檢測(cè)控制系統(tǒng)是自動(dòng)控制領(lǐng)域的核心技術(shù)之一，其準(zhǔn)確性及靈敏度決定了自動(dòng)化過(guò)程的優(yōu)劣。詳細(xì)介紹了精度可調(diào)試光電檢測(cè)系統(tǒng)的工作流程及其主要功能模塊的設(shè)計(jì)原理。該系統(tǒng)可應(yīng)用于紡織、機(jī)械、食品等生產(chǎn)設(shè)備中，對(duì)生產(chǎn)產(chǎn)品進(jìn)行實(shí)時(shí)檢測(cè)控制。 關(guān)鍵詞：精度可調(diào) 光電檢測(cè) 紅外發(fā)射/接收檢測(cè)控制系統(tǒng)是自動(dòng)控制領(lǐng)域的核心支持之一，其靈敏度及精度直接決定了自動(dòng)化過(guò)程的優(yōu)劣。通過(guò)對(duì)部分棉紡織企業(yè)的生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)調(diào)研發(fā)現(xiàn)，有一部分紡紗設(shè)備仍使用人工檢測(cè)，不能保證斷條及時(shí)捻接及棉紗粗細(xì)穩(wěn)定性，從而造成產(chǎn)品質(zhì)量差及生產(chǎn)效率低等問(wèn)題。選擇匹配的檢測(cè)電路可實(shí)現(xiàn)控制功能，并能在實(shí)際環(huán)境條件下實(shí)現(xiàn)精度可調(diào)試實(shí)時(shí)檢測(cè)與控制。因此，它是產(chǎn)品質(zhì)量及效率提高的保證。鄭州航院機(jī)電研究所基于光電技術(shù)開(kāi)發(fā)了高精度可調(diào)式檢測(cè)系統(tǒng)。由于紅外線具有較強(qiáng)的穿透能力和抗干擾能力，不易散射且不易引起串干擾，因此該系統(tǒng)基于紅外線傳感技術(shù)并利用調(diào)制/解調(diào)技術(shù)完成了系統(tǒng)信號(hào)發(fā)射接收，有效地改造了國(guó)產(chǎn)fa431、fa541系列高速粗紗機(jī)，使生產(chǎn)效率提高25～35%，產(chǎn)品質(zhì)量大幅度提高，受到了使用單位的歡迎。經(jīng)專(zhuān)家認(rèn)證，改造后的fa431粗紗機(jī)在性?xún)r(jià)比上優(yōu)于日本豐田公司fl16粗紗機(jī)。該系統(tǒng)不僅可用于紡織機(jī)械，通過(guò)對(duì)系統(tǒng)精度、測(cè)量范圍的調(diào)節(jié)，還可應(yīng)用在傳統(tǒng)鍛床、機(jī)床等生產(chǎn)設(shè)備中，系統(tǒng)正確檢測(cè)率達(dá)100%。 1 系統(tǒng)信號(hào)流程及工作原理從信號(hào)發(fā)生器到執(zhí)行機(jī)件，是系統(tǒng)處理紅外信號(hào)的主通道。在主通道中，信號(hào)按圖1所示順序進(jìn)行傳送。紅外接收管是一種光感電流源。光感電流隨光能量的增大而增大，光感電流對(duì)電容進(jìn)行充電后，就可以得到隨光通量變化而變化的電信號(hào)。無(wú)遮擋物時(shí)，光路暢通無(wú)阻，光感電流最大；有遮擋物通過(guò)檢測(cè)區(qū)時(shí)，光路被遮擋一部分，光感電流降低，輸出電位升高，遮光面積越大，輸出電位就越高。利用該原理，通過(guò)對(duì)檢測(cè)系統(tǒng)靈敏度的調(diào)節(jié)，對(duì)被測(cè)特體直徑和面積量的測(cè)控，可實(shí)現(xiàn)質(zhì)檢或安全保護(hù)等作用。紅外發(fā)光管和紅外接收管分居光電檢測(cè)區(qū)兩側(cè)，很少需要維護(hù)。在實(shí)際工作環(huán)境中，為了滿(mǎn)足同時(shí)對(duì)多個(gè)工位自動(dòng)檢測(cè)的要求，系統(tǒng)使用接插件連接，安裝位置及結(jié)構(gòu)如圖2所示（本圖為通過(guò)接插件實(shí)現(xiàn)多位檢測(cè)）。系統(tǒng)發(fā)光管采用脈動(dòng)電流驅(qū)動(dòng)方式驅(qū)動(dòng)，紅外光的產(chǎn)生和拾取分別采用脈沖調(diào)制技術(shù)和同步解調(diào)技術(shù)來(lái)完成。脈沖調(diào)制光與直流光相比，一方面增強(qiáng)了抵御環(huán)境雜散光干擾和車(chē)間內(nèi)機(jī)電信號(hào)干擾的能力，另一方面由于發(fā)光管工作于脈沖狀態(tài)，其壽命也相對(duì)延長(zhǎng)。當(dāng)有遮擋物進(jìn)入檢測(cè)區(qū)時(shí)，紅外接收管接收到的光的強(qiáng)度會(huì)發(fā)生突變。因而，凡是變化的光信號(hào)，一概被看作有遮擋信號(hào)。傳統(tǒng)的安全保護(hù)器容易出現(xiàn)誤動(dòng)作，如當(dāng)打開(kāi)或關(guān)掉照明燈時(shí)，信號(hào)處理單元會(huì)將其判斷為有遮接信號(hào)而發(fā)生誤操作。本系統(tǒng)在設(shè)計(jì)上采用脈沖調(diào)制/同步解調(diào)技術(shù)，使紅外發(fā)光管一段時(shí)間發(fā)射信號(hào)，一段時(shí)間關(guān)斷信號(hào)，即發(fā)出脈沖形式的紅外光。同樣，紅外接收管也只在紅外發(fā)光管發(fā)射脈沖信號(hào)期間接通工作，大大降低了誤動(dòng)作發(fā)生的機(jī)率。發(fā)光和接收在時(shí)間上的保持同步，因而只有紅外發(fā)光管發(fā)出的光才會(huì)被檢測(cè)出來(lái)，邊界雜散光則全被屏除在外，從而使該控制系統(tǒng)的抗干擾能力大大提高。這是本系統(tǒng)在設(shè)計(jì)上的du特點(diǎn)。 2 系統(tǒng)主要功能模塊設(shè)計(jì)該控制系統(tǒng)主要由以下功能模塊組成：高穩(wěn)定性低功耗直接電流系統(tǒng)、信號(hào)發(fā)生系統(tǒng)、紅外脈沖發(fā)射系統(tǒng)、電子自鎖開(kāi)關(guān)系統(tǒng)、紅外接收系統(tǒng)、信號(hào)處理系統(tǒng)、驅(qū)動(dòng)電路、狀態(tài)指示面板等。由于篇幅有限，這里僅對(duì)系統(tǒng)的重要功能模塊的設(shè)計(jì)作一說(shuō)明。2．1 紅外脈沖發(fā)射系統(tǒng)為提高紅外光的發(fā)射效率并對(duì)多工位檢測(cè)開(kāi)關(guān)進(jìn)行控制，本系統(tǒng)采用脈沖編碼方式，大大提高了紅外發(fā)射管的發(fā)射效率。另外，增加紅外光束光學(xué)聚焦系統(tǒng)，降低了對(duì)發(fā)射管功能的要求。紅外脈沖發(fā)射系統(tǒng)原理框圖如圖3所示。來(lái)自信號(hào)發(fā)生系統(tǒng)的方波經(jīng)過(guò)緩沖、放大、變頻后，得到較小占空比的脈沖波，驅(qū)動(dòng)紅外發(fā)射管工作，使得紅外發(fā)光管工作于脈沖狀態(tài)。這樣，可降低平均紅外發(fā)射功率，提高瞬時(shí)發(fā)射功率及抗干擾能力，加大紅色外作用距離，并且大大延長(zhǎng)了其使用壽命.