光电检测器能效检测方法和装置与流程

本发明涉及烟草自动化控制领域，特别涉及一种光电检测器能效检测方法和装置。

背景技术：

为了更清楚地对本发明进行描述，下面首先对现有的包装机进行介绍。

1、绝对值轴编码器原理介绍

如图1和图2所示，绝对值轴编码器1的转轴2每转动一圈，信号端3均匀输出n个数字信号，每个数字信号同转轴2的位置一一对应，n由轴编码器的型号决定，n越大，轴编码器的精度越高。

如图3所示，包装机的主传动轴4与绝对值轴编码器1的转轴2相连接，包装机每运行一个机器周期，生产一条烟，此过程中主传动轴4带动转轴2转动一圈，则轴编码器1的每个数字信号同包装机的每个运行位置一一对应，于是轴编码器1可为机器的检测提供位置信号。

2、条盒包装过程介绍

如图4和图5所示，包装机每运行一个机器周期，生产一条烟，其包装过程为：

商标纸5在输送通道8中向下运行，向下运行过程中，左侧折翼6和右侧折翼7被涂上胶水。当商标纸5运行至下降通道8的底部时，排列好的烟包9与商标纸5汇合，然后沿着箭头10所示的方向运行，运行过程中，左侧折翼6和右侧折翼7在一系列机械部件(未画出)的作用下，将向下弯折，最终形成完整的烟条11。

3、条盒商标纸侧边折翼检测原理

如图5和图6所示，在包装过程中，当烟条12的侧边折翼(左侧折翼6和右侧折翼7)还处于展开状态，即没有向下弯折时，在该位置上有侧边折翼检测器用于检测折翼6和7是否存在。

该检测器包括：左侧光电检测器13、左侧反光板14、右侧光电检测器15和右侧反光板16。

光电检测器13和15是完全相同的光电检测器，该光电检测器检测头上有发射端和接收端，发射端发出检测光束，检测光束照射到被检测物体上并被反射，反射回到接收端的光束将被吸收并进行判断：当接收端接收到的光量小于检测器内部设定的阈值时，检测器的信号端输出24V直流电压信号，反之当接收端接收到的光量大于检测器内部设定的阈值时，检测器的信号端不输出24V直流电压信号。

左侧光电检测器13位于左侧折翼6上方，反光板14位于检测器13的正下方，检测器13向下发出检测光束17。

当左侧折翼6存在时，检测光束17照射到折翼6上，部分光束向上反射并被检测器13的接收端接收，折翼6表面是凹凸不平的，此时产生的反射是漫反射，反射率(检测器的接收光量与发射光量之比)很小，即向上反射并被检测器13接收到的光量很小，该光量小于检测器13内部设定的阈值，于是检测器的信号端将输出24V直流电压信号。

反之，当左侧折翼6不存在时，检测光束17将照射到反光板14上，光束17向上反射并被检测器13的接收端接收，反光板14表面是光滑的，此时产生的反射是镜面反射，反射率较大，即向上反射并被检测器13接收到的光量较大，该光量大于检测器13内部设定的阈值，于是检测器的信号端将不输出24V直流电压信号。

例如，检测器13发射光量为100，内部设定阈值为50，折翼6的反射率为20％，反光板14的反射率为70％。当检测器13检测到折翼6时，检测器13接收的光量为20(100×20％)＜50，于是此时检测器13信号端输出24V直流电压信号；当检测器13没有检测到折翼6，即检测光束17照射到反光板14时，被检测器13接收的光量为70(100×70％)＞50，于是此时检测器13信号端不输出24V直流电压信号。

于是通过检测器13的信号便可以判断折翼6是否存在，当检测器13的输出信号为24V直流电压时，判断折翼6存在，反之当检测器13不输出24V直流电压信号时，判断折翼6不存在。

右侧光电检测器15位于右侧侧折翼7上方，反光板16位于检测器15的正下方，检测器15向下发出检测光束18。

右侧折翼7的检测原理也是相同的：当检测器15的输出信号为24V直流电压时，判断折翼7存在，反之当检测器15不输出24V直流电压信号时，判断折翼7不存在。

如图7所示，左侧光电检测器13、右侧光电检测器15和绝对值轴编码器1的信号被输入到包装机控制器101中，包装机控制器101输出端连接至变频器102的使能端，变频器102控制主电机103，主电机103控制包装机104。

当包装机控制器101检测到无故障(如：检测到商标纸侧边折翼6和7存在)时，控制器101发出使能信号(24V直流电压信号)至变频器102，变频器102接收到使能信号后，驱动主电机103，主电机103带动包装机104运行。

当控制器101检测到有故障(如：光电检测器13或15检测到侧边折翼丢失)时，将停止向变频器102发送使能信号，于是变频器102使主电机103停止运行，包装机104停机。

4、商标纸侧边折翼检测装置缺陷

有两种故障会导致侧边折翼检测器失效：

(1)光电检测器13或15发出的检测光束17或18衰减

例如，检测器13正常时，发射光量为100，内部设定阈值为50，折翼6的反射率为20％，反光板14的反射率为70％，此时通过检测器13的输出信号可判断出折翼6是否存在：当检测器13的输出信号为24V直流电压时，判断折翼6存在；反之当检测器13不输出24V直流电压信号时，判断折翼6不存在。

检测器13老化时，其发射光量从100衰减至50，折翼6和反光板14的反射率不变，为20％和70％。则当检测器13检测到折翼6时，检测器13接收的光量为10(50×20％)＜50，于是此时检测器13信号端输出24V直流电压信号；当检测器13没有检测到折翼6，即检测光束17照射到反光板14时，被检测器13接收的光量为35(50×70％)＜50，于是此时检测器13信号端还是输出24V直流电压信号，此时检测器13失效，无法检测出折翼6缺失的情况。

(2)反光板14或16反光能力严衰减

例如，检测器13正常时，发射光量为100，内部设定阈值为50，折翼6的反射率为20％，反光板14的反射率为70％，此时通过检测器13的输出信号可判断出折翼6是否存在——当检测器13的输出信号为24V直流电压时，判断折翼6存在，反之当检测器13不输出24V直流电压信号时，判断折翼6不存在。

包装机长期运行，反光板14上会逐渐累计大量灰尘，反光能力衰减，其反射率从70％衰减至30％，折翼6的反射率不变，依旧为20％，检测器13发射的光量也不变，为100。则当检测器13检测到折翼6时，检测器13接收的光量为20(100×20％)＜50，于是此时检测器13信号端输出24V直流电压信号；当检测器13没有检测到折翼6，即检测光束17照射到反光板14时，检测器13接收的光量为30(100×30％)＜50，于是此时检测器13信号端还是输出24V直流电压信号，此时检测器13失效，无法检测出折翼6缺失的情况。

当侧翼检测失效时，会导致无侧翼的烟条无法被检测出，进入到下游机中，最后进入到消费者手中，从而会产生重大的质量事故。

技术实现要素：

本发明实施例提供一种光电检测器能效检测方法和装置，通过利用吹出的压缩空气使得商标纸两个侧翼向下弯折，模拟侧翼缺失的情况，然后检测两个光电检测器的输出信号是否正确，从而可判断出检测器是否工作正常。由此可保障产品质量，维护消费者利益。

根据本发明的一个方面，提供一种光电检测器能效检测方法，包括：

能效检测控制器在得电后，对绝对值轴编码器的输出值进行检测；

若绝对值轴编码器的输出值为预定值，能效检测控制器驱动气管开关装置进入导通状态，第一气管喷射出的压缩气体使商标纸一侧折翼向下弯折，第二气管喷射出的压缩气体使商标纸另一侧折翼向下弯折；

在预定时延后，能效检测控制器检测第一光电检测器和第二光电检测器的状态，其中第一光电检测器在检测到商标纸一侧折翼时输出故障指示信号，第二光电检测器在检测到商标纸另一侧折翼时输出故障指示信号；

若第一光电检测器或第二光电检测器输出故障指示信号，则能效检测控制器切断包装机控制器与包装机之间的线路，以便使包装机停机。

可选地，能效检测控制器驱动气管开关装置进入开启状态后，延迟预定时间T1后，驱动气管开关装置进入关闭状态，使第一气管和第二气管停止喷射压缩气体，其中T1大于所述预定时延。

可选地，气管开关装置为电磁阀。

可选地，能效检测控制器驱动气管开关装置进入导通状态的步骤包括：

能效检测控制器为电磁阀的线圈供电，使电磁阀进入导通状态；

能效检测控制器驱动气管开关装置进入关闭状态的步骤包括：

能效检测控制器停止为电磁阀的线圈供电，使电磁阀进入关闭状态。

可选地，能效检测控制器切断包装机控制器与包装机之间的线路的步骤包括：

能效检测控制器为继电器线圈供电，使得设置在包装机控制器与包装机之间线路上的继电器常闭触点断开。

可选地，能效检测控制器通过显示器显示第一光电检测器和第二光电检测器的检测状态。

可选地，通过闭合设置在能效检测控制器供电线路上的常开开关，以使能效检测控制器得电。

根据本发明的另一方面，提供一种光电检测器能效检测装置，包括能效检测控制器、气管开关装置，气管开关装置的出气端连接有第一气管和第二气管，其中：

能效检测控制器，用于在得电后，对绝对值轴编码器的输出值进行检测，若绝对值轴编码器的输出值为预定值，驱动气管开关装置进入导通状态；在预定时延后，检测第一光电检测器和第二光电检测器的状态，其中第一光电检测器在检测到商标纸一侧折翼时输出故障指示信号，第二光电检测器在检测到商标纸另一侧折翼时输出故障指示信号；若第一光电检测器或第二光电检测器输出故障指示信号，则切断包装机控制器与包装机之间的线路，以便使包装机停机；

气管开关装置用于在进入导通状态后，第一气管喷射出的压缩气体使商标纸一侧折翼向下弯折，第二气管喷射出的压缩气体使商标纸另一侧折翼向下弯折。

可选地，能效检测控制器还用于在驱动气管开关装置进入开启状态后，延迟预定时间T1后，驱动气管开关装置进入关闭状态，使第一气管和第二气管停止喷射压缩气体，其中T1大于所述预定时延。

可选地，气管开关装置为电磁阀。

可选地，能效检测控制器具体为电磁阀的线圈供电，使电磁阀进入导通状态；还用于停止为电磁阀的线圈供电，使电磁阀进入关闭状态。

可选地，上述装置还包括继电器，其中：

能效检测控制器还用于在切断包装机控制器与包装机之间的线路时为继电器线圈供电，使得设置在包装机控制器与包装机之间线路上的继电器常闭触点断开。

可选地，上述装置还包括显示器，其中：

显示器用于显示第一光电检测器和第二光电检测器的检测状态。

可选地，上述装置还包括设置在能效检测控制器供电线路上的常开开关，其中：

常开开关用于在闭合后，使能效检测控制器得电。

通过以下参照附图对本发明的示例性实施例的详细描述，本发明的其它特征及其优点将会变得清楚。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为绝对值轴编码器的示意图。

图2为绝对值轴编码器输出信号示意图。

图3为包装机上绝对值轴编码器的连接原理示意图。

图4为条盒商标纸展开示意图。

图5为条盒包装流程示意图。

图6为光电检测器位置示意图。

图7为侧翼检测装置电路示意图。

图8为本发明气管安装示意图。

图9为本发明气管出气时商标纸侧边折翼向下弯折的示意图。

图10为本发明能效检测装置的电路示意图。

图11为本发明能效检测一个实施例的示意图。

图12为本发明能效检测流程示意图。

图13为本发明能效检测时序示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本发明及其应用或使用的任何限制。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本发明的范围。

同时，应当明白，为了便于描述，附图中所示出的各个部分的尺寸并不是按照实际的比例关系绘制的。

对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为授权说明书的一部分。

在这里示出和讨论的所有示例中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它示例可以具有不同的值。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。

如图8和图9所示，在光电检测器能效检测装置中设置气管开关装置，可选地，该气管开关装置可为电磁阀19。其中电磁阀19的出气端20连接有第一气管21和第二气管22。例如，第一气管21设置于左侧光电检测器13的内侧，其出气端向下对准左侧折翼6；第二气管22设置于右侧光电检测器15的内侧，其出气端向下对准侧右折翼7。

如图10所示，光电检测器能效检测装置中还设有能效检测控制器。可选地，该能效检测控制器可为PLC(可编程控制器)23。此外，将现有包装机中的左侧光电检测器13、右侧光电检测器15、以及绝对值轴编码器1输出的信号输入至PLC 23中。

其中，PLC 23在得电后，对绝对值轴编码器1的输出值进行检测，若绝对值轴编码器的输出值为预定值A，则驱动电磁阀19进入导通状态。

其中，当机器运行时，当第一气管21和第二气管22分别向下对准左侧折翼6和右侧折翼7的中间位置时，绝对值轴编码器的输出信号为A。

电磁阀19在进入导通状态后，第一气管21喷射出的压缩气体使商标纸左侧折翼6弯折，第二气管22喷射出的压缩气体使商标纸右侧折翼7向下弯折。

PLC 23在驱动电磁阀19进入导通状态后，经过预定时延T2后，检测左侧光电检测器13和右侧光电检测器15的状态，其中左侧光电检测器13在检测到商标纸左侧折翼6时输出故障指示信号，右侧光电检测器15在检测到商标纸右侧折翼7时输出故障指示信号。若光电检测器13或光电检测器15输出故障指示信号，则PLC 23切断包装机控制器101与控制包装机104的变频器102之间的线路，以便使包装机104停机。

可选地，PLC 23还用于在驱动电磁阀19进入开启状态后，延迟预定时间T1后，驱动电磁阀19进入关闭状态，使第一气管21和第二气管22停止喷射压缩气体，其中T1大于预定时延T2。

需要说明的是，预定时延T2的取值原则是：当电磁阀19的得电时间为T2时，一定能够使得两侧折翼向下弯折，两个光电检测器的检测光束照射到对应的反光板上。

可选地，PLC 23通过为电磁阀19中的线圈29供电，以便使电磁阀19进入导通状态；若PLC 23停止为电磁阀19的线圈29供电，从而使电磁阀19进入关闭状态。其中，电磁阀线圈29的一端连接至PLC 23的输出端，另一端连接至0V直流电压中。

可选地，如图10所示，光电检测器能效检测装置中还设有继电器26。其中继电器线圈27的一端连接至PLC 23的输出端，另一端连接至0V直流电压，继电器26的常闭触点28设置在包装机控制器101与变频器102之间的线路上。

其中，PLC 23在切断包装机控制器101与变频器102之间的线路时为继电器线圈27供电，从而使得设置在包装机控制器101与变频器102之间线路上的继电器常闭触点28断开，由此控制包装机停止工作。

可选地，如图10所示，光电检测器能效检测装置中还包括显示器30，其中显示器30用于显示光电检测器13和光电检测器15的检测状态。

例如，在PLC 23得电后，若检测到绝对值轴编码器的输出信号为A时，此时PLC 23使电磁阀线圈29得电，持续时间T1。从电磁阀线圈29得电开始，延时T2后：

1)如果左侧光电检测器13无信号输出，则PLC 23不驱动继电器26，同时PLC 23通过显示器30显示“左侧光电检测器正常”信息。

2)如果右侧光电检测器15无信号输出，则PLC 23不驱动继电器26，同时PLC 23通过显示器30显示“右侧光电检测器正常”信息。

3)如果左侧光电检测器13输出24V直流电压信号，则PLC 23驱动继电器26，使机器停止运行，同时PLC 23通过显示器30显示“左侧光电检测器失效”信息。

4)如果右侧光电检测器15输出24V直流电压信号，则PLC 23驱动继电器26，使机器停止运行，同时PLC 23通过显示器30显示“右侧光电检测器失效”信息。

可选地，如图10所示，在能效检测控制器供电线路上还设有常开触点25的按钮24，其中常开触点25的一端连接至24V直流电压中，另一端连接至PLC 23，通过该按钮24可触发能效检测。其中，常开触点25在闭合后，使PLC 23得电。

图11为本发明能效检测装置检测一个实施例的示意图。其中：

步骤1101，能效检测控制器在得电后，对绝对值轴编码器的输出值进行检测。

其中，能效检测控制器可为PLC。可通过闭合设置在能效检测控制器供电线路上的设有常开触点的按钮，以使能效检测控制器得电。

步骤1102，若绝对值轴编码器的输出值为预定值A，能效检测控制器驱动气管开关装置进入导通状态，第一气管喷射出的压缩气体使商标纸一侧折翼向下弯折，第二气管喷射出的压缩气体使商标纸另一侧折翼向下弯折。

可选地，气管开关装置为电磁阀。

例如，能效检测控制器通过为电磁阀的线圈供电，使电磁阀进入导通状态；能效检测控制器停止为电磁阀的线圈供电，使电磁阀进入关闭状态。

步骤1103，在预定时延T2后，能效检测控制器检测第一光电检测器和第二光电检测器的状态。

其中第一光电检测器在检测到商标纸一侧折翼时输出故障指示信号，第二光电检测器在检测到商标纸另一侧折翼时输出故障指示信号。

步骤1104，若第一光电检测器或第二光电检测器输出故障指示信号，则能效检测控制器切断包装机控制器与包装机之间的线路，以便使包装机停机。

可选地，能效检测控制器通过为继电器线圈供电，使得设置在包装机控制器与包装机之间线路上的继电器常闭触点断开。

可选地，能效检测控制器驱动气管开关装置进入开启状态后，延迟预定时间T1后，驱动气管开关装置进入关闭状态，使第一气管和第二气管停止喷射压缩气体，其中T1大于预定时延T2。

可选地，能效检测控制器通过显示器显示第一光电检测器和第二光电检测器的检测状态。

下面结合图12和图13，对本发明进行具体说明。

如图12所示，在步骤1201中，PLC 23检测按钮24是否被按下。若检测到按钮24被按下，则进入步骤1202执行能效检测。

在步骤1202中，PLC 23检测绝对值轴编码器1的输出信号是否为预定值A。其中当绝对值轴编码器1的信号为A时，表明此时第一气管21和第二气管22对准左侧折翼6和右侧折翼7的中间位置。

若绝对值轴编码器1的输出信号为预定值A，则执行步骤1203。

在步骤1203中，PLC 23使电磁阀线圈29得电，持续时间T1，电磁阀19通过第一气管21和第二气管22喷射出压缩空气使两侧折翼6和7向下弯折，两个光电检测器的检测光束17和18照射到对应的反光板14和16上。然后分别执行步骤1204和步骤1207。

在步骤1204中，从电磁阀线圈29得电开始，延时T2后，检测左侧光电检测器13是否有信号输出。

如果左侧光电检测器13无信号输出，则表明左侧光电检测器13工作正常，则执行步骤1205；如果左侧光电检测器13输出24V直流电压信号，表明左侧光电检测器13失效，则执行步骤1206。

在步骤1205中，PLC23不驱动继电器26，即继电器线圈27不得电，其常闭触点28闭合，包装机控制器与变频器保持连通，机器继续在包装机控制器的控制下运行，同时PLC23通过显示器30显示“左侧光电检测器正常”信息。

在步骤1206中，PLC驱动继电器26，继电器线圈27得电，其常闭触点28断开，包装机控制器送至变频器的使能信号被切断，机器停止运行，同时PLC23通过显示器30显示“左侧光电检测器失效”信息。

在步骤1207中，从电磁阀线圈29得电开始，延时T2后，检测右侧光电检测器15是否有信号输出。

如果右侧光电检测器15无信号输出，则表明右侧光电检测器15工作正常，则执行步骤1208；如果右侧光电检测器15输出24V直流电压信号，表明右侧光电检测器15失效，则执行步骤1209。

在步骤1208中，PLC23不驱动继电器26，即继电器线圈27不得电，其常闭触点28闭合，包装机控制器与变频器保持连通，机器继续在包装机控制器的控制下运行，同时PLC23通过显示器30显示“右侧光电检测器正常”信息。

在步骤1209中，PLC驱动继电器26，继电器线圈27得电，其常闭触点28断开，包装机控制器送至变频器的使能信号被切断，机器停止运行，同时PLC 23通过显示器30显示“右侧光电检测器失效”信息。

图13为本发明能效检测时序示意图。其中：

在图(a)中，在按钮24被按下时，PLC 23会接收到相应的触发信号。

在图(b)中，PLC 23在检测到按钮24被按下后，对绝对值轴编码器1的输出信号进行检测。当绝对值轴编码器1的输出值为A时，表明此时两个气管的出口正对准商标纸两侧折翼的中间位置。

在图(c)中，PLC 23在检测到绝对值轴编码器1的输出值为A时，驱动电磁阀19，持续时间为T1，两个气管喷射出的压缩空气使商标纸两侧折翼向下弯折，两个光电检测器的检测光束照射到对应的反光板上。

在图(d)中，从电磁阀19得电开始，延时T2后，若左侧(或右侧)光电检测器无信号输出，则表明左侧(或右侧)光电检测器工作正常。

在图(e)中，由于左侧(或右侧)光电检测器工作正常，因此PLC23不驱动继电器26，即继电器26不得电，包装机控制器与变频器保持连通，机器继续在包装机控制器的控制下运行，同时PLC 23通过显示器30显示“左侧(或右侧)光电检测器正常”信息。

在图(f)中，从电磁阀19得电开始，延时T2后，若左侧(或右侧)光电检测器输出24VDC电压信号，则表明左侧(或右侧)光电检测器失效。

在图(g)中，由于左侧(或右侧)光电检测器失效，因此PLC23驱动继电器26，即继电器线圈27得电，其常闭触点端开，包装机控制器送至变频器的使能信号被切断，机器停止运行，同时PLC 23通过显示器30显示“左侧(或右侧)光电检测器失效”信息。

通过实施本发明，可及时发现检测器故障，从而可保障产品质量，维护消费者利益。

本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例的全部或部分步骤可以通过硬件来完成，也可以通过程序来指令相关的硬件完成，所述的程序可以存储于一种计算机可读存储介质中，上述提到的存储介质可以是只读存储器，磁盘或光盘等。

本发明的描述是为了示例和描述起见而给出的，而并不是无遗漏的或者将本发明限于所公开的形式。很多修改和变化对于本领域的普通技术人员而言是显然的。选择和描述实施例是为了更好说明本发明的原理和实际应用，并且使本领域的普通技术人员能够理解本发明从而设计适于特定用途的带有各种修改的各种实施例。