專利名稱：玻璃管壁厚檢測儀的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種檢測儀器，特別是一種玻璃管壁厚檢測儀。
背景技術：
玻璃管主要用于藥用玻璃瓶的制作，玻璃管的外徑及壁厚即是藥用玻璃瓶瓶身的外徑和壁厚，國家對藥用玻璃瓶有標準要求。因此外徑和壁厚是玻璃管重要參數。玻璃管生產廠家通過激光測徑儀等對玻璃管外徑作了較好控制與分選，但因無壁厚的在線檢測設備，廠家仍停留在人工對(割下的)玻璃管端部測量狀態上，既不科學，又費時費力。
發明內容
本發明的目的是克服上述現有技術的不足，提供一種玻璃管壁厚檢測儀。
本發明采用的技術方案是一種玻璃管壁厚檢測儀，包括有探測器、主機、輸出設備和接口，主機分別與探測器、輸出設備和接口連接。
進一步地，所述的探測器包含有電荷耦合器(線陣CCD)、半導體激光器、反射鏡、電荷耦合器驅動與信號處理電路。
進一步地，所述的探測器是采用雙光束測量。
進一步地，所述的電荷耦合器的驅動電路與信號處理電路有振蕩電路、分頻器和反相器。
按照本發明提供的技術方案相對于現有技術，具有如下優點本發明能使玻璃鋼的重要參數壁厚如同外徑值一起參與分選，提高對玻璃管的分選速度，規范玻璃管產品的質量，降低工人勞動強度。
圖1為本發明的光學原理圖；圖2為本發明的組成示意圖；圖3為本發明的探測器結構圖；圖4為本發明的電路原理圖；圖5為本發明的CCD驅動與信號處理電路圖；圖6為本發明的脈沖計數電路圖；圖7為本發明的中央處理器的電路圖。
圖示說明1......半導體激光器2......半導體激光器3......反射鏡4......反射鏡 5......電荷耦合器件6......電荷耦合器件7......玻璃管 8......CCD驅動與信號處理電路9......與主機連接線
具體實施例方式
下面結合
本發明的具體實施方式
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本發明的光學原理如圖1所示，本發明利用激光的方向性好的特點，采用半導體激光器以確定的角度射向在線玻璃管并與其母線正交，通過測量玻璃管內外母線反射光線的位移來計算壁厚，實現了非接觸、高速測量。測量公式如下H＝D*(n2-sin2α)1/2/sin2α式中H為玻璃管壁厚；D為反射光線的位移；α是激光入射角；n為玻璃折射率。
儀器安裝后，α角為固定數值，可見壁厚H與玻璃管內外母線反射光位移H成比例關系。因此，通過測量D可計算出玻璃管壁厚H。
如圖2所示，本發明由探測器、主機、大屏顯和接口組成，主機分別與探測器、輸出設備和接口連接。
如圖4所示，本發明電路原理電荷耦合器件的簡稱是CCD，它的作用是將光信號轉變為電信號，用于照相和測量。分為面陣CCD和線陣CCD二種，用于測量時主要用線陣CCD。
首先將線陣CCD輸出的信號經過放大電路和整形電路，形成一個穩定的信號，送給計數電路，并在每一幀結束時產生一個中斷。單片機在中斷程序中完成信號的采樣并進行實時運算、處理，求得該測點玻管壁厚值，同時具有偏差記錄、LCD顯示及分選控制輸出，從而實現玻璃管壁厚的在線非接觸檢測與控制。
本儀器使用線陣CCD，總像素2048，像素間距14微米；有二條光線照射到CCD的感光面，則在CCD的輸出信號中就輸出二個電脈沖信號，其最高點A、B之間的間距對應二條光線之間的間距。通過電路處理測量出A、B的間距就可以得出二條光線之間的象素數，這個象素數乘以14微米就是二條光線之間的間距。經過公式換算后可得出玻璃管的壁厚值。
如圖3所示，探測器采用近乎對稱的兩個相同的“1”字型光線相交于被測玻璃管，對玻璃管同一點測兩個值，是為克服玻管內外表面微小不平行對測量的影響而設計的。
半導體激光器1發射“1”字型激光光束到玻璃管7表面，從玻璃管7的內、外壁各反射出一條光線到反射鏡4，然后反射到CCD6，經過CCD6將代表玻璃管7壁厚的這二條光線轉變為電脈沖信號，傳送給CCD驅動與信號處理電路8，經過處理以后的信號再經過連接線9傳送給主機。
同樣，半導體激光器2發射激光光束到玻璃管7表面，從玻璃管7的內、外壁各反射出一條光線到反射鏡3，然后反射到CCD5，經過CCD5將代表玻璃管7壁厚的這二條光線轉變為電脈沖信號，傳送給CCD驅動與信號處理電路8，經過處理以后的信號再經過連接線9傳送給主機。
如圖5所示的CCD驅動與信號處理電路由4M晶體JZ與反相器U6D、U6E組成的振蕩電路，產生4MHZ的脈沖信號送入分頻器U8B進行分頻，將4MHZ、2MHZ、1MHZ、0.25MHZ的脈沖信號U9(可編程邏輯陣列PLD)中，產生CCD所需的驅動信號RS、F1、F2，經過反相器放大后，送給CCD。0.25MHZ的脈沖信號同時送給分頻器U7A，經過再次分頻后產生1ms的脈沖信號作為CCD的同步信號SH。
CCD的輸出信號(以一路為例)CCD2首先經過三極管Q2驅動，進入由C5、R6、R5組成的微分電路，微分后的信號經過運算放大器U15A進行放大，進入比較器U16A進行比較整形。比較基準電壓由R9、R10分壓設置。比較器的輸出就是代表玻璃管壁厚的脈沖信號，最后，將這個信號C1傳送給主機進行計量。
另一路CCD信號處理與上面相同。
FC傳送的是同步信號。
如圖6所示的脈沖計數電路從CCD驅動與信號處理電路傳送到主機的信號包括同步信號FC及壁厚脈沖信號C1、C2。C1和C2經過分頻器J4A、J4B進行二分頻后進入可編程邏輯陣列J5，FC信號直接送入J5。JZ是20MHZ的晶振，將它輸出的20MHZ脈沖信號送入J5。經過J5處理后將產生3個信號，對應FC信號寬度的20MHZ脈沖信號、對應C1信號寬度的20MHZ脈沖信號以及對應C2信號寬度的20MHZ脈沖信號，將這3個脈沖信號分別送入計數電路J6A、J6B、J7A、J7B、J8A、J8B、J9A、J9B、J10A、J10B、J11A、J11B中，進行計數。計數的結果通過J12、J13、J14、J15、J16、J17送給單片機進行處理。
P1.5是將上一幀所計數據進行清零。
如圖7所示的中央處理電路在每一幀結束時由FC信號通過W2C產生一個中斷。單片機在中斷程序中通過譯碼器U6選通計數電路，完成信號的采樣并進行實時運算、處理，求得該測點玻管壁厚值與偏差，在LCD上進行顯示，并同時存儲到數據存儲器U7中，用來顯示壁厚的變化曲線。從而實現玻璃管壁厚的在線非接觸檢測與控制。大屏幕提供了遠距離顯示在線壁厚值或偏差。
從玻璃窯中拉出來的玻璃管用割刀切割成長度相同的玻璃管，若要判斷割下來的每根玻璃管是合格品還是不合格品，就要判斷每根玻璃管的超差情況，需要對割號進行采樣。通過光電耦合器W1將割號信號CUT送入單片機，就能找到每根玻璃管的起點和終點。對不合格品，通過V2控制GZH1吸合，進行剔除。
B1是小型報警器，當出現不合格品時進行提醒。
權利要求
1.一種玻璃管壁厚檢測儀，其特征在于該玻璃管壁厚檢測儀包括有探測器、主機、輸出設備和接口，所述的探測器、輸出設備和接口分別與主機連接。
2.如權利要求1所述的玻璃管壁厚檢測儀，其特征在于所述的探測器包含有電荷耦合器、半導體激光器、反射鏡、電荷耦合器驅動與信號處理電路。
3.如權利要求1或2所述的玻璃管壁厚檢測儀，其特征在于所述的探測器是采用雙光束測量。
4.如權利要求2所述的玻璃管壁厚檢測儀，其特征在于所述的電荷耦合器的驅動與信號處理電路有振蕩電路、分頻器和反相器。
全文摘要
本發明公開了一種玻璃管壁厚檢測儀，包括有探測器、主機、輸出設備和接口，所述的探測器包含有電荷耦合器和半導體激光器，采用雙光束測量，所述的電荷耦合器的驅動電路有振蕩電路、分頻器和反相器。本發明能使玻璃鋼的重要參數壁厚如同外徑值一起參與分選，提高對玻璃管的分選速度，規范玻璃管產品的質量，降低工人勞動強度；可以對生產線上的玻璃管進行自動測量，對每一根玻璃管測量幾百個點，對于壁厚不合格的玻璃管可以立即分選出去，極大地提高產品的質量。
文檔編號G01B11/06GK1755320SQ20041008101
公開日2006年4月5日 申請日期2004年9月30日 優先權日2004年9月30日
發明者宋才秀, 任月吉 申請人:宋才秀, 任月吉