一種盤紙檢測(cè)器的創(chuàng)新發(fā)明

---暨安徽科達(dá)自動(dòng)化集團(tuán)股份有限公司總裁王萬年獲得國(guó)家發(fā)明

隨著中國(guó)工業(yè)自動(dòng)化程度的不斷提升，用于制藥、造紙、印刷、食品、煙草等領(lǐng)域的自動(dòng)化程度也越來越高。盤紙檢測(cè)器是用于自動(dòng)化生產(chǎn)線上包裝用盤紙質(zhì)量和供紙狀態(tài)檢測(cè)與控制的一種快速光電檢測(cè)器，能有效避免因盤紙質(zhì)量和供紙系統(tǒng)故障影響包裝質(zhì)量和造成產(chǎn)品及包裝材料的浪費(fèi)。

一、盤紙檢測(cè)器簡(jiǎn)介

本文所提的盤紙檢測(cè)器屬于包裝技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種用于輕工業(yè)高速生產(chǎn)線上包裝設(shè)備供紙系統(tǒng)的盤紙檢測(cè)器，由安徽科達(dá)自動(dòng)化集團(tuán)股份有限公司總栽兼技術(shù)中心執(zhí)行官王萬年研發(fā)，已獲得國(guó)家發(fā)明（號(hào)：ZL200910116219.7）。該檢測(cè)器由底座、殼體、狀態(tài)顯示燈、檢測(cè)光源、光電感應(yīng)器件、檢測(cè)頭、出線插件、檢測(cè)電路板組成，檢測(cè)頭伸出殼體的外部，其前端開有長(zhǎng)方形槽，兩組檢測(cè)光源和光電感應(yīng)器件相向安裝于槽的兩壁上，檢測(cè)電路由檢測(cè)光源、光電感應(yīng)器件、信號(hào)放大電路、數(shù)據(jù)處理電路、信號(hào)輸出電路、狀態(tài)顯示電路構(gòu)成，當(dāng)被測(cè)的包裝紙從檢測(cè)頭的長(zhǎng)方形槽中正常通過時(shí)，檢測(cè)器無控制信號(hào)輸出；當(dāng)被測(cè)的包裝紙出現(xiàn)錯(cuò)位、間斷、裂斷時(shí)，檢測(cè)器輸出控制信號(hào)，通過生產(chǎn)線上的控制器和執(zhí)行器停止主機(jī)和供紙系統(tǒng)的工作，可有效保證生產(chǎn)線正常高速運(yùn)轉(zhuǎn)。

二、盤紙檢測(cè)器設(shè)計(jì)方案

1、產(chǎn)品功能設(shè)計(jì)

在高速的自動(dòng)化生產(chǎn)線上能不間斷地對(duì)包裝用盤紙質(zhì)量和供紙狀態(tài)的進(jìn)行檢測(cè)與控制。

2、產(chǎn)品電路設(shè)計(jì)

              產(chǎn)品電路采用兩路紅外光電檢測(cè)，分別經(jīng)過信號(hào)跟隨、放大、邏輯處理、觸發(fā)器和輸出放大電路，形成高低電平和脈沖控制信號(hào)輸出；電源電路設(shè)反極性保護(hù)；輸出狀態(tài)通過LED顯示。原理方框圖如下：

3、產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

盤紙檢測(cè)器由外殼、底板、檢測(cè)頭、檢測(cè)光源、光電感應(yīng)器件、狀態(tài)顯示燈、電路板、出線插件組成，組裝成一個(gè)整體。檢測(cè)頭前端開有深槽，兩組檢測(cè)光源和光電感應(yīng)器件相向安裝于槽的兩壁，對(duì)從深槽內(nèi)通過的包裝紙進(jìn)行無接觸式檢測(cè)。

4、盤紙檢測(cè)器的工作方式：包裝用盤紙從檢測(cè)頭前端深槽中間通過，在盤紙質(zhì)量和供紙系統(tǒng)正常時(shí)，檢測(cè)器保持輸出信號(hào)不變度；當(dāng)盤紙出現(xiàn)折斷、裂斷、偏離時(shí)，檢測(cè)器即轉(zhuǎn)換控制信號(hào)輸出，通過控制和執(zhí)行裝置使包裝設(shè)備停機(jī)。

三、盤紙檢測(cè)器的設(shè)計(jì)思想

1、采用光電技術(shù)和鴨嘴式檢測(cè)頭，實(shí)現(xiàn)無接觸式在線檢測(cè)；

2、兩對(duì)發(fā)光和光敏管檢測(cè)，提高檢測(cè)質(zhì)量和可靠性；

3、電源的反級(jí)性保護(hù)和多級(jí)濾波處理，對(duì)信號(hào)進(jìn)行邏輯處理，檢測(cè)光譜的差異化選擇，以提高產(chǎn)品的抗*力和工作的可靠性；

1. 檢測(cè)包裝紙的質(zhì)量和供紙狀態(tài)，不光有輸出信號(hào)，還要在產(chǎn)品表面直接顯示。

四、盤紙檢測(cè)器技術(shù)創(chuàng)新點(diǎn)

1、結(jié)構(gòu)創(chuàng)新

該產(chǎn)品集光源、探頭、線路板、殼體、航空接插件于一體，便于現(xiàn)場(chǎng)改造、安裝和維護(hù)，實(shí)現(xiàn)在線無接觸式檢測(cè)。提高產(chǎn)品的易用性和高可靠性。

2、電路設(shè)計(jì)創(chuàng)新

線路采用雙回路冗余設(shè)計(jì)，電源采用反極性及壓敏過壓保護(hù)，信號(hào)的放大比較及施密特觸發(fā)整形等措施，同時(shí)對(duì)光電傳感器的選型進(jìn)行了優(yōu)化，選用了紅外光譜范圍內(nèi)的光電收發(fā)器件，通過光譜帶通特性有效的濾除外界雜波及自然光的干擾。保障線路板工作狀態(tài)高抗干擾性和高可靠性。

3、性能創(chuàng)新

采用了國(guó)產(chǎn)紅外光電收發(fā)器件、進(jìn)口模擬比較器集成電路、進(jìn)口施密特觸發(fā)集成電路以及整體電路設(shè)計(jì)的優(yōu)化，使產(chǎn)品的響應(yīng)速度≤10mS，適應(yīng)各種復(fù)雜光源環(huán)境，提高產(chǎn)品的可靠性。

4、可靠性創(chuàng)新

采用了兩對(duì)紅外光電檢測(cè)頭、雙回路冗余電路設(shè)計(jì)技術(shù)、電源保護(hù)技術(shù)以及器件的選型，有效保障了產(chǎn)品檢測(cè)的準(zhǔn)確性及產(chǎn)品質(zhì)量的高可靠性。

PJ-1B型盤紙檢測(cè)器的研發(fā)成功，不光使公司多了一個(gè)好產(chǎn)品，同時(shí)也積累了項(xiàng)目組織經(jīng)驗(yàn)，鍛煉和提高了研發(fā)隊(duì)伍的素質(zhì)和能力。

五、盤紙檢測(cè)器經(jīng)濟(jì)和效益分析

1、經(jīng)濟(jì)效益分析

盤紙檢測(cè)器是用于自動(dòng)化生產(chǎn)線上包裝用盤紙質(zhì)量和供紙狀態(tài)檢測(cè)與控制的一種快速光電檢測(cè)器，廣泛應(yīng)用于制藥、造紙、印刷、食品、煙草等領(lǐng)域，能有效避免因盤紙質(zhì)量和供紙系統(tǒng)故障影響包裝質(zhì)量和造成產(chǎn)品及包裝材料的浪費(fèi)。改革開放30多年以來，從1978年看，我國(guó)進(jìn)出口商品貿(mào)易總額為206.4億美元，占世界貿(mào)易比重為0.78%，2005年我國(guó)進(jìn)出口商品貿(mào)易總額為14221.2億美元，占世界貿(mào)易比重為6.7%，2015年我國(guó)進(jìn)出口商品貿(mào)易總額為39569億美元，占世界貿(mào)易比重為11.9%，數(shù)據(jù)來源:(世界貿(mào)易組織)，進(jìn)出口迅猛發(fā)展，國(guó)內(nèi)工業(yè)企業(yè)使用的自動(dòng)化流水線檢測(cè)產(chǎn)品基本依賴進(jìn)口，平均每年的需求量在100萬臺(tái)以上，按10000元/臺(tái)低現(xiàn)行價(jià)格計(jì)算，市場(chǎng)容量為100億元以上，進(jìn)口產(chǎn)品售價(jià)達(dá)3倍以上的價(jià)挌，或換言之國(guó)產(chǎn)產(chǎn)品僅售三分之一價(jià)格，而且利潤(rùn)還巨大。盤紙檢測(cè)器產(chǎn)品如果實(shí)現(xiàn)國(guó)產(chǎn)化，就可以打破發(fā)達(dá)國(guó)家對(duì)核心技術(shù)產(chǎn)品的壟斷，替代進(jìn)口產(chǎn)品，通過吸收,消化和創(chuàng)新，其產(chǎn)品國(guó)內(nèi)外產(chǎn)量也會(huì)遂漸遂年增長(zhǎng)，提高我國(guó)民族工業(yè)產(chǎn)品在國(guó)內(nèi)外的*，和自主創(chuàng)新研發(fā)產(chǎn)品的檔次，為國(guó)家不僅節(jié)省外匯，還出口產(chǎn)品賺取外匯，從而占領(lǐng)市場(chǎng)，將為社會(huì)和企業(yè)創(chuàng)造較好的經(jīng)濟(jì)效率和社會(huì)效益。

2、社會(huì)效益分析

1）通過自主研發(fā)，實(shí)現(xiàn)盤紙檢測(cè)器的技術(shù)創(chuàng)新和對(duì)進(jìn)口產(chǎn)品的替代，為國(guó)家自主創(chuàng)新做出貢獻(xiàn)，*一項(xiàng)*，增強(qiáng)行業(yè)發(fā)展實(shí)力。

2）盤紙檢測(cè)器的生產(chǎn)，主要采用車、銑、磨、鉚、鍍、制板、焊接等工藝方法加工而成，生產(chǎn)過程中不產(chǎn)生工業(yè)廢氣和廢水，所產(chǎn)生的金屬加工廢料也可回收利用，因此不會(huì)對(duì)環(huán)境產(chǎn)生危害。

3）本項(xiàng)目產(chǎn)業(yè)化解決500人的就業(yè)。隨著盤紙檢測(cè)器生產(chǎn)規(guī)模的擴(kuò)大，需要更多的設(shè)計(jì)、機(jī)械加工、裝配等直接生產(chǎn)人員和輔助工作人員，為地方提供更多就業(yè)崗位，也為社會(huì)下崗再就業(yè)做出了貢獻(xiàn)。

4）該項(xiàng)目產(chǎn)業(yè)化的實(shí)施，可促進(jìn)上下游配套企業(yè)的發(fā)展：上游可以促進(jìn)金屬材料、電子器材等企業(yè)的發(fā)展，下游可以使自動(dòng)化生產(chǎn)線企業(yè)降低采購(gòu)成本，提高經(jīng)濟(jì)效益，為了囯內(nèi)行業(yè)發(fā)展奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

綜上如述，該項(xiàng)產(chǎn)品盡管是工業(yè)自動(dòng)化流水線關(guān)鍵產(chǎn)品檢測(cè)設(shè)備，也是檢測(cè)核心技術(shù)產(chǎn)品，其產(chǎn)品自主研發(fā)創(chuàng)新，為了未來的科技進(jìn)步，走出一條快捷之路。但，隨著工業(yè)產(chǎn)品技術(shù)創(chuàng)新日新月異，沒有的產(chǎn)品，只有更好的產(chǎn)品不斷推陳出新。

王萬年總裁迄今為止共擁有國(guó)家發(fā)明6項(xiàng)，實(shí)用新型29項(xiàng)，外觀設(shè)計(jì)3項(xiàng)，獲得安徽省*產(chǎn)品6項(xiàng)，還有發(fā)明正在頒發(fā)證書之中。