光電檢測(cè)在自動(dòng)控制中的應(yīng)用

1、光電檢測(cè)在自動(dòng)控制中的應(yīng)用主要內(nèi)容：一、舉例介紹光電檢測(cè)在自動(dòng)控制中的應(yīng)用： 1.在紡織檢測(cè)上的應(yīng)用 2.機(jī)器視覺(jué)系統(tǒng)典型應(yīng)用 3.光電傳感器在自動(dòng)化生產(chǎn)線上的應(yīng)用二、總結(jié)光電檢測(cè)在自動(dòng)控制中的發(fā)展前景一、光電檢測(cè)在自動(dòng)控制中的應(yīng)用： 在紡織檢測(cè)上的應(yīng)用 微電腦和新型傳感器現(xiàn)在已經(jīng)成為紡織檢測(cè)儀器中重要的組成部分。在微機(jī)的控制下，檢測(cè)儀器實(shí)現(xiàn)了取樣、整理、測(cè)試、讀取數(shù)據(jù)、統(tǒng)計(jì)計(jì)算、信息存儲(chǔ)、打印結(jié)果的自動(dòng)化過(guò)程，代替了往日人工讀取數(shù)據(jù)、記錄數(shù)據(jù)、目測(cè)評(píng)定樣本的落后檢驗(yàn)方法，避免了手工操作和主觀評(píng)價(jià)帶來(lái)的誤差，縮短了測(cè)試時(shí)間而且使操作更為簡(jiǎn)單、準(zhǔn)確。 由于微機(jī)的自動(dòng)控制功能代替了許多 機(jī)械部件的

2、功能，從而使儀器體積減小，微機(jī)功能越強(qiáng)，體積就越小，顯得更加輕巧精致。微機(jī)還有高速、大容量處理數(shù)據(jù)的優(yōu)勢(shì)，不但提高了檢測(cè)速度還可以存儲(chǔ)所有相關(guān)數(shù)據(jù)以備分析整理，使檢測(cè)更加準(zhǔn)確可信。 自動(dòng)控制確實(shí)為紡織業(yè)帶來(lái)了技術(shù)上的又一次革命，使紡織的質(zhì)量和產(chǎn)量都得到了巨大的提高，但是要獲得好的控制效果，就必須有良好的高精度的檢測(cè)設(shè)備和方法： a.紅外光譜在紡織纖維鑒別上的應(yīng)用 b.激光檢測(cè)在紡織中的應(yīng)用 c.圖像處理技術(shù)在紡織中的應(yīng)用 a.紅外光譜在紡織纖維鑒別上的應(yīng)用 現(xiàn)在應(yīng)用于紡織纖維鑒別的紅外光譜儀傅立葉變換紅外光譜儀是利用光的色散原理制成的。其鑒別原理是當(dāng)通過(guò)物體后的入射光經(jīng)棱鏡、光柵等單色器使光波

3、色散，把復(fù)合光分為單色光，并按波長(zhǎng)順序排列到狹縫平面上并由檢測(cè)器接受其信號(hào)，依次對(duì)單色光的強(qiáng)度進(jìn)行測(cè)定，即得到樣品的吸收光譜圖。 通過(guò)對(duì)大量紡織纖維紅外光譜圖的分析，可以掌握它們的紅外光譜特征，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)混紡織物比例的定量分析。 b.激光檢測(cè)在紡織中的應(yīng)用 光電檢測(cè)裝置所采用的輻射源中，激光器有著特別重要的地位。激光的發(fā)光原理完全不同于普通光源，從根本上突破了普通光源的種種局限，具有區(qū)別于普通光源的優(yōu)異特性。 激光檢測(cè)是激光在紡織工業(yè)中應(yīng)用的一個(gè)重要方面。它可用在驗(yàn)布，檢測(cè)織物起球、毛羽及其粗糙度，檢測(cè)織物緯斜，測(cè)定紗線直徑、條干不勻、紗疵與纖維性能，控制印染，檢驗(yàn)服裝等方面。 機(jī)器視覺(jué)系統(tǒng)典

4、型應(yīng)用 a.什么是機(jī)器視覺(jué)什么是機(jī)器視覺(jué) 機(jī)器視覺(jué)，即采用機(jī)器代替人眼來(lái)做測(cè)量和判斷。機(jī)器視覺(jué)系統(tǒng)是指通過(guò)機(jī)器視覺(jué)產(chǎn)品（即圖像攝取裝置，分CMOS和CCD兩種）把圖像抓取到，然后將該圖像傳送至處理單元，通過(guò)數(shù)字化處理，根據(jù)像素分布和亮度、顏色等信息，來(lái)進(jìn)行尺寸、形狀、顏色等的判別。進(jìn)而根據(jù)判別的結(jié)果來(lái)控制現(xiàn)場(chǎng)的設(shè)備動(dòng)作。 b. CCD視覺(jué)傳感器視覺(jué)傳感器 CCD視覺(jué)傳感器是基于照像原理的傳感器，它能經(jīng)濟(jì)地解決需要多個(gè)開(kāi)關(guān)量輸出或昂貴的視覺(jué)系統(tǒng)的檢測(cè)應(yīng)用。 c.機(jī)器視覺(jué)系統(tǒng)典型應(yīng)用機(jī)器視覺(jué)系統(tǒng)典型應(yīng)用 機(jī)器視覺(jué)在當(dāng)今自動(dòng)控制和檢測(cè)中有著重要應(yīng)用： 金屬板表面自動(dòng)控傷系統(tǒng) ； 汽車車身檢測(cè)系統(tǒng) ；

5、 紙幣印刷質(zhì)量檢測(cè)系統(tǒng) ；金屬板表面自動(dòng)控傷系統(tǒng)： 金屬板表面自動(dòng)探傷系統(tǒng)利用機(jī)器視覺(jué)技術(shù)對(duì)金屬表面缺陷進(jìn)行自動(dòng)檢查，在生產(chǎn)過(guò)程中高速、準(zhǔn)確地進(jìn)行檢測(cè)，同時(shí)由于采用非接角式測(cè)量，避 免了產(chǎn)生新劃傷的可能。 汽車車身檢測(cè)系統(tǒng)： 英國(guó)ROVER汽車公司800系列汽車車身輪廓尺寸精度的100%在線檢測(cè)，是機(jī)器視覺(jué)系統(tǒng)用于工業(yè)檢測(cè)中的一個(gè)較為典型的例子，該系統(tǒng)由62個(gè)測(cè)量單元組成，每個(gè)測(cè)量單元包括一臺(tái)激光器和一個(gè)CCD攝像機(jī)，用以檢測(cè)車身外殼上288個(gè)測(cè)量點(diǎn)。汽車車身置于測(cè)量框架下，通過(guò)軟件校準(zhǔn)車身的精確位置。 紙幣印刷質(zhì)量檢測(cè)系統(tǒng)： 該系統(tǒng)利用圖像處理技術(shù)，通過(guò)對(duì)紙幣生產(chǎn)流水線上的紙幣20多項(xiàng)特征（

6、號(hào)碼、盲文、顏色、圖案等）進(jìn)行比較分析，檢測(cè)紙幣的質(zhì)量，替代傳統(tǒng)的人眼辨別的方法。 光電傳感器在自動(dòng)化生產(chǎn)線上的應(yīng)用光電傳感器在自動(dòng)化生產(chǎn)線上的應(yīng)用 光電傳感器是采用光電元件作為檢測(cè)元件，首先把被測(cè)量的變化轉(zhuǎn)變?yōu)樾盘?hào)的變化，然后借助光電元件進(jìn)一步將光信號(hào)轉(zhuǎn)換成電信號(hào)。 光電檢測(cè)方法具有精度高、反應(yīng)快、非接觸等優(yōu)點(diǎn)，在輕工自動(dòng)機(jī)上廣泛應(yīng)用。下面介紹幾種光電傳感器在工業(yè)控制和檢測(cè)上的應(yīng)用： a.光電式帶材跑偏檢測(cè)器光電式帶材跑偏檢測(cè)器 帶材跑偏檢測(cè)器用來(lái)檢測(cè)帶型材料在加工帶材跑偏檢測(cè)器用來(lái)檢測(cè)帶型材料在加工中偏離正確位置的大小及方向，從而為糾中偏離正確位置的大小及方向，從而為糾偏控制電路提供糾偏信

7、號(hào)，主要用于印染、偏控制電路提供糾偏信號(hào)，主要用于印染、送紙、膠片、磁帶生產(chǎn)過(guò)程中。送紙、膠片、磁帶生產(chǎn)過(guò)程中。 b.包裝充填物高度檢測(cè)包裝充填物高度檢測(cè) 用容積法計(jì)量包裝的成品，除了對(duì)重量有一定誤差范圍要求外，一般還對(duì)充填高度有一定的要求，以保證商品的外觀質(zhì)量，當(dāng)充填高度h偏差太大時(shí)，光電接頭沒(méi)有電信號(hào)，即由執(zhí)行機(jī)構(gòu)將包裝物品推出進(jìn)行處理。c.光電色質(zhì)檢測(cè)光電色質(zhì)檢測(cè) 下圖為包裝物料的光電色質(zhì)檢測(cè)原理。若包裝物品規(guī)定底色為白色，因質(zhì)量不佳，有的出現(xiàn)泛黃，在產(chǎn)品包裝前先由光電檢測(cè)色質(zhì)，物品泛黃時(shí)就有比較電壓差輸出，接通電磁閥，由壓縮空氣將泛黃物品吹出。d.其他方面的應(yīng)用其他方面的應(yīng)用 利用光電

8、開(kāi)關(guān)還可以進(jìn)行產(chǎn)品流水線上的產(chǎn)量統(tǒng)計(jì)、對(duì)裝配件是否到位及裝配質(zhì)量進(jìn)行檢測(cè)，例如灌裝時(shí)瓶蓋是否壓上、商標(biāo)是否漏貼（見(jiàn)左圖），以及送料機(jī)構(gòu)是否斷料（見(jiàn)右圖）等。 二、光電檢測(cè)在自動(dòng)控制中的發(fā)展前景 在自動(dòng)控制中光電檢測(cè)的應(yīng)用主要是基于傳感器的應(yīng)用 針對(duì)傳感器的工作原理和結(jié)構(gòu)在不同場(chǎng)合均需要的基本要求是： 高靈敏度，抗干擾的穩(wěn)定性(對(duì)噪聲不敏感)，線性，容易調(diào)節(jié)(校準(zhǔn)簡(jiǎn)易) ， 高精度，高可靠性 ，無(wú)遲滯性，工作壽命長(zhǎng)(耐用性) ， 可重復(fù)性，抗老化 ，高響應(yīng)速率，抗環(huán)境影響(熱、振動(dòng)、酸、堿、空氣、水、塵埃)的能力 選擇性，安全性(傳感器應(yīng)是無(wú)污染的) ，互換性，低成本 寬測(cè)量范圍，小尺寸、重量輕和高強(qiáng)度 ，寬工作溫度范圍 目前復(fù)雜系統(tǒng)越來(lái)越復(fù)雜，自動(dòng)化已經(jīng)陷入低谷，其主要原因之一是傳感技術(shù)的落后，一方面表現(xiàn)為傳感器在感知信息方面的落后；另一方面也表現(xiàn)為傳感器自身在智能化和網(wǎng)絡(luò)化方面的技術(shù)落后。 光電檢測(cè)方法具有精度高、反應(yīng)快、非接觸等優(yōu)點(diǎn)，而且可測(cè)參數(shù)多，傳感器的結(jié)構(gòu)