)明

圖1為本發(fā)明電路的結(jié)構(gòu)框圖。

圖2為本發(fā)明電路的積分電路原理圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步說(shuō)明。

如圖1所示，一種基于激光異物分揀系統(tǒng)的信號(hào)處理電路，包括激光掃描系統(tǒng)1、光電倍增管2、電流電壓轉(zhuǎn)換電路3、n級(jí)串聯(lián)的電壓放大電路4、積分電路5、相加器6和緩沖電路7；

所述激光掃描系統(tǒng)1把光投射到被掃描的物體上，散射的激光被三個(gè)以上光電倍增管2接收；

所述電流電壓轉(zhuǎn)換電路3輸入端與光電倍增管2連接，輸出端依序與n級(jí)串聯(lián)的電壓放大電路4、積分電路5串接；

多路所述積分電路5信號(hào)傳送給相加器6，再把相加器6信號(hào)輸出到緩沖電路7，然后把信號(hào)輸出。

所述激光掃描系統(tǒng)1的激光器為連續(xù)型激光器，為激光掃描系統(tǒng)的光源,光譜為可見光和紅外線。所述激光掃描系統(tǒng)1的激光器為三個(gè)以上，選用紅色激光器、藍(lán)色激光器、紅外激光器或綠色激光器。