CN2935085Y - 光电式对中纠偏检测装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种光电式对中纠偏检测装置，包括变频光源、荧光灯、中心处理器、控制器、补偿电路以及两个镜头和两路信号处理单元构成；镜头A、光电转换器A、和信号处理器A构成A路信号处理单元；镜头B、光电转换器B、和信号处理器B构成B路信号处理单元；A路信号处理单元和所述B路信号处理单元同时采集荧光灯发出的光波，并将其转换为电信号输出给补偿电路作信号比较，中心处理器对接收的补偿信号f0、A路直流信号f1和B路直流信号f2进行运算补偿后得到带材相对于中心或边缘的偏移量f3给控制器，通过控制器控制电液伺服阀，驱动液压缸带动纠偏辊作相应的纠偏运动，调整带材回到预定位置，从而实现自动对中纠偏。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种中心和边缘位置检测装置，更特别地说，是指一种适用于非透明带材在运动过程中跑偏时能够自动对中纠偏的光电式纠偏检测装置。
背景技术
对于带材中心和边缘位置检测装置，其使用较为普遍主要的有光电式、电感式和电容式，其中，光电式有CCD式的位置检测装置，红外光式的位置检测装置。它们各有优缺点。CCD式位置检测装置的精度高，抗外界杂光干扰能力差，易饱和；红外光式的位置检测装置，采用红外发光管，发光面积小，易受粉尘干扰，且精度低；电感式位置检测装置只能用于磁性带材生产线上，应用范围狭窄；电容式位置检测装置易受静电干扰在现场恶劣环境下很难使用，容易产生误动作，给现场生产带来很大麻烦。
现有光电式用于带材的位置纠偏检测装置包括信号处理电路、中心处理器、控制器和光源等器件组成，信号处理电路对接收的光源信号进行放大、隔离滤波处理后输出给中心处理器，中心处理器对接收的信号进行运算处理输出控制信号给控制器进行纠偏。
发明内容
本实用新型的目的是提供一种光电式对中纠偏检测装置，该检测装置通过设置A路信号处理单元和B路信号处理单元对带材在运动中产生的偏移进行纠偏，并对纠偏处理后的信息进行补偿处理，从而克服了外界杂光的干扰和粉尘的干扰，大大减少了现场的维护次数，同时大大提高了测量精度。
本实用新型是一种光电式对中纠偏检测装置，包括变频光源、荧光灯、中心处理器、控制器、补偿电路以及两个镜头和两路信号处理单元构成；镜头A、光电转换器A、和信号处理器A构成A路信号处理单元；镜头B、光电转换器B、和信号处理器B构成B路信号处理单元；A路信号处理单元和所述B路信号处理单元同时采集荧光灯发出的光波，并将其转换为电信号输出给补偿电路作信号比较，中心处理器对接收的补偿信号f0、A路直流信号f1和B路直流信号f2进行运算补偿后得到带材相对于中心或边缘的偏移量f3给控制器，通过控制器控制电液伺服阀，驱动液压缸带动纠偏辊作相应的纠偏运动，调整带材回到预定位置，从而实现自动对中纠偏。
本实用新型光电式对中纠偏检测装置的优点在于：(1)采用软硬模式的补偿方式对采集信号进行补偿，有效地提高了本实用新型的检测精度，(2)采用两套信号处理单元进行信号处理，并进行补偿，使本实用新型检测装置不受外界杂光干扰，受灰尘影响小，维护少，(3)本实用新型检测装置可应用于各种不透明带材生产线，其应用范围广。
附图说明
图1是本实用新型纠偏检测装置的结构框图。
图2是A路信号处理单元的电路原理图。
图中：1.变频电源 2.荧光灯 3.镜头A 4.光电转换器A5.信号处理器A 6.补偿电路 7.中心处理器 8.控制器 9.电流伺服阀10.液压缸 11.带材 13.镜头B 14.光电转换器B 15.信号处理器B
具体实施方式
下面将结合附图对本实用新型作进一步的详细说明。
本实用新型是一种光电式对中纠偏检测装置，由变频电源1、荧光灯2、镜头A3、镜头B13、光电转换器A4、光电转换器B14、信号处理电路A5、信号处理电路B15、补偿电路6和中心处理器7组成，所述镜头A3、光电转换器A4、和信号处理器A5构成A路信号处理单元；所述镜头B13、光电转换器B14、和信号处理器B15构成B路信号处理单元；变频电源1给荧光灯2供电，荧光灯2发出3000Hz～4000Hz光波，A路信号处理单元和B路信号处理单元同时采集所述光波信号；A路信号处理单元的镜头A3将采集到的光波信号经成像聚光后输出给光电转换器A4，经光电转换器A4处理后得到3000Hz～4000Hz电信号输出给信号处理器A5，经信号处理器A5进行交流放大、带通滤波、整流、低通滤波、直流放大后输出A路直流信号f1给补偿电路6和中心处理器7；B路信号处理单元的镜头B13将采集到的光波信号经成像聚光后输出给光电转换器B14，经光电转换器B14处理后得到3000Hz～4000Hz电信号输出给信号处理器B15，经信号处理器B15进行交流放大、带通滤波、整流、低通滤波、直流放大后输出B路直流信号f2给补偿电路6和中心处理器7；补偿电路6对接收的A路直流信号f1和B路直流信号f2，并与设定值进行差值比较，当B路直流信号f2小于设定值时，对A路直流信号f1和B路直流信号f2进行补偿后输出补偿信号f0给中心处理器7；中心处理器7对接收的补偿信号f0、A路直流信号f1和B路直流信号f2进行运算补偿后得到带材11相对于中心或边缘的偏移量f3给控制器8，通过控制器8控制电液伺服阀9，驱动液压缸10带动纠偏辊作相应的纠偏运动，调整带材11回到预定位置，从而实现自动对中纠偏。
在本实用新型中，设置了两套信号处理单元，有效地提高了检测带材11在运动过程中的位移偏移量。
本实用新型光电式对中纠偏检测装置在正常工作时，工频电供给变频电源1，经过电源滤波、整流和高频滤波后得到脉动直流电，再经直流升压、稳压、过流保护和低频滤波得到稳定的直流电压，再经DC-AC逆变得到特定频率1500Hz～2000Hz交流电，经LC滤波后供给荧光灯2，使荧光灯2发出3000Hz～4000Hz被调制的光波。荧光灯2发出的光波可以同时被A路信号处理单元和B路信号处理单元的镜头接收，A路信号处理单元和B路信号处理单元的结构相同，对光电信号的处理也是相同的。在本实用新型中，可以根据对检测信号的处理方式分别为主、辅两路信号处理单元，即可以将A路信号处理单元定义为主路，B路信号处理单元定义为辅路。当带材11没有偏移时，输出控制信号为零(即设定值)，执行机构不动作，当带材11左右有偏移时，引起输入镜头A3和镜头B13的光通量发生变化，经过光电转换，信号处理，CPU软件处理，即可测出偏移量，CPU根据偏移量输出控制信号送给控制器，通过控制器8控制电液伺服阀9，驱动液压缸10带动纠偏辊作相应的运动，调整带材11回到预定位置，从而实现自动对中纠偏。
在本实用新型中，A路信号处理单元(主路)的电路结构联接为：从荧光灯2发出的3000Hz～4000Hz光波经镜头A3成像聚光到光电转换器D1上，光电转换器D1与运放芯片U1的第2脚与二极管D1联接，电容C1和电阻R1并联接在运放芯片U1的第3脚与地之间，运放芯片U1的第4脚接-15V电压，光电转换器U1的第4脚与地之间接有电容C4，运放芯片U1的第7脚接+15V电压，运放芯片U1的第7脚与地之间接有电容C3，运放芯片U1的第6脚接电阻R3后与运放芯片U2的第2脚联接，运放芯片U1的第2脚与运放芯片U2的第6脚之间接有电容C2和电阻R2；运放芯片U2的第3脚与地之间接有电阻R26，运放芯片U2的第4脚接-15V电压，运放芯片U2的第4脚与地之间接有电容C7，运放芯片U2的第7脚接+15V电压，运放芯片U2的第7脚与地之间接有电容C6，运放芯片U2的第2脚与第6脚串联有电容C5、电阻R4，运放芯片U2的第6脚与运放芯片U3的第3脚之间串联有电容C21、电阻R5电容C9；电容C9与电阻R5之间接电容C8接地，运放芯片U3的第2脚与地之间顺次接有电阻R9和电阻R11，运放芯片U3的第2脚与第6脚之间串接有电阻R9和电阻R12，运放芯片U3的第3脚与地之间顺次接有电阻R7，运放芯片U3的第4脚接-15V电压，运放芯片U3的第4脚与地之间接有电容C11，运放芯片U3的第7脚接+15V电压，运放芯片U3的第7脚与地之间接有电容C10，运放芯片U3的第6脚与运放芯片U4的第2脚之间串接有电阻R13，运放芯片U4的第3脚与地之间串接有电阻R15，运放芯片U3的第6脚与运放芯片U5的第2脚之间串接有电阻R17；电阻R14与二极管D3串联，再与二极管D2并联接于运放芯片U4的第2脚与第6脚之间，运放芯片U4的第4脚与地之间接有电容C13，运放芯片U4的第7脚接+15V电压，运放芯片U3的第7脚与地之间接有电容C12，运放芯片U4的第6脚与运放芯片U5的第2脚串接有二极管D3、电阻R16；运放芯片U5的第2脚与第6脚串接有电阻R19，运放芯片U5的第3脚与地之间串接有电阻R18，运放芯片U5的第4脚与地之间接有电容C15，运放芯片U5的第7脚接+15V电压，运放芯片U3的第7脚与地之间接有电容C14，运放芯片U5的第6脚与运放芯片U6的第2脚之间串接有电阻R22、电阻R23，电阻R22与电阻R23之间串电容C17接地；运放芯片U6的第2脚与-15V之间串有电位器POT2、电阻R20，运放芯片U6的第2脚与+15V之间串有电位器POT2、电阻R21，电容C16与电阻R24并联串于运放芯片U6的第2脚与第6脚之间。电容C18与电阻R25并联接于运放芯片U6的第3脚与地之间，运放芯片U6的第4脚与地之间接有电容C19，运放芯片U6的第7脚接+15V电压，运放芯片U3的第7脚与地之间接有电容C20。运放芯片U6的第6脚与电源接口J1的第1脚联接。
在本实用新型中，补偿电路6选取AD538芯片，中心处理器7选取89S52芯片，控制器8选取89S52芯片，信号处理单元用的运放芯片选取OP07型号芯片。
Claims (3)
1、一种光电式对中纠偏检测装置，包括变频光源(1)、荧光灯(2)、镜头A(3)、镜头B(13)、中心处理器(7)、控制器(8)，其特征在于：还包括光电转换器A(4)、光电转换器B(14)、信号处理器A(5)、信号处理器B(15)和补偿电路(6)；
所述镜头A(3)、光电转换器A(4)、和信号处理器A(5)构成A路信号处理单元；
所述镜头B(13)、光电转换器B(14)、和信号处理器B(15)构成B路信号处理单元；
变频电源(1)给荧光灯(2)供电，荧光灯(2)发出3000Hz～4000Hz光波，所述A路信号处理单元和所述B路信号处理单元同时采集所述光波信号；
所述A路信号处理单元的镜头A(3)将采集到的光波信号经成像聚光后输出给光电转换器A(4)，经光电转换器A(4)处理后得到3000Hz～4000Hz电信号输出给信号处理器A(5)，经信号处理器A(5)进行交流放大、带通滤波、整流、低通滤波、直流放大后输出A路直流信号f1给补偿电路(6)和中心处理器(7)；
所述B路信号处理单元的镜头B(13)将采集到的光波信号经成像聚光后输出给光电转换器B(14)，经光电转换器B(14)处理后得到3000Hz～4000Hz电信号输出给信号处理器B(15)，经信号处理器B(15)进行交流放大、带通滤波、整流、低通滤波、直流放大后输出B路直流信号f2给补偿电路(6)和中心处理器(7)；
所述补偿电路(6)对接收的A路直流信号f1和B路直流信号f2，并与设定值进行差值比较，当B路直流信号f2小于设定值时，对A路直流信号f1和B路直流信号f2进行补偿后输出补偿信号f0给中心处理器(7)；
所述中心处理器(7)对接收的补偿信号f0、A路直流信号f1和B路直流信号f2进行运算补偿后得到带材(11)相对于中心或边缘的偏移量f3给控制器(8)，通过控制器(8)控制电液伺服阀(9)，驱动液压缸(10)带动纠偏辊作相应的纠偏运动，调整带材(11)回到预定位置。
2、根据权利要求1所述的光电式对中纠偏检测装置，其特征在于：所述补偿电路(6)选取AD538芯片，中心处理器(7)选取89S52芯片，控制器(8)选取89S52芯片。
3、根据权利要求1所述的光电式对中纠偏检测装置，其特征在于：所述A路信号处理装置和B路信号处理装置的结构相同，A路信号处理装置硬件电路中各管脚联接为，从荧光灯(2)发出的3000Hz～4000Hz光波经镜头A(3)成像聚光到光电转换器D1上，光电转换器D1与运放芯片U1的第2脚与二极管D1联接，电容C1和电阻R1并联接在运放芯片U1的第3脚与地之间，运放芯片U1的第4脚接-15V电压，光电转换器U1的第4脚与地之间接有电容C4，运放芯片U1的第7脚接+15V电压，运放芯片U1的第7脚与地之间接有电容C3，运放芯片U1的第6脚接电阻R3后与运放芯片U2的第2脚联接，运放芯片U1的第2脚与运放芯片U2的第6脚之间接有电容C2和电阻R2；运放芯片U2的第3脚与地之间接有电阻R26，运放芯片U2的第4脚接-15V电压，运放芯片U2的第4脚与地之间接有电容C7，运放芯片U2的第7脚接+15V电压，运放芯片U2的第7脚与地之间接有电容C6，运放芯片U2的第2脚与第6脚串联有电容C5、电阻R4，运放芯片U2的第6脚与运放芯片U3的第3脚之间串联有电容C21、电阻R5、电容C9；电容C9与电阻R5之间接电容C8接地，运放芯片U3的第2脚与地之间顺次接有电阻R9和电阻R11，运放芯片U3的第2脚与第6脚之间串接有电阻R9和电阻R12，运放芯片U3的第3脚与地之间顺次接有电阻R7，运放芯片U3的第4脚接-15V电压，运放芯片U3的第4脚与地之间接有电容C11，运放芯片U3的第7脚接+15V电压，运放芯片U3的第7脚与地之间接有电容C10，运放芯片U3的第6脚与运放芯片U4的第2脚之间串接有电阻R13，运放芯片U4的第3脚与地之间串接有电阻R15，运放芯片U3的第6脚与运放芯片U5的第2脚之间串接有电阻R17；电阻R14与二极管D3串联，再与二极管D2并联接于运放芯片U4的第2脚与第6脚之间，运放芯片U4的第4脚与地之间接有电容C13，运放芯片U4的第7脚接+15V电压，运放芯片U3的第7脚与地之间接有电容C12，运放芯片U4的第6脚与运放芯片U5的第2脚串接有二极管D3、电阻R16；运放芯片U5的第2脚与第6脚串接有电阻R19，运放芯片U5的第3脚与地之间串接有电阻R18，运放芯片U5的第4脚与地之间接有电容C15，运放芯片U5的第7脚接+15V电压，运放芯片U3的第7脚与地之间接有电容C14，运放芯片U5的第6脚与运放芯片U6的第2脚之间串接有电阻R22、电阻R23，电阻R22与电阻R23之间串电容C17接地；运放芯片U6的第2脚与-15V之间串有电位器POT2、电阻R20，运放芯片U6的第2脚与+15V之间串有电位器POT2、电阻R21，电容C16与电阻R24并联串于运放芯片U6的第2脚与第6脚之间；电容C18与电阻R25并联接于运放芯片U6的第3脚与地之间，运放芯片U6的第4脚与地之间接有电容C19，运放芯片U6的第7脚接+15V电压，运放芯片U3的第7脚与地之间接有电容C20，运放芯片U6的第6脚与电源接口J1的第1脚联接。
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