课程设计--流水线故障光电检测装置设计

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1、流水线故障光电检测装置设计 第 1 页 共 10 页 流水线故障光电检测装置设计流水线故障光电检测装置设计 【摘要】【摘要】 本流水线故障光电检测装置设计的核心检测元件是 3DU 型的光敏二极管，并利用 LM339 电压比较器、74HC123 单稳态触发器，蜂鸣器和一些常见的基本元件来搭建电路， 实现对流水线上故障的检测， 通过对与滑动变阻器的调节， 改变比较器参考电压可调节装置 的检测分辨率。 【关键词】【关键词】 流水线故障 光电检测 电压比较器 单脉冲触发器 光敏二极管 【前言】【前言】 在科技高速发展的今天， 流水线生产方式已经得到在工业生产上的广泛应用。 而传统生 产方式中安置专门工

2、人对流水线进行故障的实时监督和手动检查的故障检测随着科技的发 展，已经逐渐遭到社会的淘汰。因此，对流水线故障自动化检测成为一个重要的也是极具实 际价值的课题。 对流水线的故障检测方式多种，可以从机械检测，光电检测等来设计方案实现。而本设 计就是基于光电检测来实现自动化流水线检测的实用装置。 对比其他的检测方法， 光电检测 具有许多突出的优点。第一，光电检测具有实时性强，可以对流水线上的故障进行实时的检 测，对故障的响应速度快。第二，光电检测准确性高，如本设计中由于成本和许多客观因素 限制，我们仅采用市面上非常普通的光敏二极管就可以轻松的实现分辨率达到 0.5mm 精度 的检测，如若采用对光强更

3、加敏感的器件作为装置的探头，将可以实现更高的探测精度，可 见光电检测可实现高准确度的故障检测。 本次课程设计中的装置采用光电检测的办法对目标进行快速和高分辨的实时检测， 实验 中采用半导体激光器 LD 作为光源， 用光敏三极管作为探测器。 本装置用于自动化流水线上， 可以用来判断是否有目标连续通过，并在工作异常时发出报警信号，提示人工干预。其中， 工作异常的情况可以包括一下情况： 1、流水线卡住，堵转； 2、流水线上长期没有放置产品； 3、在等距传送产品的流水线上漏放产品； 一、一、 设计任务设计任务与要求与要求 设计任务：设计任务： 采用光电检测的办法， 利用一些常用芯片设计一个装置， 可实

4、现对目标进行快速和高分 辨的时实检测。实验中采用半导体激光器 LD 作为光源，用光敏三极管作为探测器。 设计要求：设计要求： 1、查阅相关资料，绘出设计电路原理图，并确定元件参数。 2、独立完成 PCB制作，并焊接元件到 PCB上。 3、调试元件参数，以及光敏三极管工作环境，使检测分辨尽可能的高，要求至少能达 到 0.5mm 的分辨能力。 流水线故障光电检测装置设计 第 2 页 共 10 页 二、二、 电路设计方案电路设计方案 1、 方案比较与确定方案比较与确定 方案一：方案一： 利用光敏二极管做探头，根据光敏二极管的特性，可知当光敏二极管工作在线性区，有 光照时，光敏二极管的光电流增大，由此将与光敏二极管连接的支路作为输入信号，与一设 定的参考电压通过 LM339 进行电压比较器。 将其输出的信号作为单脉冲触发器 74HC123 的 0 A的输入。在 74HC123 的真值表中选择一种合适的连接方法，让其在输入信号跳变，即出 现上升沿或下降沿时激发出一个单脉冲，利用该输出来实现对报警器件蜂鸣器的驱动。 方案二：方案二： 利用光敏二极管作为探头，同方案一类似的，采用 LM339