CN103630546B - 旋转型红外led阵列光源检测系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种旋转型红外光波阵列检测收发系统，属于光电检测技术领域。该系统包括：红外发射、接收阵列，信号处理单元及直流电机旋转平台。本发明中红外发射、接收阵列采用LED阵列设计，体积小，使用方便，加上旋转平台的设计，可以对被测物体进行旋转式检测。信号处理电路采用放大、滤波处理。本发明操作简单，特别适用于空调、空气清新机等送风叶片加工过程中出现缺料缺陷的检测。

Description

旋转型红外LED阵列光源检测系统

技术领域：

本发明涉及一种旋转型红外LED阵列光源收发系统，属于光电检测技术领域，特别适用于空调、空气清新机等送风叶片加工过程中出现缺料缺陷的光电检测。

背景技术：

发光二极管（LED）是一种半导体固体发光器件，具有寿命长、低耗能等优势，能起到环保、节能的作用，起初由于其光效率较低，光通量很小，只能在电器设备和仪器仪表上作为指示灯使用，随着LED制造材料的革新、工艺的改进和生产规模的提高，磷化铝镓铟（Al、Ga、In、P）等超高亮度LED逐渐进入市场并占据重要地位。贴片式发光二极管是一种新型表面贴装式半导体发光器件，贴片式封装的LED又分为CHIP、TOP、SIDEVIEW等若干种类型，贴片式LED除了有着直插式LED的所有优点外，更以体积小、散射角大、发光均匀性好及散热性好等特点被广泛的应用于各种场合，例如显示屏、信号灯、家用照明上很多都已经采用了贴片式LED。随着电子技术的发展，LED作为一种发光器件得到的广泛应用。光电检测在各领域得到推广，红外线传感器就是一种光电检测器件。对于LED光源的国内外研究，主要有LED阵列光源的设计及光电检测装置（杨红;冯旭东;刘宏权，阵列式LED面光源（p），实用新型专利，申请号：CN201210270919.3，公开号：CN102767766A，主分类号：F21S8/00；李转发;刘明强;李文利，一种LED光源模块光电检测装置（p），实用新型专利，申请号：CN201220290095.1，公开号：CN202710178U，主分类号：G01J1/00），这些主要集中在LED阵列的设计及非接触光电检测装置，关于空调等送风轮叶片缺料缺陷，并没有相关研究成果的报导。

发明内容：

本发明的目的是提出一种旋转型红外LED阵列光源检测系统，根据红外光照强弱的变化，造成电路电压模拟量的变化，由模拟量的变化换算出相应数字量的变化,从而判断带检测物件是否存在缺陷。

本发明提出的旋转型红外LED阵列光源收发系统，包括：

（1）红外LED发射阵列，发射阵列由一块电路板组成，所述电路板上设有若干相同型号的红外发射LED传感器；红外LED发射阵列发出红外光，红外光用于穿射带检测物件。

（2）红外LED接收阵列，接收阵列由一块电路板组成，所述电路板上设有若干红外LED接收传感器；红外LED接收传感器分别对应红外LED发射传感器，接收穿透待检测物件的红外光；

（3）直流电机旋转平台，由低速直流电机、凹形塑模平台及金属支撑底座组成，电机带动凹形塑模平台旋转，对被测物体进行旋转式测量；

（4）信号处理单元，对红外LED接收传感器输出的信号进行放大、滤波处理及A/D转换。

上述装置中的各模块的组成及功能主要包括：

红外LED发射阵列中的LED传感器为贴片式结构，所述传感器电路板上沿直线按次序排列；红外LED发射阵列设于凹形塑模平台的内圈。

所述的红外LED接收阵列中的LED传感器为贴片式结构，在电路板上沿直线按次序排列；所述红外LED接收阵列设于凹形塑模平台的外圈。

凹形塑模平台的分为内圈和外圈，所述内圈和外圈各有一个插槽，分别放置红外LED发射阵列电路板和红外LED接收阵列电路板；直流电机通过齿轮与平台的底面相连，带动平台的旋转，被测工件放置在旋转平台上。

直流电机旋转平台由低速直流电机、凹形塑模平台及金属支撑底座组成，凹形塑模平台的内圈和外圈各有一个插槽，用于分别放置发射和接收阵列电路板，所述直流电机通过齿轮与旋转平台相连，带动平台的旋转，被测工件放置在旋转平台上。所述凹形塑模平台的内圈和所述凹形塑模平台的外圈设置在旋转底座上。

采用本发明的技术方案，利用红外LED阵列光源检测待测产品的质量问题，具有检测效率高，识别率高，成本低的有益效果。

附图说明：

图1为本发明中红外LED阵列光源收发系统组成结构框图。

图2为本发明中凹形塑模平台示意图。

图3为本发明实施例中传感器布设示意图。

图4为本发明实施例中光源收发系统电路图。

图5为本发明中装置装配总图。

1-凹形塑模平台的内圈，2-凹形塑模平台的外圈，3-旋转平台，4-旋转底座，5-底盘，6-轴承，7-弹簧挡圈，8-小齿轮，9-大齿轮，10-电机，11-支架

具体实施方式：

下面结合附图及对空调等送风叶轮的缺料检测为例，对本发明作进一步的说明。

图1为本发明系统组成结构框图，该系统主要由红外LED发射阵列、红外LED接收阵列，信号处理单元及直流电机旋转平台等部件组成。该系统的工作原理是：红外LED发射阵列沿垂直方向向外发射线形阵列红外光束，所述红外光束照射到待检测的送风叶轮，红外LED接收阵列接收发射阵列的线形红外光束。在两阵列之间设有一旋转平台，该平台由电机和齿轮带动，被测物体放置在旋转平台上时，透过被测物体的红外光强会发生变化，如果被测物体沿圆周方向上下结构不对称、或存在缺陷、或透光率不一致均会使接收阵列接收的光信号发生变化，根据这一变化就可以实现对被测物体的检测。

图2为本发明中凹形塑模平台示意图，主要由凹形塑模平台的内圈1，凹形塑模平台的外圈2组成，所述凹形塑模平台的内圈1上设有安装红外LED发射阵列的内环插槽1-1，所述凹形塑模平台的外圈2上设有安装红外LED发射阵列的外环插槽2-1，所述凹形塑模平台设置在旋转底座4上，凹形塑模平台固定不动。

图3为本发明中传感器阵列板及传感器布设示意图，板上圆孔为固定孔，方型标志为传感器，一块板用于固定红外LED发射阵列，另一块板用于固定红外LED接收阵列。其中，本实施例中红外发射阵列采用发射波长为940nm的贴片式LED（型号为IR67-21C），可照射角视角为120°，照射强度高。发射阵列由若干发光LED组成，按竖排放置，具体放置的位置根据需要自行调整，实例中竖排放置，电路中有限流电阻R=300Ω，保证LED发射红外光波长在940nm左右。本实施例中红外接收阵列，采用贴片式红外传感器，接收发射阵列的红外光，需要该传感器能够不受可见光干扰。每个传感器的放置个数及位置跟发光阵列LED相同并平行，实例中竖排放置。本实施例中安装两个传感器，取支路电阻为10KΩ。

本发明实施例中信号处理单元采用差动运放结构，增益可调，滤波电路滤除不必要的干扰，A/D转换单元为选配电路，可为后续仪器和设备提供模拟和数字输出信号。

如图4所示的电器图，其中D1、D3为发射传感器，D2、D4为接收传感器，R1-R6为固定电阻，R7、R8为可调电阻，U1A为运算放大器。

本发明实物装置及用于空调风叶注塑缺料检测的装配图如图5所示，可以快速、准确自动识别注塑件的缺料缺陷，所述直流电机10通过支架11固定，支架11的底部固定在底盘5上，支架11的顶端固定在旋转底座4上，所述直流电机10通过小齿轮8与大齿轮9啮合，带动带动平台3旋转，被测工件放置在旋转平台3上。旋转平台3通过轴承6与弹簧挡圈7与中心固定部12连接。被测工件放置在旋转平台3上与其一起旋转，被测产品做匀速圆周运动，从而实现产品的360度检测。

以上实施方式仅用于说明本发明，而并非对本发明的限制，有关技术的技术人员，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，还可以做出各种变化和变型，因此所有等同的技术方案也属于本发明保护的范畴，本发明的专利保护范围应由权利要求书规定。

Claims (3)

1.一种旋转型红外LED阵列光源检测系统，其特征在于，该系统包括：

(1)红外LED发射阵列，发射阵列由一块电路板组成，所述电路板上设有若干相同型号的红外LED发射传感器；红外LED发射阵列发出红外光；

(2)红外LED接收阵列，接收阵列由一块电路板组成，所述电路板上设有若干红外LED接收传感器；红外LED接收传感器分别对应红外LED发射传感器，接收红外光；

(3)直流电机旋转平台，由低速直流电机、凹形塑模平台及金属支撑底座组成，电机带动凹形塑模平台旋转，对被测物体进行旋转式测量；

(4)信号处理单元，对红外LED接收传感器输出的信号进行放大、滤波处理及A/D转换；

凹形塑模平台分为内圈和外圈，所述内圈和外圈各有一个插槽，分别放置红外LED发射阵列电路板和红外LED接收阵列电路板；所述红外LED发射阵列中的红外LED发射传感器为贴片式结构，所述红外LED发射传感器在红外LED发射阵列电路板上沿直线按次序排列；红外LED发射阵列设于凹形塑模平台的内圈；所述红外LED接收阵列中的红外LED接收传感器为贴片式结构，所述红外LED接收传感器在红外LED接收阵列电路板上沿直线按次序排列；所述红外LED接收阵列设于凹形塑模平台的外圈。

2.如权利要求1所述的一种旋转型红外LED阵列光源检测系统，其特征在于：所述直流电机通过齿轮与旋转平台相连，带动平台的旋转，被测工件放置在旋转平台上。

3.如权利要求1或2所述的一种旋转型红外LED阵列光源检测系统，其特征在于：所述凹形塑模平台的内圈和所述凹形塑模平台的外圈设置在旋转底座上。