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一种盘纸检测器的创新发明
---暨安徽科达自动化集团股份有限公司总裁王万年获得国家发明
随着中国工业自动化程度的不断提升，用于制药、造纸、印刷、食品、烟草等领域的自动化程度也越来越高。盘纸检测器是用于自动化生产线上包装用盘纸质量和供纸状态检测与控制的一种快速光电检测器，能有效避免因盘纸质量和供纸系统故障影响包装质量和造成产品及包装材料的浪费。
一、盘纸检测器简介
本文所提的盘纸检测器属于包装技术领域，涉及一种用于轻工业高速生产线上包装设备供纸系统的盘纸检测器，由安徽科达自动化集团股份有限公司总栽兼技术中心执行官王万年研发，已获得国家发明（号：ZL200910116219.7）。该检测器由底座、壳体、状态显示灯、检测光源、光电感应器件、检测头、出线插件、检测电路板组成，检测头伸出壳体的外部，其前端开有长方形槽，两组检测光源和光电感应器件相向安装于槽的两壁上，检测电路由检测光源、光电感应器件、信号放大电路、数据处理电路、信号输出电路、状态显示电路构成，当被测的包装纸从检测头的长方形槽中正常通过时，检测器无控制信号输出；当被测的包装纸出现错位、间断、裂断时，检测器输出控制信号，通过生产线上的控制器和执行器停止主机和供纸系统的工作，可有效保证生产线正常高速运转。
二、盘纸检测器设计方案
1、产品功能设计
在高速的自动化生产线上能不间断地对包装用盘纸质量和供纸状态的进行检测与控制。
2、产品电路设计
产品电路采用两路红外光电检测，分别经过信号跟随、放大、逻辑处理、触发器和输出放大电路，形成高低电平和脉冲控制信号输出；电源电路设反极性保护；输出状态通过LED显示。原理方框图如下：
3、产品的结构设计
盘纸检测器由外壳、底板、检测头、检测光源、光电感应器件、状态显示灯、电路板、出线插件组成，组装成一个整体。检测头前端开有深槽，两组检测光源和光电感应器件相向安装于槽的两壁，对从深槽内通过的包装纸进行无接触式检测。
4、盘纸检测器的工作方式：包装用盘纸从检测头前端深槽中间通过，在盘纸质量和供纸系统正常时，检测器保持输出信号不变度；当盘纸出现折断、裂断、偏离时，检测器即转换控制信号输出，通过控制和执行装置使包装设备停机。
三、盘纸检测器的设计思想
1、采用光电技术和鸭嘴式检测头，实现无接触式在线检测；
2、两对发光和光敏管检测，提高检测质量和可靠性；
3、电源的反级性保护和多级滤波处理，对信号进行逻辑处理，检测光谱的差异化选择，以提高产品的抗*力和工作的可靠性；
四、盘纸检测器技术创新点
1、结构创新
该产品集光源、探头、线路板、壳体、航空接插件于一体，便于现场改造、安装和维护，实现在线无接触式检测。提高产品的易用性和高可靠性。
2、电路设计创新
线路采用双回路冗余设计，电源采用反极性及压敏过压保护，信号的放大比较及施密特触发整形等措施，同时对光电传感器的选型进行了优化，选用了红外光谱范围内的光电收发器件，通过光谱带通特性有效的滤除外界杂波及自然光的干扰。保障线路板工作状态高抗干扰性和高可靠性。
3、性能创新
采用了国产红外光电收发器件、进口模拟比较器集成电路、进口施密特触发集成电路以及整体电路设计的优化，使产品的响应速度≤10mS，适应各种复杂光源环境，提高产品的可靠性。
4、可靠性创新
采用了两对红外光电检测头、双回路冗余电路设计技术、电源保护技术以及器件的选型，有效保障了产品检测的准确性及产品质量的高可靠性。
PJ-1B型盘纸检测器的研发成功，不光使公司多了一个好产品，同时也积累了项目组织经验，锻炼和提高了研发队伍的素质和能力。
五、盘纸检测器经济和效益分析
1、经济效益分析
盘纸检测器是用于自动化生产线上包装用盘纸质量和供纸状态检测与控制的一种快速光电检测器，广泛应用于制药、造纸、印刷、食品、烟草等领域，能有效避免因盘纸质量和供纸系统故障影响包装质量和造成产品及包装材料的浪费。改革开放30多年以来，从1978年看，我国进出口商品贸易总额为206.4亿美元，占世界贸易比重为0.78%，2005年我国进出口商品贸易总额为14221.2亿美元，占世界贸易比重为6.7%，2015年我国进出口商品贸易总额为39569亿美元，占世界贸易比重为11.9%，数据来源:(世界贸易组织)，进出口迅猛发展，国内工业企业使用的自动化流水线检测产品基本依赖进口，平均每年的需求量在100万台以上，按10000元/台低现行价格计算，市场容量为100亿元以上，进口产品售价达3倍以上的价挌，或换言之国产产品仅售三分之一价格，而且利润还巨大。盘纸检测器产品如果实现国产化，就可以打破发达国家对核心技术产品的垄断，替代进口产品，通过吸收,消化和创新，其产品国内外产量也会遂渐遂年增长，提高我国民族工业产品在国内外的*，和自主创新研发产品的档次，为国家不仅节省外汇，还出口产品赚取外汇，从而占领市场，将为社会和企业创造较好的经济效率和社会效益。
2、社会效益分析
1）通过自主研发，实现盘纸检测器的技术创新和对进口产品的替代，为国家自主创新做出贡献，*一项*，增强行业发展实力。
2）盘纸检测器的生产，主要采用车、铣、磨、铆、镀、制板、焊接等工艺方法加工而成，生产过程中不产生工业废气和废水，所产生的金属加工废料也可回收利用，因此不会对环境产生危害。
3）本项目产业化解决500人的就业。随着盘纸检测器生产规模的扩大，需要更多的设计、机械加工、装配等直接生产人员和辅助工作人员，为地方提供更多就业岗位，也为社会下岗再就业做出了贡献。
4）该项目产业化的实施，可促进上下游配套企业的发展：上游可以促进金属材料、电子器材等企业的发展，下游可以使自动化生产线企业降低采购成本，提高经济效益，为了囯内行业发展奠定了坚实的基础。
综上如述，该项产品尽管是工业自动化流水线关键产品检测设备，也是检测核心技术产品，其产品自主研发创新，为了未来的科技进步，走出一条快捷之路。但，随着工业产品技术创新日新月异，没有的产品，只有更好的产品不断推陈出新。
王万年总裁迄今为止共拥有国家发明6项，实用新型29项，外观设计3项，获得安徽省*产品6项，还有发明正在颁发证书之中。
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