专利名称：一种滤棒圆周检测控制装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种滤棒圆周检测控制装置，用于实现检测和显示滤棒圆周的功能。
背景技术：
滤棒圆周是滤棒生产过程中的一个主要性能参数，需要对其进行准确的测量，以便对生产进行控制。
目前现有的滤棒圆周检测仪主要采用气动差压原理，其原理是利用圆周变化所引起气室内气压变化来检测圆周，其主要存在的问题是圆周变化所引起的气压变化值非常微弱，检测信号易受干扰，再加上现场所提供的气体压力随时都在波动，因此常使得检测分辨精度不够，检测结果可靠性、稳定性差。
发明内容
本发明的目的是提供一种可以快速、精确、可靠的滤棒圆周检测控制装置。
为了实现上述目的，本发明的技术方案是它包括一显示部分，显示包括状态显示及辅助显示；一控制部分，采用微处理器，存有操作程序，其输入与操作部分、显示部分相连，输出与检测部分相连，用于控制输入、检测，计算及显示；一操作部分，采用与控制部分相连的输入键盘，操作者通过键盘选择检测模式及标定检测仪；一距离检测部分，采用激光测距器，输出信号接至控制部分，用于检测滤棒直径，从而计算滤棒圆周；一圆周位置检测部分，采用圆周位置检测器，输出信号接至控制部分，用于配合滤棒检测直径，计算滤棒圆周；所述微处理器配有看门狗，输出与报警部分相连；所述显示部分分为状态显示部分及辅助显示部分，其中状态显示部分由第1～9数码管和第1～9锁存器组成，微处理器分别第1～9锁存器与第1～9数码管相连接，实现检测结果和检测仪状态的显示；辅助显示部分由第1～2发光二极管组成，分别接至微处理器输出端，作状态的辅助显示；所述操作部分由第1～6输入键盘组成，与微处理器接口；所述检测部分分为激光测距、圆周位置检测两部分；距离检测部分采用激光测距器，与微处理器的模拟量输入接口，实现滤棒直径的检测；圆周位置检测部分采用圆周位置检测器，与微处理器的计数器输入接口，实现检测圆周位置；所述操作程序具体流程为首先开始自检，然后等待检测，在滤棒做圆周运动时、滤棒每移动一步长情况下检测一次当前圆周位置和当前的滤棒半径，将数据存储在微处理器中；在滤棒移动到下一位置时，继续检测当前圆周位置和当前的滤棒半径，直到滤棒圆周运动结束，检测结束后按计算公式计算出滤棒圆周，并显示结果；所述计算公式为L=Σi=1n(ri+ri-12)(αi-αi-1),]]>式中L为滤棒圆周；ri为第i次检测到的半径；αi为当前的圆周弧度。
本发明具有如下优点1.测量精度高。采用激光测距器，测距精度高；采用电子控制的方案，与现有技术中气动方案相比不易受现场的干扰，检测结果可靠性高，稳定性好。
2.使用简便，本发明不需要气源，可手提操作，可用于离线测量滤棒圆周。
3.本发明体积小，便于携带和使用。
图1为本发明结构框图。
图2为本发明电路原理图。
图3为本发明操作程序流程图。
具体实施例方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步详细说明。
如图1所示，本发明由以下五部分组成一显示部分，显示包括状态显示及检测结果的显示及辅助显示；一控制部分，采用微处理器，其输入与操作部分相连，输出与检测部分相连，用于控制输入、检测，计算及显示，为本发明的核心部分。
一操作部分，采用与控制部分相连的输入键盘，操作者通过键盘选择检测模式。
一距离检测部分，采用激光测距器，输出信号接至控制部分，用于检测滤棒直径，从而计算滤棒圆周。
一圆周位置检测部分，采用圆周位置检测器，输出信号接至控制部分，用于配合滤棒检测直径，计算滤棒圆周。
电路原理如图2所示，微处理器U1(由单片机构成)，并配有看门狗U4(采用MAX813芯片，英文Microprocessor Reset IC with Watchdog PartSummary)，于是系统的稳定大大加强，检测仪的检测功能、模式设定及标定都是由其控制完成，并实现控制距离检测部分器件，圆周位置检测部分器件，输入键盘的读取，检测结果的显示等功能。具体连接结构微处理器U1与状态显示部分相连，显示部分分为状态显示部分及、辅助显示部分，其中状态显示部分由第1～9数码管DS1～DS9和第1～9锁存器U11～U19组成，微处理器U1分别第1～9锁存器U11～U19与第1～9数码管DS1～DS9相连接，能够实现检测结果和检测仪状态的显示；辅助显示部分由第1～2发光二极管LED1～LED2组成，分别接至微处理器U1输出端，作状态的辅助显示，使系统的状态一目了然，如电源指示，报警指示等。所述微处理器U1的输入还与作为操作部分的第1～6输入键盘KB1～KB6相连，分别与微处理器U1接口，用于模式的设定和检测仪的标定，其中第1输入键盘KB1为模式设定键，第2输入键盘KB2为增加键，第3输入键盘KB3为减少键，第4输入键盘KB4为确认键，第5输入键盘KB5为取消键，第6输入键盘KB6为检测键。微处理器U1输入还分别与检测部分的相连，其中激光测距器U2(采用市购产品，CD3-50型激光测距器)与微处理器U1的模拟量输入接口实现滤棒直径的检测；圆周位置检测器U3(采用市购产品，ES1T型增量编码器)与微处理器U1的计数器输入接口实现检测圆周位置。本发明还配有蜂鸣器SPEAK，于微处理器U1输出端，用于提示和报警。
微处理器U1中存有操作程序，具体流程为(参见图3)上电后首先开始自检，自检结束后等待检测，当检测开始时，在滤棒做圆周运动时，在滤棒每移动一固定微小角度(即步长)情况下检测一次当前圆周位置和当前的滤棒半径，将数据存储在微处理器U1中；在滤棒移动到下一位置时，继续检测当前圆周位置和当前的滤棒半径，直到滤棒圆周运动结束，检测结束后按公式计算滤棒圆周，将结果显示。
所述计算公式如下对于半径为R的圆的圆周长度L＝2πR；(1)对于不规则圆(即半径为变数)的圆周长度L=∫02πΔrdθ;---(2)]]>式中θ为圆周弧度；Δr为半径变量；对于离散量，由式(2)得出L=Σ02πr*Δθ---(3)]]>式中Δθ为圆周弧度步长；r为Δθ弧度中对应的平均半径；由式(3)得出检测结果公式L=Σi=1n(ri+ri-12)(αi-αi-1)---(4)]]>式中L为滤棒圆周；ri为第i次检测到的半径；αi为当前的圆周弧度。
本发明工作过程是由第1～6输入键盘KB1～KB6、第1～8数码管DS1～DS8完成人机交互，设定检测值的上限和下限，放入滤棒，由机构实现对滤棒整个圆周的直径检测，通过检测到的圆周位置及当前位置的直径值由公式一计算得到滤棒圆周的数值，并可得到最大直径、最小直径、圆度等指标，在显示接口显示，与上限和下限进行比较，当超限时实现自动报警。
权利要求
1.一种滤棒圆周检测控制装置，其特征在于包括一显示部分，显示包括状态显示及辅助显示；一控制部分，采用微处理器，存有操作程序，其输入与操作部分、显示部分相连，输出与检测部分相连，用于控制输入、检测，计算及显示；一操作部分，采用与控制部分相连的输入键盘，操作者通过键盘选择检测模式及标定检测仪；一距离检测部分，采用激光测距器，输出信号接至控制部分，用于检测滤棒直径，从而计算滤棒圆周；一圆周位置检测部分，采用圆周位置检测器，输出信号接至控制部分，用于配合滤棒检测直径，计算滤棒圆周。
2.按权利要求1所述滤棒圆周检测控制装置，其特征在于所述微处理器配有看门狗，输出与报警部分相连。
3.按权利要求1所述滤棒圆周检测控制装置，其特征在于所述显示部分分为状态显示部分及辅助显示部分，其中状态显示部分由第1～9数码管(DS1～DS9)和第1～9锁存器(U11～U19)组成，微处理器(U1)分别第1～9锁存器(U11～U19)与第1～9数码管(DS1～DS9)相连接，实现检测结果和检测仪状态的显示；辅助显示部分由第1～2发光二极管(LED1～LED2)组成，分别接至微处理器(U1)输出端，作状态的辅助显示。
4.按权利要求1所述滤棒圆周检测控制装置，其特征在于所述操作部分由第1～6输入键盘(KB1～KB6)组成，与微处理器(U1)接口。
5.按权利要求1所述滤棒圆周检测控制装置，其特征在于所述检测部分分为激光测距、圆周位置检测两部分；距离检测部分采用激光测距器，与微处理器(U1)的模拟量输入接口，实现滤棒直径的检测；圆周位置检测部分采用圆周位置检测器，与微处理器的计数器输入接口，实现检测圆周位置。
6.按权利要求1所述滤棒圆周检测控制装置，其特征在于所述操作程序具体流程为首先开始自检，然后等待检测，在滤棒做圆周运动时、滤棒每移动一步长情况下检测一次当前圆周位置和当前的滤棒半径，将数据存储在微处理器中；在滤棒移动到下一位置时，继续检测当前圆周位置和当前的滤棒半径，直到滤棒圆周运动结束，检测结束后按计算公式计算出滤棒圆周，并显示结果。
7.按权利要求6所述滤棒圆周检测控制装置，其特征在于所述计算公式为L=Σi=1n(ri+ri-12)(αi-αi-1),]]>式中L为滤棒圆周；ri为第i次检测到的半径；αi为当前的圆周弧度。
全文摘要
本发明公开一种滤棒圆周检测控制装置，包括显示部分，显示包括状态显示及辅助显示；控制部分，采用微处理器，存有操作程序，其输入与操作部分、显示部分相连，输出与检测部分相连，用于控制输入、检测，计算及显示；操作部分，采用与控制部分相连的输入键盘，操作者通过键盘选择检测模式及标定检测仪；距离检测部分，采用激光测距器，输出信号接至控制部分，用于检测滤棒直径，从而计算滤棒圆周；圆周位置检测部分，采用圆周位置检测器，输出信号接至控制部分。本发明用于检测滤棒的圆周，结构简单、实用、精度高，便于携带和使用，可靠性好，稳定性高。
文档编号G01B11/08GK1982840SQ20051004799
公开日2007年6月20日 申请日期2005年12月14日 优先权日2005年12月14日
发明者杜劲松, 史勃, 郭永成, 陈书宏, 丛日刚 申请人:中国科学院沈阳自动化研究所