一種盤紙檢測器的創新發明

---暨安徽科達自動化集團股份有限公司總裁王萬年獲得國家發明

隨著中國工業自動化程度的不斷提升，用于制藥、造紙、印刷、食品、煙草等領域的自動化程度也越來越高。盤紙檢測器是用于自動化生產線上包裝用盤紙質量和供紙狀態檢測與控制的一種快速光電檢測器，能有效避免因盤紙質量和供紙系統故障影響包裝質量和造成產品及包裝材料的浪費。

一、盤紙檢測器簡介

本文所提的盤紙檢測器屬于包裝技術領域，涉及一種用于輕工業高速生產線上包裝設備供紙系統的盤紙檢測器，由安徽科達自動化集團股份有限公司總栽兼技術中心執行官王萬年研發，已獲得國家發明（號：ZL200910116219.7）。該檢測器由底座、殼體、狀態顯示燈、檢測光源、光電感應器件、檢測頭、出線插件、檢測電路板組成，檢測頭伸出殼體的外部，其前端開有長方形槽，兩組檢測光源和光電感應器件相向安裝于槽的兩壁上，檢測電路由檢測光源、光電感應器件、信號放大電路、數據處理電路、信號輸出電路、狀態顯示電路構成，當被測的包裝紙從檢測頭的長方形槽中正常通過時，檢測器無控制信號輸出；當被測的包裝紙出現錯位、間斷、裂斷時，檢測器輸出控制信號，通過生產線上的控制器和執行器停止主機和供紙系統的工作，可有效保證生產線正常高速運轉。

二、盤紙檢測器設計方案

1、產品功能設計

在高速的自動化生產線上能不間斷地對包裝用盤紙質量和供紙狀態的進行檢測與控制。

2、產品電路設計

              產品電路采用兩路紅外光電檢測，分別經過信號跟隨、放大、邏輯處理、觸發器和輸出放大電路，形成高低電平和脈沖控制信號輸出；電源電路設反極性保護；輸出狀態通過LED顯示。原理方框圖如下：

3、產品的結構設計

盤紙檢測器由外殼、底板、檢測頭、檢測光源、光電感應器件、狀態顯示燈、電路板、出線插件組成，組裝成一個整體。檢測頭前端開有深槽，兩組檢測光源和光電感應器件相向安裝于槽的兩壁，對從深槽內通過的包裝紙進行無接觸式檢測。

4、盤紙檢測器的工作方式：包裝用盤紙從檢測頭前端深槽中間通過，在盤紙質量和供紙系統正常時，檢測器保持輸出信號不變度；當盤紙出現折斷、裂斷、偏離時，檢測器即轉換控制信號輸出，通過控制和執行裝置使包裝設備停機。

三、盤紙檢測器的設計思想

1、采用光電技術和鴨嘴式檢測頭，實現無接觸式在線檢測；

2、兩對發光和光敏管檢測，提高檢測質量和可靠性；

3、電源的反級性保護和多級濾波處理，對信號進行邏輯處理，檢測光譜的差異化選擇，以提高產品的抗*力和工作的可靠性；

1. 檢測包裝紙的質量和供紙狀態，不光有輸出信號，還要在產品表面直接顯示。

四、盤紙檢測器技術創新點

1、結構創新

該產品集光源、探頭、線路板、殼體、航空接插件于一體，便于現場改造、安裝和維護，實現在線無接觸式檢測。提高產品的易用性和高可靠性。

2、電路設計創新

線路采用雙回路冗余設計，電源采用反極性及壓敏過壓保護，信號的放大比較及施密特觸發整形等措施，同時對光電傳感器的選型進行了優化，選用了紅外光譜范圍內的光電收發器件，通過光譜帶通特性有效的濾除外界雜波及自然光的干擾。保障線路板工作狀態高抗干擾性和高可靠性。

3、性能創新

采用了國產紅外光電收發器件、進口模擬比較器集成電路、進口施密特觸發集成電路以及整體電路設計的優化，使產品的響應速度≤10mS，適應各種復雜光源環境，提高產品的可靠性。

4、可靠性創新

采用了兩對紅外光電檢測頭、雙回路冗余電路設計技術、電源保護技術以及器件的選型，有效保障了產品檢測的準確性及產品質量的高可靠性。

PJ-1B型盤紙檢測器的研發成功，不光使公司多了一個好產品，同時也積累了項目組織經驗，鍛煉和提高了研發隊伍的素質和能力。

五、盤紙檢測器經濟和效益分析

1、經濟效益分析

盤紙檢測器是用于自動化生產線上包裝用盤紙質量和供紙狀態檢測與控制的一種快速光電檢測器，廣泛應用于制藥、造紙、印刷、食品、煙草等領域，能有效避免因盤紙質量和供紙系統故障影響包裝質量和造成產品及包裝材料的浪費。改革開放30多年以來，從1978年看，我國進出口商品貿易總額為206.4億美元，占世界貿易比重為0.78%，2005年我國進出口商品貿易總額為14221.2億美元，占世界貿易比重為6.7%，2015年我國進出口商品貿易總額為39569億美元，占世界貿易比重為11.9%，數據來源:(世界貿易組織)，進出口迅猛發展，國內工業企業使用的自動化流水線檢測產品基本依賴進口，平均每年的需求量在100萬臺以上，按10000元/臺低現行價格計算，市場容量為100億元以上，進口產品售價達3倍以上的價挌，或換言之國產產品僅售三分之一價格，而且利潤還巨大。盤紙檢測器產品如果實現國產化，就可以打破發達國家對核心技術產品的壟斷，替代進口產品，通過吸收,消化和創新，其產品國內外產量也會遂漸遂年增長，提高我國民族工業產品在國內外的*，和自主創新研發產品的檔次，為國家不僅節省外匯，還出口產品賺取外匯，從而占領市場，將為社會和企業創造較好的經濟效率和社會效益。

2、社會效益分析

1）通過自主研發，實現盤紙檢測器的技術創新和對進口產品的替代，為國家自主創新做出貢獻，*一項*，增強行業發展實力。

2）盤紙檢測器的生產，主要采用車、銑、磨、鉚、鍍、制板、焊接等工藝方法加工而成，生產過程中不產生工業廢氣和廢水，所產生的金屬加工廢料也可回收利用，因此不會對環境產生危害。

3）本項目產業化解決500人的就業。隨著盤紙檢測器生產規模的擴大，需要更多的設計、機械加工、裝配等直接生產人員和輔助工作人員，為地方提供更多就業崗位，也為社會下崗再就業做出了貢獻。

4）該項目產業化的實施，可促進上下游配套企業的發展：上游可以促進金屬材料、電子器材等企業的發展，下游可以使自動化生產線企業降低采購成本，提高經濟效益，為了囯內行業發展奠定了堅實的基礎。

綜上如述，該項產品盡管是工業自動化流水線關鍵產品檢測設備，也是檢測核心技術產品，其產品自主研發創新，為了未來的科技進步，走出一條快捷之路。但，隨著工業產品技術創新日新月異，沒有的產品，只有更好的產品不斷推陳出新。

王萬年總裁迄今為止共擁有國家發明6項，實用新型29項，外觀設計3項，獲得安徽省*產品6項，還有發明正在頒發證書之中。