[發明專利]基于摩擦納米發電機和LC傳感的金屬產品計數分選方法

有效

• 申請號: 202011350819.2
• 申請日: 2020-11-26
• 公開（公告）號: CN112669488B
• 公開（公告）日: 2022-04-08
• 發明（設計）人: 陳金凱;廖子宇;董樹榮;軒偉鵬;駱季奎
• 申請（專利權）人: 杭州電子科技大學
• 主分類號: G07C3/10
• 分類號: G07C3/10;G06M1/10;G06M7/00;B07C5/08
• 代理公司: 杭州君度專利代理事務所(特殊普通合伙) 33240
• 代理人: 黃前澤

本發明公開了基于摩擦納米發電機和LC傳感的金屬產品計數分選方法。現有傳感技術成本高。本發明的摩擦納米發電機自供能模塊將轉軸機械能轉化為電能，為諧振探測傳感電路供電；信號采集電路采集諧振探測傳感電路輸出的衰減諧振信號并傳給電腦；電腦計算并存儲諧振探測傳感電路的諧振頻率隨時間變化的數據，且電腦預先存儲有不同高度規格金屬產品經過傳感元件電感所對應的諧振探測傳感電路諧振頻率尖峰范圍，當金屬產品經過傳感元件電感時，電腦根據諧振探測傳感電路的諧振頻率尖峰值，確定通過傳感元件電感的金屬產品高度規格，實現分選，并對各不同高度規格金屬產品的數量進行計數。本發明不需提供直流電源和傳感器件，成本低。

技術領域

本發明屬于傳感器技術領域，具體涉及一種基于摩擦納米發電機和LC傳感的金屬產品計數分選方法。

背景技術

傳統工廠流水線上產品進行計數，主要采取紅外激光發射加光電管作為接收的方式，當傳送帶上產品經過激光時，會遮住光電管的接收，從而在光電管的集電極上輸出正脈沖，通過單片機或者PLC或者數字計數芯片對正脈沖計數，可以獲取某段時間內產品的個數。又或者是采取圖像識別技術，利用攝像機對產品實時監控記錄，通過目標檢測算法，獲取包含產品的關鍵幀圖像，并對圖像數量進行計數，也可以獲取產品數量。無論哪種方法，雖然提升了工廠自動化水平，但都需要較為昂貴的傳感器件，還需要實時提供直流電源，同時還需要電源管理、A/D轉換等復雜模擬電路，增加了工廠的成本。

摩擦納米發電機，作為一種新型的納米能源，可以將傳感器周圍環境的機械振動(如走路，說話，敲擊鍵盤)轉化為電能，具有體積小，性能高，成本低的優點，適用于低功耗移動設備或者微型傳感器供電。因此，若能把摩擦納米發電機與工廠自動化相結合，為金屬產品的計數分選提供全新的技術解決方案，將帶來極大的經濟效益。

發明內容

本發明的目的是針對現有傳感供能技術的不足，為工廠自動化生產的智能傳感監測提供全新的解決方案，提出一種基于摩擦納米發電機和LC傳感的金屬產品計數分選方法，不再需要直流電源模塊，將摩擦納米發電機直接作為供能源，為后級探測傳感電路提供能量，實現對不同規格金屬產品進行分選與計數，電路簡單，傳感速度快，且避免使用昂貴的傳感器件和電源管理、A/D轉換等復雜模擬電路，成本低，極易維護。

本發明基于摩擦納米發電機和LC傳感的金屬產品計數分選方法，具體如下：

步驟一、搭建計數分選自供能傳感系統；所述的計數分選自供能傳感系統包括摩擦納米發電機自供能模塊、諧振探測傳感電路和信號采集電路。所述的摩擦納米發電機自供能模塊與傳送帶機構的轉軸固定；摩擦納米發電機自供能模塊的輸出端接諧振探測傳感電路的輸入端；諧振探測傳感電路由傳感元件電感L和電容C并聯而成；所述的傳感元件電感L固定在機架上，并位于傳送帶機構上方；信號采集電路的輸入端與諧振探測傳感電路的輸出端連接，信號采集電路的輸出端接電腦。

步驟二、啟動傳送帶機構，傳送帶機構傳輸金屬產品；摩擦納米發電機自供能模塊將傳送帶機構的轉軸機械能轉化為電能，為諧振探測傳感電路供電；信號采集電路采集諧振探測傳感電路輸出的衰減諧振信號并傳給電腦進行處理；電腦計算并存儲諧振探測傳感電路的諧振頻率隨時間變化的數據，且輸出諧振探測傳感電路的諧振頻率隨時間變化的圖像；電腦預先存儲有不同高度規格金屬產品經過傳感元件電感L所對應的諧振探測傳感電路諧振頻率尖峰范圍，當金屬產品經過傳感元件電感L時，電腦根據諧振探測傳感電路的諧振頻率尖峰值，確定通過傳感元件電感的金屬產品高度規格，實現分選，并對各不同高度規格金屬產品的數量進行計數。

作為優選，所述的電腦根據各不同高度規格金屬產品的數量得到金屬產品的總數量。

作為優選，所述的傳感元件電感L采用空芯電感。

作為優選，所述傳感元件電感L的電感值為500微亨至1毫亨。

作為優選，所述電容C的電容值為0到20微法。