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

背景技術(shù)：

1、目前，我國(guó)光伏產(chǎn)業(yè)正以每年30％的速度增長(zhǎng)，與之相關(guān)的光伏玻璃配套生產(chǎn)設(shè)備急需提升智能化、自動(dòng)化能力，以滿足快速增長(zhǎng)的市場(chǎng)需求，高性價(jià)比的光伏玻璃檢測(cè)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(cè)技術(shù)有普通對(duì)射式(透過(guò)型)光電、普通鏡反式(回歸反射型)光電和普通漫反式(擴(kuò)散反射型)光電；1)使用普通對(duì)射式(透過(guò)型)光電或普通鏡反式(回歸反射型)光電檢測(cè)光伏玻璃，光電接收端感應(yīng)到的光通量差異較小，不足以觸發(fā)信號(hào)狀態(tài)變化，從而產(chǎn)生漏檢，無(wú)法適應(yīng)光伏玻璃的高透光性特點(diǎn)；工程應(yīng)用時(shí)，對(duì)射式光電傳感器發(fā)射接收需安裝在玻璃兩側(cè)，回歸反射型需安裝光電傳感器本體外，還需在檢測(cè)區(qū)域內(nèi)安裝偏振反光板，實(shí)用性受到極大限制，部分工況無(wú)法實(shí)施；2)使用普通漫反式(擴(kuò)散反射型)光電檢測(cè)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(dá)到致使信號(hào)狀態(tài)變化的閾值，從而產(chǎn)生漏檢，無(wú)法適應(yīng)光伏玻璃表面的鏡面反射效應(yīng)同時(shí)反射率低的特點(diǎn)；

3、還有無(wú)論是普通對(duì)射式(透過(guò)型)光電和普通鏡反式(回歸反射型)光電，還是普通漫反式(擴(kuò)散反射型)光電，一般在多層自動(dòng)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(shí)準(zhǔn)確檢測(cè)到光伏玻璃，產(chǎn)生誤檢或漏檢，導(dǎo)致異常停機(jī)或玻璃發(fā)生撞擊破碎，從而影響產(chǎn)量，造成較大經(jīng)濟(jì)損失。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、鑒于以上所述現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)，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(cè)方法，用于解決現(xiàn)有的光伏玻璃檢測(cè)技術(shù)不僅無(wú)法適應(yīng)光伏玻璃的高透光性特點(diǎn)，也不能及時(shí)準(zhǔn)確檢測(cè)到光伏玻璃，產(chǎn)生誤檢或漏檢的問(wèn)題。

2、為實(shí)現(xiàn)上述目的及其他相關(guān)目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：

3、一種傳感器，包括：mcu控制單元、測(cè)距數(shù)據(jù)處理單元、驅(qū)動(dòng)器、發(fā)射管、信號(hào)放大單元和spad陣列光信號(hào)接收單元，所述mcu控制單元與所述測(cè)距數(shù)據(jù)處理單元連接，所述測(cè)距數(shù)據(jù)處理單元分別與所述驅(qū)動(dòng)器和信號(hào)放大單元連接，所述驅(qū)動(dòng)器與所述發(fā)射管連接，所述信號(hào)放大單元與所述spad陣列光信號(hào)接收單元連接，其中，所述mcu控制單元包括mcu控制器；該技術(shù)方案中的測(cè)距數(shù)據(jù)處理單元能夠通過(guò)驅(qū)動(dòng)器控制發(fā)射管發(fā)射光脈沖至被檢測(cè)體，spad陣列光信號(hào)接收單元可以接收被檢測(cè)體反射回來(lái)的光脈沖并將光信號(hào)轉(zhuǎn)換成電信號(hào)，測(cè)距數(shù)據(jù)處理單元還能夠接收來(lái)自信號(hào)放大單元的電信號(hào)，并計(jì)算出光脈沖飛行時(shí)間信息后發(fā)送至mcu控制單元，mcu控制單元能夠根據(jù)光脈沖飛行時(shí)間信息計(jì)算出傳感器與被檢測(cè)體之間的距離值。

4、于本發(fā)明的一實(shí)施例中，還包括存儲(chǔ)單元、按鍵輸入單元和指示單元，所述存儲(chǔ)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(chǔ)單元還與所述測(cè)距數(shù)據(jù)處理單元連接。

5、于本發(fā)明的一實(shí)施例中，還包括輸出單元、輸出保護(hù)單元和為傳感器各個(gè)單元提供電源的電源單元，所述輸出單元、輸出保護(hù)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(hù)單元連接。

6、一種采用所述的傳感器的光伏玻璃檢測(cè)方法，所述光伏玻璃檢測(cè)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(cè)體的光脈沖，spad陣列光信號(hào)接收單元接收從被檢測(cè)體反射回來(lái)的光脈沖并將光信號(hào)轉(zhuǎn)換成電信號(hào)，電信號(hào)經(jīng)信號(hào)放大單元放大后發(fā)送至測(cè)距數(shù)據(jù)處理單元，其中，所述光脈沖會(huì)在單幀測(cè)量時(shí)間內(nèi)發(fā)射n次光信號(hào)；

7、測(cè)距數(shù)據(jù)處理單元接收來(lái)自信號(hào)放大單元的電信號(hào)，并根據(jù)發(fā)送光脈沖和接收光脈沖的時(shí)間計(jì)算出光脈沖飛行時(shí)間信息，并將所述光脈沖飛行時(shí)間信息發(fā)送至mcu控制單元；mcu控制單元根據(jù)光脈沖飛行時(shí)間信息計(jì)算出傳感器與被檢測(cè)體之間的距離值，并將所述距離值與預(yù)先設(shè)定的檢測(cè)范圍值進(jìn)行比對(duì)，根據(jù)對(duì)比結(jié)果確認(rèn)是否檢測(cè)到光伏玻璃。

8、于本發(fā)明的一實(shí)施例中，所述將距離值與預(yù)先設(shè)定的檢測(cè)范圍值進(jìn)行比對(duì)，根據(jù)對(duì)比結(jié)果確認(rèn)是否檢測(cè)到光伏玻璃，包括：判斷所述傳感器與被檢測(cè)體之間的距離值是否在所述檢測(cè)范圍值內(nèi)；若所述傳感器與被檢測(cè)體之間的距離值是在所述檢測(cè)范圍值內(nèi)，則判定在所述檢測(cè)范圍值內(nèi)有光伏玻璃；若所述傳感器與被檢測(cè)體之間的距離值不在所述檢測(cè)范圍值內(nèi)，則判定在所述檢測(cè)范圍值內(nèi)無(wú)光伏玻璃。

9、于本發(fā)明的一實(shí)施例中，在所述傳感器上的發(fā)射管發(fā)射打向被檢測(cè)體的光脈沖，spad陣列光信號(hào)接收單元接收從被檢測(cè)體反射回來(lái)的光脈沖并將光信號(hào)轉(zhuǎn)換成電信號(hào)，電信號(hào)經(jīng)信號(hào)放大單元放大后發(fā)送至測(cè)距數(shù)據(jù)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(cè)位置上的光伏玻璃的光脈沖，spad陣列光信號(hào)接收單元接收從光伏玻璃反射回來(lái)的光脈沖并將光信號(hào)轉(zhuǎn)換成電信號(hào)，電信號(hào)經(jīng)信號(hào)放大單元放大后發(fā)送至測(cè)距數(shù)據(jù)處理單元；測(cè)距數(shù)據(jù)處理單元接收來(lái)自信號(hào)放大單元的電信號(hào)，并根據(jù)發(fā)送光脈沖和接收光脈沖的時(shí)間計(jì)算出光脈沖時(shí)間差，并將所述光脈沖時(shí)間差發(fā)送至mcu控制單元；

10、mcu控制單元接收并記錄來(lái)自測(cè)距數(shù)據(jù)處理單元的光脈沖時(shí)間差，并根據(jù)光脈沖時(shí)間差計(jì)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(cè)范圍值，并將其存入到存儲(chǔ)單元，該技術(shù)方案通過(guò)在檢測(cè)之前設(shè)定檢測(cè)范圍值，能夠減少檢測(cè)范圍的偏差，包括安裝誤差、導(dǎo)軌槽偏差、傳感器一致性偏差等。

11、于本發(fā)明的一實(shí)施例中，當(dāng)光伏玻璃后面有背景物時(shí)，mcu控制單元接收并記錄來(lái)自測(cè)距數(shù)據(jù)處理單元的光脈沖的次數(shù)和光脈沖飛行時(shí)間信息，并對(duì)n次光脈沖飛行時(shí)間做直方圖統(tǒng)計(jì)，根據(jù)所述直方圖統(tǒng)計(jì)結(jié)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(shù)方案通過(guò)直方圖統(tǒng)計(jì)結(jié)果和mcu控制單元中的軟件算法能夠去除檢測(cè)到背景物和噪聲深度，即可準(zhǔn)確的識(shí)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(cè)方法，具有以下有益效果：本發(fā)明采用測(cè)距專用芯片與mcu協(xié)同工作，測(cè)距專用芯片集成信號(hào)發(fā)射和接收處理放大，mcu接收并記錄來(lái)自測(cè)距數(shù)據(jù)處理單元的信息，計(jì)算傳感器前方的光伏玻璃和背景物的深度，從而保證產(chǎn)品的穩(wěn)定性和可靠性，同時(shí)也使產(chǎn)品的體積更??；還有本發(fā)明采用tof的技術(shù)測(cè)量目標(biāo)物的深度信息，通過(guò)單位時(shí)間內(nèi)多次發(fā)射和采集反射信號(hào)進(jìn)行數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析，降低漏檢的技術(shù)風(fēng)險(xiǎn)；并且本發(fā)明可通過(guò)標(biāo)定功能，對(duì)檢測(cè)距離進(jìn)行設(shè)定，對(duì)背景物信號(hào)進(jìn)行抑制，減少安裝誤差、導(dǎo)軌槽偏差、傳感器一致性偏差等，提升檢測(cè)可靠性；而且本發(fā)明對(duì)采集的光脈沖飛行時(shí)間做直方圖統(tǒng)計(jì)，通過(guò)統(tǒng)計(jì)值的頻率特性區(qū)分光伏玻璃、背景物及噪音，其檢測(cè)玻璃可靠性高，適應(yīng)范圍廣。

技術(shù)特征：

1.一種傳感器，其特征在于：包括：mcu控制單元、測(cè)距數(shù)據(jù)處理單元、驅(qū)動(dòng)器、發(fā)射管、信號(hào)放大單元和spad陣列光信號(hào)接收單元，所述mcu控制單元與所述測(cè)距數(shù)據(jù)處理單元連接，所述測(cè)距數(shù)據(jù)處理單元分別與所述驅(qū)動(dòng)器和信號(hào)放大單元連接，所述驅(qū)動(dòng)器與所述發(fā)射管連接，所述信號(hào)放大單元與所述spad陣列光信號(hào)接收單元連接，其中，所述mcu控制單元包括mcu控制器。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種傳感器，其特征在于：還包括存儲(chǔ)單元、按鍵輸入單元和指示單元，所述存儲(chǔ)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(chǔ)單元還與所述測(cè)距數(shù)據(jù)處理單元連接。

3.根據(jù)權(quán)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(hù)單元和為傳感器各個(gè)單元提供電源的電源單元，所述輸出單元、輸出保護(hù)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(hù)單元連接。

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

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種采用該傳感器的光伏玻璃檢測(cè)方法，其特征在于：所述將距離值與預(yù)先設(shè)定的檢測(cè)范圍值進(jìn)行比對(duì)，根據(jù)對(duì)比結(jié)果確認(rèn)是否檢測(cè)到光伏玻璃，包括：

6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種采用該傳感器的光伏玻璃檢測(cè)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(cè)體的光脈沖，spad陣列光信號(hào)接收單元接收從被檢測(cè)體反射回來(lái)的光脈沖并將光信號(hào)轉(zhuǎn)換成電信號(hào)，電信號(hào)經(jīng)信號(hào)放大單元放大后發(fā)送至測(cè)距數(shù)據(jù)處理單元之前，還包括：

7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種采用該傳感器的光伏玻璃檢測(cè)方法，其特征在于：當(dāng)光伏玻璃后面有背景物時(shí)，mcu控制單元接收并記錄來(lái)自測(cè)距數(shù)據(jù)處理單元的光脈沖的次數(shù)和光脈沖飛行時(shí)間信息，并對(duì)n次光脈沖飛行時(shí)間做直方圖統(tǒng)計(jì)，根據(jù)所述直方圖統(tǒng)計(jì)結(jié)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(shù)總結(jié)
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(cè)方法，包括：MCU控制單元、測(cè)距數(shù)據(jù)處理單元、驅(qū)動(dòng)器、發(fā)射管、信號(hào)放大單元和SPAD陣列光信號(hào)接收單元，所述MCU控制單元與所述測(cè)距數(shù)據(jù)處理單元連接，所述測(cè)距數(shù)據(jù)處理單元分別與所述驅(qū)動(dòng)器和信號(hào)放大單元連接，所述驅(qū)動(dòng)器與所述發(fā)射管連接，所述信號(hào)放大單元與所述SPAD陣列光信號(hào)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(cè)距專用芯片與MCU協(xié)同工作，測(cè)距專用芯片集成信號(hào)發(fā)射和接收處理放大，MCU接收并記錄測(cè)距數(shù)據(jù)處理單元信息，計(jì)算傳感器前方的光伏玻璃和背景物的深度，從而保證產(chǎn)品的穩(wěn)定性和可靠性，同時(shí)也使產(chǎn)品的體積更小。

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