[實用新型]一種基于紅外的塑料薄膜厚度在線檢測裝置

有效

• 申請號: 201720256034.6
• 申請日: 2017-03-16
• 公開（公告）號: CN206556594U
• 公開（公告）日: 2017-10-13
• 發明（設計）人: 高振斌;李伶研;宋濤
• 申請（專利權）人: 河北工業大學
• 主分類號: G01B11/06
• 分類號: G01B11/06
• 代理公司: 天津翰林知識產權代理事務所(普通合伙)12210
• 代理人: 趙鳳英

技術領域

本實用新型涉及一種基于紅外的塑料薄膜厚度在線檢測裝置，可用于實時在線對塑料薄膜厚度進行檢測，進而得到相關數據。

背景技術

非在線薄膜厚度測量的方法對測量對象的種類要求比較嚴格，設備成本和維護費用也很高，無法適應現代薄膜生產過程中對塑料薄膜厚度進行實時測量的需求。使用在線厚度測量方法，能夠保證在薄膜生產過程中快速穩定的獲取厚度信息，生產設備不用停機，就可以根據檢測的厚度調整生產設備。但是在線厚度檢測方法中的射線法由于成本過高，輻射大等缺點，不再適合民用測厚場所廣泛推廣，經過多方面的考慮，科研人員提出了基于紅外的多種厚度測量方法，紅外測試方法具有使用安全、測量精度高、數據穩定、通用性好、成本低等特點。

針對測量塑料薄膜厚度的技術層出不窮，例如申請號CN201110442193.2公開了一種塑料薄膜厚度測量裝置，但該裝置存在如下缺陷：①使用一組紅外光源，不能保證測量數據的可靠性。②對采集的數據沒有進行精確化處理。為了克服這些問題，本實用新型專利采用多組光源搭配和擬合處理數據，測量結果提高精確度。

實用新型內容

本實用新型針對當前技術中存在的不足，提供了一種基于紅外的塑料薄膜測厚在線檢測裝置。該裝置改進了現代近紅外側后方發中常采用的雙單色紅外光對比法，使用單光源，簡化了單光源雙光束調制的難度，優化了由于雙光束調制導致的照射薄膜不同位置帶來的準確性問題。通過使用NDIR傳感器克服了由于調制后兩束光交替照射在塑料薄膜上的速度很快導致的測量數據不準確的缺點，NDIR傳感器使得分光法更加簡潔，硬件制作更加簡單，同時測量的效果可以得到有效的保障，增加了測量的準確性。鹵素燈為光源可以保證恒定的光輸出，根據對入射紅外線吸收的程度來測定吸收體的厚度。本裝置采用的低通濾波電路能夠有效地濾除環境中的高頻影響。

本實用新型的技術方案為：

一種基于紅外的塑料薄膜厚度在線檢測裝置，該裝置由方波發生模塊、光源驅動模塊、光源模塊、信號低通濾波模塊、數據采集模塊和上位機模塊組成；

其中，光源模塊包括紅外光源和傳感器，紅外光源和傳感器相向設置，紅外光源的發光點水平對著傳感器的感光部分；待測塑料薄膜位于二者之間；

所述的方波發生模塊、光源驅動模塊和光源模塊中的紅外光源依次按順序相連；光源模塊中的傳感器、信號低通濾波模塊、數據采集模塊和上位機模塊依次按順序相連；

所述的光源模塊中的紅外光源為鹵素燈，傳感器為紅外傳感器，二者數量相同，均為3～6個；

所述的信號低通濾波模塊包括鉭電容；

所述的數據采集模塊包括數據采集卡；

所述的上位機模塊為工業用計算機。

所述的方波發生模塊包括頻率發生部分和分頻部分；頻率發生部分主要包括晶振；分頻部分包括14位二進制串行計數芯片和雙4位十進制計數芯片，二者相連；晶振與分頻部分中的14位二進制串行計數器芯片相連，分頻部分中的雙4位十進制計數芯片與光源驅動模塊連接。

所述的光源驅動模塊包括電源、穩壓二極管、NPN型三極管和繼電器；其中電源分別和NPN型三極管、穩壓二極管相連，繼電器分別與穩壓二極管、三極管相連；其中，三極管與方波發生模塊的輸出端相連，繼電器的常開接點與光源模塊的紅外光源相連。

與現有技術相比，本實用新型的有益效果是：

1、本實用新型使用單光源，簡化了單光源雙光束調制的難度，優化了由于雙光束調制導致的照射薄膜不同位置帶來的精確性問題。

2、本實用新型采用NDIR傳感器，克服了由于調制后兩束光交替照射在塑料薄膜上的速度過快導致測量數據不準確的缺點，同時也有效的減小了由于掃描設備震動帶來的誤差問題。該傳感器使得分光法更加簡潔，能夠有效的保障測量的效果，增加測量的準確性。

3、本實用新型選用多組光源、傳感器對測試薄膜的多個點進行測量，由多個點的厚度狀況估計整個薄膜的厚度狀況，多個點的數據相互支撐相互校正，有效的提高了測量數據的可靠性。

4、本實用新型巧妙地使用信號低通濾波模塊，該模塊主要應用于濾波，有效地濾除環境中的高頻影響，使得信號更加精確。

4、本實用新型的特點是測量過程可行性強，通用性廣，靈敏度高，同時受環境影響小，精度高，成本低，應用簡化，功耗低，工作效率高，符合現代科技的設計理念。

附圖說明

圖1是本實用新型基于紅外的塑料薄膜厚度在線檢測裝置方案示意圖；

圖2是本實用新型基于紅外的塑料薄膜厚度在線檢測裝置結構示意圖；