[發明專利]一種用于可變半透明卷材的光電糾偏傳感器及其檢測方法

有效

• 申請號: 201410338898.3
• 申請日: 2014-07-16
• 公開（公告）號: CN104197840B
• 公開（公告）日: 2017-03-01
• 發明（設計）人: 何金龍;秦樹敏;郭永洪
• 申請（專利權）人: 中國計量學院
• 主分類號: G01B11/02
• 分類號: G01B11/02
• 代理公司: 杭州杭誠專利事務所有限公司33109
• 代理人: 尉偉敏

技術領域

本發明涉及光電糾偏檢測技術領域，尤其涉及一種用于可變半透明卷材的光電糾偏傳感器及其檢測方法。

背景技術

近年來，隨著基礎加工領域如化工、造紙、紡織及制衣、包裝及印刷、黑色金屬及有色金屬等行業發展迅速，對自動化的要求程度越來越高，相應自動化控制系統的發展趨向于高精度，高細分度，高適應性等。而被測帶材在卷繞生產過程中經常會有各種外來的干擾對其造成影響，使其在行走過程中出現跑偏的現象，從而導致其加工切變量變大，增加成本，跑偏較嚴重時，帶材邊緣發生折邊，甚至會損壞設備被迫停工，對企業造成不小的損失。

糾偏檢測系統檢測被測帶材是否發生偏移是通過檢測其偏移量的信號來實現，目前大多數利用被測帶材對光或者超聲部分遮擋來實現糾偏邊緣的檢測，但這類傳感器主要適用于不透光或不透聲卷材，對于特定的半透明或多孔材料雖然可以使用，還必需對每種材料進行初始設定或標定，而對于卷材透光或透聲率會隨著張力變化的材料，由于入射到傳感器的光既使在邊緣不移動時其依舊發生變化，使得原來的單傳感器光電檢測完全不適用。用CCD或CMOS數字式圖像傳感器雖然可以用于可變材料的糾編邊緣檢測，但其成本較高，速度相對較慢。所以如何設計一種能夠不受可拉伸的半透明的被測帶材拉伸狀態影響的檢測系統一直是一個未解決的難題。因為可拉伸的半透明的被測帶材的拉伸狀態會影響該被測帶材的透光率，即如何設計出一種不受被測帶材透光率影響的檢測系統一直是一個未解決的難題。

發明內容

本發明是為了解決現有糾偏檢測系統在對于可拉伸的半透明的被測帶材進行糾偏檢測時易受到該被測帶材拉伸狀態的改變而影響該被測帶材糾偏效果差的不足，提供一種在對可拉伸的柔性半透明的被測帶材進行糾偏檢測時不受該被測帶材拉伸狀態影響的一種用于可變半透明卷材的光電糾偏傳感器及其檢測方法。

為了實現上述目的，本發明采用以下技術方案：

一種用于可變半透明卷材的光電糾偏傳感器，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單元，每組光電檢測單元包括光源、能產生平行光的一號準直透鏡、能聚光的二號準直透鏡和光敏器件，并且在同一組光電檢測單元內的光源、一號準直透鏡、二號準直透鏡和光敏器件沿著一條豎直直線從上到下依次布置，光源布置在一號準直透鏡的焦點處，一號準直透鏡和二號準直透鏡平行正對布置，光敏器件布置在二號準直透鏡的焦點處；每個光敏器件的電壓輸出端分別一對一連接在光電糾偏傳感器的三個電壓輸出接口上。

本方案的每組光電檢測單元把來自于所在組光源的光束穿過其對應的一號準直透鏡產生一組平行光。

組C內的平行光穿過處于組C內的一號準直透鏡和組C內的二號準直透鏡之間的被測帶材后，又穿過組C內的二號準直透鏡聚焦后由組C內的光敏器件接收，組C內的光敏器件則進行光電轉換，并把組C光電轉換所產生的電壓U_c傳送到光電糾偏傳感器組C所對應的一個電壓輸出接口上。

組A內的平行光直接穿過組A內的二號準直透鏡聚焦后由組A內的光敏器件接收，組A內的光敏器件則進行光電轉換，并把組A光電轉換所產生的電壓U_a傳送到光電糾偏傳感器組A所對應的一個電壓輸出接口上。

組B內的一部分平行光穿過處于組B內的一號準直透鏡和組B內的二號準直透鏡之間的被測帶材后，又穿過組B內的二號準直透鏡聚焦后由組B內的光敏器件接收；組B內的另一部分平行光直接穿過組B內的二號準直透鏡聚焦后由組B內的光敏器件接收。這兩部分光會同時對組B內的光敏器件則進行光電轉換，并把組B光電轉換所產生的電壓U_b傳送到光電糾偏傳感器組B所對應的一個電壓輸出接口上。

三組光電檢測單元中的三路光源發出的光強I₀，面積S完全相等，根據光敏器件的特性可得：

U_a＝kI₀????(1)；

U_c＝kI₀t????(2)；