本發(fā)明屬于電子機械技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種檢測蓮子的電容式傳感器檢測系統(tǒng)及檢測方法。

背景技術(shù)：

蓮子適時的采收、精細加工、及時干燥，是保證蓮子品質(zhì)質(zhì)量、提高經(jīng)濟效益的前提保證。蓮子后加工的傳統(tǒng)行業(yè)，包括手工加工和機械加工兩種。但無論何種加工形式，其操作都大致可分為脫粒、去殼、去皮、抽芯四道程序。在四道程序過程中或過程前，通常需要對形狀不太規(guī)則但有些細微特征差異的蓮子大小頭進行區(qū)分?，F(xiàn)有技術(shù)通常投入大量的人工進行重復(fù)機械式的篩選工作。易使人員厭煩、精神不集中，造成安全隱患，存在工作強度高、生產(chǎn)工藝穩(wěn)定性差、生產(chǎn)效率不穩(wěn)定、不良品率較高等問題。

基于蓮子本身形狀不太規(guī)則且其特征差異不明顯的特點，目前市場上很難找到一款具有獨立系統(tǒng)或裝置，能真正有效替代大量人工進行蓮子大小頭區(qū)分的重復(fù)機械式篩選工作。有鑒于上述的缺陷，本設(shè)計人積極加以研究創(chuàng)新，以期創(chuàng)設(shè)一種蓮子大小頭區(qū)分裝置，使其更具有產(chǎn)業(yè)上的利用價值。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明的目的是提供一種改善蓮子大小頭區(qū)分費時費力等缺點的檢測蓮子的電容式傳感器檢測系統(tǒng)及檢測方法及檢測方法。充分解決蓮子后加工傳統(tǒng)行業(yè)中高投入低回報及低效率的問題，可大為減少人工的投入并提升檢測效率，獲得可觀的經(jīng)濟效益。本發(fā)明技術(shù)方案如下：

本發(fā)明目的之一，一種檢測蓮子的電容式傳感器檢測系統(tǒng)，由電容式傳感器檢測裝置組成，所述電容式傳感器檢測裝置包括依次連接的探測單元、檢測單元和輸入輸出單元，所述檢測單元包含電容式傳感器模塊、觸摸芯片模塊、mcu控制器模塊和電源處理單元，電容式傳感器模塊接受碰接蓮子產(chǎn)生的電容信號，觸摸芯片模塊接收所述電容式傳感器模塊采集的電容信號變化量，并將所采集的電容信號變化量處理后傳至所述mcu控制器模塊，mcu控制器模塊處理接收到的信號，將滿足條件的信號經(jīng)輸入輸出單元傳出。

本發(fā)明檢測蓮子的電容式傳感器檢測系統(tǒng)，進一步地，所述輸入輸出單元包括i/o輸出機構(gòu)和電源輸入機構(gòu)，所述i/o輸出機構(gòu)與mcu控制器模塊連接，所述電源輸入機構(gòu)連接至電源處理單元，所述電源輸入電壓為12～24v的直流電源。

本發(fā)明檢測蓮子的電容式傳感器檢測系統(tǒng)，更進一步地，所述電源處理單元將電源處理后供給所述mcu控制器模塊和觸摸芯片模塊。

本發(fā)明檢測蓮子的電容式傳感器檢測系統(tǒng)，更進一步地，所述觸摸芯片模塊為電容式觸摸控制芯片，觸摸芯片模塊對電源進行二次濾波去耦處理，在觸摸芯片模塊i2c通訊引腳上增加保證上拉能力的上拉電阻，所述觸摸芯片模塊設(shè)有過載保護電路和靜電防護作用的二極管。本發(fā)明檢測蓮子的電容式傳感器檢測系統(tǒng)，更進一步地，所述檢測單元包括燒錄接口和usb調(diào)試接口，所述燒錄接口和usb調(diào)試接口均與mcu控制器機構(gòu)通訊連接。

本發(fā)明檢測蓮子的電容式傳感器檢測系統(tǒng)，進一步地，所述檢測單元外罩設(shè)有保護殼，保護殼分為前殼和后殼兩部分，將所述檢測單元放前殼和后殼的中間，經(jīng)螺絲將前殼和后殼及檢測單元與pcb板固定在一體，在所述前殼和后殼之間設(shè)置有防水作用的密封圈。

本發(fā)明檢測蓮子的電容式傳感器檢測系統(tǒng)，更進一步地，所述探測單元包括金屬探頭，在金屬探頭一端開設(shè)有外螺紋，經(jīng)所述外螺紋將金屬探頭擰緊在所述保護殼上。

本發(fā)明檢測蓮子的電容式傳感器檢測系統(tǒng)，更進一步地，在所述金屬探頭和檢測單元之間設(shè)置保護金屬探頭的蓋板，所述蓋板經(jīng)膠帶連接在檢測單元上。

本發(fā)明目的之二，一種蓮子識別方法，采用任意上述一種檢測蓮子的電容式傳感器檢測系統(tǒng)，首先固定待檢測蓮子，通過電容式傳感器檢測裝置感應(yīng)蓮子傳遞的壓力信息并檢測電容式感應(yīng)信號變化量，識別蓮子大小頭。

本發(fā)明蓮子識別方法，進一步的，將所述電容信號變化量處理后傳至mcu控制器模塊，mcu控制器模塊處理接收到的信號，將識別蓮子小頭的信號經(jīng)輸入輸出單元傳出。

本發(fā)明蓮子識別方法，更進一步的，所述通過電容式傳感器檢測裝置感應(yīng)蓮子傳遞的壓力信息并檢測電容式感應(yīng)信號變化量，識別蓮子大小頭，包括下述步驟：

——將檢測單元跟探測單元一起向前移動并碰觸蓮子，蓮子對金屬探頭傳導(dǎo)第一動作；

——第一動作經(jīng)由電容式傳感器模塊采集到信號，傳給觸摸芯片模塊，確認第一判定結(jié)果，根據(jù)電容變化量判定接觸的蓮子端部是否帶有足夠的電荷量；

——根據(jù)電容變化量是否足夠且是否滿足電容式傳感器模塊觸發(fā)的條件，確認第二判定結(jié)果；

——獲取第二判定結(jié)果，如果滿足電容式傳感器模塊觸發(fā)的條件，即為有效觸摸信號，如果不滿足，即為是無效觸摸信號，以電容式傳感器模塊有無觸發(fā)有效的信號來確認第三判定結(jié)果；

——獲取第三判定結(jié)果，若為有效觸摸信號，傳至mcu控制器模塊，經(jīng)計算，根據(jù)是否滿足mcu控制器模塊提交plc或終端的條件來確認第四判定結(jié)果；

——獲取第四判定結(jié)果，若滿足提交條件，將計算結(jié)果處理為高電平、低電平或on信號提交至plc或終端，若不滿足提交條件，不輸出計算結(jié)果信號，或處理為off信號提交至plc或終端。

借由上述方案，本發(fā)明至少具有以下優(yōu)點：

①本發(fā)明采用電容式傳感器采集待檢蓮子產(chǎn)生的電容信號變化量，經(jīng)mcu控制器模塊處理成plc或終端可接受的信號，無需借助其它或輔助系統(tǒng)便可直接與plc或終端交互，具有結(jié)構(gòu)簡單、適應(yīng)性強、動態(tài)響應(yīng)好的優(yōu)點；

②本發(fā)明與外部機構(gòu)連接只需一組12～24v電源和i/o輸出機構(gòu)，輸入輸出單元的導(dǎo)線頭部直接裸露并浸錫，方便客戶后續(xù)的安裝維護；

③設(shè)置有獨立的電源處理單元，不易受外界設(shè)備的電源等噪聲干擾，工作穩(wěn)定性強；

④通過擴展有便于客戶后期調(diào)試及升級的燒錄接口和usb調(diào)試接口，便于客戶后續(xù)的升級維護，通用性強，利于推廣應(yīng)用。

上述說明僅是本發(fā)明技術(shù)方案的概述，為了能夠更清楚了解本發(fā)明的技術(shù)手段，并可依照說明書的內(nèi)容予以實施，以下以本發(fā)明的較佳實施例并配合附圖詳細說明如后。

附圖說明

圖1是本發(fā)明檢測蓮子的電容式傳感器檢測系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是本發(fā)明檢測蓮子的電容式傳感器檢測系統(tǒng)的局部結(jié)構(gòu)示意圖。

圖中各附圖標記的含義如下。

1電容式傳感器檢測裝置2蓮子

3夾具4燒錄接口

5usb調(diào)試接口10檢測單元

11保護殼12金屬探頭

13i/o輸出機構(gòu)14電源輸入機構(gòu)

15電容式傳感器模塊16觸摸芯片模塊

17mcu控制器模塊18電源處理單元

19蓋板20探測單元

30輸入輸出單元

具體實施方式

下面結(jié)合附圖和實施例，對本發(fā)明的具體實施方式作進一步詳細描述。以下實施例用于說明本發(fā)明，但不用來限制本發(fā)明的范圍。

參見圖1和圖2，檢測蓮子的電容式傳感器檢測系統(tǒng)，由電容式傳感器檢測裝置1組成，所述電容式傳感器檢測裝置1包括依次連接的探測單元20、檢測單元10和輸入輸出單元30，所述檢測單元10包含電容式傳感器模塊15、觸摸芯片模塊16、mcu控制器模塊17和電源處理單元18，電容式傳感器模塊15接受碰接蓮子2產(chǎn)生的電容信號，觸摸芯片模塊16接收所述電容式傳感器模塊15采集的電容信號變化量，并將所采集的電容信號變化量處理后傳至所述mcu控制器模塊17，mcu控制器模塊17處理接收到的信號，將滿足條件的信號經(jīng)輸入輸出單元30傳出。所述電容式傳感器模塊15優(yōu)選由一層發(fā)送線路及一層接觸線路垂直相交形成，可將其分別布置在pcb線路板的上面兩層。通過檢測單元10檢測電容式感應(yīng)信號變化量，能夠有效的篩選或區(qū)分形狀不太規(guī)則但又存在特征差異的蓮子大小頭。

為了進一步地優(yōu)化本發(fā)明技術(shù)效果，在本發(fā)明的一種實施方式中，在前述內(nèi)容的基礎(chǔ)上，所述輸入輸出單元30包括i/o輸出機構(gòu)13和電源輸入機構(gòu)14，所述i/o輸出機構(gòu)13與mcu控制器模塊17連接，所述電源輸入機構(gòu)14連接至電源處理單元18，所述電源輸入機構(gòu)14為12～24v電源。電源輸入機構(gòu)14將外界提供的電壓為12～24v的直流電源做完濾波等處理后，供給所述mcu控制器模塊17和觸摸芯片模塊16等工作。i/o輸出機構(gòu)13可根據(jù)終端設(shè)備提供的電源功率要求，以及考慮組裝連接及焊接的方便性，或?qū)Ь€的截面積、耐壓、防火、防水及防老化等要求綜合評定后進行選擇。i/o輸出機構(gòu)13和電源輸入機構(gòu)14輸出連接線，直接留裸露的浸錫線頭，供客戶直接鉚接到設(shè)備端，方便客戶端組裝及后續(xù)維護。連接pcb板上的部分，考慮成本及穩(wěn)定性等，直接與pcb進行穿孔后雙面焊接。

為了支持互電容或自電容工作模式，所述觸摸芯片模塊16為電容式觸摸控制芯片，觸摸芯片模塊16需要對系統(tǒng)提供的電源進行二次濾波去耦等處理，并在i2c通訊引腳上增加2.2～10k歐的上拉電阻保證上拉能力。另外為了提升傳感器系統(tǒng)的抗靜電及過載保護能力，相配合的在所述電源輸入機構(gòu)14上增設(shè)有靜電防護作用的二極管及過載保護的相關(guān)電路，主要是在電源輸入機構(gòu)14及i2c引腳上增加。所述二極管及過載保護的相關(guān)電路布置在pcb線路板底層并與電容式傳感器模塊15相對于pcb線路板的垂直區(qū)域不重疊，二極管及過載保護的相關(guān)電路與傳感器間設(shè)有隔離作用的地線層。將二極管及過載保護的相關(guān)電路布置在pcb線路板的底層且避開電容式傳感器對應(yīng)的垂直區(qū)域，且設(shè)置整面的地線層可將這兩者有效隔離開。

為了方便客戶后期維護等，所述mcu控制器內(nèi)建編程存儲功能，支持燒錄及方便客戶后期維護或優(yōu)化的usb調(diào)試接口。因此，設(shè)置所述檢測單元10包括燒錄接口4和usb調(diào)試接口5，燒錄接口4和usb調(diào)試接口5均與mcu控制器模塊17通訊連接，與觸摸芯片模塊16進行i2c通訊，并支持獨立i/o與終端溝通。由于mcu控制器模塊17完成的信號電平一般僅在3.3v左右，無法與設(shè)備的12～24v的i/o口直接連接，需要借助mos場效應(yīng)管這樣的壓控類元件，將低電壓的信號處理成高電壓的信號去控制plc或終端設(shè)備的i/o口。

參見圖1，所述檢測單元10外罩設(shè)有保護殼11。保護殼11將檢測單元10容納至其內(nèi)。保護殼11分為前殼和后殼兩部分，將所述檢測單元10放前殼和后殼的中間，經(jīng)螺絲將前殼和后殼及檢測單元10的pcb板(附圖未示出)固定在一體。為了增強防水性，在所述前殼和后殼之間設(shè)置有防水作用的密封圈。

由于蓮子2個頭較小且形狀有差異，借助專用固定的夾具3將其固定，導(dǎo)致待檢蓮子無法直接與電容式傳感器模塊15接觸，所述探測單元20包括金屬探頭12，金屬探頭12通過特殊的形狀設(shè)置大小頭，大頭與傳感器接觸，另一端小頭與待檢蓮子2碰接，起有效的傳導(dǎo)作用。所述金屬探頭12由于其與蓮子為硬對硬的碰撞，長時間與傳感器的線路接觸有可能會造成其線路破損，為了便于組裝以及避免與蓮子2對碰產(chǎn)生的沖擊力破壞到電容式傳感器模塊15，在金屬探頭12的大頭設(shè)置一外螺紋與前殼擰緊，同時可增加一塊經(jīng)過化學強化的玻璃保護蓋板19，并通過雙面膠與電容式傳感器模塊15粘貼在一起，這樣將接觸的面積增大，可有效延長傳電容式傳感器模塊15線路的壽命。

下面基于本發(fā)明檢測蓮子的電容式傳感器檢測系統(tǒng)，對其原理進行說明，詳述蓮子識別方法：

1.將電容式傳感器模塊15移動并碰觸蓮子2，蓮子2對金屬探頭12傳導(dǎo)第一動作；

2.第一動作經(jīng)由電容式傳感器模塊15采集到信號，傳給觸摸芯片模塊16，確認第一判定結(jié)果，根據(jù)電容變化量判定接觸的蓮子2端部是否帶有足夠的電荷量；

3.根據(jù)電容變化量是否足夠且是否滿足電容式傳感器模塊15觸發(fā)的條件，確認第二判定結(jié)果；

4.獲取第二判定結(jié)果，如果滿足電容式傳感器模塊15觸發(fā)的條件，即為有效觸摸信號，如果不滿足，即為是無效觸摸信號，以電容式傳感器模塊15有無觸發(fā)有效的信號來確認第三判定結(jié)果；

5.獲取第三判定結(jié)果，若為有效觸摸信號，傳至mcu控制器模塊17，經(jīng)計算，根據(jù)是否滿足mcu控制器模塊17提交plc或終端的條件來確認第四判定結(jié)果；

6.獲取第四判定結(jié)果，若滿足提交條件，將計算結(jié)果處理為高電平、低電平或on信號提交至plc或終端，若不滿足提交條件，不輸出計算結(jié)果信號，或處理為off信號提交至plc或終端。

通過上述蓮子識別方法，由電容式傳感器檢測裝置1感應(yīng)蓮子2傳遞的壓力信息并檢測電容式感應(yīng)信號變化量，識別蓮子2大小頭，可有效保證系統(tǒng)識別的準確率，同時增強系統(tǒng)的兼容性。本發(fā)明有一套獨立且易于操作的usb調(diào)試及升級軟件，可便于用戶根據(jù)蓮子本身地域特性，以及含水量多少等差異，來對系統(tǒng)的檢測靈敏度通過可視化滑條式或修改數(shù)字的方式進行簡單的直觀調(diào)試，這樣就可以有效的保證了系統(tǒng)識別的準確率，同時增強了系統(tǒng)的兼容性。

以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實施方式，并不用于限制本發(fā)明，應(yīng)當指出，對于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明技術(shù)原理的前提下，還可以做出若干改進和變型，這些改進和變型也應(yīng)視為本發(fā)明的保護范圍。