靜止型貫流風(fēng)葉缺料故障在線診斷裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種靜止型貫流風(fēng)葉缺料故障在線診斷裝置，屬于產(chǎn)品質(zhì)量在線監(jiān)測(cè)與診斷【技術(shù)領(lǐng)域】。該裝置包括：傳感器模塊，模擬信號(hào)處理模塊，單片機(jī)中央處理模塊，電源模塊。本發(fā)明的裝置，主要用于在線監(jiān)測(cè)注塑葉片質(zhì)量缺陷，特別適用于空調(diào)等送風(fēng)輪葉超聲波注塑時(shí)葉片缺料的監(jiān)測(cè)。
【專利說(shuō)明】靜止型貫流風(fēng)葉缺料故障在線診斷裝置
[0001]【技術(shù)領(lǐng)域】:
本發(fā)明涉及一種靜止型貫流風(fēng)葉缺料故障在線診斷裝置與方法，屬于產(chǎn)品質(zhì)量在線監(jiān)測(cè)與診斷【技術(shù)領(lǐng)域】，主要用于在線監(jiān)測(cè)注塑葉片質(zhì)量缺陷。
[0002]【背景技術(shù)】:
注塑葉片是空調(diào)等設(shè)備送風(fēng)葉輪的重要零部件之一，它的質(zhì)量好壞直接影響空調(diào)的空氣動(dòng)力性能和噪聲性能。目前，其產(chǎn)品質(zhì)量的檢測(cè)主要是通過(guò)人工的方式進(jìn)行的，由于人工檢測(cè)時(shí)易受到人為主觀因素的影響，導(dǎo)致產(chǎn)品不能準(zhǔn)確分類，致使以次充好的現(xiàn)象常有發(fā)生，嚴(yán)重影響產(chǎn)品質(zhì)量控制和企業(yè)信譽(yù)，另外，人工檢測(cè)還存在檢測(cè)勞動(dòng)強(qiáng)度大，眼睛易疲勞等問(wèn)題，所以，用自動(dòng)化檢測(cè)方法代替人工檢測(cè)非常迫切。
[0003]空調(diào)等送風(fēng)設(shè)備葉輪部件是由注塑葉片焊接而產(chǎn)的，為了保證送風(fēng)效率和降低送風(fēng)時(shí)產(chǎn)生的噪聲，葉片結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)非常復(fù)雜，由眾多葉片組成的風(fēng)輪中每個(gè)葉片的角度、間隙都是不相等的，這就給自動(dòng)化檢測(cè)帶來(lái)很大的困難。所以，到目前為止，仍然沒(méi)有一種適用的自動(dòng)化檢測(cè)設(shè)備。
[0004]目前，針對(duì)送風(fēng)輪缺料診斷方法國(guó)內(nèi)外主要是借助CXD或CMOS等圖像采集技術(shù)，對(duì)采集到的圖像進(jìn)行處理并對(duì)圖像進(jìn)行判斷。根據(jù)資料檢索結(jié)果，與本發(fā)明相近的幾種葉片檢測(cè)方法主要是通過(guò)CCD技術(shù)對(duì)葉片定位和對(duì)單節(jié)葉片缺料等缺陷進(jìn)行檢測(cè)(劉薇.貫流風(fēng)葉焊接機(jī)視覺(jué)定位系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)[J].制造業(yè)自動(dòng)化，2012，13.第12期，51-53 ;徐文，葉世棟.貫流風(fēng)扇葉缺陷自動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)[J].機(jī)電工程技術(shù)，2012，41.第05期，34-38)，這些技術(shù)離實(shí)用化還有一定的距離。基于機(jī)器視覺(jué)的圖像監(jiān)測(cè)設(shè)備可用于注塑葉片缺陷檢測(cè)，但是其存在的問(wèn)題也非常突出，首先，由于葉片形狀的不規(guī)則性導(dǎo)致圖像分割與識(shí)別工作量大，再者，送風(fēng)葉輪一般由上百個(gè)這樣的葉片組成，對(duì)每一個(gè)葉片進(jìn)行成像與圖像分割與識(shí)別，也會(huì)導(dǎo)致計(jì)算量大，占用時(shí)間長(zhǎng)的問(wèn)題，使檢測(cè)的實(shí)時(shí)性變差；另外，為了保證高的識(shí)別率，要求CXD器件高性能，帶來(lái)成本提升的問(wèn)題，不適合在企業(yè)大面積推廣。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]為了解決現(xiàn)有技術(shù)中貫流風(fēng)葉檢測(cè)精確度低，過(guò)分依賴人工經(jīng)驗(yàn)的技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提出了一種靜止型貫流風(fēng)葉缺料故障在線診斷裝置，該裝置采用環(huán)型紅外LED發(fā)射陣列，發(fā)射平行光束，經(jīng)注塑葉片透射后，由紅外LED接收陣列接收透射光，再由單片機(jī)系統(tǒng)診斷和識(shí)別后，實(shí)現(xiàn)注塑葉片缺陷的在監(jiān)測(cè)。
[0006]本發(fā)明的目的就是針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，針對(duì)上述問(wèn)題，提供一靜止型貫流風(fēng)葉缺料故障在線診斷裝置，利用此裝置解決了長(zhǎng)期觀察貫流風(fēng)葉的視覺(jué)疲勞和監(jiān)測(cè)誤差，可以實(shí)現(xiàn)貫流風(fēng)葉缺料的在線監(jiān)測(cè)。
[0007]本發(fā)明提出的靜止型貫流風(fēng)葉缺料故障在線診斷裝置與方法，裝置部分主要包括:
(I)傳感器模塊，所述傳感器模塊由多對(duì)紅外發(fā)射傳感器和紅外接收傳感器組成，紅外發(fā)射傳感器、紅外接收傳感器處于同一平面；且紅外發(fā)射傳感器與紅外接收傳感器呈上下對(duì)稱均勻分布，接收傳感器作為故障在線診斷的監(jiān)測(cè)信號(hào)源；
(2)模擬信號(hào)處理模塊，分別獨(dú)立處理多路傳感器信號(hào)，用于信號(hào)放大、濾波；
(3)電源模塊，將220V交流電源進(jìn)行轉(zhuǎn)換，用于對(duì)傳感器、模擬信號(hào)處理電路、單片機(jī)、LED故障顯示裝置供電；
(4)單片機(jī)中央信息處理單元模塊，用于接收經(jīng)模擬信號(hào)處理模塊處理過(guò)的傳感器檢測(cè)信號(hào)，對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行運(yùn)算處理；
(5)雙色LED故障顯示，分別用綠、紅兩種種顏色的LED顯示貫流風(fēng)葉的是否存在缺陷的狀態(tài)。
[0008](6)如權(quán)利要求1所述的一種靜止型貫流風(fēng)葉缺料故障在線診斷裝置，其特征在于:所述紅外發(fā)射傳感器和紅外接收傳感器為環(huán)形分布。
[0009](7)如權(quán)利要求1所述的一種靜止型貫流風(fēng)葉缺料故障在線診斷裝置，其特征在于:所述紅外發(fā)射傳感器和紅外接收傳感器設(shè)置在傳感器支架上下兩端側(cè)。
[0010]上述裝置中的各模塊主要功能包括:
紅外發(fā)射傳感器、紅外接收傳感器采用型號(hào)相同的，要求紅外傳感器有穩(wěn)定的發(fā)光強(qiáng)度和發(fā)光功率，紅外接收傳感器接收光譜范圍與可見光光譜無(wú)重疊，以保證接收的準(zhǔn)確性。
[0011]模擬信號(hào)處理模塊具有放大倍數(shù)可調(diào)，使放大后的傳感器信號(hào)處于便于檢測(cè)的范圍內(nèi)。
[0012]電源模塊將220V交流電轉(zhuǎn)換成5V，±15V直流電，供傳感器、單片機(jī)及模擬信號(hào)處理電路使用。
[0013]單片機(jī)處理模塊中采用C8051F020單片機(jī)，將多路傳感器信號(hào)經(jīng)放大，濾波后經(jīng)多路模擬開關(guān)與單片機(jī)P3 口和模數(shù)轉(zhuǎn)換器連接，用于實(shí)時(shí)檢測(cè)與記錄多路傳感器輸出電壓。
[0014]雙色LED故障顯示，分別用綠、紅兩種顏色顯示貫流風(fēng)葉無(wú)缺料、有缺料，用于根據(jù)中央信息處理單元的決策以光的形式提示操作工，以便及時(shí)采取正確的操作，采用LED的目的是其警示程度比LCD要高，便于操作工及時(shí)發(fā)現(xiàn)貫流風(fēng)葉的缺料情況。
[0015]采用本發(fā)明靜止型貫流風(fēng)葉缺料故障裝置在線診斷方法，包括以下幾個(gè)步驟: 步驟1，按照靜止型貫流風(fēng)葉缺料故障裝置的各部分的要求安裝好監(jiān)測(cè)裝置；
步驟2、啟動(dòng)上述檢測(cè)裝置，紅外發(fā)射傳感器發(fā)射紅外光，紅外接收傳感器接受通過(guò)貫流風(fēng)葉的紅外光，經(jīng)模擬信號(hào)處理單元和單片機(jī)處理單元，貫流風(fēng)葉無(wú)缺料時(shí)，因紅外發(fā)射、接收傳感器上下對(duì)陣分布，傳感器模塊輸出電壓信號(hào)小于設(shè)定的閾值，雙色LED故障顯示綠色；
步驟3、貫流風(fēng)葉缺料時(shí)，因紅外發(fā)射、接收傳感器上下對(duì)陣分布，因缺料引起傳感器模塊輸出電壓信號(hào)的變化，當(dāng)信號(hào)大于設(shè)定的閾值時(shí)，雙色LED故障顯示紅色；
采用本發(fā)明的技術(shù)方案，利用紅外傳感器檢測(cè)待測(cè)產(chǎn)品的質(zhì)量問(wèn)題，具有檢測(cè)效率高，識(shí)別率高，成本低的有益效果。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0016]圖1本發(fā)明中貫流風(fēng)葉缺料故障在線診斷裝置結(jié)構(gòu)框圖。
[0017]圖2 (A)本發(fā)明中紅外接收、發(fā)射傳感器的平面布設(shè)示意圖。[0018]圖2 (B)本發(fā)明中傳感器支架示意圖。
[0019]圖3本發(fā)明中單路發(fā)射、接收傳感器電路示意圖。
[0020]圖4本發(fā)明實(shí)施例中完整貫流風(fēng)葉圖。
[0021]圖5為本發(fā)明實(shí)施例中整體電路圖。
【具體實(shí)施方式】
[0022]為了更清楚的理解本發(fā)明，結(jié)合附圖和實(shí)施例詳細(xì)描述本發(fā)明:
如圖1所示，為本發(fā)明一種靜止型貫流風(fēng)葉缺料故障在線診斷裝置裝置，其原理圖，紅外發(fā)射傳感器發(fā)射紅外光，穿過(guò)待檢測(cè)的貫流風(fēng)葉，紅外接收傳感器接受紅外光，經(jīng)模擬信號(hào)處理模塊和單片機(jī)處理模塊的信號(hào)處理，結(jié)果反饋到雙色LED顯示器上，其中電源模塊為常用AC-DC轉(zhuǎn)換模塊。由于發(fā)射、接收傳感器工作電壓為5V，模擬信號(hào)處理模塊工作電壓為±15V。通過(guò)電源模塊，可以得到穩(wěn)定的5V、+ 15V和-15V的電壓，對(duì)傳感器、模擬信號(hào)處理電路、單片機(jī)電路、LCD及其它電路進(jìn)行供電。
[0023]如圖2 (A)所示，本發(fā)明裝置中的傳感器模塊平面布設(shè)示意圖，D1，D3為紅外發(fā)射傳感器，D2，D4紅外接收傳感器。其中Dl，D2處于支撐體的上部，且處于同一平面，D3，D4處于支撐體的下部，且處于同一平面。D1，D3、D2，D4上下對(duì)稱分布。其他多路發(fā)射接收傳感器按照D1、D2、D3、D4分布形式，對(duì)稱均勻分布。LI為內(nèi)環(huán)紅外接收傳感器與內(nèi)環(huán)接收器的水平距離，距離大小隨貫流風(fēng)葉的大小調(diào)整。L2為上環(huán)紅外傳感器與下環(huán)紅外傳感器的垂直距離，距離大小隨貫流風(fēng)葉的大小調(diào)整。本例中發(fā)射傳感器采用IR11_21C_TR8，接收傳感器采用PT11_21C_L41_TR8。本實(shí)施例中發(fā)射、接收傳感器使用5V供電。
[0024]如圖2(B)所示，本發(fā)明裝置中的傳感器支架的示意圖，其包括內(nèi)圈和外圈，待檢測(cè)的貫流風(fēng)葉設(shè)置在內(nèi)圈和外圈之間工件放置處3。其中內(nèi)圈頂部I設(shè)置紅外發(fā)射傳感器D2，外圈頂部2設(shè)置紅外接收傳感器Dl。
[0025]如圖3所示，本裝置中的單路發(fā)射、接收傳感器電路示意圖，電阻R1、R2、R3、R4分別于發(fā)射和接收傳感器串聯(lián)，保證發(fā)射接收傳感器正常工作。D1，D3為紅外發(fā)射傳感器，D2, D4為紅外接收傳感器。當(dāng)Dl，D2, D3, D4之間的貫流風(fēng)葉存在缺陷時(shí)，R2、R4上產(chǎn)生電壓差，電壓差經(jīng)過(guò)放大后，由MCU處理，進(jìn)行缺陷提示。
[0026]如圖4所示，用于本裝置檢測(cè)的完整貫流風(fēng)葉，各個(gè)葉片均勻分布。當(dāng)貫流風(fēng)葉存在缺料時(shí)，會(huì)導(dǎo)致如圖3中上下紅外接收傳感器信電壓的變化，進(jìn)而用于缺陷檢測(cè)。
[0027]本裝置的整體電路圖如圖5所示，運(yùn)放采用JRC4558，工作電壓±15V。多路模擬開關(guān)采用MAX306，工作電壓±15V。C8051R)20工作電壓3V。
【權(quán)利要求】
1.一種靜止型貫流風(fēng)葉缺料故障在線診斷裝置，其特征在于:該裝置包括: 傳感器模塊，所述傳感器模塊由多對(duì)紅外發(fā)射傳感器和紅外接收傳感器組成，紅外發(fā)射傳感器、紅外接收傳感器處于同一平面；且紅外發(fā)射傳感器與紅外接收傳感器呈上下對(duì)稱均勻分布，接收傳感器作為故障在線診斷的監(jiān)測(cè)信號(hào)源； 模擬信號(hào)處理模塊，分別獨(dú)立處理多路傳感器信號(hào)，用于信號(hào)放大、濾波； 電源模塊，將220V交流電源進(jìn)行轉(zhuǎn)換，用于對(duì)傳感器、模擬信號(hào)處理電路、單片機(jī)、LED故障顯示裝置供電； 單片機(jī)中央信息處理單元模塊，用于接收經(jīng)模擬信號(hào)處理模塊處理過(guò)的傳感器檢測(cè)信號(hào)，對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行運(yùn)算處理； 雙色LED故障顯示，分別用綠、紅兩種種顏色的LED顯示貫流風(fēng)葉的是否存在缺陷的狀態(tài)。
2.如權(quán)利要求1所述的一種靜止型貫流風(fēng)葉缺料故障在線診斷裝置，其特征在于:所述紅外發(fā)射傳感器和紅外接收傳感器為環(huán)形分布。
3.如權(quán)利要求1所述的一種靜止型貫流風(fēng)葉缺料故障在線診斷裝置，其特征在于:所述紅外發(fā)射傳感器和紅外接收傳感器設(shè)置在傳感器支架上下兩端側(cè)。
4.如權(quán)利要求1所述的一種靜止型貫流風(fēng)葉缺料故障在線診斷裝置，其特征在于:所述的紅外發(fā)射傳感器、紅外接收傳感器分別采用相同型號(hào)的發(fā)射與接收傳感器。
5.如權(quán)利要求2所述的一種靜止型貫流風(fēng)葉缺料故障在線診裝置，其特征在于:紅外發(fā)射傳感器有穩(wěn)定的發(fā)光強(qiáng)度和發(fā)光功率，紅外接收傳感器接收光譜范圍與可見光光譜無(wú)重疊。
6.如權(quán)利要求1所述的一種靜止型貫流風(fēng)葉缺料故障在線診斷裝置，其特征在于:所述的模擬信號(hào)處理模塊具有放大倍數(shù)可調(diào)的功能，放大后的傳感器信號(hào)處于檢測(cè)的范圍內(nèi)。
7.如權(quán)利要求1所述的一種靜止型貫流風(fēng)葉缺料故障在線診斷裝置，其特征在于:所述的雙色LED故障顯示，分別用綠、紅兩種顏色顯示貫流風(fēng)葉無(wú)缺料、有缺料兩種狀態(tài)。
【文檔編號(hào)】G01N21/88GK103776838SQ201310588858
【公開日】2014年5月7日 申請(qǐng)日期:2013年11月20日 優(yōu)先權(quán)日:2013年11月20日
【發(fā)明者】宋壽鵬, 趙騰飛, 邵勇華, 王治有, 王云蛟 申請(qǐng)人:江蘇大學(xué)