一种自适应调节照射宽幅的频闪仪的制作方法

1.本实用新型涉及频闪设备技术领域，尤其是一种自适应调节照射宽幅的频闪仪。


背景技术：

2.频闪仪是指控制光源发光，以特定频率快速闪动的光学测量仪器，主要应用于印刷业、造纸业、金属加工业和钢铁行业，频闪仪可以发出短暂又频密的闪光，当闪光频率与被测物体的转动或运动速度接近或同步时，利用眼睛的视觉暂留或视频同步，能轻易观测到高速运动物体的表面质量或运行状况，通常用来观察快速移动或震动的物体，使高速运动的物体看上去静止。
3.传统的手持式频闪仪或固定式频闪仪，只能实现其最基本的功能，其照射的灯珠的亮灭不能单独或阵列控制，只能全部亮起或灭掉，且针对宽度较窄的物料，不能做到自适应调节，在没有物料的地方，频闪仪的灯珠仍然会亮起，造成了能源浪费，提升了功耗，还会缩短灯珠的使用寿命，且当物料位于频闪仪和观测人员中间时，若频闪仪的照射幅度大于物料的宽度，则频闪仪两侧的部分光线会直射进入观测人员的眼中，对观察物料造成影响。


技术实现要素：

4.本实用新型的目的在于克服现有技术的不足，提供一种可以通过改变频闪仪的灯珠数量而产生不同照射面，以使照射宽幅可调的自适应调节宽幅的频闪仪。
5.本实用新型解决其技术问题是采取以下技术方案实现的：
6.一种自适应调节照射宽幅的频闪仪，包括控制器，所述控制器的输入端连接有宽度输入机构，所述宽度输入机构用于获取设定物料的宽度，所述控制器的输出端连接有若干组灯珠，所述控制器通过开关电路控制若干组所述灯珠的亮灭，所述宽度输入机构检测物料的宽度，物料的宽度由三种方式输入，即第一种，手动输入物料宽度，第二种，从生产线控制设备中读取参数，例如读取模拟信号0-10v，模拟电压或4-20ma模拟电流信号，计算出对应的物料宽度，第三种，通过激光及摄像头方式测量出物料宽度，并读取该数值，第三种的读取测量功能可以嵌入到频闪仪本身成为产品的一部分结构，也可以是频闪仪以外的部分，宽度输入机构将输入的物料宽度数据传输至所述控制器中，宽度输入机构可以为传感器，也可为其他测量长度的机构，传感器可以为激光传感器、图像传感器等，其自动检测物料的宽度，得到需要照射的幅宽，所述控制器对物料宽度数据进行处理，并通过开关电路控制能照射到物料的灯珠亮起，且控制照射不到物料处的灯珠关闭，控制灯珠的数量或列数，产生不同的照射面，达到幅宽调节功能，保证频闪仪的灯珠可以有效的照射在物料上，不造成能源的浪费。
7.优选的，所述控制器还连接有显示机构，用于人机交互显示，显示频闪仪的工作参数以及灯珠的工作状态。
8.优选的，所述控制器连接有按钮或旋钮，用于人机交互输入，向所述控制器输入物料的宽度值，也即上述的第一种物料宽度输入的方式。
9.优选的，所述控制器连接有若干个外部接口，所述外部接口用于接收外部信号，所述外部信号包括模拟量输入信号、数字量输入信号、通讯数据输入信号，外部信号传输的方式可以为信号线传输输入，也可通过无线通讯方式进行传输输入。
10.优选的，所述控制器包括主控模块，所述开关电路包括地址选择模块和动作执行模块，所述主控模块通过地址选择模块连接动作执行模块，所述动作执行模块连接若干组所述灯珠；
11.所述主控模块用于处理输入的数据信息，所述地址选择模块用于协同主控模块以及从机地址的选择，通过拨动拨码选择从机地址，所述主控模块通过从机地址来下发灯珠的亮灭指令，所述动作执行模块用于控制灯珠的亮灭。
12.优选的，所述主控模块连接有通讯转换模块，所述通讯转换模块用于对主控模块的通讯信号进行电平转换，并将转换后的通讯信号传输至所述地址选择模块。
13.优选的，所述主控模块连接有供外部检定模块，所述供外部检定模块连接有外部的质检机构，所述供外部检定模块用于频闪仪的送检，便于其连接的质检机构对频闪仪的频率的准确性进行检验，供外部检定模块对频闪仪产品本身的功能校验。
14.优选的，所述主控模块连接有风扇供电调速模块，所述风扇供电调速模块用于控制频闪仪的风扇的转速，以及给风扇供电。
15.优选的，若干个所述灯珠分为若干组，每组灯珠都由一个从机地址控制，每个从机地址由所述地址选择模块根据主控模块的指令进行选择，若干组灯珠的排列方式，可以为以列组合，每列由一颗或多颗灯珠组成，可根据实际需求来设定。
16.本实用新型的优点和积极效果是：
17.本实用新型的宽度输入机构检测被测物料的宽度，将检测到的物料宽度数据传输至控制器中，控制器驱动有被测物料处的若干组灯珠亮起，无被测物料处的若干组灯珠灭掉，根据实际的被测物料的宽度来调节频闪仪的照射幅宽，在被测物料的宽度减小的时候关停部分灯珠的闪光，来延长灯珠的使用寿命，同时降低功耗，达到节能的目的，且自适应减小频闪仪的照射幅宽，还可以消除频闪仪的光线对观测人员的影响。
附图说明
18.图1是本实用新型的组成结构示意框图；
19.图2是本实用新型的电路模块的示意框图；
20.图3是本实用新型的主控模块的电路原理图；
21.图4是本实用新型的地址选择模块的电路原理图；
22.图5是本实用新型的动作执行模块的电路原理图；
23.图6是本实用新型的风扇供电调速模块的电路原理图；
24.图7是本实用新型的通讯转换模块的电路原理图；
25.图8是本实用新型的供外部检定模块的电路原理图；
26.图9是本实用新型的电源模块的电路原理图；
27.图10是本实用新型的灯珠的单列控制示意图；
28.图11是本实用新型的灯珠的阵列控制的第一实施例的示意图；
29.图12是本实用新型的灯珠的阵列控制的第二实施例的示意图；
30.图13是本实用新型的幅宽调节的第一实施例的示意图；
31.图14是本实用新型的幅宽调节的第二实施例的示意图；
32.图15是本实用新型的幅宽调节的第三实施例的示意图；
33.图16是本实用新型的幅宽调节的第四实施例的示意图；
34.图17是本实用新型的幅宽调节的第五实施例的示意图。
具体实施方式
35.下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
36.需要说明的是，当组件被称为“固定于”另一个组件，它可以直接在另一个组件上或者也可以存在居中的组件。当一个组件被认为是“连接”另一个组件，它可以是直接连接到另一个组件或者可能同时存在居中组件。当一个组件被认为是“设置于”另一个组件，它可以是直接设置在另一个组件上或者可能同时存在居中组件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的。
37.除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本实用新型的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本实用新型的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本实用新型。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
38.以下结合附图对本实用新型实施例做进一步详述：
39.如图1所示，本实用新型所述的一种自适应调节照射宽幅的频闪仪，包括控制器，控制器可以为fpga、mcu、arm等，控制器的输入端连接有宽度输入机构，控制器的输出端连接有若干组灯珠，控制器通过开关电路控制若干组灯珠的亮灭，物料的宽度由三种方式输入，即第一种，手动输入物料宽度，第二种，从生产线控制设备中读取参数，例如读取模拟信号0-10v，模拟电压或4-20ma模拟电流信号，计算出对应的物料宽度，第三种，通过激光及摄像头方式测量出物料宽度，并读取该数值，第三种的读取测量功能可以嵌入到频闪仪本身成为产品的一部分结构，也可以是频闪仪以外的部分，宽度输入机构将输入的物料宽度数据传输至控制器中，宽度输入机构可以为传感器，也可为其他测量长度的机构，传感器可以为激光传感器、图像传感器等，其自动检测物料的宽度，得到需要照射的幅宽，控制器对物料宽度数据进行处理，并通过开关电路控制设定物料宽度范围内的灯珠亮起，且控制设定物料宽度范围外的灯珠关闭，控制灯珠的数量或列数，产生不同的照射面，达到幅宽调节功能，保证频闪仪的灯珠可以有效的照射在物料上，不造成能源的浪费。
40.此外，控制器还连接有显示机构、按钮或旋钮，用于人机交互显示，显示频闪仪的工作参数以及灯珠的工作状态，按钮或旋钮用于人机交互输入，手动输入物料的宽度，即频闪仪需要照射的幅度，即上述的第一种物料宽度输入的方式，按钮和旋钮二选一即可，控制器上还连接有若干个外部接口，外部接口用于接收外部信号，外部信号包括模拟量输入信号、数字量输入信号、通讯数据输入信号，外部信号传输的方式可以为信号线传输输入，也可通过无线通讯方式进行传输输入。
41.如图2所示，控制器包括主控模块，开关电路包括地址选择模块和动作执行模块，主控模块通过地址选择模块连接动作执行模块，动作执行模块连接若干组灯珠，主控模块用于处理输入的数据信息，地址选择模块用于协同主控模块以及从机地址的选择，通过拨动拨码选择从机地址，主控模块通过从机地址来下发灯珠的亮灭指令，动作执行模块用于控制灯珠的亮灭。
42.主控模块连接有通讯转换模块、供外部检定模块和风扇供电调速模块，通讯转换模块用于对主控模块的通讯信号进行电平转换，并将转换后的通讯信号传输至地址选择模块，供外部检定模块用于频闪仪的送检，便于其连接的质检机构对频闪仪的频率的准确性进行检验，供外部检定模块对频闪仪产品本身的功能校验，风扇供电调速模块用于控制频闪仪的风扇的转速，以及给风扇供电。
43.如图3所示，主控模块包括控制芯片u5，其型号为stm32f407vet6，其负责频闪仪系统的整体控制和频闪仪的参数以及物料宽度的计算。
44.如图4所示为地址选择模块的电路图，其包括控制芯片u1，控制芯片u1的型号为stc15f2k6052，为协同cpu以及选择从机地址，图5的动作执行模块为若干个继电器，每一个协同cpu控制独立的20路继电器单元，每个继电器单元都连接有一个灯珠，图5的电路结构仅为动作执行模块的某一个实施例，不是固定的电路结构。
45.图6-图8分别为风扇供电调速模块、通讯转换模块和供外部检定模块的电路原理图，其连接在主控模块上，图9是供频闪仪工作的电源模块的电路图。
46.如图13所示，若干个灯珠分为若干组，每组灯珠都由一个从机地址控制，每个从机地址由地址选择模块根据主控模块的指令进行选择，若干组灯珠的排列方式，可以为以列组合，每列由一颗或多颗灯珠组成。
47.幅宽调节的第一实施例，如图13所示，深色框表示一列灯珠，灯珠为led，当宽度减少时，可以为从左边开始减少，即第二实施例，如图14所示，深色框表示亮起的灯珠列，浅色框表示灭掉的灯珠列，也可从右边开始减少，即第三实施例，如图15所示，也可两边同时减少，即第四实施例，如图16所示，图16中，两边各有3列灯珠不亮，共6列，通过偏置参数调节，在不减少中间亮起的灯珠列数的情况下，把两边不亮的灯珠列数变为左边1列，右边5列，如图17所示，此为第五实施例，上述的灯珠排列亮起的方式仅为可实施的一种，其他的排列组合也均可实施。
48.灯珠即led，为发光二极管，当led灯珠有电流流过时，led灯珠发光，将电流回路切断，则相应的led灯珠关灭，如图10所示，vcc为led灯珠驱动电源，r为限流电阻，d为led灯珠，s为开关，开关s用于切断电流回路，若vcc是恒流源，则r可省略，通过控制开关s的导通时间，来控制led灯珠的点亮时间，改变开关s的频率，可以控制led灯珠的闪光频率，当有多组或多列灯珠时，需要分别对每组灯珠进行开关控制，可以通过多种电路结构实现。
49.如图11所示，为灯珠排列的一种实施例，以mos管作为开关，灯珠组数为3组为例，当然，不仅限于mos管器件，也不局限于固定组数，根据物料幅宽的不同而对灯珠的列数进行自由扩展。图11中，r1-r3为限流电阻，若vcc是恒流源，则电阻可以省略，d1-d3为led灯珠，可以是1颗或多颗组成，m1-m3是用于开关的mos管，tr1-tr3为mos管的开关驱动信号，当tr1-tr3信号有效时，对应的mos管m1-m3将被导通，对应led灯珠d1-d3被点亮，通过控制tr1-tr3信号的驱动信号的有效时间和频率，可以实现频闪控制和幅宽的调整。
50.图12的电路组合方式是灯珠排列的又一实施例，r4-r6为限流电阻，若vcc是恒流源，则电阻可以省略，d4-d6为led灯珠，可以是1颗或多颗组成，m4是用于开关的mos管，s4-s6是控制led灯珠电流回路的开关，该开关可以是mos管、三极管、igbt和继电器等。tr4为mos管的开关驱动信号，当s4-s6开关的接通时，对应led灯珠(d4-d6)被接入，接入的led灯珠可以被m4控制，控制器通过控制s4-s6的通断，可以实现幅宽的控制。当tr4信号有效时，对应的mos管m4将被导通，通过控制tr4信号的驱动信号有效时间和频率，可以实现频闪控制。
51.图12和图11的两种实施例是对图10的灯珠排列方案的实现说明，仅为其中的两个实施例。
52.具体实施时，宽度输入机构检测被测物料的宽度，将检测到的物料宽度数据传输至控制器中，控制器驱动有被测物料处的若干组灯珠亮起，无被测物料处的若干组灯珠灭掉，根据实际的被测物料的宽度来调节频闪仪的照射幅宽，在被测物料的宽度减小的时候关停部分灯珠的闪光，来延长灯珠的使用寿命，同时降低功耗，达到节能的目的，且自适应减小频闪仪的照射幅宽，还可以消除频闪仪的光线对观测人员的影响。
53.需要强调的是，本实用新型所述的实施例是说明性的，而不是限定性的，因此本实用新型并不限于具体实施方式中所述的实施例，凡是由本领域技术人员根据本实用新型的技术方案得出的其他实施方式，同样属于本实用新型保护的范围。