[發明專利]一種基于差動電容傳感器的塑料探傷裝置及方法

有效

• 申請號: 201310061756.2
• 申請日: 2013-02-27
• 公開（公告）號: CN103226123A
• 公開（公告）日: 2013-07-31
• 發明（設計）人: 李安陽;徐凱;尹武良;王奔
• 申請（專利權）人: 常州兆能電子科技有限公司
• 主分類號: G01N27/24
• 分類號: G01N27/24
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明屬于電容傳感技術領域，涉及一種塑料膜缺陷的探測的裝置及探測方法。?

背景技術

聚氯乙烯、聚乙烯、聚丙烯等塑料膜在工業、農業及食品包裝等方面應用十分廣泛，產量很大，品種規格很多。塑料膜是否有缺陷、裂紋成品塑料膜最重要質量指標之一，在生產過程中必須予以控制。?

目前，國內外塑料膜缺陷的測控的方法主要有以下四種：一是基于電子計算機全自動控制的測試儀檢測，雖然控制精度高，但這種方法的電子和機械設備復雜，價格昂貴，用得不多；二是采用人工測試儀的在線監測，通過人工操作，費用低，效果顯著，應用較為廣泛，但檢測結果因人而異，零散性很大，不能全面反映生產質量；三是是50年代發展起來的β射線測試儀，技術雖已趨成熟，但存在放射性射線對工人人體的危害，使用及維護技術要求高，價格貴，響應速度慢等缺點；還有一種是70年代發展起來的紅外測試儀，雖克服了一些β射線測厚的缺點，但適應能力較差。?

本發明裝置在真正無接觸、不影響正常運行的前提下，快速對塑料膜生產過程進行實時反饋，是一種方便快速有效的塑料膜缺陷檢測手段。?

發明內容

本發明的目的是克服現有技術的不足，提出一種簡單快速且成本較低的塑料探傷裝置及方法。本發明的技術方案如下：?

一種基于差動電容傳感器的塑料探傷裝置，用于塑料制品的缺陷檢測，包括傳感器、D/A及A/D轉換電路、單片機和上位機，所述的傳感器為差動電容傳感器，包括一個激勵電極和兩個相同的檢測極板，所述的激勵電極位于被測對象的一側，兩個檢測極板位于被測對象的另一側，形成差動效果，單片機產生的激勵信號經過DA轉換和功率放大后加載在激勵電極上，兩個檢測極板分別與差分放大器的兩個輸入端相連，差分放大器的輸出信號經過AD轉換后被送入單片機里，單片機將兩個檢測極板間的差動電容值送入上位機，上位機根據差動電容值實現塑料制品的探傷檢測。?

本發明同時提供一種所述的基于差動電容傳感器的塑料探傷裝置，進行塑料探傷檢測。包括下列主要步驟：?

(1)將激勵電極固定于被測塑料制品上方，兩個檢測電極固定于被測對象下方，保持極板平行正對；?

(2)實施差動電容值的測量：通過上位機給單片機發送激勵指令，給激勵電極施加激勵信號；通過差分放大器對兩個檢測電極的感應信號差分放大處理，并在A/D轉換后送入單片機中；單片機完成數據處理后將差分電容值打包傳送給上位機；?

(3)閾值確定：將合格的塑料制品放入檢測區域，采用上述步驟(2)測得其差分電容值，根據合格塑料制品的差分電容值，設定正常產品的差動電容閾值，并存入上位機中；實時在線產品缺陷檢測：將傳感器按照步驟(1)所述固定于塑料制品生產線上，在不影響生產線正常運行或塑料制品正常工作的前提下，實時在線測量塑料制品的狀態，當所測差分電容值超過步驟(3)設定的差動電容閾值時，上位機會自動發出警告信號，并記錄缺陷對應的位置。?

本發明的傳感器采用差動原理設計，分別檢測兩個檢測極板的感應電壓值能夠求得傳感器的差動電?容值，實現塑料探傷目的，差動設計的優點在于能夠消除共模干擾，提高檢測精度及可靠性。本發明不接觸塑料制品、不影響生產運行，能夠方便快速地判斷塑料膜缺陷的狀態，為進一步調節生產、保證生產質量提供可靠信息。相對其他方法而言，這一技術更加實用方便，簡單快速，且成本較低，是極具可行性的塑料無損探傷方案之一。?

附圖說明

圖1是本發明的基于電容傳感器的塑料膜缺陷探測裝置結構圖；?

圖2是本發明的電容傳感器原理簡單示意圖。?

具體實施方法?

圖1是按照本發明的一個實施例畫出的探測裝置結構框圖。包括差動電容傳感器、信號調理及D/A轉換電路、差分放大器及A/D轉換電路、單片機、上位機5個部分。傳感器的激勵電極位于塑料制品上方，兩個完全相同的檢測極板位于被測對象下方，形成差動效果。極板間的差動電容值能夠反映被測塑料制品的產品狀態，實現塑料制品的探傷檢測。?

參見圖2，電極是由金屬片制成，厚度為0.001-1mm，其尺寸可根據探測的塑料膜尺寸相應調整。當塑料膜存在缺陷時，電極2、3與激勵電極之間的塑料介質填充存在明顯差異，兩者的差動電容值會超過正常塑料制品的差動電容閾值。?

采用本發明所述的基于差動電筒傳感器的塑料探傷裝置，實施塑料制品缺陷檢測包括下列主要步驟：?