CN113091664A - 一种宽度检测方法、系统、终端及存储介质 - Google Patents

一种宽度检测方法、系统、终端及存储介质 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种宽度检测方法，该方法采用探头分别检测待测物两侧的边缘宽度信息，并计算两侧的边缘宽度信息的和作为待测物的等效宽度信息；取初次检测的等效宽度信息作为初始值，在后续检测过程中，每次检测的等效宽度信息作为当前的检测值，将检测值与初始值进行比较，即得到待测物的宽度变化值；通过对宽度变化值进行判断，实现待测物宽度变化的检测；其中，所述边缘宽度信息是指探头未被待测物遮挡的宽度信息W。本发明宽度检测方法、系统、终端及存储介质可对待测物的宽度进行快速、可靠和稳定的在线实时检测，从而提高宽度变化检测的准确性，本发明尤其适用于薄膜等合掌产品的宽度检测。

Description

一种宽度检测方法、系统、终端及存储介质
技术领域
本发明涉及宽度检测技术领域，更具体地说，涉及一种宽度检测方法、系统、终端及存储介质。
背景技术
在工业生产过程中，随着生产自动化水平的提高、对于产品质量要求的提高，对于产品宽度误差测量及误差控制的要求越来越高。如在印刷行业，诸如薄膜宽度一致性、合掌产品宽度一致性及产品宽度变化都对后续生产工艺产生很大影响，会影响到后续产品的质量、生产速度甚至生产设备。因此就对这类产品的生产过程提出了越来越高的要求。而薄膜、合掌产品等的生产是一种连续、高速生产过程，生产过程中应尽量少停机或不停机，这就要求对产品宽度变化进行不间断、高速检测，检测出产品的宽度状态和宽度变化状态，以保证产品质量。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术中的缺点与不足，提供一种宽度检测方法、系统、终端及存储介质，其可对待测物的宽度进行快速、可靠和稳定的在线实时检测，从而提高宽度变化检测的准确性。本发明还提供一种可检测待测物宽度变化具体情况的宽度检测方法，可用于指导生产的调整，从而提高生产效益和生产质量。该方法尤其适用于薄膜、合掌产品生产等的宽度检测。
为了达到上述目的，本发明通过下述技术方案予以实现：一种宽度检测方法，其特征在于：采用探头分别检测待测物两侧的边缘宽度信息，并计算两侧的边缘宽度信息的和作为待测物的等效宽度信息；取初次检测的等效宽度信息作为初始值，在后续检测过程中，每次检测的等效宽度信息作为当前的检测值，将检测值与初始值进行比较，即得到待测物的宽度变化值；通过对宽度变化值进行判断，实现待测物宽度变化的检测；其中，所述边缘宽度信息是指探头未被待测物遮挡的宽度信息W。该探头采用超声波探头。
在上述方案中，本发明采用待测物在探头中占据的多少反映出待测物两边的宽度信息。另外，本发明可采用两侧的边缘宽度信息的和作为待测物的等效宽度信息，则可以快速、可靠检测出待测物宽度是否有变化。相对于传统检测两侧边缘距离的方法，本发明的检测方法可以有效防止因产品传送过程中发生宽度方向位移导致影响宽度计算的问题，使得该方法可降低外界因素对宽度检测的影响，从而提高产品宽度检测的准确性。
本发明采用探头输出的电信号V作为宽度信息W。
本发明包括以下步骤：
第一步，在待测物的两侧边缘位置分别设置探头T1和探头T2，采集待测物在探头T1中的初始宽度值对应的初始电压值V1i，采集待测物在探头T2中的初始宽度值对应的初始电压值V2i，计算等效宽度信息Vdi＝V1i+V2i作为初始值；
第二步，采集第n时刻待测物在探头T1中检测宽度值对应的检测电压值为V1n，采集任意时刻待测物在探头T2中检测宽度值对应的检测电压值为V2n，计算等效宽度信息Vdn＝V1n+V2n作为检测值；其中n为自然数；
第三步，计算第n时刻待测物误差电压值Ve作为宽度变化值，并设定变化允许范围0～Ve2，另设Ve1＝Ve2/2为预警误差；
Ve＝Vdn-Vdi；
当|Ve|≤Ve1时，则判断待测物宽度无变化；
当Ve1＜|Ve|＜Ve2时，则判断待测物宽度有变化且在允许范围内；
否则，再对Ve进一步判断：
当Ve＞0时，则判断待测物宽度变窄且超出允许范围；
当Ve＜0时，则判断待测物宽度变宽且超出允许范围。
本发明还包括以下步骤：在第三步中，当Ve＞0或Ve＜0时，
Ve＝Vdn-Vdi＝(V1n+V2n)-(V1i+V2i)
＝(V1n-V1i)+(V2n-V2i)＝Vdat1+Vdat2；
其中，Vdat1为探头T1中的宽度变化；Vdat2为探头T2中的宽度变化；
通过对Vdat1以及Vdat2的判断实现对待测物宽度发生变化的位置进行检测。
当Ve＞0时，判断待测物宽度变窄且超出允许范围，并对待测物宽度变窄的位置进行检测：
(1)当Vdat1＝0，待测物在探头T1中的宽度无变化，待测物在探头T2中的宽度变窄且超出允许范围；
(2)当Vdat1＜0，待测物在探头T1中的宽度变宽，待测物在探头T2中的宽度变窄，并待测物整体变窄且超出允许范围；
(3)当Vdat1＞0且Vdat2＜0，待测物在探头T1中的宽度变窄，待测物在探头T2中的宽度变宽，并待测物整体变窄且超出允许范围；
(4)当Vdat1＞0且Vdat2＞0，待测物在探头T1和探头T2中的宽度同时变窄，且超出允许范围。
当Ve＜0时，判断待测物宽度变宽且超出允许范围，并对待测物宽度变宽的位置进行检测：
(1)当Vdat1＝0，待测物在探头T1中的宽度无变化，待测物在探头T2中的宽度变宽且超出允许范围；
(2)当Vdat1＞0，待测物在探头T1中的宽度变窄，待测物在探头T2中的宽度变宽，并待测物整体变宽且超出允许范围；
(3)当Vdat1＜0且Vdat2＜0，待测物在探头T1和探头T2中的宽度同时变宽，且超出允许范围；
(4)当Vdat1＜0且Vdat2＞0，待测物在探头T1中的宽度变宽，待测物在探头T2中的宽度变窄，并待测物整体变宽且超出允许范围。
当有些产品或待测物需要对中缝位置进行检测时，本发明的方法还包括以下步骤：通过对Vdat1以及Vdat2的大小关系实现对待测物中缝位置的检测；
(1)当Vdat1和Vdat2相等时，待测物的中缝位置不变；
(2)当Vdat1和Vdat2中有一个为0时，待测物的中缝位置向不为0的一边移动；
(3)当Vdat1和Vdat2不相等时，待测物的中缝位置向数值大的一方移动。
一种宽度检测系统，其特征在于：包括：
探头，用于采集待测物两侧的边缘宽度信息；
数据计算模块，用于接收边缘宽度信息并计算两侧的边缘宽度信息的和作为待测物的等效宽度信息；取初次检测的等效宽度信息作为初始值，在后续检测过程中，每次检测的等效宽度信息作为当前的检测值，将检测值与初始值进行比较，即得到待测物的宽度变化值；
宽度判断模块，用于通过对宽度变化值进行判断，实现待测物宽度变化的检测；
所述探头、数据计算模块和宽度判断模块依次连接。
一种宽度检测终端，其特征在于：包括处理器以及用于存储处理器可执行程序的存储器，其特征在于：实现上述的宽度检测方法。
一种存储介质，其特征在于：其中所述存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序当被处理器执行时使所述处理器执行上述的宽度检测方法。
本发明方法不仅能够获得产品的等效宽度和宽度变化量，还可以获得产品在每个边的变化情况，即不仅能够确定产品整体是变宽、变窄，还可以确定各个边变宽、变窄及其组合，用于指导生产的调整，进而提高生产效益和生产质量。
如图6所示，在宽度检测过程中，任意时刻产品宽度由K1、K2、X的和确定，其中，K1和K2为两个探头分别被待测物遮挡的宽度，X为待测物位于探头之间的宽度。在检测过程中，K1和K2会根据产品宽度的变化而变化，而由于两个探头是固定的，则X的值不会发生变化，是个常量，这样以来，产品宽度可以由K1和K2替代，称其为等价宽度。另外，当产品宽度不变时，不管产品整体左移还是右移，K1和K2的和不变，因此，本发明的宽度检测只需检测两侧的边缘宽度信息的和的变化即可得到产品宽度的变化，该边缘宽度信息是指探头未被待测物遮挡的宽度信息W＝W1+W2，其中W1＝K-K1，W2＝K-K2，K为探头的宽度。
本发明的探头是一种信号转换装置，能够实现将宽度信息转换为电信号，转换关系为：
V＝f(W)
其中V为电信号，W为宽度信号，如果转换关系f()是线性关系，则公式可改写为：
V＝R*W
超声波无损检测被广泛应用于探伤、测距等领域，本发明引用超声波的反射、衍射特性，在超声波遇到不同材质时会发生不同特性的反射和衍射，致使到达接收端的信号强度减弱，应用这一特性，可以使得探头在没有物体遮挡时输出最大电压，在有遮挡物时输出电压随遮挡物的增加而变小，全部被遮挡时输出为0，超声波探头输出与接收超声波宽度(未遮挡宽度W)满足上述公式的关系，如图5所示。
超声波探头由超声波发射端和接收端组成，接收端将接收到的超声波强度按照图5所示的关系线性地转换为电压信号。当探头内没有物体遮挡时，即超声波达到最大宽度Wmax(mm)＝K时，输出最大电压值Vmax(V)；当有物体进入，遮挡到Wm宽度时探头输出Vm(V)。也就是说探头的输出与遮挡物的大小成反比，遮挡越多(被测物越宽)输出电压越小，即电压值小表示物体越宽，电压值越大表示物体越窄，而与从右侧还是从左侧进入无关，只要物体在任何一侧的遮挡是连续的，都会得到相同的输出结果。因此，只要知道探头的总体宽度，就可以通过检测未被待测物遮挡的宽度得到遮挡物体的宽度。由此可知：
(1)不管检测遮挡物体部分、还是检测不遮挡物体部分，总能得到检测物体的宽度；
(2)利用检测未被待测物遮挡部分的宽度信息，则计算的数据值大小与“变宽”和“变窄”状态相反。
(3)可以用探头输出的电信号V作为宽度信息w。
与现有技术相比，本发明具有如下优点与有益效果：
1、本发明宽度检测方法、系统、终端及存储介质可对待测物的宽度进行快速、可靠和稳定的在线实时检测，从而提高宽度变化检测的准确性，本发明尤其适用于薄膜、合掌等产品的宽度检测。
2、本发明的宽度检测方法可检测待测物宽度变化具体情况，可用于指导生产的调整，从而提高生产效益和生产质量。
附图说明
图1是实施例一中产品宽度检测方法的流程图；
图2是图1中B部分流程图；
图3是图1中A部分流程图；
图4是实施例一中宽度检测的信号连接示意图；
图5是宽度信息和电信号关系曲线图；
图6是待测物在超声波探头中的位置示意图。
具体实施方式
下面结合附图与具体实施方式对本发明作进一步详细的描述。
实施例一
本实施例以对合掌产品进行宽度检测为例对下面进行说明，本实施例检测合掌产品宽度变化具体情况。
如图1至图4所示，本发明宽度检测方法是采用超声波探头T1和超声波探头T2分别检测合掌产品两侧的边缘宽度信息，并计算两侧的边缘宽度信息的和作为合掌产品的等效宽度信息；取初次检测的等效宽度信息作为初始值，在后续检测过程中，每次检测的等效宽度信息作为当前的检测值，将检测值与初始值进行比较，即得到合掌产品的宽度变化值；通过对宽度变化值进行判断，实现合掌产品宽度变化的检测；其中，边缘宽度信息是指超声波探头T1和超声波探头T2未被合掌产品遮挡的宽度信息W，该方法采用超声波探头T1和超声波探头T2输出的电信号V作为宽度信息W。
具体包括以下步骤：
第一步，在合掌产品的两侧边缘位置分别设置超声波探头T1和超声波探头T2，超声波探头T1和超声波探头T2分别通过A/D转换器与控制器信号连接；采集合掌产品在超声波探头T1中的初始宽度值对应的初始电压值V1i，采集合掌产品在超声波探头T2中的初始宽度值对应的初始电压值V2i，计算等效宽度信息Vdi＝V1i+V2i作为初始值；
第二步，采集第n时刻合掌产品在超声波探头T1中检测宽度值对应的检测电压值为V1n，采集任意时刻合掌产品在超声波探头T2中检测宽度值对应的检测电压值为V2n，计算等效宽度信息Vdn＝V1n+V2n作为检测值；其中n为自然数；
第三步，计算第n时刻合掌产品误差电压值Ve作为宽度变化值，并设定变化允许范围0～Ve2；另设Ve1＝Ve2/2为预警误差，设置绿灯(合格)、黄灯(预警)和红灯(报警)三种与控制器连接的信号灯；
Ve＝Vdn-Vdi；
当|Ve|≤Ve1时，则判断合掌产品宽度无变化，合掌产品合格，绿灯亮；
当Ve1＜|Ve|＜Ve2时，则判断合掌产品宽度有变化且在允许范围内，黄灯亮；
否则，再对Ve进一步判断：
Ve＝Vdn-Vdi＝(V1n+V2n)-(V1i+V2i)
＝(V1n-V1i)+(V2n-V2i)＝Vdat1+Vdat2；
其中，Vdat1为探头T1中的宽度变化；Vdat2为探头T2中的宽度变化；
通过对Vdat1以及Vdat2的判断实现对合掌产品宽度发生变化的位置进行检测。
当Ve＞0时，则判断合掌产品宽度变窄且超出允许范围，合掌产品不合格，红灯亮，并对合掌产品宽度变窄的位置进行检测：
(1)当Vdat1＝0，合掌产品在超声波探头T1中的宽度无变化，合掌产品在超声波探头T2中的宽度变窄且超出允许范围；
(2)当Vdat1＜0，合掌产品在超声波探头T1中的宽度变宽，合掌产品在超声波探头T2中的宽度变窄，并合掌产品整体变窄且超出允许范围；
(3)当Vdat1＞0且Vddat2＜0，合掌产品在超声波探头T1中的宽度变窄，合掌产品在超声波探头T2中的宽度变宽，并合掌产品整体变窄且超出允许范围；
(4)当Vdat1＞0且Vdat2＞0，合掌产品在超声波探头T1和超声波探头T2中的宽度同时变窄，且超出允许范围。
当Ve＜0时，则判断合掌产品宽度变宽且超出允许范围，合掌产品不合格，红灯亮，并对合掌产品宽度变宽的位置进行检测：
(1)当Vdat1＝0，合掌产品在超声波探头T1中的宽度无变化，合掌产品在超声波探头T2中的宽度变宽且超出允许范围；
(2)当Vdat1＞0，合掌产品在超声波探头T1中的宽度变窄，合掌产品在超声波探头T2中的宽度变宽，并合掌产品整体变宽且超出允许范围；
(3)当Vdat1＜0且Vdat2＜0，合掌产品在超声波探头T1和超声波探头T2中的宽度同时变宽，且超出允许范围；
(4)当Vdat1＜0且Vdat2＞0，合掌产品在超声波探头T1中的宽度变宽，合掌产品在超声波探头T2中的宽度变窄，并合掌产品整体变宽且超出允许范围。
实施例二
本实施例与实施例一不同之处仅在于：
本发明的宽度检测方法还可通过对Vdat1以及Vdat2的大小关系实现对合掌产品中缝位置的检测：
(1)当Vdat1和Vdat2相等时，合掌产品的中缝位置不变；
(2)当Vdat1和Vdat2中有一个为0时，合掌产品的中缝位置向不为0的一边移动；
(3)当Vdat1和Vdat2不相等时，合掌产品的中缝位置向数值大的一方移动。
本实施的其他方法步骤均与实施例一一致。
实施例三
为实现实施例一所述的宽度检测方法，本实施例提供一种宽度检测系统，其包括：
超声波探头T1和超声波探头T2，用于采集合掌产品两侧的边缘宽度信息；
数据计算模块，用于接收边缘宽度信息并计算两侧的边缘宽度信息的和作为合掌产品的等效宽度信息；取初次检测的等效宽度信息作为初始值，在后续检测过程中，每次检测的等效宽度信息作为当前的检测值，将检测值与初始值进行比较，即得到合掌产品的宽度变化值；
宽度判断模块，用于通过对宽度变化值进行判断，实现合掌产品宽度变化的检测；
其中，超声波探头T1和超声波探头T2分别与数据计算模块和宽度判断模块依次连接。
实施例四
本实施例一种宽度检测终端，包括处理器以及用于存储处理器可执行程序的存储器，其特征在于：实现实施例一所述的宽度检测方法。
实施例五
本实施例一种存储介质，其中存储介质存储有计算机程序，计算机程序当被处理器执行时使处理器执行实施例一所述的宽度检测方法。
上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种宽度检测方法，其特征在于：采用探头分别检测待测物两侧的边缘宽度信息，并计算两侧的边缘宽度信息的和作为待测物的等效宽度信息；取初次检测的等效宽度信息作为初始值，在后续检测过程中，每次检测的等效宽度信息作为当前的检测值，将检测值与初始值进行比较，即得到待测物的宽度变化值；通过对宽度变化值进行判断，实现待测物宽度变化的检测；其中，所述边缘宽度信息是指探头未被待测物遮挡的宽度信息W。
2.根据权利要求1所述的宽度检测方法，其特征在于：采用探头输出的电信号V作为宽度信息W。
3.根据权利要求2所述的宽度检测方法，其特征在于：包括以下步骤：
第一步，在待测物的两侧边缘位置分别设置探头T1和探头T2，采集待测物在探头T1中的初始宽度值对应的初始电压值V1i，采集待测物在探头T2中的初始宽度值对应的初始电压值V2i，计算等效宽度信息Vdi＝V1i+V2i作为初始值；
第二步，采集第n时刻待测物在探头T1中检测宽度值对应的检测电压值为V1n，采集任意时刻待测物在探头T2中检测宽度值对应的检测电压值为V2n，计算等效宽度信息Vdn＝V1n+V2n作为检测值；其中n为自然数；
第三步，计算第n时刻待测物误差电压值Ve作为宽度变化值，并设定变化允许范围0～Ve2，另设Ve1＝Ve2/2为预警误差；
Ve＝Vdn-Vdi；
当|Ve|≤Ve1时，则判断待测物宽度无变化；
当Ve1＜|Ve|＜Ve2时，则判断待测物宽度有变化且在允许范围内；
否则，再对Ve进一步判断：
当Ve＞0时，则判断待测物宽度变窄且超出允许范围；
当Ve＜0时，则判断待测物宽度变宽且超出允许范围。
4.根据权利要求3所述的宽度检测方法，其特征在于：还包括以下步骤：在第三步中，当Ve＞0或Ve＜0时，
Ve＝Vdn-Vdi＝(V1n+V2n)-(V1i+V2i)
＝(V1n-V1i)+(V2n-V2i)＝Vdat1+Vdat2；
其中，Vdat1为探头T1中的宽度变化；Vdat2为探头T2中的宽度变化；
通过对Vdat1以及Vdat2的判断实现对待测物宽度发生变化的位置进行检测。
5.根据权利要求4所述的宽度检测方法，其特征在于：
当Ve＞0时，判断待测物宽度变窄且超出允许范围，并对待测物宽度变窄的位置进行检测：
(1)当Vdat1＝0，待测物在探头T1中的宽度无变化，待测物在探头T2中的宽度变窄且超出允许范围；
(2)当Vdat1＜0，待测物在探头T1中的宽度变宽，待测物在探头T2中的宽度变窄，并待测物整体变窄且超出允许范围；
(3)当Vdat1＞0且Vdat2＜0，待测物在探头T1中的宽度变窄，待测物在探头T2中的宽度变宽，并待测物整体变窄且超出允许范围；
(4)当Vdat1＞0且Vdat2＞0，待测物在探头T1和探头T2中的宽度同时变窄，且超出允许范围。
6.根据权利要求4所述的宽度检测方法，其特征在于：
当Ve＜0时，判断待测物宽度变宽且超出允许范围，并对待测物宽度变宽的位置进行检测：
(1)当Vdat1＝0，待测物在探头T1中的宽度无变化，待测物在探头T2中的宽度变宽且超出允许范围；
(2)当Vdat1＞0，待测物在探头T1中的宽度变窄，待测物在探头T2中的宽度变宽，并待测物整体变宽且超出允许范围；
(3)当Vdat1＜0且Vdat2＜0，待测物在探头T1和探头T2中的宽度同时变宽，且超出允许范围；
(4)当Vdat1＜0且Vdat2＞0，待测物在探头T1中的宽度变宽，待测物在探头T2中的宽度变窄，并待测物整体变宽且超出允许范围。
7.根据权利要求4所述的宽度检测方法，其特征在于：还包括以下步骤：通过对Vdat1以及Vdat2的大小关系实现对待测物中缝位置的检测；
(1)当Vdat1和Vdat2相等时，待测物的中缝位置不变；
(2)当Vdat1和Vdat2中有一个为0时，待测物的中缝位置向不为0的一边移动；
(3)当Vdat1和Vdat2不相等时，待测物的中缝位置向数值大的一方移动。
8.一种宽度检测系统，其特征在于：包括：
探头，用于采集待测物两侧的边缘宽度信息；
数据计算模块，用于接收边缘宽度信息并计算两侧的边缘宽度信息的和作为待测物的等效宽度信息；取初次检测的等效宽度信息作为初始值，在后续检测过程中，每次检测的等效宽度信息作为当前的检测值，将检测值与初始值进行比较，即得到待测物的宽度变化值；
宽度判断模块，用于通过对宽度变化值进行判断，实现待测物宽度变化的检测；
所述探头、数据计算模块和宽度判断模块依次连接。
9.一种宽度检测终端，其特征在于：包括处理器以及用于存储处理器可执行程序的存储器，其特征在于：实现权利要求1-7任一项所述的宽度检测方法。
10.一种存储介质，其特征在于：其中所述存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序当被处理器执行时使所述处理器执行权利要求1-7中任一项所述的宽度检测方法。
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