CN115015206B - 基于紫外荧光法的玻璃表面洁净度检测装置及检测方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及玻璃表面洁净度检测技术领域，具体是基于紫外荧光法的玻璃表面洁净度检测装置及检测方法，包括工作平台以及布置在工作平台上的用于引导玻璃前行的运载部，在玻璃的上下两侧分别安装有上光源和下光源，并且上光源和下光源的光束交汇处位于玻璃的上表面内，拍摄部对光束交汇处进行拍摄以获取玻璃表面照片；本发明通过对玻璃表面的检测，能够有效的检测出玻璃表面污渍的状态，快捷方便，省时省力。

Description

基于紫外荧光法的玻璃表面洁净度检测装置及检测方法

技术领域

本发明涉及玻璃表面洁净度检测技术领域，具体是基于紫外荧光法的玻璃表面洁净度检测装置及检测方法。

背景技术

随着制造技术的发展，使得人们对玻璃表面清洁技术的研究投入了越来越多的注意力。

目前对于玻璃表面洁净度检测使用的主要是水滴角检测方法，这种方法虽然能够对玻璃表面洁净度检测起到一定的作用，但是只能对水滴滴落的部分进行检测，做不到对玻璃表面全方位的检测；并且因为使用水滴滴落在干净的玻璃表面进行检测，所以又会导致洗干净的玻璃表面再次被污染。常规使用的检测方法，需要对玻璃表面的洁净度多次甚至频繁地进行测量，费时费力，因此亟待解决。

发明内容

为了避免和克服现有技术中存在的技术问题，本发明提供了基于紫外荧光法的玻璃表面洁净度检测装置，本发明通过对玻璃表面的检测，能够有效的检测出玻璃表面污渍的状态，快捷方便，省时省力。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

基于紫外荧光法的玻璃表面洁净度检测装置，包括工作平台以及布置在工作平台上的用于引导玻璃前行的运载部，在玻璃的上下两侧分别安装有上光源和下光源，并且上光源和下光源的光束交汇处位于玻璃的上表面内，拍摄部对光束交汇处进行拍摄以获取玻璃表面照片。

作为本发明进一步的方案：所述上光源的光束倾斜照射在玻璃的上表面上，所述下光源的光束由下而上的垂直照射在玻璃的上表面上。

作为本发明再进一步的方案：所述上光源和下光源的光束为平行光束，所述光束与玻璃前行方向形成一夹角，拍摄部的拍摄方向与上光源光束的反射方向相对布置。

作为本发明再进一步的方案：所述运载部包括设置在底架上的转轴，在转轴上同轴固接有与玻璃下表面形成面接触且用于推动玻璃前行的滚轮，各个转轴沿底架长度方向均匀布置在底架上，转轴的两端通过轴承与底架彼此连接；在底架的隔板上布置有驱动电机，驱动电机的输出轴上同轴固接有主动轮，主动轮通过传动带与同轴固接在转轴一端的从动轮彼此连接。

作为本发明再进一步的方案：所述上光源和下光源均为紫外线灯且紫外线灯的长度方向与玻璃的宽度方向平行，下光源固接在底架上且光束传播方向与转轴互不干涉，上光源通过侧架固定在底架上。

作为本发明再进一步的方案：所述拍摄部包括通过侧架固定在底架上的摄像机，以及用于传输拍摄信息的传输器，所述传输器也是通过侧架固定在底架上。

作为本发明再进一步的方案：所述夹角的角度为45度。

一种使用该检测装置的检测方法，包括以下步骤：

S1、首先将运载部、上光源、下光源和拍摄部安装在工作平台上，调节好各部的状态；

S2、将玻璃放置在滚轮上，并且将上光源、下光源以及摄像机调节到预定的工作位置，开启驱动电机，玻璃开始前行；

S3、将拍摄好的图片通过传输器传送到后续图像处理系统，完成对玻璃表面洁净度的检测。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1、本发明在玻璃上方的紫外线灯光照射在玻璃表面使得油脂、灰尘等物质产生荧光效应，保证使用摄像机可以拍出更加明显的污染物图片；下方的紫外线灯光照射在玻璃下表面，可以进一步增强污染物产生的荧光效应，同时可以使得上方紫外线灯在玻璃表面的反射镜像减弱，减小对摄像头拍摄照片的环境因素干扰。

2、本发明使用滚轮与玻璃架进行接触，在确保玻璃匀速前行的同时，能够减少装置与玻璃的接触面积，避免引入新的污渍。

3、摄像机呈现线性阵列布置，在玻璃由传动装置向前运送过程中，根据玻璃向前传动的速度，设定好摄像头拍摄的节拍，确保玻璃的每一部分都能够被摄像头拍摄出清晰的照片，以便送入检测系统来判断玻璃表面的洁净度。

4、四根转轴的同步匀速转动，能使玻璃稳定匀速的前行。采用橡胶制成的滚轮能够确保玻璃在前行的过程中，不会产生振动，避免玻璃因振动而产生损坏。

附图说明

图1为本发明的结构示意图。

图2为本发明中工作平台和运载部装配结构示意图。

图3为本发明中光源部和拍摄部轴侧位置示意图。

图4为本发明中光源部和拍摄部侧视图。

图中：

10、工作平台；11、底架；12、侧架；

20、运载部；21、驱动电机；22、主动轮；23、从动轮；

24、传动带；25、转轴；26、滚轮；

30、光源部；31、上光源；32、下光源；

40、拍摄部；41、摄像机；42、传输器；

a、玻璃。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1-4，本发明装置部分共包括四个部分，分别是工作平台10，以及设置在工作平台10上运载部20、光源部30和拍摄部40。

工作平台10主要是有起支撑固定作用的底架11和侧架12组成，侧架12设置在底架11的上方。

运载部20主要包括驱动电机21，驱动电机21设置在底架11的隔板上。在底架11的顶部设置有转轴25，并且四个转轴25沿着底架11的长度方向依次排布。转轴25通过轴承回转连接在底架11上，并且四个转轴25的一端向底架11外侧延伸；在延伸端上同轴固接有从动轮23，在驱动电机21的输出轴上同轴固接有与从动轮23配合的主动轮22，主动轮22和从动轮23之间通过传动带24彼此连接。从动轮23和主动轮22与轴可以通过焊接的方式固定在一起，也可以采用键配合的方式固定。在转轴25上还同轴固接有随转轴25同步转动的滚轮26，每一根转轴25上设置有四个滚轮26，两两对称的设置在转轴25上。玻璃a放置在滚轮26上，在滚轮26的传动作用下匀速前行。

光源部30包括上光源31和下光源32。上光源31分布在玻璃a的上方，与玻璃a成一定的照射角度，并且通过侧架12固定；下光源32设置在玻璃a的下方，并且下光源32长的光束由下而上的垂直照射在玻璃a上。上光源31的光束和下光源32的光束交叉汇聚面位于玻璃a上表面上。

拍摄部40包括摄像机41和传输器42。摄像机41对光束汇聚处进行拍摄，摄像机41有多台，各个摄像机41沿着玻璃a的宽度方向依次布置；并将拍摄的照片传输给传输器42，再由传输器42传送给信息处理终端。摄像机41和传输器42均通过侧架12固定，进而悬置在玻璃a的上方。

紫外线荧光效应是指通过使用波长为365nm的紫外线光照射在待检测的表面，如果玻璃a表面存在具有可接收激发光结构或具有一定程度荧光效应的物质上时，这些物质会发射出不同颜色、不同强度的可见光，当紫外线光停止照射的时候，就不存在上述的可见光。可以利用这个特点检测玻璃a表面是否存在油脂、灰尘等物质，从而完成玻璃a表面的洁净度检测。

为了更好的识别玻璃a表面的情况，于是使用的上光源31和下光源32的宽度与玻璃a宽度相同的紫外线灯，并且产生的是平行光。紫外线灯的长度方向与运行中玻璃a的宽度方向平行，这样能够对前行中的玻璃a进行均匀的照射。上光源31的光束和下光源32的光束的交叉汇聚面为长方形，玻璃a的上表面在前行的过程中匀速经过光束的交叉汇聚面，进而玻璃a上表面的每一块地方都能拍摄下来。

对于上光源31来说，其产生的光束的与玻璃a的前进方向成一定的夹角，较为优选的是45度。下光源32始终是垂直照射玻璃a。上光源31光束反射的光进入摄像机41，即摄像机41的拍摄方向与上光源31光束的反射方向相对布置，这样能够更清晰的拍摄照片。

在检测过程中，玻璃a通过运载部20向前运动，可以保证玻璃a向前运动的过程中，玻璃a的每一块地方都能经过拍摄部40。在玻璃a上方的紫外线灯光照射在玻璃a表面使得油脂、灰尘等物质产生荧光效应，保证使用摄像机41可以拍出更加明显的污染物图片。下方的紫外线灯光照射在玻璃a下表面，可以进一步增强污染物产生的荧光效应，同时可以使得上方紫外线灯在玻璃a表面的反射镜像减弱，减小对摄像头拍摄照片的环境因素干扰。摄像机41呈现线性阵列布置，在玻璃a由传动装置向前运送过程中，根据玻璃a向前传动的速度，设定好摄像头拍摄的节拍，确保玻璃a的每一部分都能够被摄像头拍摄出清晰的照片，以便送入检测系统来判断玻璃a表面的洁净度。控制通信模块可以用来控制摄像头的拍摄节拍，并且将摄像头拍摄图片收集起来，用于后期图像处理以识别玻璃a表面洁净度是否符合要求。

使用该装置的检测方法，包括以下步骤：

首先将运载部20、上光源31、下光源32和拍摄部40安装在工作平台10上，调节好各部的状态。

将玻璃a放置在滚轮26上，并且将上光源31、下光源32以及摄像机41调节到预定的工作位置，开启驱动电机21，玻璃a开始前行。将拍摄好的图片通过传输器42传送到后续图像处理系统，完成对玻璃a表面洁净度的检测。

图像处理方法：

在工作环境下，采集到大量玻璃a表面被油污、灰尘、水等污染物污染后的图片，将拍摄得到的图片导入C++程序中，通过计算将原始的rgb图像转化为hsv图像，以得到对比差异更加明显的hsv图像。使用LabelImg工具进行人工打标签，将打好标签的数据集分成训练集和测试集两部分，把训练集输入yolo5模型内训练，实现对玻璃a表面污染物的检测。

在使用的时候，只需要将摄像头拍摄到的图像先转化为hsv图像，然后将图像输入以上训练好的yolo5模型内，即可自动检测玻璃a表面是否具有污染物。yolo5模型具有高速度高准确性的优点。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.基于紫外荧光法的玻璃表面洁净度检测装置，其特征在于，包括工作平台（10）以及布置在工作平台（10）上的用于引导玻璃（a）前行的运载部（20），在玻璃（a）的上下两侧分别安装有上光源（31）和下光源（32），并且上光源（31）和下光源（32）的光束交汇处位于玻璃（a）的上表面内，拍摄部（40）对光束交汇处进行拍摄以获取玻璃（a）表面照片；

所述上光源（31）的光束倾斜照射在玻璃（a）的上表面上，所述下光源（32）的光束由下而上的垂直照射在玻璃（a）的上表面上；

所述上光源（31）和下光源（32）的光束为平行光束。

2.根据权利要求1所述的基于紫外荧光法的玻璃表面洁净度检测装置，其特征在于，所述光束与玻璃（a）前行方向形成一夹角，拍摄部（40）的拍摄方向与上光源（31）光束的反射方向相对布置。

3.根据权利要求2所述的基于紫外荧光法的玻璃表面洁净度检测装置，其特征在于，所述运载部（20）包括设置在底架（11）上的转轴（25），在转轴（25）上同轴固接有与玻璃（a）下表面形成面接触且用于推动玻璃（a）前行的滚轮（26），各个转轴（25）沿底架（11）长度方向均匀布置在底架（11）上，转轴（25）的两端通过轴承与底架（11）彼此连接；在底架（11）的隔板上布置有驱动电机（21），驱动电机（21）的输出轴上同轴固接有主动轮（22），主动轮（22）通过传动带（24）与同轴固接在转轴（25）一端的从动轮（23）彼此连接。

4.根据权利要求3所述的基于紫外荧光法的玻璃表面洁净度检测装置，其特征在于，所述上光源（31）和下光源（32）均为紫外线灯且紫外线灯的长度方向与玻璃（a）的宽度方向平行，下光源（32）固接在底架（11）上且光束传播方向与转轴（25）互不干涉，上光源（31）通过侧架（12）固定在底架（11）上。

5.根据权利要求3所述的基于紫外荧光法的玻璃表面洁净度检测装置，其特征在于，所述拍摄部（40）包括通过侧架（12）固定在底架（11）上的摄像机（41），以及用于传输拍摄信息的传输器（42），所述传输器（42）也是通过侧架（12）固定在底架（11）上。

6.根据权利要求3所述的基于紫外荧光法的玻璃表面洁净度检测装置，其特征在于，所述夹角的角度为45度。

7.使用权利要求5所述装置的检测方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、首先将运载部（20）、上光源（31）、下光源（32）和拍摄部（40）安装在工作平台（10）上，调节好各部的状态；

S2、将玻璃（a）放置在滚轮（26）上，并且将上光源（31）、下光源（32）以及摄像机（41）调节到预定的工作位置，开启驱动电机（21），玻璃（a）开始前行；

S3、将拍摄好的图片通过传输器（42）传送到后续图像处理系统，完成对玻璃（a）表面洁净度的检测。

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