专利名称：图书缺损自动检测方法及检测装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种自动检测系统，特别是一种图书缺损自动检测方法及检测装置， 适用于图书馆等。
背景技术：
图书馆是向社会公众提供文献、信息、资料以及服务的公益文化平台。藏书属于国 家财产，任何人不得采取任何手段窃为已有。但是，撕页、开天窗、偷梁换柱等占为已有的现 象还是时有发生。为了解决上述问题，现阶段的图书馆工作人员只能采用手动检测的方法，还书时 每页都要翻，一般每位读者可以借6本书，每本书籍少则200余页，多则几千页。根据相关试 验信息，天津科学技术出版社出版的“头颈肿瘤学”，开本787*1092毫米(1/16)，共860页， 手动检查约需12分钟。机械工业出版社出版的“数据库开发实例解析”开本787*1092毫米 (1/16)，共459页，手动检查约需9分钟。“百唱不厌外国歌曲”开本787*1092毫米(1/16)， 275页，手动检查约需5分钟。“糖尿病实际”开本787*1092毫米(1/32)，293页，手动检查 约5分钟，……。如果每人借4本书，两本1/16开本，两本1/32开本，人工检查时间约为 半个小时，按每日上午4小时工作量来算约检查8到10名读者的书。显然人工检查图书的 缺损效率极低，并且检查人员劳动强度很大，时间久了容易出现误检等情况。实际上，现在 图书馆工作过程中很少有人设置专门的检测人员，更没有高效率的图书缺损检测方法及装 置。
发明内容
本发明的目的是为了提供一种合理有效的图书缺损自动检测方法及检测装置，从 根本上解决人工手动检查所存在的检查速度慢、耗时长、劳动者工作强度大、检不准、漏检 误检率高的问题。具备检测原理新颖，检测速度快、精度高的优点。本发明的技术方案是首先，在计算机系统中建立一个原始数据库，存放图书的原 始重量值；当图书被借后归还时，将图书放置于图书缺损自动检测装置的称重部分，与所述 称重部分相连的传感器部分产生电信号，再经过A/D转换器变成数字信号，最后通过计算 机系统的I/O接口，存入数据库；计算机系统将借出前、后图书的检测重量数据相比较，显 示图书的破损结果。一种图书缺损自动检测装置，其技术要点是包括称重部分、传感器部分、电气控 制部分，所述称重部分采用称重托盘。所述称重部分还包括与所述称重托盘相连的横梁、所述横梁下方的磁铁、所述磁 铁外周的加力线圈、线圈架，所述传感器部分的发光二极管固定在所述线圈架外侧，且通过 光栏与所述传感器部分的光电二极管相互对应，所述光电二极管与A/D转换器、控制器、比 较器、晶体管开关、加力线圈、发光二极管组成闭环伺服系统，所述比较器输出端与计算机 系统的I/O接口连接。
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所述称重托盘下方设置应变式传感器，所述应变式传感器与信号放大器、模拟滤 波器、A/D转换器顺序连接，所述A/D转换器输出端与计算机系统I/O接口连接。所述晶体管开关分别连接所述比较器输出端和加力线圈，实现电磁力反馈平衡。本发明的优点和积极的技术效果是由于采用的利用图书破损时质量发生变化的 特点实现对图书检测的方法十分新颖，并极大的解放了人的视觉，工作效率明显增加。一本 书放在本发明的检测装置的托盘上，3秒内即可检测完毕，完全适应图书实时自动检测的要 求。比较人工目测翻页快了近1000倍。而且图书页数越多，书本越厚，其检测效果就越明 显。另外，除了检测速度快之外，本发明的检测精度高。本系统采用高精度传感器及计算机 数据处理系统，最大检测图书可达5公斤，几乎可以适用目前图书馆中所有的图书检测。分 辨率可以精确到0. 1克，也就是说，如果一本5公斤以内的1/16开本的书籍，有超过1/32 页的缺损都可以被检测出来。综上，本发明可以从根本上解决人工手动检查所存在的检查 速度慢、耗时长、劳动者工作强度大、检不准、漏检误检率高的问题，具有实用价值。本发明 也可以一次性检测多本图书，还书时用原有图书系统的光笔一本一本的输入图书条码，同 时将图书一本本的放在本发明装置的称重托盘上，当图书放置完毕后，本检测装置即可立 刻显示图书是否存在缺损情况，达到快速检测的目的。
结合附图对本发明作进一步说明。图1是本发明的检测系统结构框图。图2是本发明的另一种检测系统结构框图。图中序号说明1称重托盘、2连杆、3横梁、4发光二极管、5光电二极管、6转换器、 7控制器、8比较器、9计算机系统、10斜波发生器、11晶体管开关、12光栏、13线圈架、14磁 铁、15加力线圈、16弹性连接片、17应变式传感器、18信号放大器、19模拟滤波器、20A/D转 换器、21固定支架。
具体实施例方式根据图1-2对本发明作详细描述。本发明的技术手段是利用图书破损时质量发 生变化，产生的应变信号作为控制手段，实现系统的实时检测。采用电磁力反馈平衡方式和 加入PID调节器，可加快测量速度。检测方法具体是首先，在计算机系统中建立一个原始 数据库，存放图书的原始重量值；当图书被借后归还时，将图书放置于图书缺损自动检测装 置的称重部分，与所述称重部分相连的传感器部分产生电信号，再经过A/D转换器变成数 字信号，最后通过计算机系统的I/O接口，存入数据库；计算机系统将借出前、后图书的检 测重量数据相比较，显示图书的破损结果。应用于上述检测方法的检测装置总体分为3个部分称重部分、传感器部分、电气 控制部分。电气部分的核心是微处理器CPU。称重部分主要采用称重托盘1。下述两种检 测装置均可实现本发明的检测方法。实施例1称重部分主要由称重托盘1、与称重托盘1利用弹性连接片16相连的横梁3、横梁 3下方的磁铁14、磁铁14外周的加力线圈15、线圈架13等组成。传感器部分的发光二极管4固定在线圈架13外侧，且通过光栏12与传感器部分的光电二极管5相互对应，光电二极 管5与A/D转换器6、控制器7、比较器8、晶体管开关11、加力线圈15、发光二极管4组成闭 环伺服系统，比较器8输出端与计算机系统9的I/O接口连接。晶体管开关11分别连接比 较器8输出端和加力线圈15，实现电磁力反馈平衡。与计算机系统9相连的斜波发生器10 另一端连接比较器8输入端。当被检测书籍放置在称重托盘1上时，弹性连接片16带动横梁3产生位移，带动 光栏12移动，从而光电变换单元，发光二极管4一一光电二极管5，就检测出一个与被检测 书籍重量相关的电信号，即电流。这个信号经过前置放大器、PID网络，功率放大，如图所示 转换器6、控制器7、比较器8，反馈给电磁力发生器的加力线圈15，产生与位移方向相反的 电磁力，把横梁恢复原位，这时书籍的重量与电磁力相互平衡。此时，计算机9中的内部计 数器的计数值对应图书的重量值，把此值存入数据库进行数据处理通过显示器或打印装置 输出最后结果。实际上，电磁力发生器中流过的电流会产生附加磁场，温度变化也会使磁场 发生变化，这些都会引起非线性误差。本系统是通过补偿方式加以改善。本系统最关键的部分是采用高精度、高灵敏度的传感器。它由力矩器、光电转换等 部分组成，它应具有极高的线性和极小温漂。并应在读取限度下，光栏的位移有足够大的电 流输出。计算机系统光电二极管5检出模拟信号，经A/D转换部分变成数字信号，计算机 由I/O接口接收，并且进行数据处理。实施例2称重部分的称重托盘1下方设置应变式传感器17，应变式传感器17同时固定在固 定支架21上，应变式传感器17与信号放大器18、模拟滤波器19、A/D转换器20顺序连接， A/D转换器20输出端与计算机系统91/0接口连接。当被检测书籍放置在称重托盘1上时，称重托盘下沉引起应变式传感器17变形， 进而使其阻值发生变化，再经测量电路把这一电阻变化转换为电信号，从而完成将外力变 换为电信号，最后经A/D转换器20变成数字信号，计算机系统91/0接口接收后，进行数据处理。上述A/D转换部分有两大类，积分型速度慢，抗干扰能力强，比较型速度快，抗干 扰能力相对较弱。A/D转换的精度与分辨率有直接的对应关系，随分辨率位数的增加，线性 误差明显减小，但位数增加，会导致硬件的工作量增加，本系统采用计算机软件和A/D转换 相配合的方式提高精度。计算机的高运算速度，大存储量能够胜任本系统的所有需求。采用的部件有CPU、 ROM、EPROM、RAM、I/O接口、显示和打印等。数据处理系统将软件存入2K的EPR0M中，其程度完成以下部分。全部称重数据的处理，包括存储数据；判断稳定性，主要是针对采样要求速度快、数据稳定不跳动、不发生零点漂移；采用B⑶编码、七段数码管显示译码；显示输出数据；检查系统中的开关状态完成其中中断程序，随时处理特殊状况，如根据读者借阅 图书本数、归还时的称重方式检测；
读取计数器；显示扫描；功能键扫描。
权利要求
一种图书缺损自动检测方法，其特征在于首先，在计算机系统中建立一个原始数据库，存放图书的原始重量值；当图书被借后归还时，将图书放置于图书缺损自动检测装置的称重部分，与所述称重部分相连的传感器部分产生电信号，再经过A/D转换器变成数字信号，最后通过计算机系统的I/O接口，存入数据库；计算机系统将借出前、后图书的检测重量数据相比较，显示图书的破损结果。
2.一种图书缺损自动检测装置，其特征在于包括称重部分、传感器部分、电气控制部 分，所述称重部分采用称重托盘。
3.根据权利要求2所述的图书缺损自动检测装置，其特征在于所述称重部分还包括 与所述称重托盘相连的横梁、所述横梁下方的磁铁、所述磁铁外周的加力线圈、线圈架，所 述传感器部分的发光二极管固定在所述线圈架外侧，且通过光栏与所述传感器部分的光电 二极管相互对应，所述光电二极管与A/D转换器、控制器、比较器、晶体管开关、加力线圈、 发光二极管组成闭环伺服系统，所述比较器输出端与计算机系统的I/O接口连接。
4.根据权利要求2所述的图书缺损自动检测装置，其特征在于所述称重托盘下方设 置应变式传感器，所述应变式传感器与信号放大器、模拟滤波器、A/D转换器顺序连接，所述 A/D转换器输出端与计算机系统I/O接口连接。
5.根据权利要求3所述的图书缺损自动检测装置，其特征在于所述晶体管开关分别 连接所述比较器输出端和加力线圈，实现电磁力反馈平衡。
全文摘要
一种图书缺损自动检测方法及检测装置，从根本上解决人工手动检查所存在的检查速度慢、耗时长、劳动者工作强度大、检不准、漏检误检率高的问题。其技术要点是首先，在计算机系统中建立一个原始数据库，存放图书的原始重量值；当图书被借后归还时，将图书放置于图书缺损自动检测装置的称重部分，与称重部分相连的传感器部分产生电信号，再经过A/D转换器变成数字信号，最后通过计算机系统的I/O接口，存入数据库；计算机系统将借出前、后图书的检测重量数据相比较，显示图书的破损结果。具备检测原理新颖，检测速度快、精度高的优点。适用于图书馆等。
文档编号G01N5/00GK101929936SQ20101020873
公开日2010年12月29日 申请日期2010年6月25日 优先权日2010年6月25日
发明者尚超 申请人:尚超