光电检测在自动控制中的应用

光电检测在自动控制中的应用主要内容：一、举例介绍光电检测在自动控制中的应用：

1.在纺织检测上的应用

2.机器视觉系统典型应用

3.光电传感器在自动化生产线上的应用二、总结光电检测在自动控制中的发展前景一、光电检测在自动控制中的应用：

在纺织检测上的应用微电脑和新型传感器现在已经成为纺织检测仪器中重要的组成部分。在微机的控制下，检测仪器实现了取样、整理、测试、读取数据、统计计算、信息存储、打印结果的自动化过程，代替了往日人工读取数据、记录数据、目测评定样本的落后检验方法，避免了手工操作和主观评价带来的误差，缩短了测试时间而且使操作更为简单、准确。由于微机的自动控制功能代替了许多机械部件的功能，从而使仪器体积减小，微机功能越强，体积就越小，显得更加轻巧精致。微机还有高速、大容量处理数据的优势，不但提高了检测速度还可以存储所有相关数据以备分析整理，使检测更加准确可信。

自动控制确实为纺织业带来了技术上的又一次革命，使纺织的质量和产量都得到了巨大的提高，但是要获得好的控制效果，就必须有良好的高精度的检测设备和方法：

a.红外光谱在纺织纤维鉴别上的应用

b.激光检测在纺织中的应用

c.图像处理技术在纺织中的应用

a.红外光谱在纺织纤维鉴别上的应用

现在应用于纺织纤维鉴别的红外光谱仪——傅立叶变换红外光谱仪是利用光的色散原理制成的。其鉴别原理是当通过物体后的入射光经棱镜、光栅等单色器使光波色散，把复合光分为单色光，并按波长顺序排列到狭缝平面上并由检测器接受其信号，依次对单色光的强度进行测定，即得到样品的吸收光谱图。

通过对大量纺织纤维红外光谱图的分析，可以掌握它们的红外光谱特征，可以实现对混纺织物比例的定量分析。

b.激光检测在纺织中的应用

光电检测装置所采用的辐射源中，激光器有着特别重要的地位。激光的发光原理完全不同于普通光源，从根本上突破了普通光源的种种局限，具有区别于普通光源的优异特性。激光检测是激光在纺织工业中应用的一个重要方面。它可用在验布，检测织物起球、毛羽及其粗糙度，检测织物纬斜，测定纱线直径、条干不匀、纱疵与纤维性能，控制印染，检验服装等方面。机器视觉系统典型应用

a.什么是机器视觉

"机器视觉"，即采用机器代替人眼来做测量和判断。

机器视觉系统是指通过机器视觉产品（即图像摄取装置，分CMOS和CCD两种）把图像抓取到，然后将该图像传送至处理单元，通过数字化处理，根据像素分布和亮度、颜色等信息，来进行尺寸、形状、颜色等的判别。进而根据判别的结果来控制现场的设备动作。b.CCD视觉传感器

CCD视觉传感器是基于照像原理的传感器，它能经济地解决需要多个开关量输出或昂贵的视觉系统的检测应用。

c.机器视觉系统典型应用

机器视觉在当今自动控制和检测中有着重要应用：金属板表面自动控伤系统

；

汽车车身检测系统

；

纸币印刷质量检测系统

；金属板表面自动控伤系统：金属板表面自动探伤系统利用机器视觉技术对金属表面缺陷进行自动检查，在生产过程中高速、准确地进行检测，同时由于采用非接角式测量，避免了产生新划伤的可能。

汽车车身检测系统：英国ROVER汽车公司800系列汽车车身轮廓尺寸精度的100%在线检测，是机器视觉系统用于工业检测中的一个较为典型的例子，该系统由62个测量单元组成，每个测量单元包括一台激光器和一个CCD摄像机，用以检测车身外壳上288个测量点。汽车车身置于测量框架下，通过软件校准车身的精确位置。

纸币印刷质量检测系统：该系统利用图像处理技术，通过对纸币生产流水线上的纸币20多项特征（号码、盲文、颜色、图案等）进行比较分析，检测纸币的质量，替代传统的人眼辨别的方法。光电传感器在自动化生产线上的应用

光电传感器是采用光电元件作为检测元件，首先把被测量的变化转变为信号的变化，然后借助光电元件进一步将光信号转换成电信号。

光电检测方法具有精度高、反应快、非接触等优点，在轻工自动机上广泛应用。下面介绍几种光电传感器在工业控制和检测上的应用：

a.光电式带材跑偏检测器带材跑偏检测器用来检测带型材料在加工中偏离正确位置的大小及方向，从而为纠偏控制电路提供纠偏信号，主要用于印染、送纸、胶片、磁带生产过程中。

b.包装充填物高度检测

用容积法计量包装的成品，除了对重量有一定误差范围要求外，一般还对充填高度有一定的要求，以保证商品的外观质量，当充填高度h偏差太大时，光电接头没有电信号，即由执行机构将包装物品推出进行处理。c.光电色质检测

下图为包装物料的光电色质检测原理。若包装物品规定底色为白色，因质量不佳，有的出现泛黄，在产品包装前先由光电检测色质，物品泛黄时就有比较电压差输出，接通电磁阀，由压缩空气将泛黄物品吹出。d.其他方面的应用

利用光电开关还可以进行产品流水线上的产量统计、对装配件是否到位及装配质量进行检测，例如灌装时瓶盖是否压上、商标是否漏贴（见左图），以及送料机构是否断料（见右图）等。

二、光电检测在自动控制中的发展前景在自动控制中光电检测的应用主要是基于传感器的应用

针对传感器的工作原理和结构在不同场合均需要的基本要求是：高灵敏度，抗干扰的稳定性(对噪声不敏感)，线性，容易调节(校准简易)，高精度，高可靠性，无迟滞性，工作寿命长(耐用性)，可重复性，抗老化，高响应速率，抗环境影响(热、振动、酸、碱、空气、水、尘埃)的能力选择性，安全性(传感器应是无污染的)，互换性，低成本宽测量范围，小尺寸、重量轻和高强度，宽工作温度范围

目前复杂系统越来越复杂，自动化已经陷入低谷，其主要原因之一是传感技术的落后，一方面表现为传感器在感知信息方面的落后；另一方面也表现为传感器自身在智能化和网络化方面的技术落后。光电检测方法具有精度高、反应快、非接触等优点，而且可测参数