機械設計中光電檢測技術的應用分析

馮義超 劉啟航

摘 要：光電檢測技術屬于光電信息技術的一種，所涉及到的技術主要包括光學技術和電子技術兩大類，綜合性特點明顯，不僅檢測效率和檢測精準度較高，而且具有較強的抗干擾能力，在機械設計中有著良好的應用效果。文章從光電檢測技術分類及特點出發，對其在機械設計中的具體應用展開了探討，僅供參考。

關鍵詞：機械設計；光電檢測技術；具體應用

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2018.09.022

光電檢測技術可以實現對機械運行的有效控制，借助激光、紅外線等光電器材，將光輻射進行信號轉換，進而便可以清楚了解到機械具體物理量，結合實際情況對機械運行加以控制，有利于其工作性能的改善。如何實現光電檢測技術的有效應用，已經成為了當前機械設計領域中的研究熱點。

1 光電檢測技術分類及特點

光電檢測技術是一種借助光學和電子學原理開展檢測作業的一項先進技術，實際操作過程中需要用到光源、受光器、信號處理器，其中光源通常為自然光，待檢測物體受到光照后，受光器便會從信號處理器處獲得感知信號，其顏色和形狀都是有所差異的，根據器件所處位置的不同，可將光電檢測技術分為透過型和反射型兩種，具體應用時應結合實際需求選擇最為合適的一種[1]。對光電檢測技術進行分析，可以發現其主要具備以下特點：第一，檢測精準度較高，如激光光電器材精準的可達0.05μm/m；第二，檢測效率高，這是由于光的傳播速度最快，能夠完成信息的瞬時傳播；第三，不用接觸物體，直接將光源照射在物體上，即可實現動態測量；第四，使用壽命較長，做好檢測設備保養及復現工作，可確保器材的長時間使用；第五，信息運算能力較強，可以快速完成對復雜信息的處理，信息控制及存儲也極為方便。這些都是光電檢測技術所體現出的優點。

2 機械設計中光電檢測技術的具體應用

機械設計是機械制造的基礎，在工業領域中占據重要地位，要想提高機械制造水平，確保機械產品質量，就需要實現光電檢測技術的有效應用。

2.1 在包裝機械中的應用

將光電檢測技術應用于包裝機械方面，為充分發揮其應用價值和優勢，還需結合計算機信息技術，進而才能達到實現預期應用效果，提高包裝機械設計水平。包裝機械中所用到的光電控制裝置以反射型為主，可以以靜態檢測方式控制包裝面料。以牙膏包裝機械設計為例，在包裝作業流水線上設置光性能控制工位，灌好的牙膏傳送至此后，凸輪驅動杠桿，會將牙膏連同底座在所需要的位置托起，然后跟隨電動器做旋轉運動。當光電接收頭與牙膏管表面印刷商標的位置重合后，該處有色標記不會發出反射光，便會以電信號形式將受光器所采集到的光信號進行轉換。最后再放大電信號，控制并改變電動機運行狀態，使其停止工作，便可以保證牙膏管底部與商標在同一平面上[2]。在包裝機械中應用光電檢測技術，首先，可以科學整合信息資源，發揮計算機信息技術的輔助作用，既可以確保機械檢測的精準性，又可以提高檢測效率、縮短檢測時間，檢測控制力度得到了顯著增強。其次，優化企業組織結構，保證了人員配置的合理性，以及資源利用率的最大化，可將其企業生產成本。

2.2 在印刷機中的應用

光電檢測技術在印刷機中也有著較高應用價值，但是，根據應用實踐可知，基于光電檢測技術高成本特點，會給企業帶來較大經濟壓力，而規模較小、實力有限的企業，一般是不愿意應用光電檢測技術的，尤其是小型印刷機，不利于該項技術的推廣及應用。而企業自主研發的機械控制系統，雖然技術成本較低，但是在安全性、可操作性等方面有所不足。一般情況下，印刷機中所用光電檢測技術為透射型，在位置檢測和雙、張檢測方面實現良好應用，一號發光管發出信號，經過二號發光管并由三號發光管接收后，紙張厚度、強度及透明度都是不同的，這就需要對紙張進行調試，并及時掌握信號強度大小，才能保證光電檢測技術的有效應用。同時，還需要嚴格控制紙張厚度和不同接收管間隔，確保信號強度的穩定性。

2.3 在模糊控制洗衣機中的應用

就現階段光電檢測技術發展情況來看，已經被逐漸應用到模糊控制洗衣機中，可實現對其運行狀態的實時監測和控制。與常規洗衣機的硬件系統不同，模糊控制洗衣機中增加了接口電路及相應的A / D轉換器和傳感器，可以檢測得到多種參數，包括衣物參數如質量、面料等，以及水的參數如水位、溫度等。然后洗衣機便會根據所得信息進行推理和計算，進而找出最為科學、合理的洗滌方法，控制自身運行。另外，在其工作過程中，還可以借助傳感器時刻了解水的渾濁度情況，對洗滌時間做出判斷，并在設定好的時間點自動停止運行，實現對洗衣機的有效控制。

3 總結

將光電檢測技術應用于機械設計中，是機械制造行業的必然發展方向，同時也是提高機械設計水平，實現機械運行良好控制的重要舉措。在具體應用時，不僅要熟練掌握機械知識，還應深刻認識光電檢測技術的工作原理，進而才能滿足實際應用需求，充分發揮光電檢測技術的應用價值和優勢。

參考文獻：

[1]李慶鵬.淺談光電檢測技術在機械設計制造中的應用[J].探索科學，2016（12）：34.

[2]李龍龍.光電檢測技術在機械設計制造中的應用[J].中國科技縱橫，2017（09）：70.

作者簡介：馮義超（1985-），河南長垣人，工學學士，在讀碩士，研究方向：機械設計。