CN110531094B - 一种光谱复采样自动化检测方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种光谱复采样自动化检测方法，该方法采用光谱自动化检测系统对球形物体表面质量进行检测，所述光谱自动化检测系统包括控制装置、气动装置、输入装置、输出装置和检测装置；所述气动装置、输入装置、输出装置和检测装置均与控制装置通信连接。本发明能够自动识别待测样品(特别是对于珍珠这类待测样品)是否进入检测装置，并实现光谱复采样检测，待检测完成之后，将待测样品从检测装置输出，并识别待测样品是否离开检测装置；即本发明利用自动化检测系统，实现了完整的光谱复采样自动化检测过程，为后续待测样品的表面质量鉴别提供了多组光谱数据，能够高效、高质量进行待测样品表面质量识别。

Description

一种光谱复采样自动化检测方法

技术领域

本发明涉及光谱检测技术领域，具体涉及一种光谱复采样自动化检测方法。

背景技术

现有的表面质量检测方法，特别是对于珍珠这类圆球形物体的表面质量检测，国内大多采用人工检测的方法，通过比较待测样品与标准样品来判断待测样品的质量，这类方法主要依靠人眼的观察，以及检测人员的鉴别能力来实现，一方面容易受到人眼的视力、疲劳度以及鉴别能力的影响，批量检测时需要投入大量的人力；另一方面对标准样品难于选择，可操作性差；因此人工检测方法存在检测效率和检测精度都极低，且操作繁杂，要求检测人员具备相当的鉴别能力等技术问题；另外，市面上还出现了一些采用机器视觉检测的方法，通过采集待测样品表面的图像，对图像进行解析以获得待测样品表面质量，这类方法不仅对拍照环境要求高，且无法保证图像采集时待测样品的稳定，导致采集的图像干扰大，且连续拍摄的多张图片无法有效反映待测样品的表面品质，因此常规的机器视觉检测方法检测精度差，且要求检测人员具备相当的专业技能，可操作时差；此外，国外还提出了光谱测量方法，通过采集待测样品表面光谱数据以获得待测样品表面质量，然而现有的光谱测量方法仅采集待测样品的单组光谱数据，检测精度仍然有待改进，且没有形成量化、完整的检测线。

发明内容

为了解决现有技术检测效率和检测精度差的技术问题，本发明提供了一种光谱复采样自动化检测方法，本发明利用一套全自动化、智能化的光谱自动化检测系统形成一套完善的自动化检测流程，对待测样品进行光谱复采样以获得同一待测样品的多组光谱数据，经检测软件处理得到待测样品的表面质量，大大提高了检测效率和检测精度。

本发明通过下述技术方案实现：

一种光谱复采样自动化检测方法，该方法采用光谱自动化检测系统对球形物体表面质量进行检测，所述光谱自动化检测系统包括控制装置、气动装置、输入装置、输出装置和检测装置；所述气动装置、输入装置、输出装置和检测装置均与控制装置通信连接；所述检测装置包括驱动装置、上圆盘、下圆盘、光谱探头和定位装置；所述驱动装置通过上圆盘和下圆盘的中心通孔以使所述上圆盘和下圆盘平行设置，且所述上圆盘与所述驱动装置固定连接，所述驱动装置能够驱动所述下圆盘进行转动；所述上圆盘上设置有至少一对输入通道和输出通道；所述输入通道与输入装置连通，所述输出通道与输出装置连通；所述下圆盘上配合输入通道和输出通道设置一个检测通道，所述检测通道与光谱探头连通，所述定位装置用于检测光谱探头的位置；该方法包括以下步骤：

步骤S1，初始化光谱自动化检测系统；

步骤S2，通过控制装置控制驱动装置转动下圆盘使光谱探头位于输入位置，待测样品由输入装置传送并经由输入通道进入光谱探头；

步骤S3，通过控制装置控制驱动装置转动下圆盘使光谱探头位于检测位置，由控制装置发出控制指令，开始进行光谱检测；

步骤S4，控制装置实时采集待测样品的光谱数据；

步骤S5，通过控制装置控制气动装置产生非平衡气流以使待测样品随机翻滚，重复执行步骤S4-步骤S5，直到达到所需光谱复采样组数；

步骤S6，检测完毕后，通过控制装置控制驱动装置转动下圆盘，使光谱探头位于输出位置时，通过控制装置控制气动装置产生平衡气流以使待测样品离开光谱探头，经输出装置输出。

优选的，所述定位装置包括多个红外探测装置，每个红外探测装置均包括设置在上圆盘上的红外收发装置以及配合设置在下圆盘上的反光装置；多个红外探测装置配合使用能够检测光谱探头是否位于输入位置、检测位置和输出位置；所述输入位置为光谱探头能够通过检测通道与输入通道连通；所述检测位置为光谱探头能够通过检测通道与上圆盘封闭区域对齐；所述输出位置为光谱探头能够通过检测通道与输出通道连通。本发明采用红外探测装置对整个检测过程进行监测，能够有效实现自动化检测操作。

优选的，所述气动装置包括气泵、调压装置、分流装置、控制阀和两组供气管路；其中，所述气泵产生气流，经由调压装置调压后，通过分流装置分为两路气流，两路气流分别通过一组供气管路输入到光谱探头，所述控制阀用于控制两路气流的通断；当控制阀控制两路气流中的一路导通，另一路断开，则在光谱探头内产生不平衡气流用以翻滚待测样品；当控制阀控制两路气流均导通，则在光谱探头内产生平衡气流用以驱动待测样品离开光谱探头。本发明通过设置气动装置，产生非平衡气流以实现对待测样品的翻滚，配合光谱探头完成多组随机光谱数据的检测，提高待测样品的光谱数据采集部位的随机性，且保证待测样品能够在气流消失后快速达到稳定状态，提高检测精度和可靠性；同时通过气动装置产生平衡气流以推送待测样品，操作简单，易于实现。

优选的，所述输入装置包括传送装置和输入管道；所述传送装置用于传送待测样品至输入管道，且所述输入管道内部安装有红外探测装置以监测待测样品进入输入管道；所述输出装置包括输出管道和分类装置，且所述输出管路内部安装有红外探测装置以监测检测后的物体进入输出管路，所述分类装置用于根据检测结果将已经检测完毕的物体进行分类。

优选的，所述控制装置包括上位机、光谱仪和发光装置；其中，所述发光装置和光谱仪通过Y型光纤与所述光谱探头的光纤口连通，所述发光装置用于发出可见光，所述可见光经光纤传输到光谱探头照射待测样品，所述光谱仪通过光纤采集待测样品表面的光谱数据，所述上位机与所述光谱仪通信连接用以接收光谱仪采集的光谱数据进行分析处理并发送控制指令。

优选的，所述上位机与所述驱动装置通信连接以控制驱动装置动作；所述上位机与定位装置通信连接以采集红外探测装置的输出电平信号；所述上位机分别与输入装置和输出装置内部的红外探测装置通信连接以采集红外探测装置的输出电平信号；所述上位机分别与调压装置和控制阀通信连接以控制调压装置和控制阀工作。本发明通过上位机来实现整个系统的统一控制，并实现采集及处理各检测数据，实现了全自动化检测过程。

优选的，所述步骤S1中的初始化具体包括：初始化上位机：启动上位机和测量软件；初始化检测装置：启动红外探测装置；控制驱动装置转动下圆盘，使光谱探头位于检测位置。

优选的，所述步骤S2还包括：通过输入装置中的红外探测装置检测到有待测样品进入时，则输出低电平信号到控制装置，控制装置接收到该信号之后再发出控制指令控制驱动装置转动下圆盘。

优选的，该方法还包括：步骤S7，当检测到输入装置中有新的待测样品时，则重复步骤S2-步骤S6；否则，继续检测输入装置中是否有新的待测样品。

优选的，所述待测样品为珍珠。

本发明具有如下的优点和有益效果：

本发明能够自动识别待测样品（特别是对于珍珠这类待测样品）是否进入检测装置，并实现光谱复采样检测，待检测完成之后，将待测样品从检测装置输出，并识别待测样品是否离开检测装置；即本发明利用自动化检测系统，实现了完整的光谱复采样自动化检测过程，为后续待测样品的表面质量鉴别提供了多组光谱数据，能够高效、高质量进行待测样品表面质量识别。

本发明通过采用气动装置产生平衡（不平衡）气流，有效实现待测样品的翻转、推送控制，配合光谱探头，提高了光谱复采样过程中待测样品翻滚的随机性以及待测样品的稳定性，提高了检测精度和可靠性；

本发明通过上位机实现整个系统的统一控制，数据采集以及数据处理，便于操作，且无需检测人员具备专业技能即可进行。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明实施例的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本发明实施例的限定。在附图中：

图1为本发明的系统结构原理框图。

图2为本发明的检测装置的上圆盘结构示意图。

图3为本发明的检测装置的下圆盘结构示意图。

图4为本发明的光谱探头结构示意图。

图5为本发明的输入装置结构示意图。

图6为本发明的输出装置结构示意图。

图7为本发明的气动装置结构示意图。

图8为本发明的控制装置结构示意图。

图9为本发明的控制原理示意图。

具体实施方式

在下文中，可在本发明的各种实施例中使用的术语“包括”或“可包括”指示所发明的功能、操作或元件的存在，并且不限制一个或更多个功能、操作或元件的增加。此外，如在本发明的各种实施例中所使用，术语“包括”、“具有”及其同源词仅意在表示特定特征、数字、步骤、操作、元件、组件或前述项的组合，并且不应被理解为首先排除一个或更多个其它特征、数字、步骤、操作、元件、组件或前述项的组合的存在或增加一个或更多个特征、数字、步骤、操作、元件、组件或前述项的组合的可能性。

在本发明的各种实施例中，表述“或”或“A或/和B中的至少一个”包括同时列出的文字的任何组合或所有组合。例如，表述“A或B”或“A或/和B中的至少一个”可包括A、可包括B或可包括A和B二者。

在本发明的各种实施例中使用的表述(诸如“第一”、“第二”等)可修饰在各种实施例中的各种组成元件，不过可不限制相应组成元件。例如，以上表述并不限制所述元件的顺序和/或重要性。以上表述仅用于将一个元件与其它元件区别开的目的。例如，第一用户装置和第二用户装置指示不同用户装置，尽管二者都是用户装置。例如，在不脱离本发明的各种实施例的范围的情况下，第一元件可被称为第二元件，同样地，第二元件也可被称为第一元件。

应注意到：如果描述将一个组成元件“连接”到另一组成元件，则可将第一组成元件直接连接到第二组成元件，并且可在第一组成元件和第二组成元件之间“连接”第三组成元件。相反地，当将一个组成元件“直接连接”到另一组成元件时，可理解为在第一组成元件和第二组成元件之间不存在第三组成元件。

在本发明的各种实施例中使用的术语仅用于描述特定实施例的目的并且并非意在限制本发明的各种实施例。如在此所使用，单数形式意在也包括复数形式，除非上下文清楚地另有指示。除非另有限定，否则在这里使用的所有术语(包括技术术语和科学术语)具有与本发明的各种实施例所属领域普通技术人员通常理解的含义相同的含义。所述术语(诸如在一般使用的词典中限定的术语)将被解释为具有与在相关技术领域中的语境含义相同的含义并且将不被解释为具有理想化的含义或过于正式的含义，除非在本发明的各种实施例中被清楚地限定。

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例和附图，对本发明作进一步的详细说明，本发明的示意性实施方式及其说明仅用于解释本发明，并不作为对本发明的限定。

实施例1

本实施例提出了一种光谱复采样自动化检测方法，该检测方法具体基于如图1所示的光谱自动化检测系统实现，该光谱自动化检测系统包括控制装置、气动装置、输入装置、输出装置和检测装置；所述气动装置、输入装置、输出装置和检测装置均与控制装置通信连接。所述检测装置包括驱动装置、上圆盘、下圆盘、光谱探头和定位装置；所述驱动装置通过上圆盘和下圆盘的中心通孔以使所述上圆盘和下圆盘平行设置，且所述上圆盘与所述驱动装置固定连接，所述驱动装置能够驱动所述下圆盘转动；所述上圆盘上设置有至少一对输入通道和输出通道；所述输入通道与输入装置连通，所述输出通道与输出装置连通；所述下圆盘上配合输入通道和输出通道设置一个检测通道，所述检测通道与光谱探头连通，所述定位装置用于检测光谱探头的位置。

本实施例的自动化检测方法具体包括：

步骤S1，初始化光谱自动化检测系统。

具体在本实施中，初始化光谱自动化检测系统包括启动检测系统中各个电气设备。

步骤S2，通过控制装置控制驱动装置转动下圆盘使光谱探头位于输入位置，待测样品由输入装置传送并经由输入通道进入光谱探头。具体在本实施例中，通过红外探测装置检测到待测样品进入输入装置后，再由控制装置控制驱动装置转动下圆盘使光谱探头转动至输入位置，以使待测样品通过输入通道、检测通道进入光谱探头，准备进行光谱检测。

步骤S3，通过控制装置控制驱动装置转动下圆盘使光谱探头位于检测位置，由控制装置发出控制指令，开始进行光谱检测。

步骤S4，控制装置实时采集待测样品的光谱数据。

步骤S5，通过控制装置控制气动装置产生非平衡气流以使待测样品随机翻滚，重复执行步骤S4-步骤S5，直到达到所需光谱复采样组数。具体在本实施例中，由步骤S4-步骤S5实现同一待测样品的光谱复采样，通过控制装置设置合适的压力值，控制气动装置产生相应的气流使待测样品翻滚，且保证不会对待测样品造成损伤，一段时间后，控制装置控制气动装置关闭气流通道，等到珍珠稳定后，采集得到稳定的光谱数据，以保证数据的有效性；在待测样品的一组光谱数据检测完成之后，控制装置重新控制气动装置开启气流通道，产生气流翻滚待测样品，以进行下一次光谱检测；如此反复，以获得多组随机的光谱数据。

步骤S6，检测完毕后，通过控制装置控制驱动装置转动下圆盘，使光谱探头位于输出位置时，通过控制装置控制气动装置产生平衡气流以使待测样品离开光谱探头，经输出装置输出。

具体在本实施例中，当同一待测样品的多组光谱数据检测完成之后，由控制装置控制关闭气动装置的所有气流通道，进行下一待测样品的光谱检测：即当检测到输入装置中有新的待测样品时，则重复步骤S2-步骤S6；否则，继续检测输入装置中是否有新的待测样品。

本实施例中，所述待测样品为珍珠。

实施例2

本实施例2对上述实施例1的检测装置作了进一步优化，具体的，如图2至图4所示，所述上圆盘1的中心设置有固定轴孔5，所述驱动装置固定在上圆盘1上，驱动装置的转轴穿过固定轴孔5且能够在固定转轴孔内转动；所述上圆盘1上靠近边缘位置沿厚度方向设置有2组输入通道和输出通道：第一通道4-1（作为输入通道）和第四通道4-4（作为输出通道）为一组，第二通道4-2（作为输出通道）和第三通道4-3（作为输入通道）为一组。所述下圆盘9的中心设置有旋转轴孔10，所述驱动装置的转轴穿过固定轴孔5与旋转轴孔10传动连接，所述驱动装置能够通过转轴带动下圆盘9转动；所述下圆盘9上对应上述上圆盘1上配合两组输入/输出通道沿厚度方向设置有两个检测通道（12-1和12-2）；本实施例中的所有输入通道、输出通道和检测通道的大小均相同。

所述光谱探头16包括圆柱形筒状结构以及一体成型在圆柱形筒状结构顶端开口处的圆环形探头底座16-1，圆柱形筒状结构底部沿内侧壁设置有辅助结构16-2便于快速稳定待测样品状态；圆柱形筒状结构底部中心设置有光纤口，用以配合光纤固定端16-4形成光纤插入口16-5；所述圆柱形筒状结构靠近底部的侧壁周面上均匀设置有6个气流通道16-3（16-3-1、16-3-2、16-3-3、16-3-4、16-3-5和16-3-6）；所述圆环形探头底座16-1上设置有与下圆盘9安装螺孔配合的螺孔（16-1-1、16-1-2和16-1-3）。

本实施例中结合图2至图4，以其中一组输入通道4-1/输出通道4-4和一个检测通道12-1为例进行说明：在上圆盘1上且位于输入通道4-1的两侧分别设置有一红外收发装置（第一红外收发装置2-1和第二红外收发装置2-2），在上圆盘1上且位于输出通道4-4的两侧分别设置有一红外收发装置（第三红外收发装置2-3和第四红外收发装置2-4）；所述输入通道4-1与输入装置固定连接，以使待测样品能够通过输入通道4-1输入至检测装置；所述输出通道4-4与输出装置固定连接，以使待测样品能够通过输出通道4-4输出至输出装置；所述检测通道12-1与光谱探头固定连接，以使待测样品能够通过检测通道至光谱探头；在所述下圆盘9上表面上且位于检测通道12-1两侧配合红外收发装置分别设置有一反光条（11-1和11-2）。

在本实施例中，定义输入通道位置处为输入位置，输出通道位置处为输出位置，输入通道与输出通道之间的中间位置处为检测位置；则由第一红外收发装置2-1/第二红外收发装置2-2和第一反光条11-1/第二反光条11-2来检测光谱探头是否位于输入位置；由第一红外收发装置2-1/第四红外收发装置2-4和第一反光条11-1/第二反光条11-2来检测光谱探头是否位于检测位置；由第三红外收发装置2-3/第四红外收发装置2-4和第一反光条11-1/第二反光条11-2来检测光谱探头是否位于输出位置。

另一组输入通道/输出通道以及检测通道是为了同时进行多组待测样品光谱测量，同理，设置方式如上（附图2至图3未示出），在此不作说明。

实施例3

本实施例3对上述实施例的输入装置和输出装置作了进一步优化，具体的，如图5和图6所示，所述输入装置包括传送装置和输入管道7；所述传送装置用于传送待测样品至输入管道7，所述输入管道依次包括漏斗形入口段7-1、圆柱形管道段7-2和圆环形输入管道底座7-5；在靠近圆环形输入管道底座7-5的所述圆柱形管道段7-2侧壁上设置有配套使用的红外发射装置7-3和红外接收装置7-4（所述红外发射装置和红外接收装置以圆柱形管道中心对称）以检测待测样品是否进入输入管道7；所述红外发射装置7-3发射红外信号，经管道内部，到达红外接收装置7-4，输出高电平信号；当有待测样品经过时，阻隔红外信号，红外接收装置无法接收到红外信号，则输出低电平信号。所述圆环形输入管道底座7-5上设置有与上圆盘1安装螺孔配合的螺孔（7-5-1、7-5-2和7-5-3）以将输入管道7固定在所述上圆盘1上。本实施例中的传送装置采用现有传送装置。

所述输出装置包括输出管道8和分类装置，所述输出管道8包括圆环形输出管道底座8-3和弯曲的圆柱形管道；所述圆环形输出管道底座8-3上设置有与上圆盘1安装螺孔配合的螺孔（8-3-1、8-3-2和8-3-3）以将输出管道8固定在所述上圆盘1上。在所述弯曲的圆柱形管道靠近出口的侧壁上沿中心对称设置红外发射装置8-1和红外接收装置8-2以检测待测样品是否顺利离开输出管道；所述分类装置与所述弯曲的圆柱形管道出口连通，用于根据检测结果将已经检测完毕的物体进行分类。

本实施例的检测系统的机械结构组装过程如下：

第一步，首先将2组输入装置7，分别与输入通道(4-1和4-3)对齐；然后，螺丝由上圆盘1下表面向上穿过螺孔(3-1、3-2和3-3) (3-7、3-8和3-9)和对应输入装置的螺孔（7-5-1、7-5-2和7-5-3）；最后，在输入装置7的圆环形底座7-5上表面扣紧螺母以将输入装置7固定在上圆盘1上。

第二步，首先将2组输出装置8，分别与输出通道(4-2和4-4)对齐。然后，螺丝由上圆盘1下表面向上穿过螺孔(3-4、3-5和3-6) (3-10、3-11和3-12)和对应输出装置的螺孔(8-3-1、8-3-2和8-3-3)。最后，在输出装置8的圆环形底座8-3上表面扣紧螺母以将输出装置8固定在上圆盘1上。

第三步，首先将2组光谱探头分别与第一检测通道12-1和第二检测通道12-2对齐；然后，螺丝由下圆盘9上表面向下穿过螺孔(13-1、13-2和13-3) 或(13-4、13-5和13-6)和对应光谱探头的螺孔（16-1-1、16-1-2和16-1-3）；最后，在光谱探头的圆环形底座下表面扣紧螺母。

第四步：首先将驱动装置的转轴向下穿过固定轴孔5；然后，螺丝由上圆盘1下表面向上穿过螺孔(3-13、3-14、3-15和3-16)和对应驱动装置底座螺孔，并在驱动装置底座上表面扣紧螺母以将驱动装置固定在上圆盘1上；最后，将向下穿过固定轴孔5的驱动装置转轴与旋转轴孔10传动连接，使得驱动装置能够通过转轴带动下圆盘9转动。优选的，还可以在转轴末端设置螺纹，用以和螺母在下圆盘9下方进行限位连接。

本实施例中的驱动装置可以采用舵机。

本实施例中还设置专门的限位装置。所述限位装置采用现有的卡件结构，所述限位装置上端固定在上圆盘1的边缘上，限位装置的下端卡槽用于卡接下圆盘9，防止下圆盘9在旋转过程中脱落下坠。本实施例还可以在上圆盘1的边缘且沿上圆盘1圆周均匀设置多个限位装置。

实施例4

本实施例4对上述实施例的气动装置作了进一步优化，具体的，如图7所示，所述气动装置包括气泵17、调压装置18、分流装置20、控制阀21和两组供气管路；本实施例中，所述分流装置采用三通管道；所述控制阀采用电磁开关；所述供气管路采用四通管道；其中，所述气泵端连接调压装置18的输入端，调压装置18的输出端连接分流装置20的输入端，所述分流装置20的两路输出端分别连接两组供气管路23-1和23-2，且在所述分流装置20与所述两组供气管路之间沿气流方向依次设置有控制阀21和安全阀22；且所述控制阀21用以控制气流的通断；所述安全阀用以防止气流倒流；所述两组供气管路分别连接光谱探头侧壁上均匀设置的两组气流通道（16-3-1、16-3-2、16-3-3、16-3-4、16-3-5和16-3-6）。图7中，附图标记19-1、19-2、19-3、19-4、19-5、19-6、19-7、19-8、19-9、19-10、19-11、19-12和19-13均是指气流管道。

具体的，所述气泵17产生气流，经由调压装置18调压后，通过分流装置20分为两路气流，两路气流分别通过一组供气管路输入到光谱探头，所述控制阀21用于控制两路气流的通断；当控制阀21控制两路气流中的一路导通，另一路断开，则在光谱探头内产生不平衡气流用以翻滚待测样品；当控制阀21控制两路气流均导通，则在光谱探头内产生平衡气流用以驱动待测样品离开光谱探头。

本实施例通过设置气动装置，产生非平衡气流以实现对待测样品的翻滚，配合光谱探头完成多组随机光谱数据的检测，提高待测样品的光谱数据采集部位的随机性，且保证待测样品能够在气流消失后快速达到稳定状态，提高检测精度和可靠性；同时通过气动装置产生平衡气流以推送待测样品，操作简单，易于实现。

实施例5

本实施例5对上述实施例的控制装置作了进一步优化，具体的，如图8和图9所示，所述控制装置包括上位机28、光谱仪26和发光装置25；其中，所述发光装置25和光谱仪26通过Y型光纤24与所述光谱探头的光纤口连通，具体在本实施例中，所述Y型光纤24包括光纤母端24-1、光纤分叉端24-2和光纤插入头24-3；所述发光装置25和光谱仪26分别连接在Y型光纤24的分叉端24-2，光纤母端24-1连接光纤插入头24-3，所述光纤插入头24-3与光谱探头的光纤口连接。

所述发光装置25发出可见光，所述可见光经光纤传输到光谱探头照射待测样品，所述光谱仪26通过光纤采集待测样品表面的光谱数据，所述上位机28与所述光谱仪26通信连接（通过数据传输线27连接）用以接收光谱仪26采集的光谱数据进行分析处理并发送控制指令。

本实施例中，所述上位机28与所述驱动装置通信连接以控制驱动装置动作；所述上位机28与定位装置通信连接以采集红外探测装置的输出电平信号；所述上位机28分别与输入装置和输出装置内部的红外探测装置通信连接以采集红外探测装置的输出电平信号；所述上位机28分别与调压装置和控制阀通信连接以控制调压装置和控制阀工作。如图9所述，在本实施例中，检测系统中所有的红外探测装置均分别通过I/O接口连接线与上位机28通信连接；所述驱动装置通过数据传输线与上位机28通信连接；所述调压装置通过数据传输线与上位机28通信连接；所述控制阀21通过I/O接口连接线与上位机28通信连接。本实施例通过上位机来实现整个系统的统一控制，并实现采集及处理各检测数据，实现了全自动化检测过程。

本领域内的技术人员应明白，本申请的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本申请可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本申请可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质（包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等）上实施的计算机程序产品的形式。

本申请是参照根据本申请实施例的方法、设备（系统）、和计算机程序产品的流程图和／或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和／或方框图中的每一流程和／或方框、以及流程图和／或方框图中的流程和／或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和／或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。

这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和／或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。

这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和／或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。

以上所述的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种光谱复采样自动化检测方法，其特征在于，该方法采用光谱自动化检测系统对球形物体表面质量进行检测，所述光谱自动化检测系统包括控制装置、气动装置、输入装置、输出装置和检测装置；所述气动装置、输入装置、输出装置和检测装置均与控制装置通信连接；所述检测装置包括驱动装置、上圆盘、下圆盘、光谱探头和定位装置；所述驱动装置通过上圆盘和下圆盘的中心通孔以使所述上圆盘和下圆盘平行设置，且所述上圆盘与所述驱动装置固定连接，所述驱动装置能够驱动所述下圆盘进行转动；所述上圆盘上设置有至少一对输入通道和输出通道；所述输入通道与输入装置连通，所述输出通道与输出装置连通；所述下圆盘上配合输入通道和输出通道设置一个检测通道，所述检测通道与光谱探头连通，所述定位装置用于检测光谱探头的位置；该方法包括以下步骤：

步骤S1，初始化光谱自动化检测系统；

步骤S2，通过控制装置控制驱动装置转动下圆盘使光谱探头位于输入位置，待测样品由输入装置传送并经由输入通道进入光谱探头；

步骤S3，通过控制装置控制驱动装置转动下圆盘使光谱探头位于检测位置，由控制装置发出控制指令，开始进行光谱检测；

步骤S4，控制装置实时采集待测样品的光谱数据；

步骤S5，通过控制装置控制气动装置产生非平衡气流以使待测样品随机翻滚，重复执行步骤S4-步骤S5，直到达到所需光谱复采样组数；

步骤S6，检测完毕后，通过控制装置控制驱动装置转动下圆盘，使光谱探头位于输出位置时，通过控制装置控制气动装置产生平衡气流以使待测样品离开光谱探头，经输出装置输出。

2.根据权利要求1所述的一种光谱复采样自动化检测方法，其特征在于，所述定位装置包括多个红外探测装置，每个红外探测装置均包括设置在上圆盘上的红外收发装置以及配合设置在下圆盘上的反光装置；多个红外探测装置配合使用能够检测光谱探头是否位于输入位置、检测位置和输出位置；所述输入位置为光谱探头能够通过检测通道与输入通道连通；所述检测位置为光谱探头能够通过检测通道与上圆盘封闭区域对齐；所述输出位置为光谱探头能够通过检测通道与输出通道连通。

3.根据权利要求1或2所述的一种光谱复采样自动化检测方法，其特征在于，所述气动装置包括气泵、调压装置、分流装置、控制阀和两组供气管路；其中，所述气泵产生气流，经由调压装置调压后，通过分流装置分为两路气流，两路气流分别通过一组供气管路输入到光谱探头，所述控制阀用于控制两路气流的通断；当控制阀控制两路气流中的一路导通，另一路断开，则在光谱探头内产生不平衡气流用以翻滚待测样品；当控制阀控制两路气流均导通，则在光谱探头内产生平衡气流用以驱动待测样品离开光谱探头。

4.根据权利要求3所述的一种光谱复采样自动化检测方法，其特征在于，所述输入装置包括传送装置和输入管道；所述传送装置用于传送待测样品至输入管道，且所述输入管道内部安装有红外探测装置以监测待测样品进入输入管道；所述输出装置包括输出管道和分类装置，且所述输出管路内部安装有红外探测装置以监测检测后的物体进入输出管路，所述分类装置用于根据检测结果将已经检测完毕的物体进行分类。

5.根据权利要求4所述的一种光谱复采样自动化检测方法，其特征在于，所述控制装置包括上位机、光谱仪和发光装置；其中，所述发光装置和光谱仪通过Y型光纤与所述光谱探头的光纤口连通，所述发光装置用于发出可见光，所述可见光经光纤传输到光谱探头照射待测样品，所述光谱仪通过光纤采集待测样品表面的光谱数据，所述上位机与所述光谱仪通信连接用以接收光谱仪采集的光谱数据进行分析处理并发送控制指令。

6.根据权利要求5所述的一种光谱复采样自动化检测方法，其特征在于，所述上位机与所述驱动装置通信连接以控制驱动装置动作；所述上位机与定位装置通信连接以采集红外探测装置的输出电平信号；所述上位机分别与输入装置和输出装置内部的红外探测装置通信连接以采集红外探测装置的输出电平信号；所述上位机分别与调压装置和控制阀通信连接以控制调压装置和控制阀工作。

7.根据权利要求6所述的一种光谱复采样自动化检测方法，其特征在于，所述步骤S1中的初始化具体包括：初始化上位机：启动上位机和测量软件；初始化检测装置：启动红外探测装置；控制驱动装置转动下圆盘，使光谱探头位于检测位置。

8.根据权利要求6所述的一种光谱复采样自动化检测方法，其特征在于，所述步骤S2还包括：通过输入装置中的红外探测装置检测到有待测样品进入时，则输出低电平信号到控制装置，控制装置接收到该信号之后再发出控制指令控制驱动装置转动下圆盘。

9.根据权利要求6所述的一种光谱复采样自动化检测方法，其特征在于，该方法还包括：步骤S7，当检测到输入装置中有新的待测样品时，则重复步骤S2-步骤S6；否则，继续检测输入装置中是否有新的待测样品。

10.根据权利要求7-9任一项所述的一种光谱复采样自动化检测方法，其特征在于，所述待测样品为珍珠。

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