檢測控制系統(tǒng)是自動控制領(lǐng)域的核心技術(shù)之一，其準(zhǔn)確性及靈敏度決定了自動化過程的優(yōu)劣,。詳細(xì)介紹了精度可調(diào)試光電檢測系統(tǒng)的工作流程及其主要功能模塊的設(shè)計原理,。該系統(tǒng)可應(yīng)用于紡織、機(jī)械,、食品等生產(chǎn)設(shè)備中,，對生產(chǎn)產(chǎn)品進(jìn)行實(shí)時檢測控制。 關(guān)鍵詞：精度可調(diào) 光電檢測 紅外發(fā)射/接收檢測控制系統(tǒng)是自動控制領(lǐng)域的核心支持之一,，其靈敏度及精度直接決定了自動化過程的優(yōu)劣,。通過對部分棉紡織企業(yè)的生產(chǎn)現(xiàn)場調(diào)研發(fā)現(xiàn)，有一部分紡紗設(shè)備仍使用人工檢測,，不能保證斷條及時捻接及棉紗粗細(xì)穩(wěn)定性,，從而造成產(chǎn)品質(zhì)量差及生產(chǎn)效率低等問題。選擇匹配的檢測電路可實(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)時檢測與控制,。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)開發(fā)了高精度可調(diào)式檢測系統(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)信號發(fā)射接收,，有效地改造了國產(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)專家認(rèn)證,，改造后的fa431粗紗機(jī)在性價比上優(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,，通過對系統(tǒng)精度,、測量范圍的調(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)正確檢測率達(dá)100%。 1 系統(tǒng)信號流程及工作原理從信號發(fā)生器到執(zhí)行機(jī)件,，是系統(tǒng)處理紅外信號的主通道,。在主通道中,，信號按圖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,。無遮擋物時,，光路暢通無阻，光感電流最大,；有遮擋物通過檢測區(qū)時,，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,，通過對檢測系統(tǒng)靈敏度的調(diào)節(jié)，對被測特體直徑和面積量的測控,，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,，為了滿足同時對多個工位自動檢測的要求，系統(tǒng)使用接插件連接,，安裝位置及結(jié)構(gòu)如圖2所示（本圖為通過接插件實(shí)現(xiàn)多位檢測）,。系統(tǒng)發(fā)光管采用脈動電流驅(qū)動方式驅(qū)動，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)境雜散光干擾和車間內(nèi)機(jī)電信號干擾的能力，另一方面由于發(fā)光管工作于脈沖狀態(tài),，其壽命也相對延長,。當(dāng)有遮擋物進(jìn)入檢測區(qū)時，紅外接收管接收到的光的強(qiáng)度會發(fā)生突變,。因而,，凡是變化的光信號，一概被看作有遮擋信號,。傳統(tǒng)的安全保護(hù)器容易出現(xiàn)誤動作,，如當(dāng)打開或關(guān)掉照明燈時，信號處理單元會將其判斷為有遮接信號而發(fā)生誤操作,。本系統(tǒng)在設(shè)計上采用脈沖調(diào)制/同步解調(diào)技術(shù),，使紅外發(fā)光管一段時間發(fā)射信號,，一段時間關(guān)斷信號，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)射脈沖信號期間接通工作，大大降低了誤動作發(fā)生的機(jī)率,。發(fā)光和接收在時間上的保持同步,，因而只有紅外發(fā)光管發(fā)出的光才會被檢測出來，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)計上的du特點(diǎn),。 2 系統(tǒng)主要功能模塊設(shè)計該控制系統(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),、信號發(fā)生系統(tǒng)、紅外脈沖發(fā)射系統(tǒng),、電子自鎖開關(guān)系統(tǒng),、紅外接收系統(tǒng)、信號處理系統(tǒng),、驅(qū)動電路,、狀態(tài)指示面板等。由于篇幅有限,，這里僅對系統(tǒng)的重要功能模塊的設(shè)計作一說明,。2．1 紅外脈沖發(fā)射系統(tǒng)為提高紅外光的發(fā)射效率并對多工位檢測開關(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。來自信號發(fā)生系統(tǒng)的方波經(jīng)過緩沖,、放大,、變頻后，得到較小占空比的脈沖波,，驅(qū)動紅外發(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,，并且大大延長了其使用壽命.