非接觸式浮法玻璃錫面自動(dòng)識(shí)別裝置及方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及浮法玻璃錫面識(shí)別領(lǐng)域，尤其涉及一種非接觸式浮法玻璃錫面自動(dòng)識(shí)別裝置及方法。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，浮法玻璃的成型過(guò)程是在通入保護(hù)氣體的錫槽中完成的，具體過(guò)程為:熔融狀態(tài)的玻璃液從池窯中連續(xù)流入錫槽中，并漂浮在相對(duì)密度較大的錫液表面上，在重力和表面張力的作用下，玻璃液在錫液面上鋪開(kāi)、攤平，經(jīng)硬化、冷卻、退火等操作后得到平板玻璃產(chǎn)品。在上述浮法玻璃的成型過(guò)程中，由于高溫熔融的玻璃是漂浮在錫液上的，因此，在玻璃的下表面會(huì)滲入一定量的錫，使玻璃的其中一面變?yōu)殄a面。由于浮法玻璃滲有錫的一面具有很多特性，后續(xù)還要進(jìn)行絲網(wǎng)印刷、鍍膜、彎鋼化和大面積平鋼化等深加工，因此，準(zhǔn)確判斷出浮法玻璃的錫面非常重要。
[0003]目前，浮法玻璃的錫面識(shí)別主要是利用錫面燈來(lái)完成，識(shí)別方法是:將錫面燈從浮法玻璃下方向上照射，錫面燈發(fā)出紫外光，如果與錫面燈緊貼的一面是浮法玻璃的錫面，則浮法玻璃被紫外光照射后會(huì)發(fā)出白色熒光，從浮法玻璃上表面俯視觀(guān)察可看到白色熒光；如果與錫面燈緊貼的一面不是浮法玻璃的錫面，則觀(guān)察不到白色熒光。上述方法無(wú)論是手動(dòng)檢測(cè)還是在線(xiàn)檢測(cè)均依賴(lài)人眼識(shí)別，識(shí)別速度慢，識(shí)別結(jié)果受人為因素影響大，效率低下，且會(huì)對(duì)人眼產(chǎn)生損害。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的在于提供一種非接觸式浮法玻璃錫面自動(dòng)識(shí)別裝置及方法，能夠快速準(zhǔn)確、簡(jiǎn)單高效地識(shí)別出浮法玻璃的錫面，通用性較強(qiáng)。
[0005]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案:
非接觸式浮法玻璃錫面自動(dòng)識(shí)別裝置，包括錫面燈、顏色識(shí)別裝置和微處理器，所述錫面燈和顏色識(shí)別裝置分別設(shè)置在浮法玻璃的兩側(cè)，且錫面燈和顏色識(shí)別裝置的位置相對(duì)，浮法玻璃中貼近錫面燈的一面為被測(cè)面，顏色識(shí)別裝置的輸出端經(jīng)接口電路連接微處理器的輸入端，微處理器的輸出端經(jīng)接口電路連接顏色識(shí)別裝置的輸入端，所述錫面燈用于發(fā)射入射光，顏色識(shí)別裝置用于采集穿過(guò)浮法玻璃的透射光中的紅、藍(lán)和綠三種基本色的頻率數(shù)據(jù)，并傳輸給微處理器，所述微處理器用于對(duì)顏色識(shí)別裝置輸出的三種基本色的頻率數(shù)據(jù)進(jìn)行校正和計(jì)算，合成透射光所對(duì)應(yīng)的顏色，并將合成的顏色與預(yù)設(shè)的顏色閾值進(jìn)行比較，從而判斷被測(cè)面是否為錫面，所述微處理器還用于對(duì)顏色傳感器進(jìn)行白平衡調(diào)整。
[0006]所述錫面燈和顏色識(shí)別裝置均貼近浮法玻璃設(shè)置。
[0007]所述顏色識(shí)別裝置采用顏色傳感器，顏色傳感器周?chē)惭b有若干個(gè)LED白光燈，微處理器的輸出端控制連接LED白光燈。
[0008]還包括顯示裝置，所述顯示裝置的輸入端經(jīng)接口電路連接微處理器的輸出端。
[0009]所述微處理器采用單片機(jī)，顏色傳感器的輸出端經(jīng)接口電路和光電耦合器連接單片機(jī)的輸入端，單片機(jī)的定時(shí)器/計(jì)數(shù)器輸出端經(jīng)接口電路和光電耦合器連接顏色傳感器的輸入端。
[0010]所述微處理器控制LED白光燈點(diǎn)亮，LED白光燈發(fā)出白色入射光，微處理器依次選擇顏色傳感器中的紅色、綠色和藍(lán)色濾波器，分別測(cè)得紅光、綠光和藍(lán)光的頻率值，并計(jì)算出顏色傳感器的輸出比例因子，完成顏色傳感器的白平衡調(diào)整;然后，微處理器將顏色傳感器實(shí)際測(cè)得的透射光的三種基本色的頻率數(shù)據(jù)分別乘以各自的輸出比例因子，得到透射光中三種基本色對(duì)應(yīng)的頻率分量，并將三種基本色合成為透射光對(duì)應(yīng)的顏色;接著，微處理器將合成的透射光對(duì)應(yīng)的顏色與預(yù)設(shè)的顏色閾值進(jìn)行比較，判斷被測(cè)面是否為錫面。
[0011 ]非接觸式浮法玻璃錫面自動(dòng)識(shí)別方法，依次包括以下步驟:
(1)首先對(duì)已知的多個(gè)浮法玻璃的錫面和非錫面進(jìn)行檢測(cè)，得出浮法玻璃的錫面和非錫面對(duì)應(yīng)的顏色數(shù)據(jù);然后分別對(duì)測(cè)得的浮法玻璃的錫面和非錫面對(duì)應(yīng)的顏色數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，計(jì)算出多次測(cè)量過(guò)程中浮法玻璃錫面對(duì)應(yīng)的顏色數(shù)據(jù)的下限值al和非錫面對(duì)應(yīng)的顏色數(shù)據(jù)的上限值a2，在al至a2之間的區(qū)間內(nèi)取一個(gè)中間值，作為顏色閾值a，即顏色閾值a的取值范圍為:a2<a<al;
(2)將微處理器設(shè)置在定時(shí)器工作方式下，并設(shè)置微處理器的定時(shí)時(shí)間；
(3)對(duì)顏色傳感器進(jìn)行白平衡調(diào)整，確定顏色傳感器的輸出比例因子；
顏色傳感器進(jìn)行白平衡調(diào)整的過(guò)程為:微處理器控制LED白光燈點(diǎn)亮，LED白光燈發(fā)出白色入射光，并使白色入射光能夠照射到顏色傳感器上;微處理器依次選擇顏色傳感器中的紅色、綠色和藍(lán)色濾波器，分別測(cè)得紅光、綠光和藍(lán)光的頻率值，則顏色傳感器的輸出比例因子為:紅光KR=255/R，綠光KG=255/G，藍(lán)光KB=255/B，其中，KR表示紅光的輸出比例因子，R表示紅光的頻率值，KG表示綠光的輸出比例因子，G表示綠光的頻率值，KB表示藍(lán)光的輸出比例因子，B表示藍(lán)光的頻率值；
(4)定時(shí)器定時(shí)時(shí)間到達(dá)之后，錫面燈發(fā)出入射光，顏色傳感器接收穿過(guò)浮法玻璃的透射光，顏色傳感器分別感知透射光中紅、綠和藍(lán)三種基本色的強(qiáng)度量值，轉(zhuǎn)化為頻率數(shù)據(jù)，并傳輸給微處理器；
(5)微處理器首先讀取顏色傳感器輸出的頻率數(shù)據(jù)，然后將顏色傳感器測(cè)得的透射光的三種基本色的頻率數(shù)據(jù)分別乘以各自的輸出比例因子，得到透射光中三種基本色對(duì)應(yīng)的頻率分量;再將三種基本色合成為透射光對(duì)應(yīng)的顏色;接著，微處理器將合成的透射光對(duì)應(yīng)的顏色與步驟(I)中預(yù)設(shè)的顏色閾值進(jìn)行比較，若合成的透射光的顏色大于預(yù)設(shè)的顏色閾值，則被測(cè)面為錫面;若合成的透射光的顏色小于預(yù)設(shè)的顏色閾值，則被測(cè)面為非錫面；
(6)識(shí)別完成后，微處理器將識(shí)別結(jié)果輸出到顯示裝置進(jìn)行顯示，同時(shí)返回步驟(4)，等定時(shí)器定時(shí)時(shí)間到達(dá)之后，進(jìn)行下一次識(shí)別。
[0012]本發(fā)明具有以下有益效果:
(1)本發(fā)明能夠代替人眼進(jìn)行自動(dòng)檢測(cè)，不會(huì)對(duì)人眼產(chǎn)生損害，檢測(cè)結(jié)果受人為因素干擾小，具有安全、高效及準(zhǔn)確的優(yōu)點(diǎn)；
(2)本發(fā)明利用顏色傳感器來(lái)直接獲取顏色數(shù)據(jù)，不需要進(jìn)行圖像采集和處理，運(yùn)算簡(jiǎn)單；
(3)本發(fā)明所使用的顏色傳感器體積小，成本低;微處理器可選范圍廣，可實(shí)現(xiàn)多個(gè)浮法玻璃錫面的同時(shí)識(shí)別。
[0013]綜上所述，本發(fā)明公開(kāi)的非接觸式浮法玻璃錫面自動(dòng)識(shí)別裝置及方法簡(jiǎn)單有效，具有安全、快捷、準(zhǔn)確、體積小、成本低及結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單的優(yōu)點(diǎn)，適合工業(yè)流水線(xiàn)上的浮法玻璃錫面自動(dòng)識(shí)別。
【附圖說(shuō)明】
[0014]圖1為本發(fā)明所述非接觸式浮法玻璃錫面自動(dòng)識(shí)別裝置的原理框圖；
圖2為本發(fā)明所述所述非接觸式浮法玻璃錫面自動(dòng)識(shí)別方法的流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0015]如圖1所示，本發(fā)明所述非接觸式浮法玻璃錫面自動(dòng)識(shí)別裝置，包括錫面燈、顏色識(shí)別裝置、微處理器和顯示裝置，錫面燈用于發(fā)射入射光，顏色識(shí)別裝置用于采集穿過(guò)浮法玻璃的透射光中的紅、藍(lán)和綠三種基本色的頻率數(shù)據(jù)，并傳輸給微處理器，錫面燈和顏色識(shí)別裝置分別設(shè)置在浮法玻璃的兩側(cè)，且錫面燈和顏色識(shí)別裝置均貼近浮法玻璃設(shè)置，在本實(shí)施例中，顏色識(shí)別裝置采用TCS3200顏色傳感器，為了使顏色傳感器的識(shí)別結(jié)果更加準(zhǔn)確，在本實(shí)施例中，錫面燈設(shè)置于浮法玻璃的下方，顏色識(shí)別裝置設(shè)置于浮法玻璃的上方，顏色識(shí)別裝置與錫面燈的位置相對(duì)，浮法玻璃中貼近錫面燈一面為被測(cè)面，顏色傳感器的輸出端經(jīng)接口電路和光電耦合器連接微處理器的輸入端，光電耦合器用于實(shí)現(xiàn)顏色傳感器與微處理器之間的電信號(hào)傳輸，同時(shí)確保顏色傳感器和微處理器之間的電隔離。
[0016]微處理用于對(duì)顏色傳感器輸出的三種基本色的頻率數(shù)據(jù)進(jìn)行校正和計(jì)算，合成透射光所對(duì)應(yīng)的顏色，并將合成的顏色與預(yù)設(shè)的顏色閾值進(jìn)行比較，從而判斷被測(cè)面是否為錫面，顏色傳感器的輸出端經(jīng)接口電路和光電耦合器連接微處理器的輸入端，微處理器的輸出端經(jīng)接口電路和光電耦合器連接顏色傳感器的輸入端，在本實(shí)施例中，微處理器采用單片機(jī)，單片機(jī)的定時(shí)器/計(jì)數(shù)器輸出端經(jīng)接口電路和光電耦合器連接顏色傳感器的輸入端，單片機(jī)的輸出端還經(jīng)接口電路和光電耦合器連接顯示裝置。
[0017]顏色傳感器的周?chē)惭b有若干個(gè)LED白光燈，在本實(shí)施例中，采用四個(gè)LED白光燈，微處理器的輸出端控制連接四個(gè)LED白光燈，LED白光燈用于對(duì)顏色傳感器進(jìn)行白平衡調(diào)整。
[0018]顯示裝置用于顯示識(shí)別結(jié)果，在本實(shí)施例中，顯示裝置采用數(shù)碼管。
[0019]如圖2所示，利用本發(fā)明所述的非接觸式浮法玻璃錫面自動(dòng)識(shí)別裝置進(jìn)行非接觸式浮法玻璃錫面自動(dòng)識(shí)別的方法，具體包括以下步驟:
(I)首先對(duì)已知的多個(gè)浮法玻璃的錫面和非錫面進(jìn)行檢測(cè)，得出浮法玻璃的錫面和非錫面對(duì)應(yīng)的顏色數(shù)據(jù);然后分別對(duì)測(cè)得的浮法玻璃的錫面和非錫面對(duì)應(yīng)的顏色數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，計(jì)算出多次測(cè)量過(guò)程中浮法玻璃錫面對(duì)應(yīng)的顏色數(shù)據(jù)的下限值al和非錫面對(duì)應(yīng)的顏色數(shù)據(jù)的上限值a2，在al至a2之間的區(qū)間內(nèi)取一個(gè)中間數(shù)，作為顏色閾值a，浮法玻璃錫面對(duì)應(yīng)的顏色數(shù)據(jù)大于非錫面對(duì)應(yīng)的顏色數(shù)據(jù)，即顏色閾值a的取值范圍為:a2<a<al;
顏色閾值的取值可以不固定，