CN201059965Y - 圆柱形物料变形检测装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种利用光学检测及信号处理技术自动检测出圆柱形物料生产中变形、扭曲等不合格产品的检测装置，主要包括光发送器、光接收器和信号处理板，光发送器和光接收器对称设置于物料的两端，光发送器、光接收器均通过引线与信号处理板连接，外形有缺陷的物料通过时会减少接收器上的通光量，被外形缺陷挡住的光线部分就是外形缺陷大小的尺寸，光线被挡住的部分越大，物料的缺陷也就越大，光接收器把光信号转换成电信号，通过信号处理电路将转换结果不失真的转换成电压信号，达到在线质量检测的目的。

Description

圆柱形物料变形检测装置

技术领域：

本实用新型涉及一种光电检测装置，主要用于对圆柱形物料生产中产品变形、扭曲、粗细不均现象的检测。

背景技术：

随着技术的发展，人们对产品质量的要求日益提高，在一些圆柱形物料的生产中，对一些变形、扭曲等不合格的产品，往往利用人工进行挑检，不仅影响工作效率，还难免有次品流出。如在卷烟生产线上对烟支外观质量的检测，由于卷接速度很快，每分钟高达7000支甚至更多，这样对有翘边、弯曲、畸形的烟支就很难进行挑拣，结果流入包装工序中，导致包装烟支次品流出，影响产品的质量。目前有人提出使用摄像装置的圆周在线光学投影检测机构，利用摄像头成像面积捕捉完整端面，测量端面几何尺寸进行比较判断的方法，但这种方法制作复杂，实际运用难度很大。

实用新型内容：

本实用新型的目的在于提供一种利用光学检测及信号处理技术自动检测出圆柱形物料生产中变形、扭曲等不合格产品的检测装置。

为实现上述目的，本实用新型采取如下技术方案：一种圆柱形物料变形检测装置，主要包括光发送器、光接收器和信号处理板，光发送器和光接收器对称设置于物料的两端，光发送器、光接收器均通过引线与信号处理板连接。

上述圆柱形物料变形检测装置中的光发送器是由光源发射管、光学镜头、发送器外壳和镜筒组成，光源发射管设置于发送器外壳内的一端，光源发射管的前方设有镜筒，镜筒固定在发送器外壳内，镜筒内依次平行并列设置三组光学镜头，光源发射管发出的光束经过光学镜头由发送器外壳的另一端射出，光源发射管的引线接入信号处理板。

上述圆柱形物料变形检测装置中的光接收器是由光探测器、接收器外壳和光学镜头组成，接收器外壳的一端设有安装板，光探测器固定在安装板上，光探测器的前端设有光学镜头，光源发射管发出的光束经过该光学镜头后由光探测器接收，光探测器将接收到的光信号转换成电信号送入信号处理板。

为进一步提高检测质量，避免周围光线和边沿光的干扰，在光接收器中光学镜头前端还设有滤除光束边沿发散光的遮光件。

本实用新型采取光学检查技术，公开了一种生产过程在线检测装置，它由光发送器、光接收器、信号处理电路三部分组成，发送器内光源发射管的光线通过多个光学透镜被折射成平行光束发送到接收器一端，当物料通过时，发送器的光束借助于光学镜头的作用平行通过物料，外形有缺陷的物料会减少接收器上的通光量，被外形缺陷挡住的光线部分就是外形缺陷大小的尺寸，光线被挡住的部分越大，物料的缺陷也就越大。光接收器把光信号转换成电信号，通过信号处理电路将转换结果不失真的转换成电压信号，达到在线质量检测的目的。

本实用新型使用光学原理和信号处理技术，自动检测出圆柱形物料生产中产品变形、扭曲等次品，大大的提高了生产效率和产品质量，节约了生产成本。

实用性：本装置能够根据各种需要，通过改变射出光束的直径及遮光件的尺寸，对不同直径的圆柱形物料进行检测，有效的保证了产品的生产质量。目前已安装使用在烟草卷接机组生产线上，用来检测烟支外形缺陷，取得了良好的效果。

附图说明：

图1为本实用新型结构示意图；

图2为光发送器的结构示意图；

图3为光接收器的结构示意图；

图4为本实用新型的电路原理图。

具体实施方式：

下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。

如图1所示，本实用新型主要包括光发送器(1)、光接收器(2)和信号处理板(3)，光发送器(1)从安装支架(15)左侧臂上圆孔中插入，用螺钉固定，发光管的引线接入信号处理板(3)中；光接收器(2)从安装支架(15)右侧臂上圆孔中插入，然后用窗口镜(17)旋入固定，信号处理板(3)安装在左侧臂下部。结合图2所示，光发送器(1)主要由光源发射管(4)、光学镜头(6)、(7)、(8)、发送器外壳(5)和镜筒(9)组成，光源发射管(4)安装在发送器外壳(5)端头，引脚露出并用绝缘胶封死，与镜筒(9)保持一定距离，镜筒(9)内依次平行并列安装有三组光学镜头(6)、(7)、(8)，光线通过光学镜头的折射形成平行光束，通过窗口镜(10)发射出去，平行光束的直径根据物料的直径而定。结合图3所示，光接收器(2)主要由光探测器(11)、接收器外壳(12)和光学镜头(13)组成，接收器外壳(12)的一端设有安装板(14)，光探测器(11)固定在安装板(14)上，光探测器(11)的前端设有光学镜头(13)，为进一步提高检测质量，避免周围光线和边沿光的干扰，光学镜头(13)前端还设有滤除光束边沿发散光的遮光件(16)，光源发射管(4)发出的光束经过光学镜头(13)后聚焦到光探测器(11)上，光探测器(11)连接到信号处理板(3)的前级，光探测器(11)将接收到的光信号转换成电信号送入信号处理板。

如图4所示，信号处理电路包括光源发射电路、光接收预处理电路、矩形波振荡器、采样保持电路和驱动电路等模块组成。发射器件采用超高亮度红光发射管，发射管的发光强度可以由电位器调节。矩形波振荡器是整个电路的振荡源，提供采样电路的采样脉冲，由迟滞型电压比较器和RC延迟反馈网络组成，振荡信号的幅度是5V，周期由充放回路的RC决定，根据实际电路，计算公式为T＝(R+R1)Cln3，约为47KHz，占空比由充放电回路中的电阻决定，D＝R/(R+R1)，由于R/R1＝3.2，所以计算的占空比为76％，和实际测量值非常接近。当物料通过时，光探测器检测信号的电压幅值通过模拟开关和电压跟随器采样并保持，模拟开关控制整个电路的时序，其控制信号的脉宽通过延时整形电路和脉冲展宽电路进行处理，经过采样保持电路处理后的信号已经是一个连续变化的电压信号，送入驱动电路进行放大。驱动电路由两个高增益、高精度、低噪声的仪表放大器INA118U组成，以产生两个相互反相的电压信号。

本装置安装在烟草卷接机组生产线上，用来检测烟支外形缺陷，取得了良好的效果。在发送器与接收器之间，烟支从旋转鼓轮上通过，发送器的光束借助于光学镜头的作用平行通过烟支，外形有缺陷的烟支或者翘起的部分会减少接收器上的通光量，光线被挡住的部分越大，烟支的缺陷也就越大。

Claims (4)

1.圆柱形物料变形检测装置，其特征在于：主要包括光发送器、光接收器和信号处理板，光发送器和光接收器对称设置于物料的两端，光发送器、光接收器均通过引线与信号处理板连接。

2.根据权利要求1所述的圆柱形物料变形检测装置，其特征在于：光发送器是由光源发射管、光学镜头、发送器外壳和镜筒组成，光源发射管设置于发送器外壳内的一端，光源发射管的前方设有镜筒，镜筒固定在发送器外壳内，镜筒内依次平行并列设置三组光学镜头，光源发射管发出的光束经过光学镜头由发送器外壳的另一端射出，光源发射管的引线接入信号处理板。

3.根据权利要求1所述的圆柱形物料变形检测装置，其特征在于：光接收器是由光探测器、接收器外壳和光学镜头组成，接收器外壳的一端设有安装板，光探测器固定在安装板上，光探测器的前端设有光学镜头，光源发射管发出的光束经过该光学镜头后由光探测器接收，光探测器将接收到的光信号转换成电信号送入信号处理板。

4.根据权利要求3所述的圆柱形物料变形检测装置，其特征在于：光接收器中光学镜头前端还设有滤除光束边沿发散光的遮光件。

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