專利名稱：光電式對(duì)中糾偏檢測裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種中心和邊緣位置檢測裝置，更特別地說，是指一種適用于非透明帶材在運(yùn)動(dòng)過程中跑偏時(shí)能夠自動(dòng)對(duì)中糾偏的光電式糾偏檢測裝置。
背景技術(shù)：
對(duì)于帶材中心和邊緣位置檢測裝置，其使用較為普遍主要的有光電式、電感式和電容式，其中，光電式有CCD式的位置檢測裝置，紅外光式的位置檢測裝置。它們各有優(yōu)缺點(diǎn)。CCD式位置檢測裝置的精度高，抗外界雜光干擾能力差，易飽和；紅外光式的位置檢測裝置，采用紅外發(fā)光管，發(fā)光面積小，易受粉塵干擾，且精度低；電感式位置檢測裝置只能用于磁性帶材生產(chǎn)線上，應(yīng)用范圍狹窄；電容式位置檢測裝置易受靜電干擾在現(xiàn)場惡劣環(huán)境下很難使用，容易產(chǎn)生誤動(dòng)作，給現(xiàn)場生產(chǎn)帶來很大麻煩。
現(xiàn)有光電式用于帶材的位置糾偏檢測裝置包括信號(hào)處理電路、中心處理器、控制器和光源等器件組成，信號(hào)處理電路對(duì)接收的光源信號(hào)進(jìn)行放大、隔離濾波處理后輸出給中心處理器，中心處理器對(duì)接收的信號(hào)進(jìn)行運(yùn)算處理輸出控制信號(hào)給控制器進(jìn)行糾偏。

發(fā)明內(nèi)容
本實(shí)用新型的目的是提供一種光電式對(duì)中糾偏檢測裝置，該檢測裝置通過設(shè)置A路信號(hào)處理單元和B路信號(hào)處理單元對(duì)帶材在運(yùn)動(dòng)中產(chǎn)生的偏移進(jìn)行糾偏，并對(duì)糾偏處理后的信息進(jìn)行補(bǔ)償處理，從而克服了外界雜光的干擾和粉塵的干擾，大大減少了現(xiàn)場的維護(hù)次數(shù)，同時(shí)大大提高了測量精度。
本實(shí)用新型是一種光電式對(duì)中糾偏檢測裝置，包括變頻光源、熒光燈、中心處理器、控制器、補(bǔ)償電路以及兩個(gè)鏡頭和兩路信號(hào)處理單元構(gòu)成；鏡頭A、光電轉(zhuǎn)換器A、和信號(hào)處理器A構(gòu)成A路信號(hào)處理單元；鏡頭B、光電轉(zhuǎn)換器B、和信號(hào)處理器B構(gòu)成B路信號(hào)處理單元；A路信號(hào)處理單元和所述B路信號(hào)處理單元同時(shí)采集熒光燈發(fā)出的光波，并將其轉(zhuǎn)換為電信號(hào)輸出給補(bǔ)償電路作信號(hào)比較，中心處理器對(duì)接收的補(bǔ)償信號(hào)f0、A路直流信號(hào)f1和B路直流信號(hào)f2進(jìn)行運(yùn)算補(bǔ)償后得到帶材相對(duì)于中心或邊緣的偏移量f3給控制器，通過控制器控制電液伺服閥，驅(qū)動(dòng)液壓缸帶動(dòng)糾偏輥?zhàn)飨鄳?yīng)的糾偏運(yùn)動(dòng)，調(diào)整帶材回到預(yù)定位置，從而實(shí)現(xiàn)自動(dòng)對(duì)中糾偏。
本實(shí)用新型光電式對(duì)中糾偏檢測裝置的優(yōu)點(diǎn)在于(1)采用軟硬模式的補(bǔ)償方式對(duì)采集信號(hào)進(jìn)行補(bǔ)償，有效地提高了本實(shí)用新型的檢測精度，(2)采用兩套信號(hào)處理單元進(jìn)行信號(hào)處理，并進(jìn)行補(bǔ)償，使本實(shí)用新型檢測裝置不受外界雜光干擾，受灰塵影響小，維護(hù)少，(3)本實(shí)用新型檢測裝置可應(yīng)用于各種不透明帶材生產(chǎn)線，其應(yīng)用范圍廣。


圖1是本實(shí)用新型糾偏檢測裝置的結(jié)構(gòu)框圖。
圖2是A路信號(hào)處理單元的電路原理圖。
圖中1.變頻電源 2.熒光燈 3.鏡頭A 4.光電轉(zhuǎn)換器A5.信號(hào)處理器A 6.補(bǔ)償電路 7.中心處理器 8.控制器 9.電流伺服閥10.液壓缸 11.帶材 13.鏡頭B 14.光電轉(zhuǎn)換器B 15.信號(hào)處理器B具體實(shí)施方式
下面將結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步的詳細(xì)說明。
本實(shí)用新型是一種光電式對(duì)中糾偏檢測裝置，由變頻電源1、熒光燈2、鏡頭A3、鏡頭B13、光電轉(zhuǎn)換器A4、光電轉(zhuǎn)換器B14、信號(hào)處理電路A5、信號(hào)處理電路B15、補(bǔ)償電路6和中心處理器7組成，所述鏡頭A3、光電轉(zhuǎn)換器A4、和信號(hào)處理器A5構(gòu)成A路信號(hào)處理單元；所述鏡頭B13、光電轉(zhuǎn)換器B14、和信號(hào)處理器B15構(gòu)成B路信號(hào)處理單元；變頻電源1給熒光燈2供電，熒光燈2發(fā)出3000Hz～4000Hz光波，A路信號(hào)處理單元和B路信號(hào)處理單元同時(shí)采集所述光波信號(hào)；A路信號(hào)處理單元的鏡頭A3將采集到的光波信號(hào)經(jīng)成像聚光后輸出給光電轉(zhuǎn)換器A4，經(jīng)光電轉(zhuǎn)換器A4處理后得到3000Hz～4000Hz電信號(hào)輸出給信號(hào)處理器A5，經(jīng)信號(hào)處理器A5進(jìn)行交流放大、帶通濾波、整流、低通濾波、直流放大后輸出A路直流信號(hào)f1給補(bǔ)償電路6和中心處理器7；B路信號(hào)處理單元的鏡頭B13將采集到的光波信號(hào)經(jīng)成像聚光后輸出給光電轉(zhuǎn)換器B14，經(jīng)光電轉(zhuǎn)換器B14處理后得到3000Hz～4000Hz電信號(hào)輸出給信號(hào)處理器B15，經(jīng)信號(hào)處理器B15進(jìn)行交流放大、帶通濾波、整流、低通濾波、直流放大后輸出B路直流信號(hào)f2給補(bǔ)償電路6和中心處理器7；補(bǔ)償電路6對(duì)接收的A路直流信號(hào)f1和B路直流信號(hào)f2，并與設(shè)定值進(jìn)行差值比較，當(dāng)B路直流信號(hào)f2小于設(shè)定值時(shí)，對(duì)A路直流信號(hào)f1和B路直流信號(hào)f2進(jìn)行補(bǔ)償后輸出補(bǔ)償信號(hào)f0給中心處理器7；中心處理器7對(duì)接收的補(bǔ)償信號(hào)f0、A路直流信號(hào)f1和B路直流信號(hào)f2進(jìn)行運(yùn)算補(bǔ)償后得到帶材11相對(duì)于中心或邊緣的偏移量f3給控制器8，通過控制器8控制電液伺服閥9，驅(qū)動(dòng)液壓缸10帶動(dòng)糾偏輥?zhàn)飨鄳?yīng)的糾偏運(yùn)動(dòng)，調(diào)整帶材11回到預(yù)定位置，從而實(shí)現(xiàn)自動(dòng)對(duì)中糾偏。
在本實(shí)用新型中，設(shè)置了兩套信號(hào)處理單元，有效地提高了檢測帶材11在運(yùn)動(dòng)過程中的位移偏移量。
本實(shí)用新型光電式對(duì)中糾偏檢測裝置在正常工作時(shí)，工頻電供給變頻電源1，經(jīng)過電源濾波、整流和高頻濾波后得到脈動(dòng)直流電，再經(jīng)直流升壓、穩(wěn)壓、過流保護(hù)和低頻濾波得到穩(wěn)定的直流電壓，再經(jīng)DC-AC逆變得到特定頻率1500Hz～2000Hz交流電，經(jīng)LC濾波后供給熒光燈2，使熒光燈2發(fā)出3000Hz～4000Hz被調(diào)制的光波。熒光燈2發(fā)出的光波可以同時(shí)被A路信號(hào)處理單元和B路信號(hào)處理單元的鏡頭接收，A路信號(hào)處理單元和B路信號(hào)處理單元的結(jié)構(gòu)相同，對(duì)光電信號(hào)的處理也是相同的。在本實(shí)用新型中，可以根據(jù)對(duì)檢測信號(hào)的處理方式分別為主、輔兩路信號(hào)處理單元，即可以將A路信號(hào)處理單元定義為主路，B路信號(hào)處理單元定義為輔路。當(dāng)帶材11沒有偏移時(shí)，輸出控制信號(hào)為零(即設(shè)定值)，執(zhí)行機(jī)構(gòu)不動(dòng)作，當(dāng)帶材11左右有偏移時(shí)，引起輸入鏡頭A3和鏡頭B13的光通量發(fā)生變化，經(jīng)過光電轉(zhuǎn)換，信號(hào)處理，CPU軟件處理，即可測出偏移量，CPU根據(jù)偏移量輸出控制信號(hào)送給控制器，通過控制器8控制電液伺服閥9，驅(qū)動(dòng)液壓缸10帶動(dòng)糾偏輥?zhàn)飨鄳?yīng)的運(yùn)動(dòng)，調(diào)整帶材11回到預(yù)定位置，從而實(shí)現(xiàn)自動(dòng)對(duì)中糾偏。
在本實(shí)用新型中，A路信號(hào)處理單元(主路)的電路結(jié)構(gòu)聯(lián)接為從熒光燈2發(fā)出的3000Hz～4000Hz光波經(jīng)鏡頭A3成像聚光到光電轉(zhuǎn)換器D1上，光電轉(zhuǎn)換器D1與運(yùn)放芯片U1的第2腳與二極管D1聯(lián)接，電容C1和電阻R1并聯(lián)接在運(yùn)放芯片U1的第3腳與地之間，運(yùn)放芯片U1的第4腳接-15V電壓，光電轉(zhuǎn)換器U1的第4腳與地之間接有電容C4，運(yùn)放芯片U1的第7腳接+15V電壓，運(yùn)放芯片U1的第7腳與地之間接有電容C3，運(yùn)放芯片U1的第6腳接電阻R3后與運(yùn)放芯片U2的第2腳聯(lián)接，運(yùn)放芯片U1的第2腳與運(yùn)放芯片U2的第6腳之間接有電容C2和電阻R2；運(yùn)放芯片U2的第3腳與地之間接有電阻R26，運(yùn)放芯片U2的第4腳接-15V電壓，運(yùn)放芯片U2的第4腳與地之間接有電容C7，運(yùn)放芯片U2的第7腳接+15V電壓，運(yùn)放芯片U2的第7腳與地之間接有電容C6，運(yùn)放芯片U2的第2腳與第6腳串聯(lián)有電容C5、電阻R4，運(yùn)放芯片U2的第6腳與運(yùn)放芯片U3的第3腳之間串聯(lián)有電容C21、電阻R5電容C9；電容C9與電阻R5之間接電容C8接地，運(yùn)放芯片U3的第2腳與地之間順次接有電阻R9和電阻R11，運(yùn)放芯片U3的第2腳與第6腳之間串接有電阻R9和電阻R12，運(yùn)放芯片U3的第3腳與地之間順次接有電阻R7，運(yùn)放芯片U3的第4腳接-15V電壓，運(yùn)放芯片U3的第4腳與地之間接有電容C11，運(yùn)放芯片U3的第7腳接+15V電壓，運(yùn)放芯片U3的第7腳與地之間接有電容C10，運(yùn)放芯片U3的第6腳與運(yùn)放芯片U4的第2腳之間串接有電阻R13，運(yùn)放芯片U4的第3腳與地之間串接有電阻R15，運(yùn)放芯片U3的第6腳與運(yùn)放芯片U5的第2腳之間串接有電阻R17；電阻R14與二極管D3串聯(lián)，再與二極管D2并聯(lián)接于運(yùn)放芯片U4的第2腳與第6腳之間，運(yùn)放芯片U4的第4腳與地之間接有電容C13，運(yùn)放芯片U4的第7腳接+15V電壓，運(yùn)放芯片U3的第7腳與地之間接有電容C12，運(yùn)放芯片U4的第6腳與運(yùn)放芯片U5的第2腳串接有二極管D3、電阻R16；運(yùn)放芯片U5的第2腳與第6腳串接有電阻R19，運(yùn)放芯片U5的第3腳與地之間串接有電阻R18，運(yùn)放芯片U5的第4腳與地之間接有電容C15，運(yùn)放芯片U5的第7腳接+15V電壓，運(yùn)放芯片U3的第7腳與地之間接有電容C14，運(yùn)放芯片U5的第6腳與運(yùn)放芯片U6的第2腳之間串接有電阻R22、電阻R23，電阻R22與電阻R23之間串電容C17接地；運(yùn)放芯片U6的第2腳與-15V之間串有電位器POT2、電阻R20，運(yùn)放芯片U6的第2腳與+15V之間串有電位器POT2、電阻R21，電容C16與電阻R24并聯(lián)串于運(yùn)放芯片U6的第2腳與第6腳之間。電容C18與電阻R25并聯(lián)接于運(yùn)放芯片U6的第3腳與地之間，運(yùn)放芯片U6的第4腳與地之間接有電容C19，運(yùn)放芯片U6的第7腳接+15V電壓，運(yùn)放芯片U3的第7腳與地之間接有電容C20。運(yùn)放芯片U6的第6腳與電源接口J1的第1腳聯(lián)接。
在本實(shí)用新型中，補(bǔ)償電路6選取AD538芯片，中心處理器7選取89S52芯片，控制器8選取89S52芯片，信號(hào)處理單元用的運(yùn)放芯片選取OP07型號(hào)芯片。
權(quán)利要求1.一種光電式對(duì)中糾偏檢測裝置，包括變頻光源(1)、熒光燈(2)、鏡頭A(3)、鏡頭B(13)、中心處理器(7)、控制器(8)，其特征在于還包括光電轉(zhuǎn)換器A(4)、光電轉(zhuǎn)換器B(14)、信號(hào)處理器A(5)、信號(hào)處理器B(15)和補(bǔ)償電路(6)；所述鏡頭A(3)、光電轉(zhuǎn)換器A(4)、和信號(hào)處理器A(5)構(gòu)成A路信號(hào)處理單元；所述鏡頭B(13)、光電轉(zhuǎn)換器B(14)、和信號(hào)處理器B(15)構(gòu)成B路信號(hào)處理單元；變頻電源(1)給熒光燈(2)供電，熒光燈(2)發(fā)出3000Hz～4000Hz光波，所述A路信號(hào)處理單元和所述B路信號(hào)處理單元同時(shí)采集所述光波信號(hào)；所述A路信號(hào)處理單元的鏡頭A(3)將采集到的光波信號(hào)經(jīng)成像聚光后輸出給光電轉(zhuǎn)換器A(4)，經(jīng)光電轉(zhuǎn)換器A(4)處理后得到3000Hz～4000Hz電信號(hào)輸出給信號(hào)處理器A(5)，經(jīng)信號(hào)處理器A(5)進(jìn)行交流放大、帶通濾波、整流、低通濾波、直流放大后輸出A路直流信號(hào)f1給補(bǔ)償電路(6)和中心處理器(7)；所述B路信號(hào)處理單元的鏡頭B(13)將采集到的光波信號(hào)經(jīng)成像聚光后輸出給光電轉(zhuǎn)換器B(14)，經(jīng)光電轉(zhuǎn)換器B(14)處理后得到3000Hz～4000Hz電信號(hào)輸出給信號(hào)處理器B(15)，經(jīng)信號(hào)處理器B(15)進(jìn)行交流放大、帶通濾波、整流、低通濾波、直流放大后輸出B路直流信號(hào)f2給補(bǔ)償電路(6)和中心處理器(7)；所述補(bǔ)償電路(6)對(duì)接收的A路直流信號(hào)f1和B路直流信號(hào)f2，并與設(shè)定值進(jìn)行差值比較，當(dāng)B路直流信號(hào)f2小于設(shè)定值時(shí)，對(duì)A路直流信號(hào)f1和B路直流信號(hào)f2進(jìn)行補(bǔ)償后輸出補(bǔ)償信號(hào)f0給中心處理器(7)；所述中心處理器(7)對(duì)接收的補(bǔ)償信號(hào)f0、A路直流信號(hào)f1和B路直流信號(hào)f2進(jìn)行運(yùn)算補(bǔ)償后得到帶材(11)相對(duì)于中心或邊緣的偏移量f3給控制器(8)，通過控制器(8)控制電液伺服閥(9)，驅(qū)動(dòng)液壓缸(10)帶動(dòng)糾偏輥?zhàn)飨鄳?yīng)的糾偏運(yùn)動(dòng)，調(diào)整帶材(11)回到預(yù)定位置。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光電式對(duì)中糾偏檢測裝置，其特征在于所述補(bǔ)償電路(6)選取AD538芯片，中心處理器(7)選取89S52芯片，控制器(8)選取89S52芯片。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光電式對(duì)中糾偏檢測裝置，其特征在于所述A路信號(hào)處理裝置和B路信號(hào)處理裝置的結(jié)構(gòu)相同，A路信號(hào)處理裝置硬件電路中各管腳聯(lián)接為，從熒光燈(2)發(fā)出的3000Hz～4000Hz光波經(jīng)鏡頭A(3)成像聚光到光電轉(zhuǎn)換器D1上，光電轉(zhuǎn)換器D1與運(yùn)放芯片U1的第2腳與二極管D1聯(lián)接，電容C1和電阻R1并聯(lián)接在運(yùn)放芯片U1的第3腳與地之間，運(yùn)放芯片U1的第4腳接-15V電壓，光電轉(zhuǎn)換器U1的第4腳與地之間接有電容C4，運(yùn)放芯片U1的第7腳接+15V電壓，運(yùn)放芯片U1的第7腳與地之間接有電容C3，運(yùn)放芯片U1的第6腳接電阻R3后與運(yùn)放芯片U2的第2腳聯(lián)接，運(yùn)放芯片U1的第2腳與運(yùn)放芯片U2的第6腳之間接有電容C2和電阻R2；運(yùn)放芯片U2的第3腳與地之間接有電阻R26，運(yùn)放芯片U2的第4腳接-15V電壓，運(yùn)放芯片U2的第4腳與地之間接有電容C7，運(yùn)放芯片U2的第7腳接+15V電壓，運(yùn)放芯片U2的第7腳與地之間接有電容C6，運(yùn)放芯片U2的第2腳與第6腳串聯(lián)有電容C5、電阻R4，運(yùn)放芯片U2的第6腳與運(yùn)放芯片U3的第3腳之間串聯(lián)有電容C21、電阻R5、電容C9；電容C9與電阻R5之間接電容C8接地，運(yùn)放芯片U3的第2腳與地之間順次接有電阻R9和電阻R11，運(yùn)放芯片U3的第2腳與第6腳之間串接有電阻R9和電阻R12，運(yùn)放芯片U3的第3腳與地之間順次接有電阻R7，運(yùn)放芯片U3的第4腳接-15V電壓，運(yùn)放芯片U3的第4腳與地之間接有電容C11，運(yùn)放芯片U3的第7腳接+15V電壓，運(yùn)放芯片U3的第7腳與地之間接有電容C10，運(yùn)放芯片U3的第6腳與運(yùn)放芯片U4的第2腳之間串接有電阻R13，運(yùn)放芯片U4的第3腳與地之間串接有電阻R15，運(yùn)放芯片U3的第6腳與運(yùn)放芯片U5的第2腳之間串接有電阻R17；電阻R14與二極管D3串聯(lián)，再與二極管D2并聯(lián)接于運(yùn)放芯片U4的第2腳與第6腳之間，運(yùn)放芯片U4的第4腳與地之間接有電容C13，運(yùn)放芯片U4的第7腳接+15V電壓，運(yùn)放芯片U3的第7腳與地之間接有電容C12，運(yùn)放芯片U4的第6腳與運(yùn)放芯片U5的第2腳串接有二極管D3、電阻R16；運(yùn)放芯片U5的第2腳與第6腳串接有電阻R19，運(yùn)放芯片U5的第3腳與地之間串接有電阻R18，運(yùn)放芯片U5的第4腳與地之間接有電容C15，運(yùn)放芯片U5的第7腳接+15V電壓，運(yùn)放芯片U3的第7腳與地之間接有電容C14，運(yùn)放芯片U5的第6腳與運(yùn)放芯片U6的第2腳之間串接有電阻R22、電阻R23，電阻R22與電阻R23之間串電容C17接地；運(yùn)放芯片U6的第2腳與-15V之間串有電位器POT2、電阻R20，運(yùn)放芯片U6的第2腳與+15V之間串有電位器POT2、電阻R21，電容C16與電阻R24并聯(lián)串于運(yùn)放芯片U6的第2腳與第6腳之間；電容C18與電阻R25并聯(lián)接于運(yùn)放芯片U6的第3腳與地之間，運(yùn)放芯片U6的第4腳與地之間接有電容C19，運(yùn)放芯片U6的第7腳接+15V電壓，運(yùn)放芯片U3的第7腳與地之間接有電容C20，運(yùn)放芯片U6的第6腳與電源接口J1的第1腳聯(lián)接。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種光電式對(duì)中糾偏檢測裝置，包括變頻光源、熒光燈、中心處理器、控制器、補(bǔ)償電路以及兩個(gè)鏡頭和兩路信號(hào)處理單元構(gòu)成；鏡頭A、光電轉(zhuǎn)換器A、和信號(hào)處理器A構(gòu)成A路信號(hào)處理單元；鏡頭B、光電轉(zhuǎn)換器B、和信號(hào)處理器B構(gòu)成B路信號(hào)處理單元；A路信號(hào)處理單元和所述B路信號(hào)處理單元同時(shí)采集熒光燈發(fā)出的光波，并將其轉(zhuǎn)換為電信號(hào)輸出給補(bǔ)償電路作信號(hào)比較，中心處理器對(duì)接收的補(bǔ)償信號(hào)f
文檔編號(hào)G01B11/00GK2935085SQ20062011909
公開日2007年8月15日 申請(qǐng)日期2006年8月2日 優(yōu)先權(quán)日2006年8月2日
發(fā)明者楊溪林, 邱忠義, 吳青 申請(qǐng)人:北京金自天正智能控制股份有限公司