光電檢測在自動(dòng)控制中的應(yīng)用

1、光電檢測在自動(dòng)控制中的應(yīng)用主要內(nèi)容：一、舉例介紹光電檢測在自動(dòng)控制中的應(yīng)用： 1.在紡織檢測上的應(yīng)用 2.機(jī)器視覺系統(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)光電檢測在自動(dòng)控制中的發(fā)展前景一、光電檢測在自動(dòng)控制中的應(yīng)用： 在紡織檢測上的應(yīng)用 微電腦和新型傳感器現(xiàn)在已經(jīng)成為紡織檢測儀器中重要的組成部分。在微機(jī)的控制下，檢測儀器實(shí)現(xiàn)了取樣、整理、測試、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)化過程，代替了往日人工讀取數(shù)據(jù)、記錄數(shù)據(jù)、目測評定樣本的落后檢驗(yàn)方法，避免了手工操作和主觀評價(jià)帶來的誤差，縮短了測試時(shí)間而且使操作更為簡單、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，不但提高了檢測速度還可以存儲(chǔ)所有相關(guān)數(shù)據(jù)以備分析整理，使檢測更加準(zhǔn)確可信。 自動(dòng)控制確實(shí)為紡織業(yè)帶來了技術(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，并按波長順序排列到狹縫平面上并由檢測器接受其信號，依次對單色光的強(qiáng)度進(jìn)行測定，即得到樣品的吸收光譜圖。 通過對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)對混紡織物比例的定量分析。 b.激光檢測在紡織中的應(yīng)用 光電檢測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，檢測織物起球、毛羽及其粗糙度，檢測織物緯斜，測定紗線直徑、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)器視覺系統(tǒng)典

4、型應(yīng)用 a.什么是機(jī)器視覺什么是機(jī)器視覺 機(jī)器視覺，即采用機(jī)器代替人眼來做測量和判斷。機(jī)器視覺系統(tǒng)是指通過機(jī)器視覺產(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，通過數(shù)字化處理，根據(jù)像素分布和亮度、顏色等信息，來進(jìn)行尺寸、形狀、顏色等的判別。進(jìn)而根據(jù)判別的結(jié)果來控制現(xiàn)場的設(shè)備動(dòng)作。 b. CCD視覺傳感器視覺傳感器 CCD視覺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)開關(guān)量輸出或昂貴的視覺系統(tǒng)的檢測應(yīng)用。 c.機(jī)器視覺系統(tǒng)典型應(yīng)用機(jī)器視覺系統(tǒng)典型應(yīng)用 機(jī)器視覺在當(dāng)今自動(dòng)控制和檢測中有著重要應(yīng)用： 金屬板表面自動(dòng)控傷系統(tǒng) ； 汽車車身檢測系統(tǒng) ；

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

6、號碼、盲文、顏色、圖案等）進(jìn)行比較分析，檢測紙幣的質(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元件，首先把被測量的變化轉(zhuǎn)變?yōu)樾盘柕淖兓?，然后借助光電元件進(jìn)一步將光信號轉(zhuǎn)換成電信號。 光電檢測方法具有精度高、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)控制和檢測上的應(yīng)用： a.光電式帶材跑偏檢測器光電式帶材跑偏檢測器 帶材跑偏檢測器用來檢測帶型材料在加工帶材跑偏檢測器用來檢測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，主要用于印染、偏控制電路提供糾偏信號，主要用于印染、送紙、膠片、磁帶生產(chǎn)過程中。送紙、膠片、磁帶生產(chǎn)過程中。 b.包裝充填物高度檢測包裝充填物高度檢測 用容積法計(jì)量包裝的成品，除了對重量有一定誤差范圍要求外，一般還對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)，光電接頭沒有電信號，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)檢測光電色質(zhì)檢測 下圖為包裝物料的光電色質(zhì)檢測原理。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、開關(guān)還可以進(jìn)行產(chǎn)品流水線上的產(chǎn)量統(tǒng)計(jì)、對裝配件是否到位及裝配質(zhì)量進(jìn)行檢測，例如灌裝時(shí)瓶蓋是否壓上、商標(biāo)是否漏貼（見左圖），以及送料機(jī)構(gòu)是否斷料（見右圖）等。 二、光電檢測在自動(dòng)控制中的發(fā)展前景 在自動(dòng)控制中光電檢測的應(yīng)用主要是基于傳感器的應(yīng)用 針對傳感器的工作原理和結(jié)構(gòu)在不同場合均需要的基本要求是： 高靈敏度，抗干擾的穩(wěn)定性(對噪聲不敏感)，線性，容易調(diào)節(jié)(校準(zhǔn)簡易) ， 高精度，高可靠性 ，無遲滯性，工作壽命長(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)是無污染的) ，互換性，低成本 寬測量范圍，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。 光電檢測方法具有精度高、反應(yīng)快、非接觸等優(yōu)點(diǎn)，而且可測參數(shù)多，傳感器的結(jié)構(gòu)