专利名称：盘纸检测器的制作方法
技术领域：
本实用新型属于包装技术领域，涉及一种用于制药、食品等轻工业高速生产线上 包装设备供纸系统的盘纸检测器。
背景技术：
在我国各行业高速生产线，包装设备供纸系统的供纸速度一般为600米/分钟，较 先进一些包装设备供纸速度则能达到1600米/分钟，在生产中会经常发生供纸系统的供纸 不连续、间断、错位、裂断等情况，如不能立即发现和停机，就会发生包装事故，造成产品损 失
实用新型内容
本实用新型的目的是提供一种结构简单且安装和维护方便的盘纸检测器，可有效 检测自动化快速生产线供纸质量和供纸状态、在供纸系统发生供纸不连续、间断、错位、裂 断的情况下能立即发现并同时停止供纸，避免事故。本实用新型所提供的盘纸检测器采用如下技术方案该盘纸检测器由底座1、壳 体2、状态显示D17、检测光源D14、D12、光电感应器件Ql、Q2、检测头6、出线插件7、检测电 路板8组成，检测头6安装于底座1上，伸出壳体2的外部，其前端开有长方形槽6. 1，检测 光源D14、D12和光电感应器件Ql、Q2相向安装于槽6. 1的两壁上，检测电路板8位于底座 1和壳体2围成的空间内，状态显示指示灯D17位于壳体2上，出线插件7装在底座1上，所 述检测电路板8上的检测电路由检测光源D14、D12和光电感应器件Ql、Q2、信号放大电路 A、B、数据处理电路A、B、信号输出电路、状态显示电路构成，检测光源D12、D14向光电感应 器件Q2、Ql发出光信号，光电感应器件Q2、Ql输出的光电感应信号分别送入信号放大电路 A、B，信号放大电路A、B的输出分别接数据处理电路A、B,数据处理电路A、B的输出接信号 输出电路，信号输出电路接状态显示电路。所述的检测电路中信号放大电路B由运算放大器UlB及外围电阻R11、R10、可变电 阻Rv3组成，信号放大电路A由运算放大器UlA及外围电阻RIO、R16、可变电阻Rv4组成， 运算放大器UlB的反相输入端通过可变电阻Rv3、电阻RlO接电源，电阻Rll接在其反相输 入与输出端间，运算放大器UlA的反相输入端通过可变电阻Rv4、电阻RlO接电源，电阻R16 接在其反相输入与输出端间；数据处理电路B由逻辑芯片U2B、电容C12及电阻R21-R23构 成，数据处理电路A由逻辑芯片U2A、电容C15及电阻R24-R26构成，电阻R21与电阻R22 的一端分别接逻辑芯片U2B的同相、反相输入端，另一端通过并接的电阻R23与电容C12接 地，电阻R25与电阻R24的一端分别接逻辑芯片U2A的同相、反相输入端，另一端通过并接 的电阻R26与电容C15接地；信号输出电路由施密特触发器U4A、U4B、U4C及外围电阻R28、 R29、电容C19、二极管D9构成的触发电路与由运放U3A、U3B及外围电阻R30-R32构成的放 大电路组成；触发电路中施密特触发器U4A的输出接施密特触发器U4B的一个输入端，施密 特触发器U4B的另一个输入端与施密特触发器U4C的输出接电阻R28，施密特触发器U4B的输出通过电容C19接施密特触发器U4C的两个输入端，电阻R29、二极管D9并联接在施密 特触发器U4C的两个输入端与地之间；放大电路中电阻R30接在运放U3A的同相输入与输 出间，电阻R32接在运放U3B的反相输入与输出间，运放U3A的反相输入接运放U3B的同相 输入，运放U3A的输出通过电阻R31接运放U3B的反相输入；状态显示电路由电阻R33、二 极管D18、三极管Q6、状态显示灯D17构成；光电感应器件Ql、Q2的发射极分别接信号放大 电路B、A中运算放大器U1B、UlA的同相输入端，运算放大器UlB的输出通过电阻R21、R22 接数据处理电路B中逻辑芯片U2B的两输入端，运算放大器UlA的输出通过电阻R24、R25 接数据处理电路A中逻辑芯片U2A的两输入端，信号输出电路中触发电路的施密特触发器 U4A两输入端分别接数据处理电路中逻辑芯片U2B、U2A的输出，施密特触发器U4C的输出 通过电阻R28接放大电路中运放U3A的同相输入端，运放U3A输出控制信号D0UT，运放U3B 输出另一控制信号C0UT，且其输出通过状态显示电路中串联的电阻R33、二极管D18接三极 管Q6的基极，状态显示灯D17接在三极管Q6的集电极上。本实用新型所提供的盘纸检测器工作原理如下所述当被检测的包装纸从检测 头前端开有的长方形槽6. 1中间正常通过时，检测器无控制信号输出，状态显示灯显示正 常；当被检测的包装纸出现错位、间断甚至裂断时，光电感应器件Q1、Q2受光情况发生变 化，由光电感应器件Ql、Q2输出的两路检测信号中出现一路异常或两路同时异常，信号经 过放大、逻辑运算、经信号输出电路形成电压控制信号从检测器的出线插件7输出，通过生 产线上的控制器和执行器停止主机和供纸系统的工作，以确保供纸和包装质量，降低包装 材料消耗和产品的浪费，同时信号输出电路向状态显示电路输出驱动信号，驱动状态显示 灯显示异常，提醒工作人员及时处理。本实用新型所提供盘纸检测器技术优势和创新点是(1)盘纸检测器能对高速生 产线供纸发生的折断、错位、裂断等情况进行及时检测和有效地控制，保证生产线正常高速 运转。(2)用途广泛，产品兼容性强，检测品种齐全，厚度在5mm以下有色包装板、纸及塑料 包装纸均可检测；(3)两组检测光源D14、D12和光电感应器件Ql、Q2相向安装于检测头前 方长方形槽6. 1的两壁上形成一体化的检测头，一体化的结构，无接触式检测，外形美观， 安装使用方便，无须对包装设备和供纸系统做任何改动，维护费用低；(4)光电检测，低功 耗，抗干扰能力强；电路设计简单、可靠，使检测器具有高灵敏度、高精度、稳定可靠和驱动 能力强的特性，适合高速生产线使用。

图1是本实用新型所提供的盘纸检测器一个实施例的结构示意图；图2是本实用新型所提供的盘纸检测器检测电路方框原理图；图3-1是本实用新型所提供的盘纸检测器检测电路原理图；图3-2是本实用新型所提供的盘纸检测器中输出脉冲信号的检测支路原理图；图3-3是为本实用新型所提供的盘纸检测器中检测电路提供工作电源的电源电 路原理图；图3-4是为本实用新型所提供的盘纸检测器检测电路中检测光源驱动电路原理 图之一；图3-5是为本实用新型所提供的盘纸检测器检测电路中检测光源驱动电路原理图之二。
具体实施方式
以下结合附图说明本实用新型的实施。图1为本实用新型所提供盘纸检测器一个 实施例的结构示意图。该实施例是一个用于检测自动化快速生产线供纸质量和供纸状态的 检测器。由图可知盘纸检测器由底座1、壳体2、状态显示灯D17、检测光源D14、D12、光电 感应器件Q1、Q2、检测头6、出线插件7、电路板8组成。检测光源D14、D12和光电感应器件 Q1、Q2相向安装于检测头前端长方形槽6. 1的两侧，检测头6安装于底板1上，伸出壳体与 壳体2等部件形成一个整体。当被检测的包装纸从检测头6前端的长方形槽中间正常通过 时，检测器无控制输出指令，状态显示灯D17不亮；当被检测的包装纸出现错位、间断甚至 裂断时，从检测器的出线插件7输出电压控制信号，通过生产线上的控制器和执行器停止 主机和供纸系统的工作(检测反应时间< 0. 5秒)，以确保供纸和包装质量，降低包装材料 消耗和产品的浪费，同时信号输出电路向状态显示电路输出驱动信号，驱动状态显示灯显 示异常，提醒工作人员及时处理。图2是本实用新型所提供的盘纸检测器检测电路方框原理图。参见图2，检测电路 板8上的检测电路由检测光源D14、D12、光电感应器件Q1、Q2、信号放大电路A、B、数据处理 电路A、B、信号输出电路、状态显示电路构成，光电感应器件Q2、Ql接收检测光源D12、D14 发出的检测光信号后输出的光电感应信号分别送入信号放大电路A、B，信号放大电路A、B 的输出分别接数据处理电路A、B，数据处理电路A、B的输出接信号输出电路，信号输出电路 接状态显示电路。图3-1是本实用新型所提供的盘纸检测器实施例中检测电路的电路原理图。检测 电路中信号放大电路B由运算放大器UlB及外围电阻Rll、RlO可变电阻Rv3组成，信号放 大电路A由运算放大器UlA及外围电阻R10、R16、可变电阻Rv4组成，运算放大器UlB的反 相输入端通过可变电阻Rv3、电阻RlO接电源，电阻Rll接在其反相输入与输出端间，运算 放大器UlA的反相输入端通过可变电阻Rv4、电阻RlO接电源，电阻R16接在其反相输入与 输出端间；数据处理电路B由逻辑芯片U2B、电容C12及电阻R21-R23构成，数据处理电路 A由逻辑芯片U2A、电容C15及电阻R24-R26构成，电阻R21与电阻R22的一端分别接逻辑 芯片U2B的同相、反相输入端，另一端通过并接的电阻R23与电容C12接地，电阻R25与电 阻R24的一端分别接逻辑芯片U2A的同相、反相输入端，另一端通过并接的电阻R26与电容 C15接地；信号输出电路由施密特触发器U4A、U4B、U4C及外围电阻R28、R29、电容C19、二极 管D9构成的触发电路与由运放U3A、U3B及外围电阻R30-R32构成的放大电路组成，触发电 路中施密特触发器U4A的输出接施密特触发器U4B的一个输入端，施密特触发器U4B的另 一个输入端与施密特触发器U4C的输出接电阻R28，施密特触发器U4B的输出通过电容C19 接施密特触发器U4C的两个输入端，电阻R29、二极管D9并联接在施密特触发器U4C的两个 输入端与地之间；放大电路中电阻R30接在运放U3A的同相输入与输出间，电阻R32接在运 放U3B的反相输入与输出间，运放U3A的反相输入接运放U3B的同相输入，运放U3A的输出 通过电阻R31接运放U3B的反相输入，并联接地的电容C20、二极管DlO分别接运算放大器 U1A、U3A的反相输入端与运算放大器U3B的同相输入端，为它们提供基准电压；状态显示电 路由电阻R33、二极管D18、三极管Q6、状态显示灯D17构成；光电感应器件Ql的集电极通过电阻R2接电源，通过可变电阻Rvl接地，其发射极通过电阻R4、R5接地，电容ClO与电阻 R5并联；光电感应器件Q2的集电极通过电阻R6接电源，通过可变电阻Rv2接地，其发射极 通过电阻R8、R9接地，电容Cll与电阻R9并联；光电感应器件Q1、Q2的发射极分别接运算 放大器U1B、UlA的同相输入端，运算放大器UlB的输出通过电阻R21、R22接逻辑芯片U2B 的两输入端，运算放大器UlA的输出通过电阻R24、R25接逻辑芯片U2A的两输入端，运算放 大器U2A、U2B的反相输入端通过电阻R27接电源，通过电容C18接地；触发电路中的施密 特触发器U4A的两输入端分别接数据处理电路中逻辑芯片U2B、U2A的输出，施密特触发器 U4C的输出通过电阻R28接运放U3A的同相输入端，运放U3A输出控制信号D0UT，运放U3B 输出另一控制信号C0UT，且其输出通过状态显示电路中电阻R33、二极管D18接三极管Q6 的基极，并通过并联的电阻R34与电容C22接地，状态显示灯D17与电阻R35串联接在三极 管Q6的集电极上。其工作原理如下两路光电检测信号，分别经过低通放大芯片UlB及UlA放大，输 出信号再到下级逻辑芯片U2B及U2A逻辑处理后输出。至此两路检测信号经线性放大和 逻辑处理后在施密特触发器U4A、U4B、U4C构成的触发电路前集中比较，触发电路的输出信 号送到由运放U3A、U3B构成的放大电路放大后形成控制电平信号输出。三极管放大电路Q6 驱动控制信号指示灯D17工作。当供纸系统工作正常时，被检测的包装纸从盘纸检测器检测头6的长方形槽6. 1 中正常通过时，光电感应器件Ql、Q2无光电感应信号输出，检测电路不工作，盘纸检测器无 检测信号和控制信号输出，状态显示灯D17不亮。当被检测纸断开，造成两组光电感应器件 同时受光时，光电感应器件Q1、Q2输出的两路光电感应信号分别经过低通放大芯片UlB及 UlA放大，输出信号再到下级逻辑芯片U2B及U2A逻辑处理后输出。至此两路检测信号经 线性放大和逻辑处理后在施密特触发器U4A、U4B、U4C构成的触发电路前集中比较，触发电 路的输出信号送到由运放U3A、U3B构成的放大电路放大后，由运放U3A输出低电平控制信 号D0UT，运放U3B输出高电平控制信号C0UT，控制主机和供纸系统的工作，并驱动状态显示 灯D17发亮。当被检测纸偏移等原因造成两光电感应器件受光差异时，一路输出光电感应 信号，一路无信号输出，检测器由运放U3A输出高电平控制信号D0UT，运放U3B输出低电平 控制信号C0UT，控制主机和供纸系统的工作。参见图3-2，在该实施例中，还设置了由光电感应器件Q2组成的另一路输出脉冲 信号的检测支路。该检测支路中由运放U3D、U3C及外围电阻R36-R38、R42-R44、电容C21、 稳压管DZ组成信号放大电路C，由三极管Q5、电阻R39-R41、二极管D7及状态显示灯D8组 成另一状态显示电路，光电感应器件Q2经电阻R44、R43接运放U3D的同相输入端，运放U3D 输出一控制信号F0UT，且其输出通过电阻R38接运放U3C的同相输入端，运放U3C输出另一 控制信号E0UT，并且其输出通过串联的电阻R41、二极管D7接三极管Q5的基极，状态显示 灯D8接在三极管Q5的集电极上。光电感应器件Q2受光时输出的光电感应信号经两级四 通运放芯片U3C及U3D放大处理后形成脉冲信号输出，并驱动状态显示灯D8闪烁。在这个 实施例中状态显示灯D8也装在壳体2上。图3-3是为本实用新型所提供的盘纸检测器中检测电路提供工作电源的电源电 路原理图。该电源电路由三端稳压电路片TO、U6，二极管D1-D3，电容C1-C7及压敏电阻Rv5 组成，为检测电路提供直流电压。[0022]图3-4、3_5是本实用新型所提供的盘纸检测器检测光源的驱动电路原理图。两路 驱动电路分别由三极管Q3及外围电阻R12-R15、电容C13、C14、二极管D4、检测光源D14与 三极管Q4及外围电阻R17-R20、电容C16、C17、二极管D5、检测光源D12组成，检测光源D14、 D12分别接在三极管Q3、Q4发射极上。当工作电源接通时检测光源D14、D12就发亮输出光 信号。为加强光源亮度，从信号放大电路中的运算放大器U1B、UlA的输出中各引出一路信 号分别进入三极管Q3、Q4的基极进一步驱动检测光源D14、D12发亮。在该实施例中检测光源D14、D12分别采用橙色与蓝色发光二极管，光电感应器件 Q1、Q2采用光敏管。检测电路中信号放大电路中运算放大器U1B、U1A采用CA3240，数据处 理电路中逻辑芯片U2B及U2A采用CA3240，信号输出电路中构成触发电路的施密特触发器 U4A、U4B、U4C采用4093，运算放大器U3A、U3B采用TL084，状态显示灯D17采用发光二极 管。在该实施例中设置的由光电感应器件Q2组成的另一路输出脉冲信号的检测支路中运 放U3D、U3C采用TL084，状态显示灯D8采用发光二极管。本实用新型所提供的盘纸检测器结构简单、安装维护方便、能对高速生产线供纸 发生的折断、错位、裂断等情况进行及时检测和有效地控制，反应灵敏，检测反应时间< 0. 5 秒，可有效保证生产线正常高速运转。
权利要求一种盘纸检测器，其特征是由底座(1)、壳体(2)、状态显示灯(D17)、检测光源(D14、D12)、光电感应器件(Q1、Q2)、检测头(6)、出线插件(7)、检测电路板(8)组成，检测头(6)安装于底座(1)上，伸出壳体(2)的外部，其前端开有长方形槽(6.1)，检测光源(D14、D12)和光电感应器件(Q1、Q2)相向安装于槽(6.1)的两壁上，检测电路板(8)位于底座(1)和壳体(2)围成的空间内，状态显示灯(D17)位于壳体(2)上，出线插件(7)装在底座(1)上，所述检测电路板(8)上的检测电路由检测光源(D14、D12)和光电感应器件(Q1、Q2)、信号放大电路(A、B)、数据处理电路(A、B)、信号输出电路、状态显示电路构成，检测光源(D12、D14)向光电感应器件(Q2、Q1)发出光信号，光电感应器件(Q2、Q1)输出的光电感应信号分别送入信号放大电路(A、B)，信号放大电路(A、B)的输出分别接数据处理电路(A、B)，数据处理电路(A、B)的输出接信号输出电路，信号输出电路接状态显示电路。
2.根据权利要求1所述的盘纸检测器，其特征是所述的检测电路中信号放大电路(B) 由运算放大器(UlB)及外围电阻(R11、R10)、可变电阻(Rv3)组成，信号放大电路㈧由运 算放大器(UlA)及外围电阻(R10、R16)、可变电阻(Rv4)组成，运算放大器(UlB)的反相输 入端通过可变电阻(Rv3)、电阻(RlO)接电源，电阻(Rll)接在其反相输入与输出端间，运 算放大器(UlA)的反相输入端通过可变电阻(Rv4)、电阻(RlO)接电源，电阻(R16)接在其 反相输入与输出端间；数据处理电路(B)由逻辑芯片(U2B)、电容(C12)及电阻(R21-R23) 构成，数据处理电路(A)由逻辑芯片(U2A)、电容(C15)及电阻(R24-R26)构成，电阻(R21) 与电阻(R22)的一端分别接逻辑芯片(U2B)的同相、反相输入端，另一端通过并接的电阻 (R23)与电容(Ci2)接地，电阻(R25)与电阻(R24)的一端分别接逻辑芯片(U2A)的同相、 反相输入端，另一端通过并接的电阻(R26)与电容(C15)接地；信号输出电路由施密特触 发器(U4A、U4B、U4C)及外围电阻(R28、R29)、电容(C19)、二极管(D9)构成的触发电路与 由运放(U3A、U3B)及外围电阻(R30-R32)构成的放大电路组成；触发电路中施密特触发器 (U4A)的输出接施密特触发器(U4B)的一个输入端，施密特触发器(U4B)的另一个输入端与 施密特触发器(U4C)的输出接电阻(R28)，施密特触发器(U4B)的输出通过电容(C19)接 施密特触发器(U4C)的两个输入端，电阻(R29)、二极管(D9)并联接在施密特触发器(U4C) 的两个输入端与地之间，放大电路中电阻(R30)接在运放(U3A)的同相输入与输出间，电阻 (R32)接在运放(U3B)的反相输入与输出间，运放(U3A)的反相输入接运放(U3B)的同相 输入，运放(U3A)的输出通过电阻(R31)接运放(U3B)的反相输入；状态显示电路由电阻 (R33)、二极管(D18)、三极管(Q6)、状态显示灯(D17)构成；光电感应器件(Q1、Q2)的发射 极分别接信号放大电路(B、A)中运算放大器(U1B、U1A)的同相输入端，运算放大器(UlB) 的输出通过电阻(R21、R22)接数据处理电路⑶中逻辑芯片(U2B)的两输入端，运算放大 器(UlA)的输出通过电阻(R24、R25)接数据处理电路(A)中逻辑芯片(U2A)的两输入端， 信号输出电路中触发电路的施密特触发器(U4A)两输入端分别接数据处理电路中逻辑芯 片(U2B、U2A)的输出，施密特触发器(U4C)的输出通过电阻(R28)接放大电路中运放(U3A) 的同相输入端，运放(U3A)输出控制信号(DOUT)，运放(U3B)输出另一控制信号(COUT)，且 其输出通过状态显示电路中串联的电阻(R33)、二极管(D18)接三极管(Q6)的基极，状态显 示灯(D17)接在三极管(Q6)的集电极上。
专利摘要本实用新型属于包装技术领域，涉及一种用于轻工业高速生产线上包装设备供纸系统的盘纸检测器。该检测器由底座、壳体、状态显示灯、检测光源、光电感应器件、检测头、出线插件、检测电路板组成，检测头伸出壳体的外部，其前端开有长方形槽，两组检测光源和光电感应器件相向安装于槽的两壁上，检测电路由检测光源、光电感应器件、信号放大电路、数据处理电路、信号输出电路、状态显示电路构成，当被测的包装纸从检测头的长方形槽中正常通过时，检测器无控制信号输出；当被测的包装纸出现错位、间断、裂断时，检测器输出控制信号，通过生产线上的控制器和执行器停止主机和供纸系统的工作，可有效保证生产线正常高速运转。
文档编号G01N21/89GK201665331SQ200920143059
公开日2010年12月8日 申请日期2009年2月18日 优先权日2009年2月18日
发明者李勇, 王万年 申请人:王万年