安全玻璃缺陷光学检测系统中的电路设计
关于自动光学检测系统（AOI）设计，有你想知道的......
关于自动光学检测系统（AOI）设计，有你想知道的......自动光学检测(AOI)是电子印刷电路板(pcb)制造和测试中的一项关键技术。
自动光学检测，AOI能够快速准确的检测电子组件，特别是pcb，确保产品出厂质量高，产品制作正确，没有制造故障。
为什么需要自动光学检测（AOI）尽管已经取得了重大进展，但现代电路远比几年前的电路板复杂得多。
表面贴装技术的引入以及进一步缩小尺寸意味着电路板特别紧凑。
即使是相对平均的电路板也有数千个焊接接头，这些都是容易出现问题的地方。
电路板复杂性的增加也意味着现在人工检查不是一个可行的选择。
即使这是一种公认的方法，它目前来讲人工检测并不是特别有效，检查员很快受疲劳和主管因素影响，很容易出现错误的检查。
随着市场对产品的需求量越来越大，为了保证产品的高质量，需要非常快速、非常可靠和快速的方法将高质量的产品推向市场。
自动化光学检测是集成电子测试策略中必不可少的工具，通过在生产线早期检测故障，确保成本尽可能低。
其中一个解决方案是使用自动光学检测系统。
自动光学检测系统可以在焊接工艺之后立即放入生产线。
通过这种方式，它们可以用于在生产过程的早期发现问题，并具有许多优点。
随着故障在生产过程中被发现的时间越晚，修复成本越高，即使发现故障可以避免高额修复成本。
此外，焊料和装配区域的工艺问题可以在生产过程的早期看到，信息用于快速反馈到早期阶段。
通过这种方式，快速反应可以确保问题得到迅速识别，并在批量板材出现相同问题之前得到纠正。
AOI、AXI、ICT的主要缺陷检测能力比较缺陷类型AOI AXI ICT焊接缺陷开路Y Y Y焊桥Y Y Y焊锡短路Y Y Y少锡Y (not heel of joint) Y N焊料空隙N Y N锡多Y Y N焊料质量N Y N部件缺陷脚浮Y Y Y部件缺失Y Y Y未对齐或放置错误的组件Y Y Y错误的元件值N N Y故障部件N N YBGA和CSP缺陷BGA 短路N Y YBGA开路连接N Y Y自动光学检测基础自动光学检测系统（AOI）使用可视化的方法来监控印刷电路板的缺陷。
玻璃缺陷在线检测系统设计
中国矿业大学科研创新论文玻璃缺陷在线检测系统设计姓名：连清学号：03101257专业：测控技术与仪器导师：刘万里摘要传统的玻璃质量检测主要采用人工检测的方法。
人工检测不仅工作量大，而且易受检测人员主观因素的影响，容易对玻璃表面缺陷造成漏检，尤其是变形较小、畸变不大的夹杂缺陷漏检，极大降低了玻璃的表面质量，从而不能够保证检测的效率与精度u。
目前，玻璃缺陷检测系统主要是利用激光检测和摩尔干涉原理的方法。
激光检测易受到外界干扰，影响检测精度。
摩尔干涉原理由于光栅内的莫尔条纹比较细，为保证莫尔条纹有很强的对比度便于计算机进行分析处理，就必须要求光栅有很高的明暗对比度，通过复杂计算机图形处理技术对干涉图形进行处理，占用大量的检测时间，检测周期非常缓慢而在实际检验中并无实用效果。
近年来，迅速发展的以图像处理技术为基础的机器视觉技术恰恰可以解决这一问题。
机器视觉主要是采用计算机来模拟人的视觉功能，从客观事物的图像中提取信息，进行处理并加以理解，最终用于实际检测、测量和控制。
本文介绍的玻璃表面缺陷检测系统采用机器视觉技术，完成对玻璃缺陷的提取、识别，为玻璃分级打标提供信息，满足玻璃表面缺陷检测的要求。
关键字：玻璃表面检测；图像处理；系统设计目录1、玻璃缺陷在线检测系统设计课题的提出 (4)1.1课题研究的背景 (4)1.2课题研究的意义及目的 (5)2、国内外玻璃缺陷在线检测系统的研究现状 (5)3、测量系统的简要介绍 (7)3.1检测系统的基本结构 (7)3.2检测系统原理 (8)3.3玻璃表面缺陷图像的处理（简介） (9)4、系统设计中重要的检测参数和部分要求 (9)5、课题研究的步骤及各阶段完成目标 (10)相关文献 (11)1、玻璃缺陷在线检测系统设计课题的提出1.1课题研究的背景玻璃在生产过程中，会产生各种各样的缺陷，比如:气泡、条纹和结石。
这些缺陷都会影响玻璃的外观质量，降低玻璃的透光性、机械强度和热稳定性，造成大量的废品和次品。
一种玻璃缺陷检测方法
一种玻璃缺陷检测方法
玻璃缺陷检测是一种常见的工业检测问题，以下是一种常见的玻璃缺陷检测方法：
1. 视觉检测：使用高分辨率的摄像头和图像处理算法来检测玻璃表面的缺陷，例如裂纹、气泡等。
该方法通常可以自动化进行，但对摄像头的精准定位和图像处理算法的优化需要一定的技术支持。
2. 超声波检测：使用超声波振荡器将声波传递到玻璃表面，通过测量声波的传播时间和反射强度来检测玻璃内部的缺陷，例如空洞、裂纹等。
这种方法可以非破坏性地检测玻璃缺陷，并且可以应用于任意形状和尺寸的玻璃制品。
3. 激光光谱检测：使用激光器将激光光束照射到玻璃表面，通过测量反射光谱和干涉图案来检测玻璃表面和内部的缺陷，例如划痕、晶粒等。
这种方法需要精确的光学测量和数据处理算法，但可以提供更详细的缺陷信息。
4. 热红外检测：使用红外热像仪来测量玻璃表面的温度分布，通过热传导和辐射的特性来检测玻璃内部的缺陷，例如不均匀的密度分布、断裂等。
这种方法对玻璃材料的热性质要求较高。
以上是一些常见的玻璃缺陷检测方法，每种方法都有各自的适用范围和优缺点，选择合适的方法需要考虑具体的应用场景和要求。
玻璃缺陷在线检测系统设计
玻璃缺陷在线检测系统设计玻璃制造过程中的缺陷会对产品质量产生重大影响，因此在玻璃制造过程中对缺陷进行在线检测是非常重要的。
本文将针对玻璃缺陷在线检测系统进行设计，以确保产品质量，并提高生产效率。
1.系统概述2.系统架构-图像采集模块：该模块用于采集玻璃表面图像，并将图像传输给图像处理模块。
可以采用相机等设备进行实时采集，也可以采用图像数据库进行离线处理。
-图像处理模块：该模块对采集到的图像进行预处理，包括图像去噪、图像增强、边缘检测等操作，以提高缺陷的检测效果。
-缺陷检测模块：该模块通过对预处理后的图像进行特征提取和分类，来判断图像中是否存在缺陷。
可以采用机器学习算法，如卷积神经网络（CNN）等进行缺陷检测。
-结果显示模块：该模块将缺陷检测的结果以图像或文字形式显示给操作员或自动控制系统。
显示结果可以包括缺陷位置、缺陷类型、缺陷严重程度等信息。
3.系统工作流程-图像采集：系统通过图像采集模块实时或离线地采集玻璃表面图像。
-图像预处理：采集到的图像经过图像处理模块进行预处理，包括去噪、增强和边缘检测等操作，以提高缺陷的检测效果。
-特征提取：预处理后的图像通过特征提取算法提取关键特征，如纹理特征、形状特征等，以用于缺陷分类。
-缺陷分类：特征提取后的图像通过机器学习算法进行缺陷分类，判断图像中是否存在缺陷，并确定缺陷类型和严重程度。
-结果显示：缺陷检测的结果通过结果显示模块以图像或文字形式显示给操作员或自动控制系统，以便及时采取相应的措施。
4.系统优化为了提高检测系统的性能和可靠性，可以考虑以下优化：-算法优化：针对不同类型的玻璃缺陷，设计和优化合适的特征提取算法和机器学习算法，以提高检测的准确性和效率。
-数据集构建：采集一定数量和多样性的玻璃缺陷图像，并标注缺陷位置和类型，构建起合适的训练数据集，以提高缺陷检测的泛化能力。
-实时性要求：对于需要实时监测的生产线，系统需要具备高速图像处理和缺陷检测的能力，保证检测结果的实时性。
光学自动检测系统在PCB板缺陷检测中的应用
光学自动检测系统在PCB板缺陷检测中的应用1 引言自动光学检测是印刷电路板生产线上的一种基于机器视觉的缺陷检测方式。
由于印刷电路板生产过程中会产生很多的缺陷，为保证生产的质量，印刷电路板的多个生产步骤中必须加入质量检测。
光学自动检测系统就是其中一种优秀的质量检测方法。
本文针对PCB制造过程中的缺陷，论述了一种自动光学检测系统。
第一部分描述了检测系统的背景，第二部分阐述了该系统的优缺点，第三部分介绍了该系统的各个组成部分，包括光学采集模块、运动控制模块、图像处理模块和数据处理模块，第四部分叙述了检测系统的算法。
第五部分对检测系统进行了总结。
2 检测系统的优缺点2.1 优点（1）提高了焊接点缺陷检测效率、缺陷定位效率。
（2）代替部分人工作业，降低成本。
（3）检测记录可自动存储、查看。
（4）自动筛选不合格品，提高准确率。
2.2 缺点（1）存在一定比例的漏测或误报警，还需要在后续的工序中增加功能检测。
（2）只能检测外观缺陷。
（3）无法对BGA等不可见焊点进行检测。
3 检测系统的组成部分系统硬件如图1所示：图1 AOI实物图3.1 光学采集模块主要由光源和相机组成，将PCB板焊接转换成图像进行处理。
3.2 运动控制模块主要由电机和控制部分组成，主要负责PCB板的入检、定位、出检等运动控制。
3.3 图像处理模块主要负责将收集的PCB板元件、焊点的图像通过识别算法，判断焊接质量。
3.4 数据处理模块对检测的数据进行保存存储，以便随时调阅、分析。
4 算法4.1 色彩数量化算法彩色PCB图像包含了丰富的信息。
若直接进行二值化，由于铜板上的不少部分因为色彩的微小波动而导致二值化结果出现了许多类似于欠腐蚀的缺陷，造成误检。
若将彩色图像直接转化为灰度图像，则转化后的灰度图像丢失了色彩信息，最直接的问题就是造成原本人眼可以区分的字符与铜板在灰度图像中变得难以区分。
因此，对于彩色PCB图像进行简单的二值化或者灰度转化是不可行的，需要对彩色图像进行图像预处理，比如彩色图像色彩数量化、彩色图像平滑、彩色图像分割、彩色图像去噪等。
安全玻璃缺陷光学检测系统中的电路设计
2012年8月第22期科技视界SCIENCE &TECHNOLOGY VISION 科技视界Science &Technology Vision0引言在安全玻璃的缺陷检测中,通常被检对象的尺寸很小,约为40μm 数量级。
检测系统不仅需要确定缺陷位置,还要精确测定其外形特征,结合光学特征进一步判断缺陷的性质。
因此,检测平台的几何尺度测量必须有很高的精度。
为之,在设计的检测系统中采用了光栅位移传感器作为测试手段。
光栅位移传感器(即光栅尺)是进行高精度位移测量的最常用的装置,它将位移量通过光栅的透射转换成莫尔条纹的移动,然后经光电转换电路转换成电信号输出。
当主光栅与指示光栅相对移动一个条纹距离时,输出的电信号变化一个周期。
通过对信号变化周期的测量,进而测出移动的距离。
1光栅尺接口信号及电路功能要求方波输出的光栅尺,所输出的电信号通常包括有A 相、B 相和Z 相三个方波,其中A 相信号为主信号,B 相为副信号,两个信号的周期相同,相位差90。
Z 相信号作为校准信号,用以消除累积误差。
若光栅尺正向运动时,A 信号超前B 信号,在A 信号下降沿,B 信号为“1”;当光栅尺反向运动时,A 信号滞后B 信号,在A 信号下降沿,B 信号为“0”;根据读到的B 信号的数据并对A 信号的周期进行计数(正向计数或逆向计数),就可以测算出总位移[1]。
图1光栅尺的输出信号光栅尺的测量精度受栅线密度的限制。
用电路信号细分的方法可以提高测量精度。
故需设计光栅尺专用的接口电路,完成细分辨向、可逆计数和数据传输等任务。
实现上述功能有多种硬件方案可供选择。
我们采用美国Altera 公司的Cyclone II 系列的EP2C5T144C8N (FPGA 芯片)完成信号处理,采用南京沁恒公司的CH372(USB 总线的接口芯片)实现FPGA 与PC 机的数据传递,较好地实现了上述目标。
2核心电路设计2.1细分辨向电路根据光栅尺的工作原理,动尺每移动一个栅距,其A、B两路输出方波变化一个周期。
玻璃缺陷检测LED照明系统研发
彭振 民
（ 暨南大学信 息技术研 究所 ， 广东 广 州 ５ １ ０ ０ ７ ５ ）
圈 圆 臣
一 一
［ 摘
要］ 以某玻璃 厂缺 陷检 测的照 明为主线 ， 分析 了其项 目开发 目标 ， 提 出 了系统 的技 术路线 、 处理流程 和应 对措施 ，
（ ７ ） ｃ ｄ ４ ０ ６ ７在未 做任何选 择通道 时默认产 生 了 ０ ０ ０ ０ ， 这
圈 一 Ｅ
图 ３ 显 示板 原 理 框 图
显示 板上有六 组 Ｌ Ｅ Ｄ 灯 的 按 钮 ， 从 左 到 右 分 别 是
１ － ６ Ｌ Ｅ Ｄ灯 组 。当相 应 的按键 按 下 的 时候 ，当控 制 板 读取 ７ ４ １ ｓ １ ６ ５的时候 ， ７ ４ １ ｓ １ ６ ５就 会把 相 应 的状 态 回传 到控 制 板 。
同时对项 目实施 的管理思路和过 程要 点进 行 了总结和分析 。
［ 关键 词］ 缺 陷检 测 照 明 ； Ｌ Ｅ Ｄ 灯 光 控 制 ；Ｌ Ｅ Ｄ 照 明
１ ． 项 目开 发 目标
此 项 目应 用在 玻璃 厂缺 陷检 测 的照 明上 ，可 以按 照 需 求选 择照 明的部分 。 整个 Ｌ Ｅ Ｄ照 明部分分 为 ６个照 明区域 ， 每 组 ８个 Ｌ Ｅ Ｄ 串， 每个 Ｌ Ｅ Ｄ 的前 向电压 为 ２ ． ５ Ｖ。按照实 际 测 量 的结果 ， 当 Ｌ Ｅ Ｄ 的 电流 为 ２ ８ ０ ｍａ的 时候 ， 在 保证 Ｌ Ｅ Ｄ
目翻
图 ２ 控 制 板 原理 框 图
灯 的寿命 下 ， 能够 满足 实际 的工厂 需求 。在上 述 的前提 下 ，
采取 ６路的恒流 源控制通 。在控制箱 的前 向面 板上 ， 分别表
一种玻璃缺陷检测的方法、系统、装置[发明专利]
![一种玻璃缺陷检测的方法、系统、装置[发明专利]](https://img.taocdn.com/s3/m/81ca348cf021dd36a32d7375a417866fb94ac073.png)
(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 201910875092.0(22)申请日 2019.09.17(71)申请人 深圳新视智科技术有限公司地址 518000 广东省深圳市罗湖区莲塘鹏基工业区710栋6楼(72)发明人 吴小飞 张孟 廖方诚 (74)专利代理机构 深圳中细软知识产权代理有限公司 44528代理人 孙凯乐(51)Int.Cl.G01N 21/958(2006.01)(54)发明名称一种玻璃缺陷检测的方法、系统、装置(57)摘要本申请涉及一种玻璃缺陷检测的方法，所述方法包括：获取同一缺陷在多个相机的成像时间点；计算两两相机之间的成像时间差；根据所述成像时间差确定所述缺陷在所述玻璃中的位置。
该方法可以精确定位缺陷时位于玻璃的上表面、下表面或是玻璃内部的具体位置，有效的提高玻璃产线的生产良率。
此外，还提出了一种玻璃缺陷检测的系统、装置、计算机设备及存储介质。
权利要求书2页 说明书10页 附图5页CN 110618141 A 2019.12.27C N 110618141A1.一种玻璃缺陷检测的方法，其特征在于，所述的方法：获取同一缺陷在多个相机的成像时间点；计算两两相机之间的成像时间差；根据所述成像时间差确定所述缺陷在所述玻璃中的位置。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述成像时间差确定所述缺陷在所述玻璃中的位置，包括：获取两两相机对应的预设时间差；根据所述成像时间差与所述预设时间差确定所述缺陷在所述玻璃中的位置。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述预设时间差包括：第一预设时间差和第二预设时间差、所述第一预设时间差小于所述第二预设时间差；所述根据所述成像时间差与所述预设时间差确定所述缺陷在所述玻璃中的位置，包括：当所述两两相机之间的成像时间差等于所述两两相机对应的所述第一预设时间差时，确定所述缺陷在所述玻璃的第一表面；当所述两两相机之间的成像时间差等于所述两两相机对应的所述第二预设时间差时，确定所述缺陷在所述玻璃的第二表面；当所述所述两两相机之间的成像时间差大于所述第一预设时间差且小于所述第二预设时间差时，确定所述缺陷在所述玻璃的内部。
手机玻璃面板摄像孔检测系统的氦氖激光器驱动电路设计
1引言随着智能手机的广泛应用，中国境内的智能手机产业链也迅速扩充，因此国内对智能设备对应摄像头位置的玻璃面板质量检测仪器需求很大，该类品控检测仪器的市场前景可观。
目前，此类品控检测仪器最有效的手段就是检测光学波前，通过检测激光照射后产生的干涉条纹质量来检测智能设备摄像孔位置的投射波前的好坏，即完成了智能设备玻璃面板加工质量的检测。
目前，国际上的此类品控检测仪器价格偏高不适合零件生产线上对性价比和多台配置的需求。
国内现有的检测仪器在性能上与国际水平仍有差距，在生产线上使用时暴露出很多问题。
其中之一就是检测光学波前的激光采用的基本是常见的半导体激光器，半导体激光的波长稳定性较差，在生产线上恶劣环境下运行时产生的干涉条纹存在走动现象，因此影响检测的效率和质量。
针对此问题，本项目在研究阶段提出利用稳定性较好的氦氖激光替代半导体激光实现干涉条纹以达到实际使用的目的。
本文提出了氦氖激光器的重要组成部分——驱动电路的研究和设计[1]。
2氦氖激光作为光源的重要性半导体激光器的中心波长的一致性比较差，且其输出功率会随壳体的温度变化而有较大的变化，同时温度对其使用寿命有很大的影响。
氦氖激光器具有良好的输出功率稳定性和极低的激光噪声水平，且受环境温度影响非常小，在光束质量方面是最好的[2]。
氦氖激光（Helium-neon gas laser）是研制成功的第一种气体激光，通常在可见光频段6328Å工作，功率一般约数毫瓦，连续发光。
由于单色性好，相干长度可达数十米以致数百米，同时制造方便、可靠，所以在军工、工业、医疗等精密测量领域有广泛的应用。
3氦氖激光产生干涉条纹不稳定的原因手机玻璃面板质量检测仪器属于激光干涉仪范畴，而激光干涉仪作为检测纳米尺度超高精度的检测设备，其激光光源输出波长的稳定性是检测精度的重大影响因素之一。
因此，我们需结合实际应用情况分析并解决氦氖激光会产生干涉条纹不稳定的原因。
通过实验，得出氦氖激光器使用时如果存在温漂，其产生的干涉条纹就不稳定。
光学元件外观缺陷检测系统
一、光学元件检测系统描述本系统用于光学元件外观缺陷识别以及产品位置获取，系统采用进口高分辨率工业相机，可以快速获取产品图像，通过图像识别、分析和计算，给出产品外观缺陷，给出产品坐标，并输出相应检测结果信号，以便于设备对不合格产品的处理。
二、光学元件检测系统设计方案台州振皓自动化科技有限公司基于机器视觉图像处理技术研发的光学元件外观缺陷检测系统，具有高精度、高速、多样品化的特点。
系统主要模块有：触发模块、图像处理模块。
根据用户需求，样品移动到检测位，触发相机并及时由视觉系统输出检测信号，从而完成检测功能。
为了达到高精度的检测要求，首先要产品来料的位置一致，达到的效果是位置准、稳定。
三、系统主要功能1．高速识别检测功能2/s；2．检测精度±0.08mm；3．自动完成被检产品与相机获取图像同步；4．自动完成光学元件的外观缺陷检测；5．还可根据需要对不同颜色产品类型学习并检测；6．对产品图像进行自动存储，可进行历史查询；7．自动统计（良品、不良品、总数等）；8．异常时可提供声、光报警、并可控制设备停机；9．系统有自学习功能，且学习过程操作简单。
四、项目系统检测界面五、系统主要技术特点1.操作界面清晰明了，简单易行，只需简单设定即可自动执行检测；2.检测软件及算法完全自主开发，系统针对性强；3.可灵活设置检测模板、检测范围；4.可选择局部检测功能，提高检测速度；5.专业化光源设计，成像清晰均匀，确保测量任务完成；6.支持多种型号产品的检测、具备产品在线自动检测等功能；7.安装简单、结果紧凑，易于操作、维护和扩充；8.可靠性高，运行稳定，适合各种现场运行条件。
9.基于PC平台，系统可扩充性强。
玻璃表面缺陷自动检测系统设计说明书
玻璃表面缺陷自动检测系统设计方案版本号：V1.0目录一、背景及意义 (1)二、玻璃表面缺陷自动检测系统分析 (3)2.1 非功能性需求 (3)2.2 功能性需求 (3)2.3 开发环境 (3)三、玻璃表面缺陷自动检测系统介绍 (4)3.1玻璃表面缺陷检测原理 (4)3.2玻璃缺陷视觉检测系统构成 (5)3.3玻璃表面缺陷自动检测系统检测过程 (6)四、玻璃表面缺陷自动检测系统实现 (10)4.1 系统框架图 (10)4.2 系统主界面图 (13)4.3 检测模块界面图 (14)五、主要功能模块测试 (14)5.1.软件测试概述 (14)5.2.软件测试的目标 (15)5.3.软件测试的方法 (15)5.3.1.静态测试 (15)5.3.2.动态测试 (16)5.3.3.黑盒测试与白盒测试 (16)‘一、背景及意义玻璃在生产过程中，会产生各种各样的缺陷，比如:气泡、条纹和结石。
这些缺陷都会影响玻璃的外观质量，降低玻璃的透光性、机械强度和热稳定性，造成大量的废品和次品。
为提高玻璃的质量和玻璃质量等级划分，必需对玻璃带进行缺陷自动检测或者人工检测。
在玻璃实际生产过程中，常见的玻璃缺陷主要有：气泡、粘锡、结石、夹杂物等缺陷，各类缺陷的主要特点分：1）气泡，该类缺陷主要是由于玻璃生产材料含有气体、外界环境气泡、金属铁丝等引起，其主要特点为整体轮廓近似于圆形、线形、中空、具有光透射性等。
2）结石，由于其热胀系数和外界环境热胀系数的差异，该类缺陷严重影响玻璃质量。
主要分为：原材料结石、耐火材料结石以及玻璃析晶结石等。
3）夹锡，夹锡主要分为粘锡和锡结石，其特点是呈暗黑色、具有光吸收性。
4）划伤，该缺陷主要是玻璃原板与硬质介质间的相互摩擦产生，外表呈线性。
5）表面裂纹及线道，其特点表面呈线性。
具体的缺陷图如图1-1所示：（a）无缺陷玻璃图像（b）含气泡玻璃图像（c）含结石玻璃图像（d）含裂纹玻璃图像（e）含夹杂物的玻璃图像图 1-1 玻璃典型缺陷图像传统的依靠工人通过眼睛来识别玻璃中的缺陷，除了其速度慢，需要占用大量的资源外，更有下列几个致命的缺陷:1)容易出现漏检的情况。
光学玻璃折射率测试仪电子学系统设计
光学玻璃折射率测试仪电子学系统设计摘要：为达到较高精度测量光学玻璃折射率的要求，研制了基于直角照准法、最小偏向角法和三最小最小偏向角法的光学玻璃折射率的测量设备。
文中介绍了该测量设备的电子学系统控制和测量的设计方案，并对关键元器件的选用进行了分析。
结果表明：电子学系统控制和测量设计方案可满足高精度光学玻璃折射率的测量精度要求。
关键词：光学玻璃折射率电子学系统控制和测量伴随光学精密仪器的高速发展，对光学玻璃的折射率的测量精度要求越来越高，光学玻璃折射率的数据精度对保证光学系统像质起着非常关键的作用。
新型光学玻璃材料的研发也对光学玻璃折射率提出较高的要求。
很多人对光学材料折射率的测量提出了多种有价值的测量方法[1-2]，主要有测角法和干涉测量法。
文章介绍了基于测角法中使用的直角照准法、最小偏向角法和三最小偏向角法测量光学玻璃折射率的测试仪中的电子学控制和测量设计方案。
1电子学方案高精度光学玻璃折射率测试仪主要由底座、测角系统、传动机构和微调机构、自准光管、平行光管、载物台和光源箱组成。
1、1系统电子学部分是以单片机为前台机，系统机为后台机对位敏传感器（PSD）和轴角编码器进行数据采集，以步进机为执行机构，系统机进行数据运算的光电瞄准实时控制系统。
1、2关键元器件的选用1、2、1轴角编码器示值分辨率0。
05″；精度0。
5″；转速≤90°、S；显示箱：°′″，按BCD码以度（百、十、个）分（十、个）秒（十、个）小数秒（后1、2位）顺序连续发送。
其内容高4位（D7-D4）为标识位码（0-8），后4位（D3-D0）为BCD数据码。
传输速度15µ1、字节-20µ1、字节。
1、2、2位敏传感器采用位敏传感器（PSD）作瞄准探测器是本系统的重要特点。
它反应快、灵敏度高、精度高。
与CCD不同，属于非离散性器件，适配电路也比较简单。
PSD是具有横向光电效应的PIN光电位置传感器，I1、I2的输出和光点位置有关，经适配电路处理有：式中：：光点偏离中心位置座标；L：PSD光敏面长；I1、I2：PSD两端输出电流。
玻璃表面缺陷检测系统原理
玻璃表面缺陷检测系统原理玻璃是一种常见的建筑材料，广泛应用于建筑、汽车、家电等领域。
然而，由于制造过程中的各种原因，玻璃表面可能会出现各种缺陷，如划痕、气泡、脱附等。
这些缺陷不仅影响玻璃的美观度，还可能降低其强度和耐久性。
因此，开发一种高效、准确的玻璃表面缺陷检测系统对于保证产品质量和提高生产效率至关重要。
玻璃表面缺陷检测系统的原理是基于图像处理和机器视觉技术。
首先，将待检测的玻璃放置在特定的检测平台上，并通过传感器获取玻璃表面的图像。
然后，利用图像处理算法对图像进行预处理，去除噪声和背景干扰，增强图像的对比度和清晰度，以便更好地识别缺陷。
在预处理完成后，接下来是缺陷的检测和分类。
通常，玻璃表面的缺陷可以分为几个主要类别，如划痕、气泡、脱附等。
针对不同的缺陷类型，需要设计相应的检测算法和模型。
例如，对于划痕缺陷，可以利用边缘检测算法和形态学处理方法来提取划痕的轮廓和边界信息；对于气泡缺陷，可以利用图像分割算法和形状特征提取方法来检测和定位气泡的位置和大小。
在检测和分类完成后，系统还需要进行缺陷的评估和判定。
这一步骤通常涉及到特征提取和模式识别技术。
通过提取缺陷区域的纹理、颜色、形状等特征，并利用机器学习算法训练分类模型，可以对缺陷进行定量评估和判定。
例如，可以利用支持向量机（SVM）算法对不同类型的缺陷进行分类，并给出缺陷的严重程度和优先级。
玻璃表面缺陷检测系统还需要提供可视化的结果和报告。
通过将检测结果以图像、表格或报告的形式呈现给操作人员，可以帮助他们直观地了解玻璃表面的缺陷情况，并及时采取相应的措施进行修复或处理。
此外，系统还可以将检测结果保存和记录，用于质量追溯和生产过程的改进。
玻璃表面缺陷检测系统是基于图像处理和机器视觉技术的一种高效、准确的自动检测方法。
通过对玻璃表面图像的处理、缺陷的检测和分类、缺陷的评估和判定，以及结果的可视化呈现，可以实现对玻璃表面缺陷的快速、准确的检测和分析，提高产品质量和生产效率，为各行业的玻璃应用提供可靠的质量保证。
激光外差玻璃厚度测量系统检测电路的设计
激光外差玻璃厚度测量系统检测电路的设计
摘要：为了检测激光外差玻璃厚度测量系统中的激光外差信号，介绍了激光外差玻璃测厚系统测量原理，通过对几种光电检测电路性能特征进行分析，设计出适合本系统光电检测电路，为激光外差检测提供了一种单元模块电路。
关键词：激光外差技术；激光外差测厚原理；光电检测电路；元件参数设计
目前，激光外差技术在激光通信、雷达、测距、测速、测振等方面有了广泛的应用。
在玻璃厚度测量方面，激光外差测量技术以其具有分辨率高、精度高、线性度好、动态响应快、在线非接触测量的优点，逐渐开始取代传统的测量方法。
在激光外差玻璃厚度测量系统中光外差信号是弱光电信号，其含有大量背景光噪声和其它多次谐波成份，怎么从中提取光外差信号，光电转换电路就显得尤为重要，其往往是决定系统成败的关键。
1 激光外差玻璃测厚系统原理测量系统中应用了激光多普勒效应和激光外差测量技术，系统测量原理如图1 所示。
激光器S 发出的激光，经平面镜K、半透镜L 反射到多普勒振镜，振镜振动产生多普勒效应使得激光变频，变频后的激光由振镜反射后透过半透镜L 垂直照射于待测玻璃表面。
由于激光在不同时刻的频率不同，所以激光在玻璃前表面反射的光场，与其前一时刻在后表面反射后到达前表面的光场因频率不同而发生混频，产生差频信号，由半透镜L 反射后，与从平面镜K 反射后透射过半透镜L 的本振光一起到达光电转换器，光电二极管将接收到的光信号转换为电信号，该信号包括待测的差频信号及其它欲抑制信号(激光本振信号、和频信号和噪声)，其中本振信号与和频信号频率较高，超出光电二极管的频率响应范围，因此在接收电路中，只需要利用滤波器的带宽控制在中频信号范围内，即。
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０ 引 言
在安全玻璃的缺陷检测中 ，通常被检对象 的尺寸很小 ， 约为 ４ ｔ ０ｘ ｍ数量级 。 检测 系统不仅需要确定 缺陷位置 ， 还要精 确测定其外形特征 ．结合光学特征进一步判 断缺 陷的性质 。 因此 ， 检测平 台的几何尺度测量必须有很高的精度 。为之 ， 在 设计的检测 系统 中采用 了光栅 位移传感器作为测试手段 。
了ｘ 轴及 Ｙ光栅信 号的细分 、 向、 移测量， 辨 位 还通过 Ｕ Ｂ口方便快捷 实现 了与 Ｐ Ｓ ｃ机的信息交换。 实际应 用情 况表 明， 该设计
集成度 高， 用方便 ， 使 性能稳 定可靠 。
【 关键词】 安全玻 璃 ； 陷 测； 缺 检 光栅位移传感器； Ｐ Ａ Ｕ Ｂ ＦＧ ；Ｓ
所带有 的配套软件具 有简单的操作接 口。 很容 易与 Ｆ Ｇ Ｐ Ａ进
行通信操作 。系统 中 ，Ｈ３ ２的工作方式为从机方式 ， Ｃ ７ 即将它 作为从机挂接 到 Ｆ Ｇ Ｐ Ａ的数据总线上与上位机进行通信 。
图 ２ 正 向运动时 Ａ信号下降沿检 出电路
，
里！ ！
Ｉ ＮＴ＃
、
数变化 。 换言之 ， 光栅 尺每移动 １ 个栅距只计 １ 次数 。 如果让
两个信号 的周期相同， 相位差 ９ 。ｚ ０ 相信号作为校准信号 ， 用
以消除 累积误差。若 光栅尺正 向运动时 ， Ａ信号 超前 Ｂ信 号，
计数器在 Ａ、 Ｂ两路信号的上升沿以及下降沿均产生计数 ， 则
同样光栅尺移动 １ 个栅距 ， 会有 ４次计数效果 。也就是说 ， 光 栅尺在 １ 个栅距 内， 每移动 １ ， ４栅距就产生 １ 次计数 ， 相当于
在 Ａ信号下降沿， Ｂ信号为… ’当光栅尺反向运动时， １； Ａ信
号滞后 Ｂ信号， Ａ信号 下降沿 ， 信 号为… ’ 在 Ｂ ０； 根据读 到的
Ｂ信号的数据并对 Ａ信号 的周期进行计数 ｆ 向计数或逆向 正
计数）就可以测算 出总位移【 ， ｌ Ｊ 。
ｌ
把栅距缩小 了 ４ 。 倍 或者说精度提 高了 ４倍 。这就是细 分电
、 —— —— —１一 — — — ，
一
Ｄ＋
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ｓ Ｎｃ ｃ Ｅ Ｅ＆Ｔ ｃ Ｅ ＨＮ。Ｌ Ｙ ＶＩＩ 。Ｇ ｓ。Ｎ 科技视 界 １８ ７ １
Ｓ ｎ ｅ ＆ Ｔｅ ｈ ｏｏ ｙ Ｖｉｏ ｄｅ ｃ ｃ ｎ ｌｇ ｓ ｎ ｉ
２１ ０ ２年 ８ 第 ２ 月 ２期
科 技 视 Biblioteka 机械与电子 有 ８位数据总线和读 、 、 写 片选控制线和 中断输 出 ． 可以很容 易挂到 Ｆ Ｇ Ｐ Ａ控制器 的系统 总线上 ； 在计算机系统 中， Ｈ ７ Ｃ ３２
路就可检 出正 向运动时 Ａ信号的下 降沿 ， 采用 图 ３所示 的电
图 １ 光 栅 尺 的输 出信 号
路就可检出正向运动 时 Ａ信号 的上升沿 。
作 者 简 介 ： 杰 （９ １ ） 男， 苏 南 京人 ， 杨 １６ 一 ， 江 副教 授 ， 士 研 究 生 ， 究 方 向 为嵌 入 式 系统应 用 。 硕 研
Ｓｉ ｃ ｃｅ ｅ＆ Ｔｅ ｈ ｏｏ ｙ Ｖ ｓ ｎ ｎ ｃ ｎ ｌｇ ｉｉ ｏ
机 械与 电子
科 技 视 界
２１ 年 ８ ０２ 月第 ２ 期 ２
安全玻璃缺陷光学检测系统中的电路设计
杨 杰 赵 晓芳
（ 东莞 理工 学院
【 摘
广东
东莞
５３ ０ ） ２ ８ ８
要】 在安全玻璃缺 陷光学检测 系 中， 用 Ｆ Ｇ 统 采 Ｐ Ａ芯片以及 Ｕ Ｂ接 口芯片为光栅尺设计 了智能接 口 块 ， Ｓ 模 不但 实现
１ 光 栅 尺接 口信号及 电路 功能 要求
方波输 出的光栅尺 ， 所输 出的电信号通常包 括有 Ａ相 、 Ｂ 相 和 Ｚ相 三个 方波 ， 中 Ａ相信号 为主信号， 其 Ｂ相为 副信 号，
两路输 出方波变化一个周期 。对位移 的测量就转变为对输 出 方波 的计数 ， 当信号有上升沿或下 降沿（ 每 ２选 １ 时 ， ） 产生计
Ａ
出信号 。触发器不断对光栅输 出信号进行 高速锁存采样 ， 寄 存器 中保存 了 Ａ信号最近 的两次采样值 。同时我们注意 到 ， 当光栅尺正 向运 动时 ， Ａ相信号 的上 升沿 发生在 Ｂ信号为 ０
Ｂ
正 向运 动
反 阳运动
时。 而下降沿发生在 Ｂ信号为 １ 。因此 ， 时 采用 图 ２ 所示 的电
片 ） 成信号处理 ， 完 采用南京沁恒公 司的 Ｃ ３ ２ Ｕ Ｂ总线 的 Ｈ７（Ｓ
光栅位移传 感器 （ 即光栅 尺） 是进行高 精度位 移测量 的
最常用 的装置 ， 它将位移量 通过 光栅 的透射转换成莫尔条纹
接 口芯片 ） 实现 Ｆ Ｇ Ｐ Ａ与 Ｐ ｃ机 的数据传 递 ， 较好 地实现 了上
述 目标 。
的移动 ， 然后经光 电转换电路转换成 电信号输 出。当主光栅 与指示光栅相对移动一个条纹距离 时 ， 出的电信号变 化一 输
个周期 。通过对信号变化周期 的测量 ， 进而测出移动 的距离 。
２ 核心 电路 设计
２１ 细分辨 向电路 ． 根据光 栅尺 的工 作原理 ． 尺每移 动一个栅 距 ， Ａ、 动 其 Ｂ
路所要实现 的功能翻 。 设计 细分 电路 ，关键 在于鉴别 出信号 的上 升沿和下 降 沿 。以 Ａ信号为例 ， 所谓“ 上升沿” 下 降沿 ” 和“ 就是短时 间 Ａ 信号发生了变化 （ 同） 不 。据此 ， 我们设计 了用 Ｄ触发器构成
的 ２级移位 寄存器 ， 时钟 由外部提 供 ， 其 频率远 高于光 栅输
光栅 尺的测量精度受栅线密度的限制 。用 电路信号细分 的方法 可以提高 测量精度 。故需设计 光栅 尺专 用 的接 口电
路， 完成细分辨 向、 可逆计数和数据传 输等任务 。
实现上述 功能有多种硬件方案可供选择 。我们采用美 国
Ａｔｒ 公 司 的 Ｃ ｃ ｎ Ｉ系 列 的 Ｅ ２ ５ １４ ８ （Ｐ Ａ 芯 ｌ ａ ｅ ｙｌ ｅＩ ｏ ＰＣ Ｔ４Ｃ Ｎ ＦＧ