电容式二维烟箱缺条检测系统

电容式二维烟箱缺条检测系统

1 系统构成与实现

C=ε·s/d (1)

式中ε是极板间介质的介电常数，s是平板电容器两极板相对的有效面积，d是极板间距离。由式(1)可知，只要改变ε、s、d中任意一个值，电容值C就会发生改变。由于香烟与空气的介电常数差别很大，当烟箱中出现缺条时，则相应位置的介电常数就会发生变化，由此与之对应的行电容传感器和列电容传感器数值会发生变化，通过二维电容值与标准值之间的计算比较，可以检测箱烟缺条情况。

图1中，极板的设计采用PCB板外敷绝缘陶瓷，减少平板电容的边缘寄生电容，并且保证了机械强度。极板与AD7746之间的连接采用SMA屏蔽线，减少寄生电容和提高抗干扰能力。

1.2 上位机系统结构

上位机系统主要完成以下任务：

1)对烟箱检测下位机装置进行参数设置并控制采样;

2)采集生产流水线上的烟箱实时数据;

5)对缺条烟箱显示缺条位置图样，报警并向剔除装置发出剔除控制信号;

6)对正常烟箱和不同位置缺条的烟箱体现在10组电容极板上的数据进行自学习，配合人为干预提高检测准确度。

如图2所示，上位机烟箱缺条管理平台系统主要包括串口通讯、参数设置、系统报警、数据存储、报表输出、剔除信号输出等6大模块;利用LabVIEW建立与下位机进行串口通讯的子VI，对接收到的数据进行处理，判断是否发生缺条。当发生缺条时，上位机除了产生剔除控制信号、报警之外，还将缺条信息存入数据库中，方便操作人员日后查询等。图3为烟箱缺条管理平台的参数设置前面板图。