本發(fā)明涉及光伏玻璃檢測，特別是涉及一種傳感器及采用該傳感器的光伏玻璃檢測方法。

背景技術：

1、目前，我國光伏產業(yè)正以每年30％的速度增長，與之相關的光伏玻璃配套生產設備急需提升智能化、自動化能力，以滿足快速增長的市場需求，高性價比的光伏玻璃檢測傳感器方案一直是該行業(yè)的迫切需求。

2、現(xiàn)有的光伏玻璃檢測技術有普通對射式(透過型)光電、普通鏡反式(回歸反射型)光電和普通漫反式(擴散反射型)光電；1)使用普通對射式(透過型)光電或普通鏡反式(回歸反射型)光電檢測光伏玻璃，光電接收端感應到的光通量差異較小，不足以觸發(fā)信號狀態(tài)變化，從而產生漏檢，無法適應光伏玻璃的高透光性特點；工程應用時，對射式光電傳感器發(fā)射接收需安裝在玻璃兩側，回歸反射型需安裝光電傳感器本體外，還需在檢測區(qū)域內安裝偏振反光板，實用性受到極大限制，部分工況無法實施；2)使用普通漫反式(擴散反射型)光電檢測光伏玻璃，由透明物體反射至傳感器接收端的光通量較小，不能達到致使信號狀態(tài)變化的閾值，從而產生漏檢，無法適應光伏玻璃表面的鏡面反射效應同時反射率低的特點；

3、還有無論是普通對射式(透過型)光電和普通鏡反式(回歸反射型)光電，還是普通漫反式(擴散反射型)光電，一般在多層自動化傳送線上，層與層間有高亮、高反背景物，傳統(tǒng)光電傳感器都不能及時準確檢測到光伏玻璃，產生誤檢或漏檢，導致異常停機或玻璃發(fā)生撞擊破碎，從而影響產量，造成較大經濟損失。

技術實現(xiàn)思路

1、鑒于以上所述現(xiàn)有技術的缺點，本發(fā)明的目的在于提供一種傳感器及采用該傳感器的光伏玻璃檢測方法，用于解決現(xiàn)有的光伏玻璃檢測技術不僅無法適應光伏玻璃的高透光性特點，也不能及時準確檢測到光伏玻璃，產生誤檢或漏檢的問題。

2、為實現(xiàn)上述目的及其他相關目的，本發(fā)明提供如下技術方案：

3、一種傳感器，包括：mcu控制單元、測距數(shù)據處理單元、驅動器、發(fā)射管、信號放大單元和spad陣列光信號接收單元，所述mcu控制單元與所述測距數(shù)據處理單元連接，所述測距數(shù)據處理單元分別與所述驅動器和信號放大單元連接，所述驅動器與所述發(fā)射管連接，所述信號放大單元與所述spad陣列光信號接收單元連接，其中，所述mcu控制單元包括mcu控制器；該技術方案中的測距數(shù)據處理單元能夠通過驅動器控制發(fā)射管發(fā)射光脈沖至被檢測體，spad陣列光信號接收單元可以接收被檢測體反射回來的光脈沖并將光信號轉換成電信號，測距數(shù)據處理單元還能夠接收來自信號放大單元的電信號，并計算出光脈沖飛行時間信息后發(fā)送至mcu控制單元，mcu控制單元能夠根據光脈沖飛行時間信息計算出傳感器與被檢測體之間的距離值。

4、于本發(fā)明的一實施例中，還包括存儲單元、按鍵輸入單元和指示單元，所述存儲單元、按鍵輸入單元和指示單元均與所述mcu控制單元連接，所述存儲單元還與所述測距數(shù)據處理單元連接。

5、于本發(fā)明的一實施例中，還包括輸出單元、輸出保護單元和為傳感器各個單元提供電源的電源單元，所述輸出單元、輸出保護單元和電源單元均與所述mcu控制單元連接，所述輸出單元還與所述輸出保護單元連接。

6、一種采用所述的傳感器的光伏玻璃檢測方法，所述光伏玻璃檢測方法包括以下步驟：傳感器上的發(fā)射管發(fā)射打向被檢測體的光脈沖，spad陣列光信號接收單元接收從被檢測體反射回來的光脈沖并將光信號轉換成電信號，電信號經信號放大單元放大后發(fā)送至測距數(shù)據處理單元，其中，所述光脈沖會在單幀測量時間內發(fā)射n次光信號；

7、測距數(shù)據處理單元接收來自信號放大單元的電信號，并根據發(fā)送光脈沖和接收光脈沖的時間計算出光脈沖飛行時間信息，并將所述光脈沖飛行時間信息發(fā)送至mcu控制單元；mcu控制單元根據光脈沖飛行時間信息計算出傳感器與被檢測體之間的距離值，并將所述距離值與預先設定的檢測范圍值進行比對，根據對比結果確認是否檢測到光伏玻璃。

8、于本發(fā)明的一實施例中，所述將距離值與預先設定的檢測范圍值進行比對，根據對比結果確認是否檢測到光伏玻璃，包括：判斷所述傳感器與被檢測體之間的距離值是否在所述檢測范圍值內；若所述傳感器與被檢測體之間的距離值是在所述檢測范圍值內，則判定在所述檢測范圍值內有光伏玻璃；若所述傳感器與被檢測體之間的距離值不在所述檢測范圍值內，則判定在所述檢測范圍值內無光伏玻璃。

9、于本發(fā)明的一實施例中，在所述傳感器上的發(fā)射管發(fā)射打向被檢測體的光脈沖，spad陣列光信號接收單元接收從被檢測體反射回來的光脈沖并將光信號轉換成電信號，電信號經信號放大單元放大后發(fā)送至測距數(shù)據處理單元之前，還包括：傳感器上的發(fā)射管發(fā)射打向放置在規(guī)定檢測位置上的光伏玻璃的光脈沖，spad陣列光信號接收單元接收從光伏玻璃反射回來的光脈沖并將光信號轉換成電信號，電信號經信號放大單元放大后發(fā)送至測距數(shù)據處理單元；測距數(shù)據處理單元接收來自信號放大單元的電信號，并根據發(fā)送光脈沖和接收光脈沖的時間計算出光脈沖時間差，并將所述光脈沖時間差發(fā)送至mcu控制單元；

10、mcu控制單元接收并記錄來自測距數(shù)據處理單元的光脈沖時間差，并根據光脈沖時間差計算出傳感器與光伏玻璃之間的距離值，mcu控制單元將采集的距離值去掉極大值和極小值后平均濾波算法得到檢測范圍值，并將其存入到存儲單元，該技術方案通過在檢測之前設定檢測范圍值，能夠減少檢測范圍的偏差，包括安裝誤差、導軌槽偏差、傳感器一致性偏差等。

11、于本發(fā)明的一實施例中，當光伏玻璃后面有背景物時，mcu控制單元接收并記錄來自測距數(shù)據處理單元的光脈沖的次數(shù)和光脈沖飛行時間信息，并對n次光脈沖飛行時間做直方圖統(tǒng)計，根據所述直方圖統(tǒng)計結果和mcu控制單元中的軟件算法篩選掉光伏玻璃后面的背景物，該技術方案通過直方圖統(tǒng)計結果和mcu控制單元中的軟件算法能夠去除檢測到背景物和噪聲深度，即可準確的識別出光伏玻璃。

12、如上所述，本發(fā)明的一種傳感器及采用該傳感器的光伏玻璃檢測方法，具有以下有益效果：本發(fā)明采用測距專用芯片與mcu協(xié)同工作，測距專用芯片集成信號發(fā)射和接收處理放大，mcu接收并記錄來自測距數(shù)據處理單元的信息，計算傳感器前方的光伏玻璃和背景物的深度，從而保證產品的穩(wěn)定性和可靠性，同時也使產品的體積更??；還有本發(fā)明采用tof的技術測量目標物的深度信息，通過單位時間內多次發(fā)射和采集反射信號進行數(shù)據統(tǒng)計分析，降低漏檢的技術風險；并且本發(fā)明可通過標定功能，對檢測距離進行設定，對背景物信號進行抑制，減少安裝誤差、導軌槽偏差、傳感器一致性偏差等，提升檢測可靠性；而且本發(fā)明對采集的光脈沖飛行時間做直方圖統(tǒng)計，通過統(tǒng)計值的頻率特性區(qū)分光伏玻璃、背景物及噪音，其檢測玻璃可靠性高，適應范圍廣。

技術特征：

1.一種傳感器，其特征在于：包括：mcu控制單元、測距數(shù)據處理單元、驅動器、發(fā)射管、信號放大單元和spad陣列光信號接收單元，所述mcu控制單元與所述測距數(shù)據處理單元連接，所述測距數(shù)據處理單元分別與所述驅動器和信號放大單元連接，所述驅動器與所述發(fā)射管連接，所述信號放大單元與所述spad陣列光信號接收單元連接，其中，所述mcu控制單元包括mcu控制器。

2.根據權利要求1所述的一種傳感器，其特征在于：還包括存儲單元、按鍵輸入單元和指示單元，所述存儲單元、按鍵輸入單元和指示單元均與所述mcu控制單元連接，所述存儲單元還與所述測距數(shù)據處理單元連接。

3.根據權利要求1所述的一種傳感器，其特征在于：還包括輸出單元、輸出保護單元和為傳感器各個單元提供電源的電源單元，所述輸出單元、輸出保護單元和電源單元均與所述mcu控制單元連接，所述輸出單元還與所述輸出保護單元連接。

4.一種采用如權利要求1-3任一項所述的傳感器的光伏玻璃檢測方法，其特征在于，所述光伏玻璃檢測方法包括以下步驟：

5.根據權利要求4所述的一種采用該傳感器的光伏玻璃檢測方法，其特征在于：所述將距離值與預先設定的檢測范圍值進行比對，根據對比結果確認是否檢測到光伏玻璃，包括：

6.根據權利要求4所述的一種采用該傳感器的光伏玻璃檢測方法，其特征在于：在所述傳感器上的發(fā)射管發(fā)射打向被檢測體的光脈沖，spad陣列光信號接收單元接收從被檢測體反射回來的光脈沖并將光信號轉換成電信號，電信號經信號放大單元放大后發(fā)送至測距數(shù)據處理單元之前，還包括：

7.根據權利要求4所述的一種采用該傳感器的光伏玻璃檢測方法，其特征在于：當光伏玻璃后面有背景物時，mcu控制單元接收并記錄來自測距數(shù)據處理單元的光脈沖的次數(shù)和光脈沖飛行時間信息，并對n次光脈沖飛行時間做直方圖統(tǒng)計，根據所述直方圖統(tǒng)計結果和mcu控制單元中的軟件算法篩選掉光伏玻璃后面的背景物。

技術總結
本發(fā)明提供一種傳感器及采用該傳感器的光伏玻璃檢測方法，包括：MCU控制單元、測距數(shù)據處理單元、驅動器、發(fā)射管、信號放大單元和SPAD陣列光信號接收單元，所述MCU控制單元與所述測距數(shù)據處理單元連接，所述測距數(shù)據處理單元分別與所述驅動器和信號放大單元連接，所述驅動器與所述發(fā)射管連接，所述信號放大單元與所述SPAD陣列光信號接收單元連接，其中，所述MCU控制單元包括MCU控制器；本發(fā)明具有以下有益效果：本發(fā)明采用測距專用芯片與MCU協(xié)同工作，測距專用芯片集成信號發(fā)射和接收處理放大，MCU接收并記錄測距數(shù)據處理單元信息，計算傳感器前方的光伏玻璃和背景物的深度，從而保證產品的穩(wěn)定性和可靠性，同時也使產品的體積更小。

技術研發(fā)人員：許永童,謝勇,孫中梁,趙都桂
受保護的技術使用者：上海蘭寶傳感科技股份有限公司
技術研發(fā)日：
技術公布日：2024/12/19