紅外線光幕測(cè)量的應(yīng)用原理 ：

      光電傳感器是一種感應(yīng)其接收的光強(qiáng)度變化的電子器件，包含光學(xué)系統(tǒng)、放大器和信號(hào)輸出裝置。所有光電傳感器都使用調(diào)制光以排除周圍光源可能的影響，工作時(shí)，光電傳感器發(fā)射不可見(jiàn)的紅外光線，當(dāng)被檢測(cè)物體經(jīng)過(guò)時(shí)，根據(jù)檢測(cè)模式的不同，物體或吸收光線或?qū)⒐饩€反射到光電傳感器的收光器，從而導(dǎo)致收光器接收的光線強(qiáng)度產(chǎn)生變化，其變化值觸發(fā)開(kāi)關(guān)信號(hào)輸出，實(shí)現(xiàn)檢測(cè)功能。

2.1光幕掃描模式
      常用的光幕掃描模式有兩種，分別為平行直線掃描模式和交叉掃描模式，前者是最常用和最簡(jiǎn)單的掃描模式，發(fā)射器連續(xù)生成定間距的光線陣列，依次由始至終平行排列，并由收光器對(duì)應(yīng)一一接收。

      交叉掃描模式在直線掃描光線間交錯(cuò)排列有傾斜光線。第一束傾斜掃描光線于發(fā)射器第二通道和收光器第一通道之間建立；第二束傾斜掃描光線于發(fā)射器第三通道和收光器第二通道之間建立。依此類推，直到最后一束傾斜掃描光線于發(fā)射器最后通道和收光器終點(diǎn)前一通道間建立。發(fā)射器最后通道在發(fā)射傾斜光線后再次被激活，發(fā)射直線光線至收光器最后通道，從而完成整個(gè)掃描過(guò)程。采用交叉掃描模式可提高光學(xué)分辨率，在檢測(cè)區(qū)域中間1/3部分的精度最高，最小檢測(cè)物體尺寸可縮小為直線掃描時(shí)的2/3。
2.2光幕檢測(cè)分析模式 

     光幕檢測(cè)分析模式有多種設(shè)置，最常用的有兩種，分別為“首尾光線阻擋模式”和“首尾光線透射模式”。

     首尾光線阻擋模式當(dāng)物體進(jìn)入光幕區(qū)域時(shí)，阻擋光線，通過(guò)控制器識(shí)別被阻擋的首束光線的編號(hào)，然后依次由下往上計(jì)算被阻光線總數(shù)，直到最后被阻擋光線為止，累加數(shù)值，從而得出物體的被測(cè)方向尺寸。

     首尾光線透射模式當(dāng)物體進(jìn)入光幕區(qū)域時(shí)，控制器識(shí)別透射光線，由首束透射光線計(jì)算，依次累加數(shù)值，直到最后透射光線為止，計(jì)算透射光線總數(shù)，從而得出物體的被測(cè)方向尺寸。

3分級(jí)設(shè)備的設(shè)計(jì)
     由以上分析可知，測(cè)量光幕可提供一種理想的可靠的檢測(cè)模式，對(duì)于被檢物體的外形尺寸可實(shí)現(xiàn)非接觸式的自動(dòng)測(cè)量。因此，把這一技術(shù)應(yīng)用于物流分揀設(shè)備將產(chǎn)生機(jī)械式分級(jí)難以比擬的理想效果。

     者設(shè)計(jì)的應(yīng)用光幕測(cè)量技術(shù)的物品分揀設(shè)備主要由三部分組成，包括核心部分的光幕測(cè)量分級(jí)裝置、前段物品整理排列裝置和后段自動(dòng)選別機(jī)構(gòu)。

3.1光幕測(cè)量分級(jí)裝置
     常見(jiàn)物流包裹的外形尺寸相差較大，精度有一定要求。因此，適用的分級(jí)的測(cè)量光幕要求是大尺寸、高精度。

       物流設(shè)備采用的高精度高度測(cè)量光幕，其發(fā)射及收光感應(yīng)段長(zhǎng)度均為163mm（6.4”），可生成掃描光線總數(shù)為64束，光線間距10mm（0.4”）。采用直線掃描時(shí)檢測(cè)物體最小尺寸為10mm，而交叉掃描時(shí)檢測(cè)物體尺寸可小至7mm，可實(shí)現(xiàn)級(jí)差為7～10mm的辨別，因此對(duì)于大多數(shù)的物品分級(jí)均適用。

被檢物品進(jìn)入光幕區(qū)域前，已經(jīng)被排列成整齊的單個(gè)隊(duì)列，由輸送帶帶動(dòng)依次行進(jìn)。
     輸送帶可采用平皮帶，材質(zhì)以符合食品衛(wèi)生要求的聚乙烯PE、聚胺酯PU、硅膠SI等較為理想，其底下以光滑托板支承，確保平皮帶平直而不下垂。由于平皮帶表面平整而富于彈性，與被輸送的水果柔性接觸，能起到緩沖和保護(hù)的作用。

      測(cè)量光幕的發(fā)射器和收光器對(duì)應(yīng)布置于輸送帶兩側(cè)，1號(hào)掃描光線與輸送帶表面相平。由于物品均為一定形狀的實(shí)體，因此其檢測(cè)分析模式以采用“首尾光線阻擋模式”最為適宜，而且進(jìn)入光幕檢測(cè)范圍的物品都處于同一平面，所以首束阻擋光線均為1號(hào)光線，控制器只需要采集最后阻擋光線號(hào)數(shù)即可分析檢測(cè)數(shù)據(jù)，計(jì)算出物品截面被測(cè)方向的尺寸。

     物品在平帶輸送過(guò)程中實(shí)現(xiàn)辨別測(cè)量，既無(wú)額外的機(jī)械式作用，也無(wú)落差碰撞等運(yùn)動(dòng)，可根本杜絕分級(jí)過(guò)程傷果現(xiàn)象的發(fā)生。輸送帶上的欄桿可內(nèi)外調(diào)節(jié)間距，以適應(yīng)不同物品的大小，起到限位導(dǎo)向的作用。必須注意，在光幕部位，欄桿應(yīng)留窄逢缺口，以便掃描光線對(duì)射。

     由于測(cè)量光幕的發(fā)射器和收光器裝置在輸送帶的兩側(cè)，其光線對(duì)射有一定的距離，這一距離應(yīng)處于傳感器允許的檢測(cè)距離范圍內(nèi)，因此輸送帶的寬度設(shè)計(jì)有一定的限制。測(cè)量光幕的應(yīng)用環(huán)境將影響其長(zhǎng)期工作的可靠性，當(dāng)傳感器處于最大檢測(cè)距離狀態(tài)時(shí)，因?yàn)楣鈱W(xué)透鏡會(huì)被空氣塵埃污染等原因，使接收光線強(qiáng)度減弱而導(dǎo)致工作不穩(wěn)定，所以應(yīng)根據(jù)所選產(chǎn)品的過(guò)量增益曲線來(lái)確定最佳檢測(cè)距離。所謂過(guò)量增益，是指光電傳感器接收到的光強(qiáng)度超過(guò)啟動(dòng)其放大器所需光能量的強(qiáng)度的量度。過(guò)量增益為1代表啟動(dòng)放大器所需的最小能量；過(guò)量增益為10時(shí)，代表收光器接收的光能量是啟動(dòng)放大器所需能量的10倍。每一型號(hào)的光電傳感器都有一個(gè)相應(yīng)的過(guò)量增益曲線，配合環(huán)境因素而選擇修正系數(shù)，即可估計(jì)出不同條件下最大的可靠檢測(cè)距離。

3.2整理排列裝置
      整理排列裝置處于光幕測(cè)量分級(jí)裝置之前，其作用是將雜亂無(wú)章的物品整理成整齊的單個(gè)列隊(duì)，使物品以一定的間距依次進(jìn)入光幕測(cè)量區(qū)，這對(duì)確保精確測(cè)量非常重要。對(duì)于不同的物品，裝置的設(shè)計(jì)有所不同，必須根據(jù)形態(tài)特征作針對(duì)性的設(shè)計(jì)。總體上，可采用一些相互配合的機(jī)械輸送裝置引導(dǎo)物品運(yùn)動(dòng)來(lái)達(dá)到目的，例如水平或傾斜布置的輸送帶、梳理?yè)醢濉㈦x心轉(zhuǎn)盤、導(dǎo)向滑槽等，在此不一一贅述。

3.3選別機(jī)構(gòu)
     選別機(jī)構(gòu)緊接測(cè)量光幕安裝，接受測(cè)量信號(hào)而動(dòng)作。被檢水果通過(guò)測(cè)量光幕時(shí)，觸發(fā)光電信號(hào)，經(jīng)控制器計(jì)算數(shù)值，與設(shè)定分級(jí)尺寸比較后發(fā)出指令，驅(qū)動(dòng)選別機(jī)構(gòu)動(dòng)作，將物品送入合適的級(jí)別行列。

4結(jié)語(yǔ)
    綜上所述，應(yīng)用光幕測(cè)量技術(shù)的物品分揀設(shè)備具有明顯的優(yōu)點(diǎn)，適用廣泛，調(diào)整靈活，既可杜絕機(jī)械分級(jí)易造成傷現(xiàn)象的發(fā)生，又能實(shí)現(xiàn)高速動(dòng)態(tài)的精確測(cè)量和選別。。

      圖例只配置一套測(cè)量光幕，檢測(cè)物體的一維尺寸。作為設(shè)計(jì)選擇，可配置三套測(cè)量光幕，通過(guò)合理的組裝，實(shí)現(xiàn)對(duì)物體三維尺寸的采集和運(yùn)算，但須考慮其必要性，否則只會(huì)加重系統(tǒng)的運(yùn)算負(fù)擔(dān)，因而降低工作效率。通過(guò)整理排列可保持相同狀態(tài)進(jìn)入測(cè)量區(qū)，因此，只需檢測(cè)其一維尺寸即可達(dá)到理想的分級(jí)效果。