一种基于CCD的高精度带材偏移检测装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术涉及一种基于CCD的高精度带材偏移检测装置，包括红外发射装置和红外接收装置，所述红外发射装置和红外接收装置分别固定在传输中的带材边沿两端，红外发射装置和红外接收装置的固定位置相互对应，红外发射装置、被检测的带材和红外接收装置的位置相互平行，所述红外接收装置包括线阵CCD组单元。由于本实用新型专利技术引入了红外线阵CCD技术，使用红外光作为检测介质，排除了外界光源的干扰，有效地避免了在工厂环境中的各类光线对测量结果的干扰。此外，由于红外线阵CCD具有高密度集成特征，因此，本实用新型专利技术能够得到相当高的测量精度，其精度可达0.001mm，能够有效地满足硅钢生产线等具有高精度特殊要求的生产线的偏移检测需要。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

—种基于CCD的高精度带材偏移检测装置
本技术属于自动控制领域中检测传感器技术，是一种适用于金属箔带，冷轧带钢，纸带等各类带材生产线中的基于CCD的高精度带材偏移检测装置。
技术介绍
随着国民经济的不断发展，尤其是制造业和房地产行业规模的不断扩大，我国钢材的需求量一直呈现上升趋势。传统的钢铁生产加工线运作速度慢，效率低且故障率高，因而钢铁生产加工线的自动化和规模化正不断提高。在现有冷轧带钢机组中的镀锌线、镀锡线、酸洗线等各类带材生产线中，由于机组具有长度长、数量多、运转速度高等特点，以及带材自身的不平整性，使得带材在生产过程中很容易出现横向左右摆动跑偏和纵向上下颠簸起伏跳跃的现象。跑偏不仅会影响带材的加工精度与质量,导致带材无法卷齐，还会使得带材边缘碰撞折边，甚至损坏整卷带材。而且由于生产线具有较高的线速度，更严重的跑偏事故还会导致带材在生产过程中与机组设备发生碰撞，而造成设备损坏、断带、停产等严重后果。为解决带材跑偏控制这一问题，国内外许多单位都进行了研究，在各类带材生产线上，研制了中线位置控制系统，其所使用的传输偏移检测方法主要有以下几种类型I)基于高频日光灯管和受光器组成的偏移检测方法，这类方法基于高频日光灯管，价格相对便宜，但由于高频日光灯管的污染大、寿命低、故障率高，因灯源故障而导致的生产停车事故，尤其是对镀锌线、镀锡线而言，其损失是很大的。另一方面，既然使用的是可见的日光，就要受到环境光线的影响。无论是白天还是晚上，只要有一束阳光或者光线都会严重影响到带材偏移的控制效果，使得其灵敏度较低。此外，由于这类方法使用高频日光灯管作为灯源，而日光灯管损坏后会释放大量的汞，其处理手段复杂，成本很高，环境污染风险极大。据报道，一只普通的日光灯管含有汞高达23毫克，会污染约8000吨水和2400立方米的空气；荧光灯灯管通常使用铅玻璃，铅玻璃中的氧化铅会在各种自然环境下慢慢被置换析出。因此，即使对日光灯管采用填埋或焚烧的方式，这些污染物最终都会以各种形式破坏人类的生存环境，严重危害到人类健康。2)基于霍尔磁感应技术的偏移检测方法，这类方法基于霍尔磁感应技术，有效地避免了前一方案的寿命低、受环境影响大、灵敏度低等缺点，但由于霍尔磁感应技术本身具有测量范围小、能耗大、价格昂贵的缺点，因此导致基于这类方法的检测传感器在实际使用中，不仅具有量程短、能耗大、价格昂贵等缺点，而且还会因为其测量范围小，导致在垂直方向上，检测传感器与带材之间的间距过小，容易发生碰撞，进而使得传感器检测单元的核心器件出现损坏，需要频繁的进行检查和更换，这不仅提高了其运行成本，同样也影响了其在带材偏移控制中的广泛应用。3)基于激光技术的偏移检测方法，这类方法基于激光技术，具有工作间距较大，灵敏度较高，能耗较低、环境污染小等优点，但这类方法适用范围很窄，对待检测的带材的厚度要求很高，需要严格控制在2-4毫米之间，否则无法正常工作，这使得该方法无法应用于很多薄板材的加工工序。此外，这类方法还有量程较短、价格昂贵、稳定性较差，安装维护困难等缺点，无法满足带材偏移检测的要求，因此也没有得到广泛的应用。为解决这些问题，专利ZL200610124524. 7《带材传输偏移检测传感器》公开了一种基于红外线的带材传输偏移检测传感器，该传感器有效解决了上述两类传感器所存在的污染大、寿命低、受环境影响大、能耗大、价格昂贵等缺点，但其却具有安装校准困难，精度较低，稳定性不高，漂移现象严重、灵敏度受发送器与接收器之间的距离影响较大等缺点， 同样影响了其在带材偏移控制中的应用效果。针对现有技术所存在的问题，本技术提出了一种基于红外线阵CCD技术的新型高精度带材偏移检测方法及其装置。它具有安装简单，校准简便、灵敏度好、精度很高、抗干扰性强、稳定可靠、零漂移、能耗极低、价格低廉、故障率低、无污染，量程和工作间距大， 不受环境影响等优势，较好地解决了现有技术所存在的问题。
技术实现思路
本技术的目的是提供一种具有安装简单，校准简便、灵敏度高、抗干扰性强、 稳定可靠、零漂移、能耗极低、价格低廉、故障率低、无污染，量程和工作间距大，不受环境影响的基于CCD的高精度带材偏移检测装置，以克服现有技术的不足。为实现上述目的，本技术所采用的技术方案是一种基于CXD的高精度带材偏移检测装置，包括红外发射装置和红外接收装置， 其中红外发射装置和红外接收装置分别固定在传输中的带材边沿两端，红外发射装置和红外接收装置的固定位置相互对应，红外发射装置、被检测的带材和红外接收装置的位置相互平行。红外发射装置包括电源单元、脉冲发生单元、变频脉冲驱动单元、红外发射单元和光学处理单元，红外发射装置所述由脉冲发生单元产生一个500-800HZ的低频载波信号和一个20-60KHZ的高频脉冲信号，并通过变频脉冲驱动单元，将高频脉冲信号于低频载波信号进行复合处理，从而得到一种具有高抗干扰和高可靠性能力的可变频率的变频复合脉冲信号，并将该脉冲信号输送到红外发射单元，通过光学处理单元进行处理，将所产生的红外光信号变成平行红外脉冲光信号后进行发射。其中，红外发射单元是由至少两个以上的红外发射管按串并联方式联接构成。红外接收装置负责接收由红外发射装置发射的红外平行光信号，红外接收装置包括滤光器、电源单元、线阵CCD组单元、CCD驱动电路单元、信号预处理电路单元、二值化处理电路单元以及转换输出电路单元，所述线阵CCD组单元由至少两个以上的红外线阵CCD 排列构成。当红外发射装置和红外接收装置之间有带材经过时，带材将会遮挡部分由红外发射装置发射的红外平行光信号，在红外接收装置的线阵CXD组上形成阴影区，阴影区域的大小与带材的偏移程度密切相关。因此，在本技术中，红外接收装置通过读取线阵 CCD组单元按时间串行输出的信号，读取线阵CCD组的感光长度，经过信号预处理电路单元对所接收的信号进行预处理，然后由二值化处理电路单元进行计算，即可得出带材在红外接收装置上的投影量以及带材的偏移程度，并通过转换输出电路单元将计算结果进行处理，后按中线位置控制系统的要求进行输出。由于本技术引入了红外线阵CCD技术，使用红外光作为检测介质，排除了外界光源的干扰，有效地避免了在工厂环境中的各类光线对测量结果的干扰。此外，由于红外线阵CCD具有高密度集成特征，因此，本技术能够得到相当高的测量精度，其精度可达 O. 001mm，能够有效地满足硅钢生产线等具有高精度特殊要求的生产线的偏移检测需要。此外，本技术采用全数字电路构成，使得本技术较已有技术具有更简单的结构、更强的抗干扰能力、更高的灵敏度、更快的响应速度、更低的能耗以及更加低廉的价格，较好地解决了现有技术所存在的问题。本技术不仅用在带材生产线的带式传输中线位置控制系统中，还同样适用于造纸厂的纸带、织布厂的布匹、塑料厂的塑料膜生产、带式输送机等带式传输系统的传输位置偏移的检测控制系统中。附图说明图I为本技术的原理图。图2为图I的A向视图。图3为本技术实施例的组成结构示意图。图4为本技术实施例的红外发射装置光学处理单元原理结构图。图5为本技术实施例的红外发射装置的电路原理图。图6为本技术实施例的红外接收装置的总体框图。本文档来自技高网...

【技术保护点】
、一种基于CCD的高精度带材偏移检测装置，包括红外发射装置和红外接收装置，其特征在于：所述红外发射装置和红外接收装置分别固定在传输中的带材边沿两端，红外发射装置和红外接收装置的固定位置相互对应，红外发射装置、被检测的带材和红外接收装置的位置相互平行。

【技术特征摘要】
1.、一种基于CCD的高精度带材偏移检测装置，包括红外发射装置和红外接收装置，其特征在于所述红外发射装置和红外接收装置分别固定在传输中的带材边沿两端，红外发射装置和红外接收装置的固定位置相互对应，红外发射装置、被检测的带材和红外接收装置的位置相互平行。2.如权利要求I所述的基于CCD的高精度带材偏移检测装置，其特征在于所述 红外发射装置包括电源单元、脉冲发生单元、变频脉冲驱动单元、红外发射单元以及光学处理单元，所述脉冲发生单元通过变频脉冲驱动单元连接到红外发...

【专利技术属性】
技术研发人员：肖攸安，杜夏，王霄鹏，王晶，王伟，张润，戴晓云，
申请(专利权)人：武汉理工大学，
类型：实用新型
国别省市：