非接觸式浮法玻璃錫面自動識別裝置及方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及浮法玻璃錫面識別領域，尤其涉及一種非接觸式浮法玻璃錫面自動識別裝置及方法。
【背景技術】
[0002]目前，浮法玻璃的成型過程是在通入保護氣體的錫槽中完成的，具體過程為:熔融狀態的玻璃液從池窯中連續流入錫槽中，并漂浮在相對密度較大的錫液表面上，在重力和表面張力的作用下，玻璃液在錫液面上鋪開、攤平，經硬化、冷卻、退火等操作后得到平板玻璃產品。在上述浮法玻璃的成型過程中，由于高溫熔融的玻璃是漂浮在錫液上的，因此，在玻璃的下表面會滲入一定量的錫，使玻璃的其中一面變為錫面。由于浮法玻璃滲有錫的一面具有很多特性，后續還要進行絲網印刷、鍍膜、彎鋼化和大面積平鋼化等深加工，因此，準確判斷出浮法玻璃的錫面非常重要。
[0003]目前，浮法玻璃的錫面識別主要是利用錫面燈來完成，識別方法是:將錫面燈從浮法玻璃下方向上照射，錫面燈發出紫外光，如果與錫面燈緊貼的一面是浮法玻璃的錫面，則浮法玻璃被紫外光照射后會發出白色熒光，從浮法玻璃上表面俯視觀察可看到白色熒光；如果與錫面燈緊貼的一面不是浮法玻璃的錫面，則觀察不到白色熒光。上述方法無論是手動檢測還是在線檢測均依賴人眼識別，識別速度慢，識別結果受人為因素影響大，效率低下，且會對人眼產生損害。
【發明內容】
[0004]本發明的目的在于提供一種非接觸式浮法玻璃錫面自動識別裝置及方法，能夠快速準確、簡單高效地識別出浮法玻璃的錫面，通用性較強。
[0005]為實現上述目的，本發明采用如下技術方案:
非接觸式浮法玻璃錫面自動識別裝置，包括錫面燈、顏色識別裝置和微處理器，所述錫面燈和顏色識別裝置分別設置在浮法玻璃的兩側，且錫面燈和顏色識別裝置的位置相對，浮法玻璃中貼近錫面燈的一面為被測面，顏色識別裝置的輸出端經接口電路連接微處理器的輸入端，微處理器的輸出端經接口電路連接顏色識別裝置的輸入端，所述錫面燈用于發射入射光，顏色識別裝置用于采集穿過浮法玻璃的透射光中的紅、藍和綠三種基本色的頻率數據，并傳輸給微處理器，所述微處理器用于對顏色識別裝置輸出的三種基本色的頻率數據進行校正和計算，合成透射光所對應的顏色，并將合成的顏色與預設的顏色閾值進行比較，從而判斷被測面是否為錫面，所述微處理器還用于對顏色傳感器進行白平衡調整。
[0006]所述錫面燈和顏色識別裝置均貼近浮法玻璃設置。
[0007]所述顏色識別裝置采用顏色傳感器，顏色傳感器周圍安裝有若干個LED白光燈，微處理器的輸出端控制連接LED白光燈。
[0008]還包括顯示裝置，所述顯示裝置的輸入端經接口電路連接微處理器的輸出端。
[0009]所述微處理器采用單片機，顏色傳感器的輸出端經接口電路和光電耦合器連接單片機的輸入端，單片機的定時器/計數器輸出端經接口電路和光電耦合器連接顏色傳感器的輸入端。
[0010]所述微處理器控制LED白光燈點亮，LED白光燈發出白色入射光，微處理器依次選擇顏色傳感器中的紅色、綠色和藍色濾波器，分別測得紅光、綠光和藍光的頻率值，并計算出顏色傳感器的輸出比例因子，完成顏色傳感器的白平衡調整;然后，微處理器將顏色傳感器實際測得的透射光的三種基本色的頻率數據分別乘以各自的輸出比例因子，得到透射光中三種基本色對應的頻率分量，并將三種基本色合成為透射光對應的顏色;接著，微處理器將合成的透射光對應的顏色與預設的顏色閾值進行比較，判斷被測面是否為錫面。
[0011 ]非接觸式浮法玻璃錫面自動識別方法，依次包括以下步驟:
(1)首先對已知的多個浮法玻璃的錫面和非錫面進行檢測，得出浮法玻璃的錫面和非錫面對應的顏色數據;然后分別對測得的浮法玻璃的錫面和非錫面對應的顏色數據進行統計，計算出多次測量過程中浮法玻璃錫面對應的顏色數據的下限值al和非錫面對應的顏色數據的上限值a2，在al至a2之間的區間內取一個中間值，作為顏色閾值a，即顏色閾值a的取值范圍為:a2<a<al;
(2)將微處理器設置在定時器工作方式下，并設置微處理器的定時時間；
(3)對顏色傳感器進行白平衡調整，確定顏色傳感器的輸出比例因子；
顏色傳感器進行白平衡調整的過程為:微處理器控制LED白光燈點亮，LED白光燈發出白色入射光，并使白色入射光能夠照射到顏色傳感器上;微處理器依次選擇顏色傳感器中的紅色、綠色和藍色濾波器，分別測得紅光、綠光和藍光的頻率值，則顏色傳感器的輸出比例因子為:紅光KR=255/R，綠光KG=255/G，藍光KB=255/B，其中，KR表示紅光的輸出比例因子，R表示紅光的頻率值，KG表示綠光的輸出比例因子，G表示綠光的頻率值，KB表示藍光的輸出比例因子，B表示藍光的頻率值；
(4)定時器定時時間到達之后，錫面燈發出入射光，顏色傳感器接收穿過浮法玻璃的透射光，顏色傳感器分別感知透射光中紅、綠和藍三種基本色的強度量值，轉化為頻率數據，并傳輸給微處理器；
(5)微處理器首先讀取顏色傳感器輸出的頻率數據，然后將顏色傳感器測得的透射光的三種基本色的頻率數據分別乘以各自的輸出比例因子，得到透射光中三種基本色對應的頻率分量;再將三種基本色合成為透射光對應的顏色;接著，微處理器將合成的透射光對應的顏色與步驟(I)中預設的顏色閾值進行比較，若合成的透射光的顏色大于預設的顏色閾值，則被測面為錫面;若合成的透射光的顏色小于預設的顏色閾值，則被測面為非錫面；
(6)識別完成后，微處理器將識別結果輸出到顯示裝置進行顯示，同時返回步驟(4)，等定時器定時時間到達之后，進行下一次識別。
[0012]本發明具有以下有益效果:
(1)本發明能夠代替人眼進行自動檢測，不會對人眼產生損害，檢測結果受人為因素干擾小，具有安全、高效及準確的優點；
(2)本發明利用顏色傳感器來直接獲取顏色數據，不需要進行圖像采集和處理，運算簡單；
(3)本發明所使用的顏色傳感器體積小，成本低;微處理器可選范圍廣，可實現多個浮法玻璃錫面的同時識別。
[0013]綜上所述，本發明公開的非接觸式浮法玻璃錫面自動識別裝置及方法簡單有效，具有安全、快捷、準確、體積小、成本低及結構簡單的優點，適合工業流水線上的浮法玻璃錫面自動識別。
【附圖說明】
[0014]圖1為本發明所述非接觸式浮法玻璃錫面自動識別裝置的原理框圖；
圖2為本發明所述所述非接觸式浮法玻璃錫面自動識別方法的流程圖。
【具體實施方式】
[0015]如圖1所示，本發明所述非接觸式浮法玻璃錫面自動識別裝置，包括錫面燈、顏色識別裝置、微處理器和顯示裝置，錫面燈用于發射入射光，顏色識別裝置用于采集穿過浮法玻璃的透射光中的紅、藍和綠三種基本色的頻率數據，并傳輸給微處理器，錫面燈和顏色識別裝置分別設置在浮法玻璃的兩側，且錫面燈和顏色識別裝置均貼近浮法玻璃設置，在本實施例中，顏色識別裝置采用TCS3200顏色傳感器，為了使顏色傳感器的識別結果更加準確，在本實施例中，錫面燈設置于浮法玻璃的下方，顏色識別裝置設置于浮法玻璃的上方，顏色識別裝置與錫面燈的位置相對，浮法玻璃中貼近錫面燈一面為被測面，顏色傳感器的輸出端經接口電路和光電耦合器連接微處理器的輸入端，光電耦合器用于實現顏色傳感器與微處理器之間的電信號傳輸，同時確保顏色傳感器和微處理器之間的電隔離。
[0016]微處理用于對顏色傳感器輸出的三種基本色的頻率數據進行校正和計算，合成透射光所對應的顏色，并將合成的顏色與預設的顏色閾值進行比較，從而判斷被測面是否為錫面，顏色傳感器的輸出端經接口電路和光電耦合器連接微處理器的輸入端，微處理器的輸出端經接口電路和光電耦合器連接顏色傳感器的輸入端，在本實施例中，微處理器采用單片機，單片機的定時器/計數器輸出端經接口電路和光電耦合器連接顏色傳感器的輸入端，單片機的輸出端還經接口電路和光電耦合器連接顯示裝置。
[0017]顏色傳感器的周圍安裝有若干個LED白光燈，在本實施例中，采用四個LED白光燈，微處理器的輸出端控制連接四個LED白光燈，LED白光燈用于對顏色傳感器進行白平衡調整。
[0018]顯示裝置用于顯示識別結果，在本實施例中，顯示裝置采用數碼管。
[0019]如圖2所示，利用本發明所述的非接觸式浮法玻璃錫面自動識別裝置進行非接觸式浮法玻璃錫面自動識別的方法，具體包括以下步驟:
(I)首先對已知的多個浮法玻璃的錫面和非錫面進行檢測，得出浮法玻璃的錫面和非錫面對應的顏色數據;然后分別對測得的浮法玻璃的錫面和非錫面對應的顏色數據進行統計，計算出多次測量過程中浮法玻璃錫面對應的顏色數據的下限值al和非錫面對應的顏色數據的上限值a2，在al至a2之間的區間內取一個中間數，作為顏色閾值a，浮法玻璃錫面對應的顏色數據大于非錫面對應的顏色數據，即顏色閾值a的取值范圍為:a2<a<al;
顏色閾值的取值可以不固定，