一种基于红外技术的纸张定量水分检测系统技术方案

本发明专利技术公开的基于红外技术的纸张定量水分检测系统，由灯源设备发出连续的红外光，崭光设备匀速旋转切割红外光产生脉冲红外光；纸张从反射积分球的上、下两个半球中间穿过，脉冲红外光进入反射积分球经过积分球内表面多次反射并多次穿透纸张后到达分光设备，分光设备将脉冲红外光分成多路光，每路光经过一个具有滤光片的探测设备进行信号转换后得到一组有效检测信号；由多个通道同时对红外光进行滤光后直接检测处理，保证同一时刻检测纸张的同一点，避免了纸张的抖动产生的影响；不同波段的滤光片直接安装在探测设备内，不需要直接交替作用在纸张上，可以避免由于纸张高速运动引起的波动偏差，还大大提高了检测的响应时间。还大大提高了检测的响应时间。还大大提高了检测的响应时间。

【技术实现步骤摘要】
一种基于红外技术的纸张定量水分检测系统


[0001]本专利技术涉及纸张定量水分检测
，具体涉及一种基于红外技术的纸张定量水分检 测系统。

技术介绍

[0002]目前用于纸张定量水分检测的红外检测方法是，采用卤钨灯作为光源，产生宽带直流红 外光，在崭光盘上安装需要的滤光片，通常需要2种以上的不同波段的滤光片，电机带动崭 光盘上的滤光片高速旋转，旋转速度1000
‑
3000转每分钟，交替产生对应波段的脉冲红外光， 在积分球作用下，多次穿过纸张，信号强度发生改变，探测器检测到这种变化，经过数据处 理，得到纸张的定量水分值。这种方法的不足是，需要旋转一圈才能产生一个有效数据，需 要20毫秒以上，考虑到后续数据处理还要靠旋转多圈进行滤波，响应时间很慢；由于是各个 波段的红外光交替作用在纸张上，实际使用时，纸张又处于高速运动状态，还存在一定的波 动，使得各个波段在纸上的作用点不一样，不是检测的同一点，造成检测出现偏差，检测精 度降低；对电机运转的平稳性要求很高。

技术实现思路

[0003]为解决上述技术问题，本专利技术提供一种基于红外技术的纸张定量水分检测系统，通过对 现有的红外检测系统进行改进，不同波段的滤光片安装在不同的探测设备上，使得同一时刻 检测纸张的同一点，避免了纸张的抖动产生的影响，还大大提高了检测的响应时间。
[0004]本专利技术通过下述技术方案实现：
[0005]本方案提供一种基于红外技术的纸张定量水分检测系统，包括：灯源设备、崭光设备、 反射积分球、分光设备和具有滤光片的探测设备；
[0006]所述灯源设备发出连续的红外光，崭光设备与红外光呈夹角设置，崭光设备匀速旋转切 割红外光产生脉冲红外光；
[0007]所述反射积分球分为上半球和下半球，纸张从两个半球中间穿过，脉冲红外光进入反射 积分球经过积分球内表面多次反射并多次穿透纸张后到达分光设备，分光设备将脉冲红外光 分成多路光，每路光经过一个具有滤光片的探测设备进行信号转换后得到一组有效检测信号。
[0008]本方案工作原理：灯源设备发出连续的红外光经过反射积分球多次穿透纸张后由分光设 备分成多路光，多个通道同时对每路光进行滤光后直接检测处理，保证同一时刻检测纸张的 同一点，避免了纸张的抖动产生的影响；且本方案可将不同波段的滤光片安装在不同的探测 设备上，崭光设备每匀速旋转一个周期，各探测设备上可同时产生有效检测信号，不同波段 的滤光片直接安装在探测设备上，不需要交替作用在纸张上，可以避免由于纸张高速运动引 起的波动偏差，还大大提高了检测的响应时间。
[0009]反射积分球的下半球设置有红外光入口，反射积分球的上半球左右两侧各设置一
个检测 孔，脉冲式红外光从红外光入口处进入反射积分球经过积分球内表面多次反射并多次穿透纸 张后由检测孔到达分光设备。
[0010]进一步优化方案为，所述分光设备包括反射板和分光板；
[0011]每个检测孔出口外设置一个反射板将红外光反射到分光板上，分光板将红外光分成两束 进入对应的具有滤光片的探测设备。
[0012]所述反射板与水平线夹角60
°‑
65
°
。
[0013]进一步优化方案为，所述分光板与红外光之间夹角45
°
。分光板与红外光之间夹角45
°ꢀ
将红外光分为两束，一束沿原红外光束方向，另一束走向与原红外光束垂直的方向。
[0014]进一步优化方案为，所述崭光设备包括崭光盘和驱动电机，崭光盘安装在驱动电机轴上， 驱动电机带动崭光盘匀速旋转。
[0015]由于同一时刻各个波段检测纸张的同一点，驱动电机旋转平稳性影响大大降低，可采用 普通电机，避免使用高精密电机，降低成本。
[0016]进一步优化方案为，所述崭光盘为圆盘，电机轴穿过圆盘的圆心安装，沿圆盘的圆周均 匀切割三个圆周角相等的扇形红外光通道。
[0017]进一步优化方案为，所述扇形红外光通道的圆周角大于圆盘崭光部分的圆周角。
[0018]进一步优化方案为，沿圆盘的圆周均匀切割三个圆周角相等的扇形红外光通道时，沿圆 心预留连接固定部分。
[0019]崭光盘切割红外光路，圆盘崭光部分和扇形红外光通道部分反复阻断和通过红外光，产 生脉冲式闪光。
[0020]进一步优化方案为，所述灯源设备采用卤素灯泡，灯丝加5V直流电压。光源采用卤素灯 泡，灯丝加5V直流电压，产生高强度宽光谱范围的光，实际使用1.2
‑
2.5微米中红外光。
[0021]进一步优化方案为，所述具有滤光片的探测设备包括：滤光片、探测器和信号调理器；
[0022]红外光进入探测设备后经过滤光片滤光后，由探测器将红外光信号转换成电信号，再经 过信号调理器进行信号调理得到有效检测信号。
[0023]本专利技术与现有技术相比，具有如下的优点和有益效果：
[0024]本专利技术提供的一种基于红外技术的纸张定量水分检测系统，分光设备将多次穿过纸张的 红外光分成多路光，由多个通道同时对红外光进行滤光后直接检测处理，保证同一时刻检测 纸张的同一点，避免了纸张的抖动产生的影响；且不同波段的滤光片安装在不同的探测设备 上，崭光设备每匀速旋转一个周期，各探测设备上可同时产生有效检测信号，不同波段的滤 光片直接安装在探测设备上，不需要交替作用在纸张上，可以避免由于纸张高速运动引起的 波动偏差，还大大提高了检测的响应时间。
附图说明
[0025]此处所说明的附图用来提供对本专利技术实施例的进一步理解，构成本申请的一部分，并不 构成对本专利技术实施例的限定。
[0026]图1是基于红外技术的纸张定量水分检测系统的结构示意图；图2是崭光盘的结构示意图。
[0027]在附图中：
[0028]1‑
光源设备，21
‑
崭光盘，22
‑
驱动电机，31
‑
反射积分球分下半球，310
‑
红外光入口，32
‑ꢀ
反射积分球上半球，320
‑
检测孔，4
‑
纸张，51
‑
反射板，52
‑
分光板，6
‑
探测设备，61
‑
探测器。
具体实施方式
[0029]为使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例和附图，对本专利技术 作进一步的详细说明，本专利技术的示意性实施方式及其说明仅用于解释本专利技术，并不作为对本 专利技术的限定。
[0030]目前用于纸张定量水分检测是采用卤钨灯作为光源，产生宽带直流红外光，在崭光盘上 安装需要的滤光片，电机带动崭光盘上的滤光片高速旋转，旋转速度1000
‑
3000转每分钟， 交替产生对应波段的脉冲红外光，在积分球作用下，多次穿过纸张，信号强度发生改变，探 测器检测到这种变化，经过数据处理，得到纸张的定量水分值本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于红外技术的纸张定量水分检测系统，其特征在于，包括：灯源设备、崭光设备、反射积分球、分光设备和具有滤光片的探测设备；所述灯源设备发出连续的红外光，崭光设备与红外光呈夹角设置，崭光设备匀速旋转切割红外光路产生脉冲红外光；所述反射积分球分为上半球和下半球，纸张从两个半球中间穿过，脉冲红外光进入反射积分球经过积分球内表面多次反射并多次穿透纸张后到达分光设备，分光设备将脉冲红外光分成多路光，每路光经过一个具有滤光片的探测设备进行信号转换后得到一组有效检测信号。2.根据权利要求1所述的一种基于红外技术的纸张定量水分检测系统，其特征在于，反射积分球的下半球设置有红外光入口，反射积分球的上半球左侧和右侧各设置一个检测孔，脉冲式红外光从红外光入口处进入反射积分球经过积分球内表面多次反射并多次穿透纸张后由检测孔到达分光设备。3.根据权利要求2所述的一种基于红外技术的纸张定量水分检测系统，其特征在于，所述分光设备包括反射板和分光板；每个检测孔出口外设置一个反射板将红外光反射到分光板上，分光板将红外光分成两束进入对应的具有滤光片的探测设备。4.根据权利要求3所述的一种基于红外技术的纸张定量水分检测系统，其特征在于，所述分光板与红外光之间夹角...

【专利技术属性】
技术研发人员：杜平，曾海龙，蔡绍隆，莫建军，
申请(专利权)人：绵阳同成智能装备股份有限公司，
类型：发明
国别省市：