人们通过感官从自然界获取各种信息，其中以人的视觉获取的信息量较多，约占信息总量的80%。随着信息技术的发展，为计算机、机器人或其他智能机器赋予人类视觉功能，成为科学家们的奋斗目标。目前，机器视觉技术已经实现了产品化、实用化，镜头、高速相机、光源、图像软件、图像采集卡、视觉处理器等相关产品功能日益完善。机器视觉领域新技术爆出，通用式三维即时视觉传感技术将为机器视觉再添浓墨重彩的一笔。

    视觉传感器的工作原理

    视觉传感器是指通过对摄像机拍摄到的图像进行图像处理，来计算对象物的特征量（面积、重心、长度、位置等），并输出数据和判断结果的传感器。

    视觉传感器具有从一整幅图像捕获光线的数以千计的像素。图像的清晰和细腻程度通常用分辨率来衡量，以像素数量表示。因此，无论距离目标数米或数厘米远，传感器都能“看到”十分细腻的目标图像。

    在捕获图像之后，鼎纳视觉传感器将其与内存中存储的基准图像进行比较，以做出分析。

    视觉传感器是机器视觉系统的核心，是提取环境特征较多的信息源。它既要容纳进行轮廓测量的各种光学、机械、电子、敏感器等各方面的元器件，又要体积小、重量轻。

    视觉传感器包括激光器、扫描电动机及扫描机构、角度传感器、线性CCD敏感器及其驱动板和各种光学组件。

    视觉传感器的应用

    视觉传感器具有成本低廉、使用简单的优点，因此它的应用领域十分广泛，包括分检、检测、计量、测量、定向等多个领域，在节省劳动力，提高工作效率上面发挥巨大作用。

    在生产车间的包装作业部分经常使用到视觉传感器，视觉传感器在这里的作用主要是检查包装标签粘贴的位置是否正确，包装内产品的数量是否满足要求，或者是包装物是否存在损坏、变质的问题等等，在汽车组装业，视觉传感器也发挥了重要作用，它可以检测汽车各个部位是否完好，组装是否正确，关键部位是否安全可靠等，在装瓶也，视觉传感器能够检测瓶盖是否盖好、盖紧，瓶内是否进入杂质等，无论在那个行业，视觉传感器都大大节省了人力，提高了工作效率。

    视觉传感器的发展历程

    视觉传感器是50年代后期出现，发展十分迅速，是机器人中重要的传感器之一。机器人视觉从60年代开始首先处理积木世界，后来发展到处理桌子、椅子、台灯等室内景物，进而处理室外的现实世界。70年代后，有些实用性的视觉系统出现了，如应用于集成电路生产、精密电子产品装配、饮料罐装箱场合的检验、定位等。另外，随着这门学科的发展，一些先进的思想在人工智能、心理学、计算机图形学、图形处理等领域产生出来。

    机器视觉的作用是从三维环境图像中获得所需的信息并构造出观察对象的明确而有意义的描述，视觉包括三个过程：图像获取、图像处理和图像理解。图像获取通过视觉传感器将三维环境图像转换为电信号；图像处理是指图像到图像的一种变换，如特征提取；图像理解则在处理的基础上给出环境描述。视觉传感器的核心器件是摄像管或CCD，摄像管是早期产品。OzD是后发展起来的。目前的CCD已能做到自动聚焦。

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      当主动轴旋转时，主动轴带动皮带，进行物料输送。皮带在输送的过程中，会出现打滑的现象，产生主动轴旋转，皮带却不跟转，终引发皮带断裂，给设备造成损失。

      我方现针对这种情况，提出一套带式过滤机上安装两个传动装置，一个传动装置安装在主动轮上，由主动轮带动传动装置，传动装置连动齿轮，通过测量齿轮的转速进而得出主动轮的转速；另一个传动装置由皮带带动传动装置，同时传动装置通过轴承带动齿轮，通过测量齿轮的转速来反应皮带的转速。终根据测量到主动轮和皮带的转速进行比较，当皮带转速低于一定值时，即进行报警，同时输出开关量。

      传动装置示意图如下：

                                    图一  皮带测速示意图

                                         图二   主动轮测速示意图

      测量方案使用的具体方法：

      由两个传动装置带动转速齿轮分别测得主动轮的转速n1,皮带转速n2。当皮带转速n2低于主动轮转速n1的百分比小于某一数值时（例如，当n2≤n1*80%）时，即判定皮带打滑。此时皮带转速n2和主动轮转速n1已经通过转速的信号转换，转换成4-20mA的模拟量输出，通过控制柜里逻辑电路的比较，当达到临界值以后，控制柜会进行声光报警。

      此方法需注意几点：

1、判定打滑的百分比应该经过多次数据记录以后进行统计得出。

2、对于n2低于n1的时间要有一定的控制，如果n2的突然性的变小不能判定为打滑。

3、对于变频的瞬间不能作为判定皮带打滑的时间节点，需转速稳定后才能进行判断。

• 使用的测量装置

      主要部件：

1.霍尔转速传感器

      霍尔转速传感器适合于低速运转的齿轮，是一种非接触式的传感器。采用磁敏效应，当金属齿经过齿轮传感器前端时，引起磁场变化，传感器元件检测到磁场变化，并转换成一个交变电信号，传感器内置电路对该信号进行放大、整形，输出良好的矩形脉冲信号，测量频率范围更宽，输出信号更稳定，安装简单，防油防水，同时根据现场腐蚀性强的特点，传感器材料采用316L不锈钢材料，同时引线采用防腐蚀耐油的AFPF材料引线。

2.智能转速监控仪

      通过接收霍尔转速传感器的信号，对皮带的转速进行显示，同时可以设定报警值，当皮带的转速低于一定速度时（暂定为低于正常转速的80%），仪表报警信号灯亮起，同时输出一个开关量信号；仪表带有4-20mA的模拟量输出，转速信号可以转换成模拟量信号，与主轴转速模拟信号可以进行比较，作为一个判断皮带是否正常运转的参考值。

3、传动装置

      传动装置是实现测量皮带转速的关键装置，传动装置一边轻靠在皮带上，另一边通过轴承与齿轮相连接，当皮带转动时，带动传动装置，传动装置通过轴承带动齿轮转动，通过测量齿轮转速来反映皮带的转速。主动轮测速的传动装置配一个压紧装置，内部有弹簧，前端的探杆可以伸缩。保持传动轮随时都与主动轮贴紧，防止由于主动轮的晃动引起的传动轮不能与主动轮相靠紧的现象出现。具体示意图见图二。

配件：

1. 传感器安装支架，用于固定转速传感器，通过锁紧螺母把转速传感器固定在支架上。
2. 夹紧装置，用于固定传感器和传动装置，通过锁定螺母，固定在带式过滤机的外框架上
3. 安装仪表的控制柜放置于中控室内，控制柜内放置8台转速仪表，同时对4套带式过滤机进行监测

                          图三 控制柜外形尺寸图

• 安装与使用

1. 鉴于现场环境比较恶劣（腐蚀性强，盐分高），安装材料采用316L不锈钢（包括支架，夹紧装置）。
2. 传感器安装完毕后，要进行试运行，待各部分稳定后，方可进行正常的工作。
3. 转速传感器与齿轮的安装间隙在1mm-2mm之间，各部件均要安装牢固，保持皮带运行时能稳定测量，以确保测量得到的数据准确。注意对传感器的调教，使用了一段时间后要对安装间隙进行调教
4. 传感器的引线走向尽量避开变频或者高频干扰的区域，同时引线一定要避免短路等情况的出现。

       5、安装支架与转速传感器一体化安装，安装支架需要定期进行清理维护，转速传感器和齿轮配防护罩，防止碱水等油污污染，确保装置的使用寿命。