[发明专利]一种用于可变半透明卷材的光电纠偏传感器及其检测方法

说明书

技术领域

本发明涉及光电纠偏检测技术领域，尤其涉及一种用于可变半透明卷材的光电纠偏传感器及其检测方法。

背景技术

近年来，随着基础加工领域如化工、造纸、纺织及制衣、包装及印刷、黑色金属及有色金属等行业发展迅速，对自动化的要求程度越来越高，相应自动化控制系统的发展趋向于高精度，高细分度，高适应性等。而被测带材在卷绕生产过程中经常会有各种外来的干扰对其造成影响，使其在行走过程中出现跑偏的现象，从而导致其加工切变量变大，增加成本，跑偏较严重时，带材边缘发生折边，甚至会损坏设备被迫停工，对企业造成不小的损失。

纠偏检测系统检测被测带材是否发生偏移是通过检测其偏移量的信号来实现，目前大多数利用被测带材对光或者超声部分遮挡来实现纠偏边缘的检测，但这类传感器主要适用于不透光或不透声卷材，对于特定的半透明或多孔材料虽然可以使用，还必需对每种材料进行初始设定或标定，而对于卷材透光或透声率会随着张力变化的材料，由于入射到传感器的光既使在边缘不移动时其依旧发生变化，使得原来的单传感器光电检测完全不适用。用CCD或CMOS数字式图像传感器虽然可以用于可变材料的纠编边缘检测，但其成本较高，速度相对较慢。所以如何设计一种能够不受可拉伸的半透明的被测带材拉伸状态影响的检测系统一直是一个未解决的难题。因为可拉伸的半透明的被测带材的拉伸状态会影响该被测带材的透光率，即如何设计出一种不受被测带材透光率影响的检测系统一直是一个未解决的难题。

发明内容

本发明是为了解决现有纠偏检测系统在对于可拉伸的半透明的被测带材进行纠偏检测时易受到该被测带材拉伸状态的改变而影响该被测带材纠偏效果差的不足，提供一种在对可拉伸的柔性半透明的被测带材进行纠偏检测时不受该被测带材拉伸状态影响的一种用于可变半透明卷材的光电纠偏传感器及其检测方法。

为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种用于可变半透明卷材的光电纠偏传感器，包括支架，在支架上横向并排固定布置有三组完全相同的光电检测单元，每组光电检测单元包括光源、能产生平行光的一号准直透镜、能聚光的二号准直透镜和光敏器件，并且在同一组光电检测单元内的光源、一号准直透镜、二号准直透镜和光敏器件沿着一条竖直直线从上到下依次布置，光源布置在一号准直透镜的焦点处，一号准直透镜和二号准直透镜平行正对布置，光敏器件布置在二号准直透镜的焦点处；每个光敏器件的电压输出端分别一对一连接在光电纠偏传感器的三个电压输出接口上。

本方案的每组光电检测单元把来自于所在组光源的光束穿过其对应的一号准直透镜产生一组平行光。

组C内的平行光穿过处于组C内的一号准直透镜和组C内的二号准直透镜之间的被测带材后，又穿过组C内的二号准直透镜聚焦后由组C内的光敏器件接收，组C内的光敏器件则进行光电转换，并把组C光电转换所产生的电压U_c传送到光电纠偏传感器组C所对应的一个电压输出接口上。

组A内的平行光直接穿过组A内的二号准直透镜聚焦后由组A内的光敏器件接收，组A内的光敏器件则进行光电转换，并把组A光电转换所产生的电压U_a传送到光电纠偏传感器组A所对应的一个电压输出接口上。

组B内的一部分平行光穿过处于组B内的一号准直透镜和组B内的二号准直透镜之间的被测带材后，又穿过组B内的二号准直透镜聚焦后由组B内的光敏器件接收；组B内的另一部分平行光直接穿过组B内的二号准直透镜聚焦后由组B内的光敏器件接收。这两部分光会同时对组B内的光敏器件则进行光电转换，并把组B光电转换所产生的电压U_b传送到光电纠偏传感器组B所对应的一个电压输出接口上。

三组光电检测单元中的三路光源发出的光强I₀，面积S完全相等，根据光敏器件的特性可得：

U_a＝kI₀    (1)；

U_c＝kI₀t    (2)；