刘雨婧 肖博宇 柯朝宝 欧阳璐 苏泓吁 王立志
桂林电子科技大学 材料科学与工程学院 广西 桂林 541004
摘要：目前，我国制造业持续快速发展，总体规模大幅提升，综合实力不断增强。我国制造业未来发展的智能化自动化方向促进制造业的升级改造，广泛应用冲压技术的制造业对金属多张检测仪的需求越来越高。但在国内金属多张检测仪领域创新较晚，技术较落后，发展水平较低，投资成本较高。因此研究了一种具有方便、灵敏度高、易操作、可靠性强、防油防水等特点的透射式金属双张检测仪项目，为广大的制造商解决在金属薄片冲压等生产过程金属薄片两张或多张重叠的问题，在提高企业的自动化程度的同时，帮助企业减少生产成本，提高劳动生产率。
关键词：透射式；金属检测；双张
中图分类号：TH-3 文献标识码：A 文章编号：
1概述
金属多张检测仪现已在国内外存在，但在国内由于受到经济、人力与技术等条件的约束，在这一领域的创新较晚[1]，技术较落后，发展水平较低，使行业市场结构体系和竞争形式尚未形成；在国外因为经济与专利等缘故，投资成本较高，我国制造业企业难以承担费用，不利于仪器的推广。本研究项目的目的在于提供一个不用依靠国外技术与设备，且具有方便、灵敏度高、易操作、可靠性强、防油防水等特点的透射式金属双张检测仪，在提高企业劳动生产力和自动化程度的同时，帮助我国制造业企业解决上述问题。
2核心技术
传统的金属双张检测仪由于只能释放同样的磁信号，而不同的金属对于磁信号的衰弱是不同的，所以对于不同金属可能测量结果不是很精确。在一套产品只能用于同一种材质批货的检测，换一批材质或者厚度差别较大就会影响检测的效率和精准度[2]。考虑到这一点我们运用到了电涡流透射式技术，对于不同的金属我们更改激励信号的频率，得到最合适的透射频率，对于不同金属释放不同频率，从而达到最精确的效果，整个调节过程操作上相当简易。
有些金属材料自带磁性，会干扰金属双张的检测有些铁磁性物质自身携带的磁性可能会导致机器的接受器无法正常运行，为了解决这个问题，我们用了新的技术，设计了两个模式，磁性和非磁性口，对于本身有磁性的物质做特殊处理，让设备能够做到在不同情况下都能准确测量出是否有多张金属。
3工作原理
透射式金属双张检测仪由终端和传感器组成。该磁场传感器的发射信号在进入发射端同时产生磁场,接收端系统可以马上自动检测到并得到信号。当它的磁场经过这种金属时它的电磁信号将会衰弱,磁场衰弱的信号强度将由整个主机系统来进行评估。金属一般都自身存在着对于电磁场的强烈感应穿透现象,电磁场的感应穿透性强,对于单张金属物体的芯片厚度敏感,如果它们只是两张或者多张的金属物体重叠在一起,磁场感应中的金属信号强度就随之发生改变,主机这时便可能会自动与单张衰弱的金属信号强度做出精确对比,从而主机可以直接判断这样的金属信号强度是否确定为双张或者多张的金属信号。由于通过金属磁场感应的物体磁场特性是由自己的物体属性测量来进行确定的,因而金属磁场不会被其他人们认为受到任何由于外界上的震动或者其他自然条件的影响干扰,所以对于感应金属磁场的测量检测也是很稳定的。
传感器是固定在冲床或印铁机的传送带上，实时向终端发送检测信号,终端收到信号并分析其重叠度，经运算后，如果确定是重叠就会向冲床或印铁机发送号,使冲床或印铁机能及时把铁片弹出，保证机器正常运作。这除了能够减少铁片的浪费,还能保证冲刀安全不损坏。
4应用领域
传统印刷行业中,比如涂料印刷马口铁,马口铁的表面上可能会直接铺着一层几乎带有保护性的氧化油层。马口铁印刷或包装涂料前的一个送料的货架上的送料这个环节就使得有时候可能会出现双张或两张大的铁片相互粘合重叠的情况,这样可能甚至会直接造成一个马口铁套件的生产环节错误、卡机。为了确保产品顺利进行批量生产，降低纸张印刷浪费的机率，少不了研究和开发双张或多张故障检测装置[3],因此本文研究的就是对双张重叠监测和单张控制。
在一些专业采用双层单盖重叠冲压检测方式的生产企业中,造成冲压卷的环节可能会直接造成整个双盖内部重叠,或者是造成冲盖卷圆形的环节还会直接导致出现整个双盖内部重叠。出现这种情况不太有可能再直接流入或者投放到下一个冲压环节当中,有一些企业只是单纯依靠人工技术去一个个把需要检查的盖材料挑取拣拿出来,这样既大大的增加了盖使用量同时还可能出现没有任何观察员看到盖渗漏的情况。也有部分企业是通过内部安装检测电子全自动地对整个双盖重叠进行内部重叠冲压检测从而及时投入使用的。
使用透射式金属双张检测仪是对于效率的控制,用“机器人员工”的自动化管理取代了许多传统的企业人工手动操作,进而大大节约了部分企业人力资源。除此以外,一些批量生产的大型商用汽车主体零部件或者需要进行高速冲压、折弯、裁剪等复杂工序的冰箱、洗衣机、电饭煲等家庭生活用电的重要金属主体零部件。一些金属零件盖的高速自动冲压和其他金属五金配件的高速自动冲压等在金属制造加工行业产品生产的各个环节上均广泛使用了这种金属双向单张式冲压检测器。由于其无接触检测的特点,未来透射式金属双张检测仪将应用于更多领域，可以应用于食品罐装检测、无人监视检测以及特殊医疗产品的检测环节。
5 特色和创新点
5.1采用非接触性检测：
在金属板料的传输过程中，我们使用非接触性的检测，这样既不会划伤金属板料的表面，同时也有利于传感器的安装，从而可以提高传感器的使用寿命。
5.2能够适应不同种类的金属板料：
相对于其他的检测原理，电涡流投射式可以根据金属板料的特性，对激励信号的频率进行更改，从而得到最合适的投射频率。而且这一调节过程十分简便，效率高，从而使得我们的金属双张检测仪的适用范围变大，从而适应不同金属板料的能力大大增强。
5.3操作过程简单：
金属双张检测仪在进行单双张标定的时候只需要三个步骤就可以完成。操作步骤少且操作步骤简单易懂，极易上手。同时，本金属双张检测仪还具有掉电储存功能，在对同一种金属板料进行单双张标定后，等到下次再进行检测就不必再重新标定，极大的提高了效率，也方便用户的使用。
5.4能够实时，快速检测薄片板料的张数：
在进行操作时，金属双张检测仪能够实时，迅速，稳定的检测薄片板料的张数。
5.5可在不同检测场合自由切换板料通道：
透射式金属双张检测仪带有两个通道，分别是磁性通道和非磁性通道。因此用户可以在不同检测场合中自由切换。
5.6提供智能化检测：
金属双张检测仪能够为工业生产中金属薄片板料实现智能化检测，进而提高工作效率，降低生产过程中的生产成本。
5.7能够发出多种不同控制信号进行控制：
透射式金属双张检测仪可以在实时检测过程中对于两种检测情况发出多种控制信号，来驱动不同类型的辅助机器设备。
文献综述
[1]王亚芳, 吴晓. 双张检测器全智能化的实现[J]. 自动化仪表, 2008(03):60-62.
[2]闫飞, 张景霞, 赵庆海. 基于51单片机的超声波双张检测器设计[J]. 中国印刷与包装研究, 2009, 001(003):63-69.
[3]侯和平, 刘凯, 张海燕,等. 印刷机新型双张检测控制器的研究与系统开发[J]. 传感技术学报, 2012, 25(004):552-556.
本文是2021年国家级大学生创业训练“透射式金属双张检测仪”项目成果（项目编号：202110595081X）