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工業(yè)顏色識別傳感器的設(shè)計(jì)

工業(yè)顏色識別傳感器的設(shè)計(jì)

說到工業(yè)顏色識別傳感儀器我們最先想到的一定是色差儀,這種以外形小巧、操作簡便、測量精準(zhǔn)、分析快速等諸多優(yōu)勢別更大廠商而喜愛,工業(yè)顏色檢測的設(shè)計(jì)和發(fā)展可以說就是色差儀的設(shè)計(jì)和發(fā)展。
適用于工業(yè)色差儀在線檢測的顏色識別傳感器,通產(chǎn)采用高亮度白光LED光源,并且單片機(jī)和數(shù)字電位計(jì)組成閉環(huán)回路,根據(jù)被測表面和環(huán)境條件,調(diào)整系統(tǒng)獲得最佳放大增益,高速模數(shù)轉(zhuǎn)換電路分別轉(zhuǎn)換光強(qiáng)和三原色的每色信號為12位數(shù)字量,通過高解析度算法處理48位數(shù)字量。設(shè)計(jì)中考慮發(fā)光強(qiáng)度因素,有效消除了在線檢測中振動引起的測量誤差。同時支持色差儀連接計(jì)算可擴(kuò)展其功能,尤其調(diào)節(jié)顏色容差功能。該顏色識別傳感器測量速度快,并且有良好的精度和穩(wěn)定性。
顏色最為識別、分類、分級、檢查和評估等自動化檢測場合的一個重要因素而廣受關(guān)注。其實(shí)工業(yè)最經(jīng)常使用的顏色傳感儀器就是色差儀,這種儀器性能穩(wěn)定功能強(qiáng)大,測量速度快結(jié)果顯示清晰,分析簡單而廣受消費(fèi)者好評。早期的顏色檢測儀器一般都是源自進(jìn)口,國內(nèi)雖然也有生產(chǎn)商在研發(fā)生產(chǎn)但是由于技術(shù)和工業(yè)水平的顯示都不夠成熟一般采用傳統(tǒng)光源,體積較大,精度和穩(wěn)定性不高。而國外的色差儀具有自動化程度高、速度快、檢測可靠并且操作簡單等特點(diǎn)。但是近些年中國工業(yè)發(fā)展迅猛,國內(nèi)的顏色檢測技術(shù)不斷的提高新型研制的顏色檢測色差儀技術(shù)不比國外的差,甚至有些在精度上超過的國外。這種先進(jìn)的顏色檢測儀器比廣泛的應(yīng)用在在汽車制造、電子、包裝、醫(yī)藥和化妝品等行業(yè)。
系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
工業(yè)顏色識別傳感器(即色差儀)的設(shè)計(jì)主要有光源、信號采集及處理、單片機(jī)系統(tǒng)(調(diào)整最佳增益,數(shù)據(jù)處理)及計(jì)算機(jī)處理軟件(顏色空間轉(zhuǎn)換及顯示、調(diào)節(jié)設(shè)定顏色容差)。系統(tǒng)結(jié)構(gòu)原理如圖1所示。
圖1  系統(tǒng)結(jié)構(gòu)原理圖
工業(yè)顏色識別系統(tǒng)一般通過硬件和軟件相結(jié)合,具有顏色分類及顏色識別的功能。硬件技術(shù)色差儀,軟件則是不同色差儀生產(chǎn)商根據(jù)客戶需求以及自己產(chǎn)品的功能擴(kuò)展而研發(fā)的色彩管理分析軟件。由不同的光譜組成的光線照射到物體上時,被物體反射并由傳感器接收,數(shù)字化后,通過微處理器評估和存儲。當(dāng)前檢測值與存儲的參考值進(jìn)行比較;如果檢測值在誤差范圍內(nèi)(設(shè)定顏色容差來調(diào)節(jié)誤差范圍),就會輸出一個相應(yīng)信號。即實(shí)現(xiàn)顏色分類的功能,此功能廣泛用于有色物體的自動分類。傳感器通過串行通訊口與計(jì)算機(jī)連接,利用處理軟件,顯示顏色RGB值,并進(jìn)行顏色空間轉(zhuǎn)換,以圖表示形式顯示XYZ、L*a*b*、L*u*v*顏色評價值,實(shí)現(xiàn)顏色識別功能。