專利名稱：一種用于造紙生產(chǎn)線的紙張色度在線檢測系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種測量系統(tǒng)，具體涉及一種用于造紙生產(chǎn)線的在線檢測系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
紙張的光學(xué)性能包括白度、色度、不透明度等，屬于紙張的漫反射特性， 是文化紙、新聞紙、裝飾紙、高檔銅板紙等紙種非常重要的指標(biāo)。根據(jù)色度學(xué) 原理，色度測量包括照明與觀測條件、觀測者(人或觀測儀器)、觀測對象，國
際照明協(xié)會(CIE)制定有詳細(xì)的標(biāo)準(zhǔn)，根據(jù)這些標(biāo)準(zhǔn)，造紙行業(yè)針對紙張的光 學(xué)性能制定有相應(yīng)的國家標(biāo)準(zhǔn)，紙張色度測量必須滿足這些標(biāo)準(zhǔn)要求。
現(xiàn)在用于紙張色度測量的儀器有兩種， 一種是色度計(jì)，另一種是光譜分光 測色儀。色度計(jì)獲得色度值的方法是由儀器內(nèi)部光學(xué)模擬積分來完成的，也就 是用濾色器來校正儀器光源和探測元件的光譜特性，使輸出電信號大小正比于 顏色的三刺激值，所以與人的視覺相協(xié)調(diào)。目前，先進(jìn)的色度計(jì)內(nèi)部裝有計(jì)算 機(jī)及多組濾色片模擬的分光效果與人眼非常接近，測量精度可達(dá)千分之一。
光譜分光測色儀國內(nèi)產(chǎn)品較多，如JY2000。根據(jù)國際照明委員會(CIE)規(guī) 定的顏色測量標(biāo)準(zhǔn)，依照IS02469 (GB/T7973)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的幾何光學(xué)特性要求來 開發(fā)的。該光譜分光測色儀主要針對實(shí)驗(yàn)室環(huán)境使用條件進(jìn)行設(shè)計(jì)，基于傳統(tǒng) 的積分球技術(shù)，測試紙張必須緊貼測量窗口。這種儀器測量精度高，在實(shí)驗(yàn)室 獲得廣泛使用，但這種光學(xué)架構(gòu)無法用于生產(chǎn)線進(jìn)行在線測量。
而且這兩種儀器的存在著以下缺陷求非接觸測量。這是因?yàn)榻佑|測量容易劃傷測量對象，而且紙張表面的膠狀物、 纖維、粉塵容易污染檢測窗口影響測量精度。
(2) 只能多層測量
在測量紙張色度時需要多層紙張疊在一起進(jìn)行測量，來消除紙張的透光性 影響，尤其是透光性較強(qiáng)的低定量文化紙，疊加層數(shù)更多，對于單層測量，測 量精度無法保證。而生產(chǎn)線上只能進(jìn)行單層測量。
(3) 測量環(huán)境要求苛刻
主要針對實(shí)驗(yàn)室環(huán)境應(yīng)用，對于造紙生產(chǎn)線上環(huán)境溫度高達(dá)70度以上，灰 塵大、濕度大、靜電強(qiáng)的惡劣工作環(huán)境，測量精度無法保證。 (4)檢測手段滯后
現(xiàn)有檢測手段是在生產(chǎn)過程的一個階段完成后，成紙下線，進(jìn)行取樣，送 實(shí)驗(yàn)室檢測才能知道紙張的色度值，而在這段生產(chǎn)過程中無法預(yù)知，即事后檢 測，嚴(yán)重滯后，不能及時調(diào)整工藝，影響產(chǎn)品質(zhì)量，甚至產(chǎn)生次品，降低生產(chǎn) 效率。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種根據(jù)造紙生產(chǎn)線的工藝條件、工作環(huán) 境、工藝過程，針對性地設(shè)計(jì)的在造紙生產(chǎn)線上使用的紙張色度在線檢測系統(tǒng)， 能夠及時準(zhǔn)確地檢測生產(chǎn)過程中紙張色度等指標(biāo)，滿足了生產(chǎn)的迫切需要，提
高產(chǎn)品質(zhì)量和生產(chǎn)效率。
為解決上述的技術(shù)問題，本發(fā)明釆用以下技術(shù)方案
一種用于造紙生產(chǎn)線的紙張色度在線檢測系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括在線檢測系統(tǒng)
用于帶動在線檢測系統(tǒng)運(yùn)動的掃描架和控制系統(tǒng)、計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)處理系統(tǒng);該掃描架包括支撐和安裝在線檢測系統(tǒng)的裝置、驅(qū)動傳動裝置以及控制電氣結(jié)構(gòu); 控制系統(tǒng)通過接口接收掃描架中控制電氣結(jié)構(gòu)的信號，通過接口將信號傳輸至 掃描架的驅(qū)動傳動裝置，再帶動支撐和安裝在線檢測系統(tǒng)的裝置運(yùn)動；控制系 統(tǒng)通過接口與在線檢測系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)通信，接收在線檢測系統(tǒng)的檢測反饋信號， 再通過網(wǎng)絡(luò)接口將反饋信號傳給計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)進(jìn)行處理。
更進(jìn)一步的技術(shù)方案是所述的在線檢測系統(tǒng)分為上檢測頭、下檢測頭； 所述的上檢測頭內(nèi)部包括三個單元，第一單元包括恒流源、光源、透鏡、光纖， 第二單元包括雙路微型分光器和光電探測器；第三單元包括單片機(jī)系統(tǒng)和數(shù)據(jù) 接口；紙張的漫反射光經(jīng)過透鏡聚焦，光纖傳輸，分光器分光，在光電探測器 光敏面形成光譜帶，經(jīng)過曝光后，在光電探測器中形成電脈沖信號，由單片機(jī) 系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)字化采集和控制，通過數(shù)據(jù)接口與計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)通訊。
所述上檢測頭內(nèi)部的光信號檢測分為兩路， 一路經(jīng)第一光纖前端裝有的透 鏡，在垂直于紙張方向收集紙張反射的光信號，經(jīng)過第一光纖送入第一分光器， 第一分光器分光，經(jīng)第一光電探測器光敏面形成光譜帶，經(jīng)過曝光，將光譜帶 轉(zhuǎn)換為電信號，經(jīng)過第一 A/D轉(zhuǎn)換器的數(shù)字化處理，數(shù)字信號在第一緩存中存 儲；另一路經(jīng)第二光纖前端裝有的透鏡，在垂直于紙張方向收集紙張反射的光 信號，經(jīng)過第二光纖送入第二分光器，第二分光器分光，在第二光電探測器光 敏面形成光譜帶，第二光電探測器將光譜帶轉(zhuǎn)換為電信號，經(jīng)過第二A/D轉(zhuǎn)換 器的數(shù)字化處理，數(shù)字信號在第二緩存中存儲。
所述的下檢測頭包括四個單元，第一單元包括色度板和驅(qū)動色度板的驅(qū)動 系統(tǒng)，第二單元是紙張穩(wěn)定單元，第三單元為升降臺系統(tǒng)單元，第四單元是單 片機(jī)系統(tǒng)；由單片機(jī)系統(tǒng)發(fā)出指令，控制升降臺系統(tǒng)單元的位置，發(fā)送脈沖控 制色度板和驅(qū)動色度板的驅(qū)動系統(tǒng)，同時單片機(jī)還要控制紙張穩(wěn)定單元。本發(fā)明還可以
所述的下檢測頭的第四單元單片機(jī)系統(tǒng)通過I/O接口接收下檢測頭的第一 單元色度板轉(zhuǎn)動指令，并發(fā)送脈沖給步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動器驅(qū)動步機(jī)電機(jī)，在步進(jìn)電 機(jī)的轉(zhuǎn)子上安裝有色度板轉(zhuǎn)輪，色度板安裝在色度板轉(zhuǎn)輪上；所述下檢測頭的 第二單元包括第一節(jié)氣閥、第一電磁閥和紙張穩(wěn)定器，壓縮空氣通過第一節(jié)氣 閥調(diào)節(jié)氣量大小后進(jìn)入第一電磁閥，單片機(jī)控制第一電磁閥開閉，使壓縮空氣 通過第一電磁闊進(jìn)入紙張穩(wěn)定器用來穩(wěn)定紙張；下檢測頭的第三單元包括第二 節(jié)氣閥、第二電磁閥和升降臺，壓縮空氣通過第二節(jié)氣閥調(diào)節(jié)氣量大小后進(jìn)入 第二電磁閥，單片機(jī)控制第二電磁閥的開閉，第二電磁閥的開閉控制升降臺的 氣缸的進(jìn)氣和排氣，從而控制升降臺的位置。
所述的光源采用鹵鉤光源，發(fā)射的可見光經(jīng)過平衡濾光片，得到照明光， 鹵鎢燈由恒流源供電，穩(wěn)定發(fā)光強(qiáng)度。
最后所述的掃描架的支撐和安裝在線檢測系統(tǒng)的裝置包括掃描架橫梁、支 撐框、用于安裝上、下檢測頭的上檢測倉、下檢測倉，驅(qū)動傳動裝置和控制電 氣結(jié)構(gòu)包括變頻器、電機(jī)、主動輪、從動輪和線性導(dǎo)軌，掃描架橫梁一端安裝 變頻器、另一端安裝電機(jī)，電機(jī)軸上安裝有主動輪，在掃描架橫梁安裝變頻器 的一端安裝從動輪，主動輪和從動輪之間有皮帶連接，線性導(dǎo)軌安裝在掃描架 橫梁上，線性導(dǎo)軌上的滑塊安裝支撐小車，支撐小車上安裝支撐框，用于安裝 上、下檢測頭的上檢測倉、下檢測倉安裝在支撐框上；掃描時，變頻器驅(qū)動電 機(jī)轉(zhuǎn)動，帶動主動輪轉(zhuǎn)動，從而帶動皮帶運(yùn)動，皮帶帶動小車沿著線性導(dǎo)軌(73) 來回移動。
所述的電機(jī)軸上安裝編碼器，該編碼器與控制系統(tǒng)相連，并同安裝于掃描 架橫梁上的接近傳感器配合用于監(jiān)測小車掃描的移動。本發(fā)明的工作原理如下用于造紙生產(chǎn)線的紙張色度在線測量系統(tǒng)包括在 線檢測頭、控制系統(tǒng)、計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)、掃描架等。檢測頭由上下兩部分 組成，掃描架帶動檢測頭在紙張上移動，移動距離1米，實(shí)現(xiàn)在線非接觸測量 紙張的色度，測量位置可根據(jù)需要設(shè)定，系統(tǒng)可自動回庫進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化操作等。
系統(tǒng)采用45度環(huán)形照明0度觀測位置方式，雙路檢測技術(shù)，在線實(shí)時檢測紙張 的反射光成分，數(shù)據(jù)信息由SOC系統(tǒng)經(jīng)過以太網(wǎng)接口傳輸?shù)接?jì)算機(jī)，分析處理 數(shù)據(jù)，建立數(shù)據(jù)庫，實(shí)時計(jì)算。 特點(diǎn)體現(xiàn)在以下幾點(diǎn)
(1) 光源
采用鹵鎢光源，發(fā)射的可見光經(jīng)過平衡濾光片，得到照明光。鹵鎢燈由恒 流源供電，穩(wěn)定發(fā)光強(qiáng)度。
(2) 45/0環(huán)形照明
光經(jīng)過反射錐和環(huán)形反射器，在360度方向上以45度角投射到紙張上，形 成均勻的照明光斑，可解決紙張紋理對測量的影響。
(3) 檢測器
采用雙路微型分光器和CCD探測器，同時檢測紙頁在不同背墊上的反射光 譜。紙張的漫反射光經(jīng)過透鏡聚焦，光纖傳輸，光柵分光，在CCD探測器光敏 面形成光譜帶，經(jīng)過曝光后，在CCD中形成電脈沖信號，由單片機(jī)系統(tǒng)進(jìn)行數(shù) 字化采集和控制，并實(shí)現(xiàn)單片機(jī)與計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)通訊，計(jì)算機(jī)系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理。
(4) 紙張穩(wěn)定器
紙張穩(wěn)定器，通過高速氣流產(chǎn)生的吸力，保證高速運(yùn)動的紙張平穩(wěn)地穿過 傳感器，減小紙張抖動，并使紙張保持在接近背墊而不接觸的位置，從而保證 測量結(jié)果的準(zhǔn)確性。(5) 掃描架
由支撐橫梁、c型框、驅(qū)動控制單元組成。檢測頭移動距離l米，可根據(jù)實(shí) 際用戶需要進(jìn)行調(diào)整。采用變頻控制技術(shù)控制電機(jī)驅(qū)動C型框在紙張上移動， 實(shí)現(xiàn)動態(tài)、定點(diǎn)測量，以及進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化操作等功能。
(6) 計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)處理
采樣AD值規(guī)格化，根據(jù)曝光時間和放大倍數(shù)進(jìn)行歸一化處理；去雜散光、 暗電流，消除漂移、環(huán)境光影響；清潔標(biāo)準(zhǔn)化，得到樣本的反射率數(shù)據(jù)；根據(jù) 測量得到的兩路反射率數(shù)據(jù)，計(jì)算內(nèi)反射因數(shù)，計(jì)算色度坐標(biāo)；根據(jù)在線測量 結(jié)果與用戶目標(biāo)參量進(jìn)行比較分析，指導(dǎo)生產(chǎn)；建立數(shù)據(jù)庫，保存生產(chǎn)記錄， 配置參數(shù)等信息。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是..本發(fā)明根據(jù)造紙生產(chǎn)線的工藝條 件、工作環(huán)境、工藝過程，針對性地設(shè)計(jì)了在生產(chǎn)線上使用的紙張色度測量系 統(tǒng)，可以及時準(zhǔn)確地檢測生產(chǎn)過程中紙張色度指標(biāo)；而且檢測傳感器與紙進(jìn)行 非接觸檢測，自動標(biāo)準(zhǔn)化處理，內(nèi)置色度板自動校準(zhǔn)，特有的紙張穩(wěn)定技術(shù)， 紙張透光性補(bǔ)償，具有動態(tài)數(shù)據(jù)實(shí)時顯示，超差檢測報(bào)警，記錄生產(chǎn)過程的檢 測結(jié)果，建立數(shù)據(jù)庫便于査詢等，滿足了生產(chǎn)的迫切需要，提高了產(chǎn)品質(zhì)量和 生產(chǎn)效率。


圖1為本發(fā)明實(shí)施例的掃描架結(jié)構(gòu)示意圖2是上、下檢測頭結(jié)構(gòu)框圖3是控制系統(tǒng)和掃描架電氣結(jié)構(gòu)連接框圖4是計(jì)算機(jī)軟件流程圖。附圖中60--接近傳感器、61—變頻器、62—電機(jī)、63—編碼器、70--從 動輪、71—皮帶、72—限位開關(guān)、73--線性導(dǎo)軌、74—小車、75--主動輪、76~C 型框、77—檢測頭上艙、78—檢測頭下艙l-紙張具體實(shí)施方式
下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式作進(jìn)一步闡述。如圖1所示，在掃描架橫梁10的一端安裝變頻器61，另一端安裝電機(jī)62， 在電機(jī)軸上安裝有主動輪75，變頻器61—端安裝從動輪70，在主動輪75和從 動輪70之間有齒形皮帶71連接。齒形皮帶71中間連接在小車74上。在掃描 架橫梁10安裝有一對線性導(dǎo)軌73，線性導(dǎo)軌73上的滑塊支撐小車74。小車74 上安裝有C型框76， C型框76上安裝有檢測倉77和檢測倉78，其中檢測倉77 安裝上檢測頭，檢測倉78安裝下檢測頭，上、下檢測頭在豎直方向相隔^定距 離容紙張l從上下檢測頭中間穿過。編碼器63安裝電機(jī)軸上，產(chǎn)生光電脈沖， 與接近傳感器60信號一起用于監(jiān)測小車掃描時的位置，限位開關(guān)72避免小車 掃描出有效范圍。掃描時，變頻器61驅(qū)動電機(jī)62轉(zhuǎn)動，帶動主動輪75轉(zhuǎn)動， 從而帶動皮帶71運(yùn)動，皮帶71帶動小車74沿著線性導(dǎo)軌73來回移動。掃描 架就可以帶動檢測頭在紙張上移動，移動距離在1米左右，因此就實(shí)現(xiàn)了在線非 接觸測量紙張的色度，而測量位置也可根據(jù)需要設(shè)定。圖2是檢測頭的內(nèi)部電路框圖，其中上半部分為上檢測頭的電路框圖，上 檢測頭中光源是12伏長壽命鹵鎢燈，產(chǎn)生連續(xù)光譜的可見光，恒流源給光源供 電，保證光源穩(wěn)定地發(fā)光。可見光經(jīng)過光筒準(zhǔn)直，濾除紅外光，產(chǎn)生的平行光 照射到光錐上，與光錐的錐面成45度角，經(jīng)過光錐的錐面的鏡面反射，形成環(huán)器是環(huán)形柱面鏡，凹面鍍有高反射膜，光在反射膜上產(chǎn)生鏡面反射，以45度角環(huán)形照射測試物，均勻照亮，形成測試光 斑，光斑直徑20至30厘米。環(huán)形照明使得光斑亮度均勻。光信號檢測分為兩 路， 一路經(jīng)第一光纖前端裝有的透鏡，在垂直于紙張方向收集紙張反射的光信 號，經(jīng)過第一光纖送入第一分光器，第一分光器分光形成光譜帶，第一光電探 測器是線陣CCD，有2048個像素單元，這些像素單元經(jīng)過曝光，將光譜帶轉(zhuǎn)換 為電信號，經(jīng)過數(shù)字化處理，第一A/D轉(zhuǎn)換器的分辨率是16比特，即一個像素 單元產(chǎn)生兩個字節(jié)的數(shù)字信號，數(shù)字信號在第一緩存中存儲。另一路經(jīng)第二光 纖前端裝有的透鏡，在垂直于紙張方向收集紙張反射的光信號，經(jīng)過第二光纖 送入第二分光器，第二分光器分光形成光譜帶，第二光電探測器是線陣CCD, 有2048個像素單元，這些像素單元經(jīng)過曝光，將光譜帶轉(zhuǎn)換為電信號，經(jīng)過數(shù) 字化處理，第二A/D轉(zhuǎn)換器的分辨率是16比特，即一個像素單元產(chǎn)生兩個字節(jié) 的數(shù)字信號，數(shù)字信號在第二緩存中存儲。SOC是嵌入式單片機(jī)系統(tǒng)，產(chǎn)生控 制信號，經(jīng)過門陣列產(chǎn)生時序邏輯信號，控制第一光電探測器，第一 A/D轉(zhuǎn)換 器，進(jìn)行數(shù)據(jù)采集和存儲。SOC讀取第一緩存的數(shù)據(jù)，經(jīng)過濾波處理，通過串 口和驅(qū)動器與上位機(jī)通訊。圖2中下半部分，是下檢測頭的電路框圖。單片機(jī)通過I/0接口接收色度板轉(zhuǎn)動指令。單片機(jī)發(fā)送脈沖通過步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動器驅(qū)動步進(jìn)電機(jī)，在步進(jìn)電機(jī) 的轉(zhuǎn)子上安裝有色度板轉(zhuǎn)輪，色度板安裝在轉(zhuǎn)輪上。色度板有三種板，標(biāo)準(zhǔn)白 板，檢驗(yàn)板，黑白板。標(biāo)準(zhǔn)白板在系統(tǒng)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化時使用，系統(tǒng)自檢時使用檢 驗(yàn)板，在正常測量時使用黑白板。壓縮空氣通過第一節(jié)氣閥調(diào)節(jié)氣量大小后進(jìn) 入第一電磁閥，單片機(jī)控制第一電磁閥開閉，使得壓縮空氣通過第一電磁閥進(jìn) 入紙張穩(wěn)定器，產(chǎn)生氣旋，形成負(fù)壓，穩(wěn)定紙張。壓縮空氣通過第二節(jié)氣閥調(diào)節(jié)氣量大小后進(jìn)入第二電磁閥，單片機(jī)控制第二電磁閥開閉，第二電磁閥的開 閉控制升降臺的氣缸的進(jìn)氣和排氣，從而控制升降臺的伸出和回縮。當(dāng)需要選 擇色度板時，單片機(jī)首先發(fā)送指令，使得升降臺升起，再發(fā)送脈沖控制步進(jìn)電 機(jī)旋轉(zhuǎn)，在旋轉(zhuǎn)到位后，步進(jìn)電機(jī)停止轉(zhuǎn)動，單片機(jī)發(fā)送指令使得升降臺回位。圖3是控制柜的電路框圖。SOC是嵌入式單片機(jī)系統(tǒng)，主要功能是通過485 接口和上檢測頭進(jìn)行數(shù)據(jù)通信。通過TCP/IP接口和計(jì)算機(jī)系統(tǒng)通信。通過I/0 接口、光隔接收接近傳感器、光電編碼器信號，發(fā)送信號控制變頻器工作，從 而控制電機(jī)的運(yùn)行。按鍵產(chǎn)生開關(guān)信號，實(shí)現(xiàn)掃描架回庫，系統(tǒng)聯(lián)機(jī)、脫機(jī)功 能，手動標(biāo)準(zhǔn)化功能。計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)處理計(jì)算機(jī)軟件處理流程如圖4所示。包括主程序、波長定標(biāo)子程序、標(biāo)準(zhǔn)化 子程序。主程序系統(tǒng)開機(jī)和初始化S1，和下位機(jī)建立聯(lián)機(jī)，下載狀態(tài)參數(shù)，判斷是否波長 定標(biāo)S2，如無時判斷是否進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化S3，如無時進(jìn)入測試程序，對接收的AD 值進(jìn)行平滑濾波S4，根據(jù)當(dāng)前的曝光量和放大器的放大倍數(shù)，對AD值進(jìn)行歸一 化S5，利用標(biāo)準(zhǔn)化過程得到的標(biāo)準(zhǔn)化結(jié)果和當(dāng)前的歸一化AD值進(jìn)行計(jì)算S6， 得到反射率數(shù)據(jù)，利用兩通道的反射率數(shù)據(jù)進(jìn)行內(nèi)反射因數(shù)計(jì)算S7，利用計(jì)算 結(jié)果計(jì)算出色度坐標(biāo)S8，動態(tài)顯示S9色度坐標(biāo)以及反射率數(shù)曲線，判斷S10是 否繼續(xù)測試，否時繼續(xù)進(jìn)行下一循環(huán)測試，是時停止S11測試。波長定標(biāo)子程序進(jìn)入子程序后，首先進(jìn)行平滑濾波S30處理，將多次測量結(jié)果的相同像元 值取平均的方法來消除抖動，輸出一幀AD數(shù)據(jù)流。然后對AD數(shù)據(jù)流的每一單 元值和定標(biāo)特征波長進(jìn)行比對，建立像元序號和波長的對應(yīng)關(guān)系，進(jìn)行曲線擬 合，得到定標(biāo)系數(shù)S32，保存S33和下載定標(biāo)系數(shù)，停止定標(biāo)。標(biāo)準(zhǔn)化子程序-進(jìn)入子程序后，曝光量和放大倍數(shù)等狀態(tài)參數(shù)S20下載到下位機(jī)，發(fā)送掃描架回庫S2指令，發(fā)送指令選擇標(biāo)準(zhǔn)化色度板，收集標(biāo)準(zhǔn)化，進(jìn)行AD值歸一 化S22，對多次AD值歸一化結(jié)果進(jìn)行平滑濾波S23，更新參與色度計(jì)算的標(biāo)準(zhǔn) 化結(jié)果，并保存標(biāo)準(zhǔn)化結(jié)果S24。1權(quán)利要求
1、一種用于造紙生產(chǎn)線的紙張色度在線檢測系統(tǒng)，其特征在于該系統(tǒng)包括在線檢測系統(tǒng)、用于帶動在線檢測系統(tǒng)運(yùn)動的掃描架和控制系統(tǒng)、計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)；該掃描架包括支撐和安裝在線檢測系統(tǒng)的裝置、驅(qū)動傳動裝置以及控制電氣結(jié)構(gòu)；控制系統(tǒng)通過接口接收掃描架中控制電氣結(jié)構(gòu)的信號，通過接口將信號傳輸至掃描架的驅(qū)動傳動裝置，再帶動支撐和安裝在線檢測系統(tǒng)的裝置運(yùn)動；控制系統(tǒng)通過接口與在線檢測系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)通信，接收在線檢測系統(tǒng)的檢測反饋信號，再通過網(wǎng)絡(luò)接口將反饋信號傳給計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)進(jìn)行處理。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于造紙生產(chǎn)線的紙張色度在線檢測系統(tǒng)，其特征 在于所述的在線檢測系統(tǒng)分為上檢測頭、下檢測頭；所述的上檢測頭內(nèi) 部包括三個單元，第一單元包括恒流源、光源、透鏡、光纖，第二單元包 括雙路微型分光器和光電探測器；第三單元包括單片機(jī)系統(tǒng)和數(shù)據(jù)接口 ； 紙張的漫反射光經(jīng)過透鏡聚焦，光纖傳輸，分光器分光，在光電探測器光 敏面形成光譜帶，經(jīng)過曝光后，在光電探測器中形fe電脈沖信號，由單片 機(jī)系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)字化采集和控制，通過數(shù)據(jù)接口與計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)通訊。
3、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的用于造紙生產(chǎn)線的紙張色度在線檢測系統(tǒng)，其特征 在于所述上檢測頭內(nèi)部的光信號檢測分為兩路， 一路經(jīng)第一光纖前端裝 有的透鏡，在垂直于紙張方向收集紙張反射的光信號，經(jīng)過第一光纖送入 第一分光器，第一分光器分光，經(jīng)第一光電探測器光敏面形成光譜帶，經(jīng) 過曝光，將光譜帶轉(zhuǎn)換為電信號，經(jīng)過第一 A/D轉(zhuǎn)換器的數(shù)字化處理，數(shù) 字信號在第一緩存中存儲；另一路經(jīng)第二光纖前端裝有的透鏡，在垂直于 紙張方向收集紙張反射的光信號，經(jīng)過第二光纖送入第二分光器，第二分 光器分光，在第二光電探測器光敏面形成光譜帶，第二光電探測器將光譜帶轉(zhuǎn)換為電信號，經(jīng)過第二 A/D轉(zhuǎn)換器的數(shù)字化處理，數(shù)字信號在第二緩 存中存儲。
4、 根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的用于造紙生產(chǎn)線的紙張色度在線檢測系統(tǒng)，其特征在于所述的下檢測頭包括四個單元，第一單元包括色度板和驅(qū)動色度板的驅(qū)動系統(tǒng)，第二單元是紙張穩(wěn)定單元，第三單元為升降臺系統(tǒng)單元，第四單元是單片機(jī)系統(tǒng)；由單片機(jī)系統(tǒng)發(fā)出指令，控制升降臺系統(tǒng)單元的 位置，發(fā)送脈沖控制色度板和驅(qū)動色度板的驅(qū)動系統(tǒng)，同時單片機(jī)還要控 制紙張穩(wěn)定單元。
5、 根據(jù)權(quán)利要求4所述的用于造紙生產(chǎn)線的紙張色度在線檢測系統(tǒng)，其特征 在于所述的下檢測頭的第四單元單片機(jī)系統(tǒng)通過1/0接口接收下檢測頭 的第一單元色度板轉(zhuǎn)動指令，并發(fā)送脈沖給步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動器驅(qū)動步機(jī)電機(jī)， 在步進(jìn)電機(jī)的轉(zhuǎn)子上安裝有色度板轉(zhuǎn)輪，色度板安裝在色度板轉(zhuǎn)輪上；所 述下檢測頭的第二單元包括第一節(jié)氣閩、第一電磁閥和紙張穩(wěn)定器，壓縮 空氣通過第一節(jié)氣閥調(diào)節(jié)氣量大小后進(jìn)入第一電磁閥，單片機(jī)控制第一電 磁閥開閉，使壓縮空氣通過第一電磁閥進(jìn)入紙張穩(wěn)定器用來穩(wěn)定紙張；下 檢測頭的第三單元包括第二節(jié)氣閥、第二電磁闊和升降臺，壓縮空氣通過 第二節(jié)氣閥調(diào)節(jié)氣量大小后進(jìn)入第二電磁閥，單片機(jī)控制第二電磁閥的開 閉，第二電磁閥的開閉控制升降臺的氣缸的進(jìn)氣和排氣，從而控制升降臺 的位置。
6、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的用于造紙生產(chǎn)線的紙張色度在線檢測系統(tǒng)，其特征在于所述的光源采用鹵鎢光源，發(fā)射的可見光經(jīng)^:平衡濾光片，得到照明光，鹵鎢燈由恒流源供電，穩(wěn)定發(fā)光強(qiáng)享。
7、 根據(jù)權(quán)利要求1-3所述的任一種用于造縛生產(chǎn)線的紙張色度在線撿測系統(tǒng)，其特征在于掃描架的支撐和安裝在線檢測系統(tǒng)的裝置包括掃描架橫 梁(10)、支撐框(76)、用于安裝上、下檢測頭的上檢測倉(77)、下檢測倉(78)，驅(qū)動傳動裝置和控制電氣結(jié)構(gòu)包括變頻^ (61)、電機(jī)(62)、主 動輪(75)、從動輪(70)和線性導(dǎo)軌(73)，掃描架橫梁(10) —端安裝 變頻器(61)、另一端安裝電機(jī)(62)，電機(jī)(62)軸上安裝有主動輪(75)， 在掃描架橫梁(10)安裝變頻器(61)的一端安裝從動輪(70)，主動輪(75) 和從動輪(70)之間有皮帶(71)連接，線性導(dǎo)軌(73)安裝在掃描架橫 梁上，線性導(dǎo)軌(73)上的滑塊安裝支撐小車(74)，支撐小車(74)上安 裝支撐框(76)，用于安裝上、下檢測頭的上檢測倉(77)、下檢測倉(78) 安裝在支撐框(76)上；掃描時，變頻器(61)驅(qū)動電機(jī)(62)轉(zhuǎn)動，帶 動主動輪(75)轉(zhuǎn)動，從而帶動皮帶(71)運(yùn)動，皮f (71)帶動小車(74) 沿著線性導(dǎo)軌(73)來回移動。
8、根據(jù)權(quán)利要求7所述的用于造紙生產(chǎn)線的紙張色度在線檢測系統(tǒng)，其特征 在于所述的電機(jī)(62)軸上安裝編碼器(63)，該編碼器(63)與控制系 統(tǒng)相連，并同安裝于掃描架橫梁(10)上的接近傳感器(60)配合用于監(jiān) 測小車掃描的移動。
全文摘要
本發(fā)明公開一種用于造紙生產(chǎn)線的紙張色度在線檢測系統(tǒng)，包括在線檢測系統(tǒng)、用于帶動在線檢測系統(tǒng)運(yùn)動的掃描架和控制系統(tǒng)、計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)；控制系統(tǒng)通過接口接收掃描架中控制電氣結(jié)構(gòu)的信號，通過接口將信號傳輸至掃描架的驅(qū)動傳動裝置，再帶動支撐和安裝在線檢測系統(tǒng)的裝置運(yùn)動；控制系統(tǒng)與在線檢測系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)通信，接收在線檢測系統(tǒng)的檢測反饋信號，再將反饋信號傳給計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)進(jìn)行處理。本發(fā)明的有益效果是可以及時準(zhǔn)確地檢測生產(chǎn)過程中紙張色度指標(biāo)；而且檢測傳感器與紙進(jìn)行非接觸檢測，內(nèi)置色度板自動校準(zhǔn)，特有的紙張穩(wěn)定技術(shù)，具有動態(tài)數(shù)據(jù)實(shí)時顯示，超差檢測報(bào)警，記錄生產(chǎn)過程的檢測結(jié)果，建立數(shù)據(jù)庫便于查詢等。
文檔編號G01N21/47GK101655455SQ20091016760
公開日2010年2月24日 申請日期2009年9月11日 優(yōu)先權(quán)日2009年9月11日
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