多模紙厚測量裝置的製作方法

2023-07-26 23:21:46

專利名稱：多模紙厚測量裝置的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種在智能掃描閱讀機中應用的測量紙厚的裝置。
背景技術：
目前，智能掃描閱讀機中應用的紙厚測量裝置有以下幾種
一種是利用光的透射，即在信息卡的上下兩側分別放置光電發射管和接收管，通過 測量透過信息卡的光強度來判斷信息卡厚度，這種方式容易受到信息卡質地、顏色以及 卡本身標記的影響，精度及可靠性不高。
另一種為機械結構，在走紙輪下放置一個壓輪，通過與走紙輪連接的槓桿機械將紙 厚放大，再測量。由於走紙輪直接與槓桿機構連結，乂多採用橡膠輪，發生磨損後，槓 杆的位置會發生變化，測量出現誤差；此外走紙輪轉動時產生的振動也會影響測量結果。
還有一種為電容式，紙張從電容的兩極板間通過時，電容的介電常數改變，從而得 到測量結果發生變化。這種方式容易受到環境影響，且極板間距有限制，測量範圍小。 發明內容
為了克服現有的智能掃描閱讀機中應用的紙厚測量裝置的單一模式以及各測量方式 的不足，本實用新型的目的是提供一種多模紙厚測量裝置，該裝置不僅能採取多種測量 方式，還針對各種測量方式中的不足進行改進，使測量結果更精確，穩定性更高。
為了實現上述目的，本實用新型採用以下技術方案 一種多模紙厚測量裝置包括機 械、紅外和電容三種測量模式；機械模式的裝置位於走紙板上方，電容和紅外測量模式 的裝置均處於走紙板上下兩側；三種測量模式均可單獨使用，互不影響。
所述的多模紙厚測量裝置中三種模式對應各自的結構機械模式裝置包括殼體、走 紙託架、槓桿機械、光耦，其中槓桿機構和光耦固定在殼體內；紅外測量裝置包括紅外 線發射端、紅外線接收端；電容測量裝置包括殼體、電容傳感器和內置於金屬盒內的兩 塊電路板構成。
所述的機械模式裝置的殼體底部的走紙位置設有一個耐磨的走紙託架，槓桿機構的 一端設有滾動軸承作為壓輪，紙張厚度通過壓輪及槓桿機構轉換成擋光片的位移壓輪壓 在走紙託架上方，槓桿的另一端設有一個擋光片，擋光片邊緣位於光耦的中間位置，紙 張厚度通過壓輪及槓桿機構轉換成擋光片的位移，光耦的輸出端輸出與紙張厚度成比例 的電壓信號。
所述的紅外模式裝置包括紅外線發射端、接收端以及濾波放大電路。當信息卡通過 紅外裝置時，紅外線發射端發出的紅外光線被信息卡選擇性地吸收。剰餘紅外光線到達接收端並輸入到濾波放大電路，通過濾波放大輸出電壓信號，根據電壓信號就可獲得信 息卡的厚度。
所述的電容模式裝置的電容傳感器的上極板位於走紙板上方，上極板正下方的走紙 板挖空，放置下極板，下極板與殼體內的電路板1相連；兩塊電路板通過螺釘固定在金 屬盒內；電路板1是頻率發生器，電路板2為頻-壓轉換模塊。電容傳感器信號與頻率發 生器輸入端相連，頻率發生器輸出兩路頻率信號與頻-壓轉換模塊輸入端相連，進行比較， 輸出電壓差異信號，根據這個電壓差異信號可以得到信息卡的厚度。
本實用新型的有益效果是，測量精度高，性能穩定，可以隨環境變化或使用者的意 願任選一種模式進行測量。

圖1為本實用新型整體結構圖
圖2為本實用新型機械模式外形結構圖 圖3為本實用新型機械模式裝置內部結構圖 圖4為本實用新型機械模式裝置傳感器部分電路圖 圖5為本實用新型紅外模式裝置正面視圖 圖6為本實用新型紅外模式裝置側視圖 圖7為本實用新型紅外模式裝置電路結構圖 圖8為本實用新型電容模式裝置電路結構圖具體實施方式
如圖1所示， 一種多模紙厚測量裝置包括機械模式裝置3、紅外模式裝置2、電容模 式裝置1、走紙板4。所述的機械模式裝置固定在走紙板上方，紅外模式、電容模式裝置 固定在走紙板上下兩側。
如圖2所示，機械模式裝置從外部看包括殼體9、壓輪6、走紙託架7; 8為所測對 象紙張。
如圖3所示，機械模式裝置殼體內的結構包括槓桿機構11、光耦10、擋光片12。 所述槓桿機構11的一端連接壓輪6，壓輪6在走紙託架7的上方；槓桿機構11的另一 端設有一個擋光片12，擋光片的邊緣位於光耦10的中間位置。
如圖3、圖4所示，通過電阻R0為光耦10供電，光耦10的輸出電壓為V0。當擋 光片12位於光耦10的中心部分時，光耦10的受光部分處於三極體的放大區，此時調 整R1，將輸出電壓VO設為給定值。當擋光片12的位置發生變化，輸出電壓VO也會相 應變化。不同厚度的信息卡會使擋光片產生不同的移動量，從而產生不同的輸出電壓VO， 根據給定電壓對應的紙厚，可以得出信息卡的厚度。壓輪和擋光片分別安裝在槓桿機構的兩端，設有擋光片一側的槓桿臂長度要大於設 有壓輪一側的槓桿臂長度。當信息卡通過時，壓輪被微微抬起，壓輪的位移通過槓桿被 放大，擋光片就將光耦的部分光路遮擋，由於光路發生了變化，光耦經過光電效應，其 輸出也隨之發生變化，從而得到信息卡的厚度。
如圖5、圖6、圖7所示，紅外模式裝置的發射端13位於走紙板4上方，接收端14 位於走紙板4下方，與發射端正對；發射端13通過J3供電，接收端14通過J1供電。 紅外線接收端輸出信號連接到LF347的輸入端(引腳2)，經過濾波放大由LF347的引 腳1輸出。當信息卡通過紅外模式裝置時，發射端發出的紅外線被信息卡吸收一部分， 接收端接收到並輸出的紅外信號隨之發生變化，經過濾波放大輸出的電壓信號也發生變 化，從而得到信息卡的厚度。
如圖1所示，電容模式紙厚測量裝置的兩塊電路板放置在金屬盒5中，兩塊電路板 分別為頻率發生器和頻-壓轉換模塊。如圖7所示，所述頻率發生器通過NE555實現， 頻率發生器的輸出端(引腳3)與頻-壓轉換模塊的輸入端相連。所述頻壓轉換模塊由頻 壓轉換晶片74HC123和比較放大電路組成。C4即為電容傳感器，C4的下極板輸出信號 送到NE555的輸入端(引腳2、 6) ， NE555的輸出端(引腳3)與74HC123的輸入端 (引腳2)相連。當信息卡通過電容兩極板時，電容的介電常數發生變化，使得頻率發 生器的輸出頻率相應變化。74HC123將頻率信號轉換為電壓信號，通過輸出端(引腳4、 13)與比較放大電路輸入端相連，兩路電壓信號連接到LM358D輸入端(引腳2、 3)， 經過比較得到電壓差異信號，通過輸出端(引腳1)與LM358D輸入端(引腳5)相連， 將電壓差異信號放大，通過LM358D輸出端(引腳7)輸出。
權利要求1. 一種新型的多模紙厚測量裝置，其特徵在於該紙厚測量裝置有三種測量模式，包括固定在走紙板上方的機械模式裝置、固定在走紙板上下兩側的紅外模式裝置和固定在走紙板上下兩側的電容模式裝置；機械模式裝置包括殼體、走紙託架、槓桿機構及光耦，其中槓桿機構和光耦固定在殼體內；在殼體底部的走紙位置設有一個耐磨的走紙託架；紅外測量裝置包括紅外線發射端、紅外線接收端及濾波放大電路；紅外線發射端位於走紙板上方，紅外線接收端位於走紙板下方，與發射端正對；紅外線接收端輸出信號與濾波放大電路輸入端相連；電容測量裝置包括殼體、電容傳感器和內置於金屬盒內的兩塊電路板構成；電容傳感器的上極板位於走紙板上方，上極板正下方的走紙板挖空，放置下極板，下極板與殼體內的電路板1相連；兩塊電路板通過螺釘固定在金屬盒內。
2. 根據權利要求1所述的一種新型的多模紙厚測量裝置，其特徵在於所述機械模式裝 置的槓桿機構的一端設有滾動軸承作為壓輪，壓輪壓在走紙託架上方，槓桿機構的另 一端設有一個擋光片，擋光片邊緣位於光耦的中間位置。
3. 根據權利要求1所述的一種新型的多模紙厚測量裝置，其特徵在於所述電容測量裝 置的電路板1是頻率發生器，電路板2為頻-壓轉換模塊；電容傳感器信號與頻率發 生器輸入端相連，頻率發生器輸出兩路頻率信號與頻-壓轉換模塊輸入端相連。
專利摘要本實用新型公開了一種新型的多模紙厚測量裝置，尤指一種應用於智能掃描閱讀機中的紙厚測量裝置。該裝置包括機械、紅外和電容三種測量模式；機械模式的裝置位於走紙板上方，電容和紅外測量模式的裝置均位於走紙板上下兩側。機械模式裝置包括殼體、走紙託架、槓桿機械及光耦，其中槓桿機構和光耦固定在殼體內；紅外測量裝置包括紅外發射端、紅外接收端和濾波放大電路；電容測量裝置包括殼體、電容傳感器和內置於金屬盒內的兩塊電路板構成，兩塊電路板分別為頻率發生器和頻-壓轉換模塊。
文檔編號G01B5/06GK201259410SQ20082012764
公開日2009年6月17日 申請日期2008年7月18日 優先權日2008年7月18日
發明者孫彭彪, 龐志耕 申請人:北京五嶽鑫信息技術股份有限公司