專利名稱：多波段光學(xué)在線尺寸檢測方法及系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及光學(xué)檢測技術(shù)，具體涉及一種用于生產(chǎn)線產(chǎn)品尺寸的多波段光學(xué)在線尺寸檢測方法及系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
目前，隨著經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，制造行業(yè)中的板材、紙張、布匹生產(chǎn)線上急需裝備自動(dòng)化的幅寬在線測量系統(tǒng)，達(dá)到提高生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量的目的。目前還有約80%的生產(chǎn)線采用鋼板限位這種機(jī)械方式定位，由于該方法是接觸式測量，磨損嚴(yán)重，更換耗材和調(diào)試周期短，效率低下。國外的生產(chǎn)線配置有較為成熟的在線非接觸式在線測量系統(tǒng)，該系統(tǒng)以德國E+L 公司的在線測量系統(tǒng)較為典型，該測量系統(tǒng)主要采用激光器作為發(fā)射裝置，具有良好的光束方向性，該系統(tǒng)成本高、難以被國內(nèi)的生產(chǎn)線所接受，同時(shí)激光器作為發(fā)射裝置還有一個(gè)不完美的地方，就是激光器的壽命通常只有一萬多小時(shí)左右，也就是說，該套系統(tǒng)的使用壽命只有一年多，進(jìn)一步增加了使用成本。

發(fā)明內(nèi)容
針對(duì)現(xiàn)有現(xiàn)有系統(tǒng)存在的上述不足，本發(fā)明目的在于，一種用于生產(chǎn)線產(chǎn)品尺寸的多波段光學(xué)在線尺寸檢測方法；本發(fā)明的目的還在于，提供一種實(shí)現(xiàn)上述方法的多波段光學(xué)在線尺寸檢測系統(tǒng)。本發(fā)明提供的基于LED的多波段光學(xué)在線尺寸檢測系統(tǒng)，其采用LED作為發(fā)光元件，LED具有十萬小時(shí)的使用壽命以及遠(yuǎn)低于激光器的硬件成本，和特殊的聚光棱鏡取代激光器，從而大幅的降低硬件成本、提高使用壽命，能為國內(nèi)眾多生產(chǎn)線所接受。本發(fā)明為實(shí)現(xiàn)上述目的，所提供的技術(shù)方案是一種多波段光學(xué)在線尺寸檢測方法，其特征在于，其包括如下步驟1)設(shè)置一組聚光裝置，該裝置由多個(gè)獨(dú)立的呈半圓或者圓狀分布的聚光單元組成，每個(gè)聚光單元均由一 LED光源及一橢圓弧面的聚光棱鏡組成；2)將每個(gè)聚光單元所組成的橢圓弧面都設(shè)計(jì)兩個(gè)分焦點(diǎn)，LED光源和檢測體的中心分別放置在橢圓弧面都具有兩個(gè)分焦點(diǎn)位置上，依據(jù)橢圓所特有的弧面特性，LED光源發(fā)射的光束經(jīng)過聚光棱鏡匯聚后剛好聚焦于檢測體的中心位置，形成高亮的強(qiáng)光束，激發(fā)出檢測體表面的存在的各種特征；3)將所述每個(gè)聚光單元中的LED光源設(shè)置為分別由不同波段或相同波段的LED 組成，使各LED光源組合成的波段覆蓋整個(gè)可見光和不可見光區(qū)域，波長范圍為100納米到 1100納米，包括紫外、藍(lán)色、綠色、紅色、近紅外以及遠(yuǎn)紅外等區(qū)域；4)將聚光裝置置于生產(chǎn)線上，將被生產(chǎn)線連續(xù)生產(chǎn)出來的檢測體連續(xù)的置于所述聚光裝置覆蓋區(qū)域內(nèi)進(jìn)行檢測。5)所述的檢測體是具有防偽功能的物體，其表面的防偽特征需要極強(qiáng)的光束激發(fā)
3其防偽特征；6)檢測體下面設(shè)置一組放大鏡，放大檢測體上激發(fā)出來的光學(xué)特性，并通過傳感器接收到經(jīng)過放大后的光學(xué)特征，通過計(jì)算機(jī)系統(tǒng)進(jìn)行分析并得出檢測結(jié)果。一種實(shí)現(xiàn)前述方法的多波段光學(xué)在線尺寸檢測，其包括LED發(fā)射裝置、聚光棱鏡組、擋光板、檢測體、接收裝置、數(shù)字集成電路和顯示器；所述的聚光棱鏡組在LED發(fā)射裝置的正上方；所述的擋光板在聚光棱鏡組的正上方；所述的檢測體在擋光板和接收裝置中間位置；所述的接收裝置和數(shù)字集成電路相互集成在一起；所述的數(shù)字集成電路和顯示器相互集成在一起；所述的LED發(fā)射裝置分布有一定數(shù)量的LED顆粒，通過LED發(fā)射的光線經(jīng)過聚光棱鏡組匯聚為平行光束，穿過擋光板上的小孔照射到接收裝置，由于檢測體位于擋光板和接收裝置中間位置，會(huì)擋住一定數(shù)量的光束，數(shù)字集成電路對(duì)接收裝置接收到的光束數(shù)量進(jìn)行分析，換算出檢測體的寬度，并通過顯示器顯示出具體數(shù)值。所述的基于LED的光學(xué)尺寸測量系統(tǒng)，其特征在于，所述的LED發(fā)射裝置采用LED 顆粒作為發(fā)光裝置，LED發(fā)射的光的波長可以使可見光和紅外光；LED的數(shù)量為多于3以上的自然數(shù)，在相同的距離內(nèi)，光束的數(shù)量越多，系統(tǒng)的測量精度就越高。。所述的聚光棱鏡具有將LED發(fā)射的散射光匯聚為平行光束的功能。所述的擋光板上分布有與LED發(fā)射裝置采用LED想對(duì)應(yīng)的小孔，只允許平行的光束通過，擋住散射光，從而減少散射光的干擾。所述的LED發(fā)射裝置和接收裝置完全對(duì)應(yīng)、平行。該光學(xué)尺寸測量系統(tǒng)的工作原理包括如下步驟(1)設(shè)置一聚光棱鏡組在LED發(fā)射裝置的正上方；(2)設(shè)置一擋光板在聚光棱鏡組的正上方，擋光板上開有小孔，小孔中心線與聚光棱鏡中心線重合；(3)設(shè)置一檢測體在擋光板和接收裝置中間位置；(4)所述的LED發(fā)射裝置和接受裝置在位置上相互平行；(5)所述的數(shù)字集成電路和顯示器相互集成在一起，LED發(fā)射裝置分布有一定數(shù)量的LED顆粒，通過LED發(fā)射的光線經(jīng)過聚光棱鏡組匯聚為平行光束，穿過擋光板上的小孔照射到接收裝置，由于檢測體位于擋光板和接收裝置中間位置，會(huì)擋住一定數(shù)量的光束，數(shù)字集成電路對(duì)接收裝置接收到的光束數(shù)量進(jìn)行分析，換算出檢測體的寬度，并通過顯示器顯示出具體數(shù)值。。本發(fā)明提供的光學(xué)尺寸測量系統(tǒng)，其采用了光學(xué)測量技術(shù)、光學(xué)聚光技術(shù)、數(shù)字電路技術(shù)和通信技術(shù)相結(jié)合的綜合裝置，該裝置適用于生產(chǎn)線板材、瓦楞紙幅寬、簡述板材、 印刷紙張以及紡織布料幅寬測量。本發(fā)明的有益效果為采用LED作為發(fā)光元件結(jié)合聚光棱鏡技術(shù)，取代激光器， 能夠大幅度降低測量系統(tǒng)的硬件成本和延長使用壽命，能夠更廣泛應(yīng)用于各行業(yè)的生產(chǎn)線上，實(shí)現(xiàn)高速、準(zhǔn)確的在線監(jiān)控和測量，有利于提高生產(chǎn)線的生產(chǎn)效率和提升產(chǎn)品品質(zhì)。下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步說明。


圖1為本發(fā)明的側(cè)面結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2為本發(fā)明測量系統(tǒng)的光路圖。圖3為本發(fā)明工作原理示意圖。
具體實(shí)施例方式實(shí)施例參見圖1、圖2及圖3，一種多波段光學(xué)在線尺寸檢測方法，其特征在于，其包括如下步驟1)設(shè)置一組聚光裝置，該裝置由多個(gè)獨(dú)立的呈半圓或者圓狀分布的聚光單元組成，每個(gè)聚光單元均由一 LED光源及一橢圓弧面的聚光棱鏡組成；2)將每個(gè)聚光單元所組成的橢圓弧面都設(shè)計(jì)兩個(gè)分焦點(diǎn)，LED光源和檢測體的中心分別放置在橢圓弧面都具有兩個(gè)分焦點(diǎn)位置上，依據(jù)橢圓所特有的弧面特性，LED光源發(fā)射的光束經(jīng)過聚光棱鏡匯聚后剛好聚焦于檢測體的中心位置，形成高亮的強(qiáng)光束，激發(fā)出檢測體表面的存在的各種特征；3)將所述每個(gè)聚光單元中的LED光源設(shè)置為分別由不同波段或相同波段的LED 組成，使各LED光源組合成的波段覆蓋整個(gè)可見光和不可見光區(qū)域，波長范圍為100納米到 1100納米，包括紫外、藍(lán)色、綠色、紅色、近紅外以及遠(yuǎn)紅外等區(qū)域；4)將聚光裝置置于生產(chǎn)線上，將被生產(chǎn)線連續(xù)生產(chǎn)出來的檢測體連續(xù)的置于所述聚光裝置覆蓋區(qū)域內(nèi)進(jìn)行檢測。5)所述的檢測體是具有防偽功能的物體，其表面的防偽特征需要極強(qiáng)的光束激發(fā)其防偽特征；6)檢測體下面設(shè)置一組放大鏡，放大檢測體上激發(fā)出來的光學(xué)特性，并通過傳感器接收到經(jīng)過放大后的光學(xué)特征，通過計(jì)算機(jī)系統(tǒng)進(jìn)行分析并得出檢測結(jié)果。本發(fā)明提供的一種實(shí)現(xiàn)前述方法的多波段光學(xué)在線尺寸檢測系統(tǒng)，其包括LED發(fā)射裝置1、聚光棱鏡組2、擋光板3、檢測體4、接收裝置5、數(shù)字集成電路6和顯示器7 ；所述的聚光棱鏡組2在LED發(fā)射裝置1的正上方；所述的擋光板3在聚光棱鏡組2的正上方；所述的檢測體4在擋光板3和接收裝置5的中間位置；所述的接收裝置5和數(shù)字集成電路6 相互集成在一起；所述的數(shù)字集成電路6和顯示器7相互集成在一起。工作時(shí)，結(jié)合圖2，所述的LED發(fā)射裝置1分布有一定數(shù)量的LED顆粒，通過LED發(fā)射的光線經(jīng)過聚光棱鏡組2匯聚為平行光束，該平行光束穿過擋光板3上的小孔照射到接收裝置5，由于檢測體4位于擋光板3和接收裝置5的中間位置，會(huì)擋住一定數(shù)量的光束，數(shù)字集成電路6對(duì)接收裝置接5收到的光束數(shù)量進(jìn)行分析，換算出檢測體的寬度，并通過顯示器7顯示出具體數(shù)值。根據(jù)本發(fā)明上述實(shí)施例所述，具備與本實(shí)施例相同或相似技術(shù)特征的檢測裝置， 均在本發(fā)明保護(hù)范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種多波段光學(xué)在線尺寸檢測方法，其特征在于，其包括如下步驟1)設(shè)置一組聚光裝置，該裝置由多個(gè)獨(dú)立的呈半圓或者圓狀分布的聚光單元組成，每個(gè)聚光單元均由一 LED光源及一橢圓弧面的聚光棱鏡組成；2)將每個(gè)聚光單元所組成的橢圓弧面都設(shè)計(jì)兩個(gè)分焦點(diǎn)，LED光源和檢測體的中心分別放置在橢圓弧面都具有兩個(gè)分焦點(diǎn)位置上，依據(jù)橢圓所特有的弧面特性，LED光源發(fā)射的光束經(jīng)過聚光棱鏡匯聚后剛好聚焦于檢測體的中心位置，形成高亮的強(qiáng)光束，激發(fā)出檢測體表面的存在的各種特征；3)將所述每個(gè)聚光單元中的LED光源設(shè)置為分別由不同波段或相同波段的LED組成， 使各LED光源組合成的波段覆蓋整個(gè)可見光和不可見光區(qū)域，波長范圍為100納米到1100 納米，包括紫外、藍(lán)色、綠色、紅色、近紅外以及遠(yuǎn)紅外等區(qū)域；4)將聚光裝置置于生產(chǎn)線上，將被生產(chǎn)線連續(xù)生產(chǎn)出來的檢測體連續(xù)的置于所述聚光裝置覆蓋區(qū)域內(nèi)進(jìn)行檢測。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多波段光學(xué)在線尺寸檢測方法，其特征在于，其還包括如下步驟5)所述的檢測體是具有防偽功能的物體，其表面的防偽特征需要極強(qiáng)的光束激發(fā)其防偽特征；6)檢測體下面設(shè)置一組放大鏡，放大檢測體上激發(fā)出來的光學(xué)特性，并通過傳感器接收到經(jīng)過放大后的光學(xué)特征，通過計(jì)算機(jī)系統(tǒng)進(jìn)行分析并得出檢測結(jié)果。
3.一種實(shí)現(xiàn)權(quán)利要求1或2所述方法的多波段光學(xué)在線尺寸檢測系統(tǒng)，其特征在于，其包括LED發(fā)射裝置、聚光棱鏡組、擋光板、檢測體、接收裝置、數(shù)字集成電路和顯示器；所述的聚光棱鏡組在LED發(fā)射裝置的正上方；所述的擋光板在聚光棱鏡組的正上方；所述的檢測體在擋光板和接收裝置中間位置；所述的接收裝置和數(shù)字集成電路相互集成在一起；所述的數(shù)字集成電路和顯示器相互集成在一起；所述的LED發(fā)射裝置分布有一定數(shù)量的LED 顆粒，通過LED發(fā)射的光線經(jīng)過聚光棱鏡組匯聚為平行光束，穿過擋光板上的小孔照射到接收裝置，由于檢測體位于擋光板和接收裝置中間位置，會(huì)擋住一定數(shù)量的光束，數(shù)字集成電路對(duì)接收裝置接收到的光束數(shù)量進(jìn)行分析，換算出檢測體的寬度，并通過顯示器顯示出具體數(shù)值。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的多波段光學(xué)在線尺寸檢測系統(tǒng)，其特征在于，所述的LED發(fā)射裝置采用LED顆粒作為發(fā)光裝置，LED發(fā)射的光的波長可以使可見光和紅外光；LED的數(shù)量為多于3以上的自然數(shù)，在相同的距離內(nèi)，光束的數(shù)量越多，系統(tǒng)的測量精度就越高。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的多波段光學(xué)在線尺寸檢測系統(tǒng)，其特征在于，所述的聚光棱鏡具有將LED發(fā)射的散射光匯聚為平行光束的功能。
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的多波段光學(xué)在線尺寸檢測系統(tǒng)，其特征在于，所述的擋光板上分布有與LED發(fā)射裝置采用LED想對(duì)應(yīng)的小孔，小孔中心線與聚光棱鏡中心線重合，只允許平行的光束通過，擋住散射光，從而減少散射光的干擾。
7.根據(jù)權(quán)利要求3所述的多波段光學(xué)在線尺寸檢測系統(tǒng)，其特征在于，所述的LED發(fā)射裝置和接收裝置完全對(duì)應(yīng)、平行。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種多波段光學(xué)在線尺寸檢測方法，其特征在于，其包括如下步驟1)設(shè)置一組聚光裝置，該裝置由多個(gè)獨(dú)立的呈半圓或者圓狀分布的聚光單元組成，每個(gè)聚光單元由LED光源，橢圓弧面的聚光棱鏡組成；2)將每個(gè)聚光單元所組成的橢圓弧面都設(shè)置兩個(gè)分焦點(diǎn)；3)每個(gè)聚光單元中的LED光源可分別由不同波段或相同波段的LED組成，LED光源的波段覆蓋整個(gè)可見光和不可見光區(qū)域；4)將檢測體置于被檢測區(qū)域內(nèi)；5)檢測體下面設(shè)置一組放大鏡，放大檢測體上激發(fā)出來的光學(xué)特性，再通過計(jì)算機(jī)系統(tǒng)進(jìn)行分析并得出檢測結(jié)果。本發(fā)明還公開一種實(shí)現(xiàn)上述方法的系統(tǒng)，可用于各種板材的糾偏和尺寸測量系統(tǒng)。
文檔編號(hào)G01B11/02GK102155915SQ20101062465
公開日2011年8月17日 申請(qǐng)日期2010年12月31日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月31日
發(fā)明者王 華 申請(qǐng)人:東莞康視達(dá)自動(dòng)化科技有限公司