[發(fā)明專(zhuān)利]一種用于可變半透明卷材的光電糾偏傳感器及其檢測(cè)方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201410338898.3
• 申請(qǐng)日: 2014-07-16
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN104197840B
• 公開(kāi)（公告）日: 2017-03-01
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 何金龍;秦樹(shù)敏;郭永洪
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 中國(guó)計(jì)量學(xué)院
• 主分類(lèi)號(hào): G01B11/02
• 分類(lèi)號(hào): G01B11/02
• 代理公司: 杭州杭誠(chéng)專(zhuān)利事務(wù)所有限公司33109
• 代理人: 尉偉敏

1.一種用于可變半透明卷材的光電糾偏傳感器，其特征在于，包括支架，在支架上橫向并排固定布置有三組完全相同的光電檢測(cè)單元(組A，組B，組C，)，每組光電檢測(cè)單元包括光源(10)、能產(chǎn)生平行光的一號(hào)準(zhǔn)直透鏡(20)、能聚光的二號(hào)準(zhǔn)直透鏡(30)和光敏器件(40)，并且在同一組光電檢測(cè)單元內(nèi)的光源、一號(hào)準(zhǔn)直透鏡、二號(hào)準(zhǔn)直透鏡和光敏器件沿著一條豎直直線從上到下依次布置，光源布置在一號(hào)準(zhǔn)直透鏡的焦點(diǎn)處，一號(hào)準(zhǔn)直透鏡和二號(hào)準(zhǔn)直透鏡平行正對(duì)布置，光敏器件布置在二號(hào)準(zhǔn)直透鏡的焦點(diǎn)處；每個(gè)光敏器件的電壓輸出端分別一對(duì)一連接在光電糾偏傳感器的三個(gè)電壓輸出接口(50)上。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于可變半透明卷材的光電糾偏傳感器，其特征在于，在一號(hào)準(zhǔn)直透鏡的邊沿套緊連接有上吸光套(60)，上吸光套的上端口密封套緊連接在光源的燈座上，上吸光套的下端開(kāi)口口徑大于一號(hào)準(zhǔn)直透鏡的直徑，在上吸光套的下端開(kāi)口邊沿連接有若干根自由朝下的上柔性吸光簾須(70)，每根上柔性吸光簾須的長(zhǎng)度小于上吸光套的下端口到一號(hào)準(zhǔn)直透鏡邊沿的水平間距距離；在二號(hào)準(zhǔn)直透鏡的邊沿套緊連接有下吸光套(90)，下吸光套的下端口密封套緊連接在光敏器件的安裝座上，下吸光套的上端開(kāi)口口徑大于二號(hào)準(zhǔn)直透鏡的直徑，在下吸光套的上端開(kāi)口邊沿連接有若干根自由朝上的下柔性吸光簾須(80)，每根下柔性吸光簾須的長(zhǎng)度小于下吸光套的上端口到二號(hào)準(zhǔn)直透鏡邊沿的水平間距的距離；所述上柔性吸光簾須的低端端到所述下柔性吸光簾須的頂端之間的間距為被測(cè)帶材厚度的1至3倍。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的用于可變半透明卷材的光電糾偏傳感器，其特征在于，還包括定向光束發(fā)生器(112)和光敏傳感器(113)，在上柔性吸光簾須的外表面上和下柔性吸光簾須的外表面上都粘貼連接有反光膜，定向光束發(fā)生器發(fā)出的定向光束(111)經(jīng)過(guò)反光膜反射后照射到光敏傳感器上。

4.一種適用于權(quán)利要求1所述的用于可變半透明卷材的光電糾偏傳感器的檢測(cè)方法，其特征在于，包括以下步驟：

(4.1)設(shè)三組完全相同的光電檢測(cè)單元分別為組A、組B和組C，并設(shè)組A、組B和組C這三組光電檢測(cè)單元的三路光源發(fā)出的光強(qiáng)I₀完全相等，還設(shè)組A、組B和組C這三組光電檢測(cè)單元的三個(gè)二號(hào)準(zhǔn)直透鏡的透光面積S也完全相等；

(4.2)對(duì)卷機(jī)上的被測(cè)帶材(100)進(jìn)行布放；把支架固定在卷機(jī)架上，并使支架上的三組完全相同的光電檢測(cè)單元橫向并排水平固定布置，讓組A的二號(hào)準(zhǔn)直透鏡無(wú)被測(cè)帶材遮檔，讓組C的二號(hào)準(zhǔn)直透鏡完全被被測(cè)帶材遮檔，讓組B的二號(hào)準(zhǔn)直透鏡有S₁的面積被被測(cè)帶材遮檔，即讓組B的二號(hào)準(zhǔn)直透鏡有S-S₁的面積沒(méi)有被被測(cè)帶材遮檔；

(4.3)在同一時(shí)間斷面內(nèi)同時(shí)分別采集組A、組B和組C中的光敏器件進(jìn)行光電轉(zhuǎn)換后輸出的電壓值；讓被測(cè)帶材相對(duì)于橫向并排水平固定布置的三組光電檢測(cè)單元縱向行走，并且讓被測(cè)帶材的一側(cè)從一號(hào)準(zhǔn)直透鏡和二號(hào)準(zhǔn)直透鏡之間縱向通過(guò)；根據(jù)光敏器件的光電轉(zhuǎn)換特性分別計(jì)算出組A、組B和組C中光敏器件進(jìn)行光電轉(zhuǎn)換后輸出的電壓值；

U_a＝kI₀????(1)；

U_c＝kI₀t????(2)；

Ub=s1skI0t+s-s1skI0=s1sUc+s-s1sUa=Ua-s1s(Ua-Uc)---(3);]]>

其中，I₀為光源光照強(qiáng)度，k為光敏器件接收光強(qiáng)的系數(shù)，t為被測(cè)帶材的透光率，U_a、U_b和U_c分別為組A、組B和組C中光敏器件進(jìn)行光電轉(zhuǎn)換后輸出的電壓值；

(4.4)先把組A中的輸出電壓值U_a與組B中輸出的電壓值U_b求差，再把組A中的輸出電壓值U_a與組C中輸出的電壓值U_c求差，然后再把這兩個(gè)差進(jìn)行相除計(jì)算，即可得出此時(shí)被測(cè)帶材的偏移量r；

r＝(U_a-U_b)/(U_a-U_c)＝s₁/s(4)；

由公式(4)可知，偏移量r的最終比較值只與組B的二號(hào)準(zhǔn)直透鏡被被測(cè)帶材遮檔住的面積S₁有關(guān)，即偏移量r只與被測(cè)帶材的邊緣位置有關(guān)，偏移量r不受被測(cè)帶材的透光率r變化的影響；

(4.5)根據(jù)卷機(jī)上的被測(cè)帶材允許的跑偏范圍要求來(lái)預(yù)先設(shè)定一個(gè)偏移量r被允許變化的范圍；

當(dāng)計(jì)算出來(lái)的被測(cè)帶材偏移量r的值大于預(yù)先設(shè)定的偏移量r被允許變化范圍內(nèi)的最大值時(shí)，說(shuō)明被測(cè)帶材是往傳感器的外側(cè)方偏離了，需要及時(shí)對(duì)卷機(jī)架上的被測(cè)帶材往傳感器的這側(cè)方進(jìn)行糾偏處理；

當(dāng)計(jì)算出來(lái)的被測(cè)帶材偏移量r的值小于預(yù)先設(shè)定的偏移量r被允許變化范圍內(nèi)的最小值時(shí)，說(shuō)明被測(cè)帶材是往傳感器的這側(cè)方偏離了，需要及時(shí)對(duì)卷機(jī)架上的被測(cè)帶材往傳感器的外側(cè)方進(jìn)行糾偏處理；

當(dāng)計(jì)算出來(lái)的被測(cè)帶材偏移量r的值在預(yù)先設(shè)定的偏移量r被允許變化的范圍內(nèi)時(shí)，說(shuō)明被測(cè)帶材是沒(méi)有出現(xiàn)偏離的，不需要對(duì)卷機(jī)架上的被測(cè)帶材進(jìn)行糾偏處理。