專利名稱：多波段光學在線尺寸檢測方法及系統的制作方法
技術領域：
本發明涉及光學檢測技術，具體涉及一種用于生產線產品尺寸的多波段光學在線尺寸檢測方法及系統。
背景技術：
目前，隨著經濟的高速發展，制造行業中的板材、紙張、布匹生產線上急需裝備自動化的幅寬在線測量系統，達到提高生產效率和產品質量的目的。目前還有約80%的生產線采用鋼板限位這種機械方式定位，由于該方法是接觸式測量，磨損嚴重，更換耗材和調試周期短，效率低下。國外的生產線配置有較為成熟的在線非接觸式在線測量系統，該系統以德國E+L 公司的在線測量系統較為典型，該測量系統主要采用激光器作為發射裝置，具有良好的光束方向性，該系統成本高、難以被國內的生產線所接受，同時激光器作為發射裝置還有一個不完美的地方，就是激光器的壽命通常只有一萬多小時左右，也就是說，該套系統的使用壽命只有一年多，進一步增加了使用成本。
發明內容
針對現有現有系統存在的上述不足，本發明目的在于，一種用于生產線產品尺寸的多波段光學在線尺寸檢測方法；本發明的目的還在于，提供一種實現上述方法的多波段光學在線尺寸檢測系統。本發明提供的基于LED的多波段光學在線尺寸檢測系統，其采用LED作為發光元件，LED具有十萬小時的使用壽命以及遠低于激光器的硬件成本，和特殊的聚光棱鏡取代激光器，從而大幅的降低硬件成本、提高使用壽命，能為國內眾多生產線所接受。本發明為實現上述目的，所提供的技術方案是一種多波段光學在線尺寸檢測方法，其特征在于，其包括如下步驟1)設置一組聚光裝置，該裝置由多個獨立的呈半圓或者圓狀分布的聚光單元組成，每個聚光單元均由一 LED光源及一橢圓弧面的聚光棱鏡組成；2)將每個聚光單元所組成的橢圓弧面都設計兩個分焦點，LED光源和檢測體的中心分別放置在橢圓弧面都具有兩個分焦點位置上，依據橢圓所特有的弧面特性，LED光源發射的光束經過聚光棱鏡匯聚后剛好聚焦于檢測體的中心位置，形成高亮的強光束，激發出檢測體表面的存在的各種特征；3)將所述每個聚光單元中的LED光源設置為分別由不同波段或相同波段的LED 組成，使各LED光源組合成的波段覆蓋整個可見光和不可見光區域，波長范圍為100納米到 1100納米，包括紫外、藍色、綠色、紅色、近紅外以及遠紅外等區域；4)將聚光裝置置于生產線上，將被生產線連續生產出來的檢測體連續的置于所述聚光裝置覆蓋區域內進行檢測。5)所述的檢測體是具有防偽功能的物體，其表面的防偽特征需要極強的光束激發
3其防偽特征；6)檢測體下面設置一組放大鏡，放大檢測體上激發出來的光學特性，并通過傳感器接收到經過放大后的光學特征，通過計算機系統進行分析并得出檢測結果。一種實現前述方法的多波段光學在線尺寸檢測，其包括LED發射裝置、聚光棱鏡組、擋光板、檢測體、接收裝置、數字集成電路和顯示器；所述的聚光棱鏡組在LED發射裝置的正上方；所述的擋光板在聚光棱鏡組的正上方；所述的檢測體在擋光板和接收裝置中間位置；所述的接收裝置和數字集成電路相互集成在一起；所述的數字集成電路和顯示器相互集成在一起；所述的LED發射裝置分布有一定數量的LED顆粒，通過LED發射的光線經過聚光棱鏡組匯聚為平行光束，穿過擋光板上的小孔照射到接收裝置，由于檢測體位于擋光板和接收裝置中間位置，會擋住一定數量的光束，數字集成電路對接收裝置接收到的光束數量進行分析，換算出檢測體的寬度，并通過顯示器顯示出具體數值。所述的基于LED的光學尺寸測量系統，其特征在于，所述的LED發射裝置采用LED 顆粒作為發光裝置，LED發射的光的波長可以使可見光和紅外光；LED的數量為多于3以上的自然數，在相同的距離內，光束的數量越多，系統的測量精度就越高。。所述的聚光棱鏡具有將LED發射的散射光匯聚為平行光束的功能。所述的擋光板上分布有與LED發射裝置采用LED想對應的小孔，只允許平行的光束通過，擋住散射光，從而減少散射光的干擾。所述的LED發射裝置和接收裝置完全對應、平行。該光學尺寸測量系統的工作原理包括如下步驟(1)設置一聚光棱鏡組在LED發射裝置的正上方；(2)設置一擋光板在聚光棱鏡組的正上方，擋光板上開有小孔，小孔中心線與聚光棱鏡中心線重合；(3)設置一檢測體在擋光板和接收裝置中間位置；(4)所述的LED發射裝置和接受裝置在位置上相互平行；(5)所述的數字集成電路和顯示器相互集成在一起，LED發射裝置分布有一定數量的LED顆粒，通過LED發射的光線經過聚光棱鏡組匯聚為平行光束，穿過擋光板上的小孔照射到接收裝置，由于檢測體位于擋光板和接收裝置中間位置，會擋住一定數量的光束，數字集成電路對接收裝置接收到的光束數量進行分析，換算出檢測體的寬度，并通過顯示器顯示出具體數值。。本發明提供的光學尺寸測量系統，其采用了光學測量技術、光學聚光技術、數字電路技術和通信技術相結合的綜合裝置，該裝置適用于生產線板材、瓦楞紙幅寬、簡述板材、 印刷紙張以及紡織布料幅寬測量。本發明的有益效果為采用LED作為發光元件結合聚光棱鏡技術，取代激光器， 能夠大幅度降低測量系統的硬件成本和延長使用壽命，能夠更廣泛應用于各行業的生產線上，實現高速、準確的在線監控和測量，有利于提高生產線的生產效率和提升產品品質。下面結合附圖和實施例對本發明進一步說明。
圖1為本發明的側面結構示意圖。
圖2為本發明測量系統的光路圖。圖3為本發明工作原理示意圖。
具體實施例方式實施例參見圖1、圖2及圖3，一種多波段光學在線尺寸檢測方法，其特征在于，其包括如下步驟1)設置一組聚光裝置，該裝置由多個獨立的呈半圓或者圓狀分布的聚光單元組成，每個聚光單元均由一 LED光源及一橢圓弧面的聚光棱鏡組成；2)將每個聚光單元所組成的橢圓弧面都設計兩個分焦點，LED光源和檢測體的中心分別放置在橢圓弧面都具有兩個分焦點位置上，依據橢圓所特有的弧面特性，LED光源發射的光束經過聚光棱鏡匯聚后剛好聚焦于檢測體的中心位置，形成高亮的強光束，激發出檢測體表面的存在的各種特征；3)將所述每個聚光單元中的LED光源設置為分別由不同波段或相同波段的LED 組成，使各LED光源組合成的波段覆蓋整個可見光和不可見光區域，波長范圍為100納米到 1100納米，包括紫外、藍色、綠色、紅色、近紅外以及遠紅外等區域；4)將聚光裝置置于生產線上，將被生產線連續生產出來的檢測體連續的置于所述聚光裝置覆蓋區域內進行檢測。5)所述的檢測體是具有防偽功能的物體，其表面的防偽特征需要極強的光束激發其防偽特征；6)檢測體下面設置一組放大鏡，放大檢測體上激發出來的光學特性，并通過傳感器接收到經過放大后的光學特征，通過計算機系統進行分析并得出檢測結果。本發明提供的一種實現前述方法的多波段光學在線尺寸檢測系統，其包括LED發射裝置1、聚光棱鏡組2、擋光板3、檢測體4、接收裝置5、數字集成電路6和顯示器7 ；所述的聚光棱鏡組2在LED發射裝置1的正上方；所述的擋光板3在聚光棱鏡組2的正上方；所述的檢測體4在擋光板3和接收裝置5的中間位置；所述的接收裝置5和數字集成電路6 相互集成在一起；所述的數字集成電路6和顯示器7相互集成在一起。工作時，結合圖2，所述的LED發射裝置1分布有一定數量的LED顆粒，通過LED發射的光線經過聚光棱鏡組2匯聚為平行光束，該平行光束穿過擋光板3上的小孔照射到接收裝置5，由于檢測體4位于擋光板3和接收裝置5的中間位置，會擋住一定數量的光束，數字集成電路6對接收裝置接5收到的光束數量進行分析，換算出檢測體的寬度，并通過顯示器7顯示出具體數值。根據本發明上述實施例所述，具備與本實施例相同或相似技術特征的檢測裝置， 均在本發明保護范圍內。
權利要求
1.一種多波段光學在線尺寸檢測方法，其特征在于，其包括如下步驟1)設置一組聚光裝置，該裝置由多個獨立的呈半圓或者圓狀分布的聚光單元組成，每個聚光單元均由一 LED光源及一橢圓弧面的聚光棱鏡組成；2)將每個聚光單元所組成的橢圓弧面都設計兩個分焦點，LED光源和檢測體的中心分別放置在橢圓弧面都具有兩個分焦點位置上，依據橢圓所特有的弧面特性，LED光源發射的光束經過聚光棱鏡匯聚后剛好聚焦于檢測體的中心位置，形成高亮的強光束，激發出檢測體表面的存在的各種特征；3)將所述每個聚光單元中的LED光源設置為分別由不同波段或相同波段的LED組成， 使各LED光源組合成的波段覆蓋整個可見光和不可見光區域，波長范圍為100納米到1100 納米，包括紫外、藍色、綠色、紅色、近紅外以及遠紅外等區域；4)將聚光裝置置于生產線上，將被生產線連續生產出來的檢測體連續的置于所述聚光裝置覆蓋區域內進行檢測。
2.根據權利要求1所述的多波段光學在線尺寸檢測方法，其特征在于，其還包括如下步驟5)所述的檢測體是具有防偽功能的物體，其表面的防偽特征需要極強的光束激發其防偽特征；6)檢測體下面設置一組放大鏡，放大檢測體上激發出來的光學特性，并通過傳感器接收到經過放大后的光學特征，通過計算機系統進行分析并得出檢測結果。
3.一種實現權利要求1或2所述方法的多波段光學在線尺寸檢測系統，其特征在于，其包括LED發射裝置、聚光棱鏡組、擋光板、檢測體、接收裝置、數字集成電路和顯示器；所述的聚光棱鏡組在LED發射裝置的正上方；所述的擋光板在聚光棱鏡組的正上方；所述的檢測體在擋光板和接收裝置中間位置；所述的接收裝置和數字集成電路相互集成在一起；所述的數字集成電路和顯示器相互集成在一起；所述的LED發射裝置分布有一定數量的LED 顆粒，通過LED發射的光線經過聚光棱鏡組匯聚為平行光束，穿過擋光板上的小孔照射到接收裝置，由于檢測體位于擋光板和接收裝置中間位置，會擋住一定數量的光束，數字集成電路對接收裝置接收到的光束數量進行分析，換算出檢測體的寬度，并通過顯示器顯示出具體數值。
4.根據權利要求3所述的多波段光學在線尺寸檢測系統，其特征在于，所述的LED發射裝置采用LED顆粒作為發光裝置，LED發射的光的波長可以使可見光和紅外光；LED的數量為多于3以上的自然數，在相同的距離內，光束的數量越多，系統的測量精度就越高。
5.根據權利要求3所述的多波段光學在線尺寸檢測系統，其特征在于，所述的聚光棱鏡具有將LED發射的散射光匯聚為平行光束的功能。
6.根據權利要求3所述的多波段光學在線尺寸檢測系統，其特征在于，所述的擋光板上分布有與LED發射裝置采用LED想對應的小孔，小孔中心線與聚光棱鏡中心線重合，只允許平行的光束通過，擋住散射光，從而減少散射光的干擾。
7.根據權利要求3所述的多波段光學在線尺寸檢測系統，其特征在于，所述的LED發射裝置和接收裝置完全對應、平行。
全文摘要
本發明公開了一種多波段光學在線尺寸檢測方法，其特征在于，其包括如下步驟1)設置一組聚光裝置，該裝置由多個獨立的呈半圓或者圓狀分布的聚光單元組成，每個聚光單元由LED光源，橢圓弧面的聚光棱鏡組成；2)將每個聚光單元所組成的橢圓弧面都設置兩個分焦點；3)每個聚光單元中的LED光源可分別由不同波段或相同波段的LED組成，LED光源的波段覆蓋整個可見光和不可見光區域；4)將檢測體置于被檢測區域內；5)檢測體下面設置一組放大鏡，放大檢測體上激發出來的光學特性，再通過計算機系統進行分析并得出檢測結果。本發明還公開一種實現上述方法的系統，可用于各種板材的糾偏和尺寸測量系統。
文檔編號G01B11/02GK102155915SQ20101062465
公開日2011年8月17日 申請日期2010年12月31日 優先權日2010年12月31日
發明者王 華 申請人:東莞康視達自動化科技有限公司