机械设计中光电检测技术的应用分析

冯义超 刘启航

摘 要：光电检测技术属于光电信息技术的一种，所涉及到的技术主要包括光学技术和电子技术两大类，综合性特点明显，不仅检测效率和检测精准度较高，而且具有较强的抗干扰能力，在机械设计中有着良好的应用效果。文章从光电检测技术分类及特点出发，对其在机械设计中的具体应用展开了探讨，仅供参考。

关键词：机械设计；光电检测技术；具体应用

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

光电检测技术可以实现对机械运行的有效控制，借助激光、红外线等光电器材，将光辐射进行信号转换，进而便可以清楚了解到机械具体物理量，结合实际情况对机械运行加以控制，有利于其工作性能的改善。如何实现光电检测技术的有效应用，已经成为了当前机械设计领域中的研究热点。

1 光电检测技术分类及特点

光电检测技术是一种借助光学和电子学原理开展检测作业的一项先进技术，实际操作过程中需要用到光源、受光器、信号处理器，其中光源通常为自然光，待检测物体受到光照后，受光器便会从信号处理器处获得感知信号，其颜色和形状都是有所差异的，根据器件所处位置的不同，可将光电检测技术分为透过型和反射型两种，具体应用时应结合实际需求选择最为合适的一种[1]。对光电检测技术进行分析，可以发现其主要具备以下特点：第一，检测精准度较高，如激光光电器材精準的可达0.05μm/m；第二，检测效率高，这是由于光的传播速度最快，能够完成信息的瞬时传播；第三，不用接触物体，直接将光源照射在物体上，即可实现动态测量；第四，使用寿命较长，做好检测设备保养及复现工作，可确保器材的长时间使用；第五，信息运算能力较强，可以快速完成对复杂信息的处理，信息控制及存储也极为方便。这些都是光电检测技术所体现出的优点。

2 机械设计中光电检测技术的具体应用

机械设计是机械制造的基础，在工业领域中占据重要地位，要想提高机械制造水平，确保机械产品质量，就需要实现光电检测技术的有效应用。

2.1 在包装机械中的应用

将光电检测技术应用于包装机械方面，为充分发挥其应用价值和优势，还需结合计算机信息技术，进而才能达到实现预期应用效果，提高包装机械设计水平。包装机械中所用到的光电控制装置以反射型为主，可以以静态检测方式控制包装面料。以牙膏包装机械设计为例，在包装作业流水线上设置光性能控制工位，灌好的牙膏传送至此后，凸轮驱动杠杆，会将牙膏连同底座在所需要的位置托起，然后跟随电动器做旋转运动。当光电接收头与牙膏管表面印刷商标的位置重合后，该处有色标记不会发出反射光，便会以电信号形式将受光器所采集到的光信号进行转换。最后再放大电信号，控制并改变电动机运行状态，使其停止工作，便可以保证牙膏管底部与商标在同一平面上[2]。在包装机械中应用光电检测技术，首先，可以科学整合信息资源，发挥计算机信息技术的辅助作用，既可以确保机械检测的精准性，又可以提高检测效率、缩短检测时间，检测控制力度得到了显著增强。其次，优化企业组织结构，保证了人员配置的合理性，以及资源利用率的最大化，可将其企业生产成本。

2.2 在印刷机中的应用

光电检测技术在印刷机中也有着较高应用价值，但是，根据应用实践可知，基于光电检测技术高成本特点，会给企业带来较大经济压力，而规模较小、实力有限的企业，一般是不愿意应用光电检测技术的，尤其是小型印刷机，不利于该项技术的推广及应用。而企业自主研发的机械控制系统，虽然技术成本较低，但是在安全性、可操作性等方面有所不足。一般情况下，印刷机中所用光电检测技术为透射型，在位置检测和双、张检测方面实现良好应用，一号发光管发出信号，经过二号发光管并由三号发光管接收后，纸张厚度、强度及透明度都是不同的，这就需要对纸张进行调试，并及时掌握信号强度大小，才能保证光电检测技术的有效应用。同时，还需要严格控制纸张厚度和不同接收管间隔，确保信号强度的稳定性。

2.3 在模糊控制洗衣机中的应用

就现阶段光电检测技术发展情况来看，已经被逐渐应用到模糊控制洗衣机中，可实现对其运行状态的实时监测和控制。与常规洗衣机的硬件系统不同，模糊控制洗衣机中增加了接口电路及相应的A / D转换器和传感器，可以检测得到多种参数，包括衣物参数如质量、面料等，以及水的参数如水位、温度等。然后洗衣机便会根据所得信息进行推理和计算，进而找出最为科学、合理的洗涤方法，控制自身运行。另外，在其工作过程中，还可以借助传感器时刻了解水的浑浊度情况，对洗涤时间做出判断，并在设定好的时间点自动停止运行，实现对洗衣机的有效控制。

3 总结

将光电检测技术应用于机械设计中，是机械制造行业的必然发展方向，同时也是提高机械设计水平，实现机械运行良好控制的重要举措。在具体应用时，不仅要熟练掌握机械知识，还应深刻认识光电检测技术的工作原理，进而才能满足实际应用需求，充分发挥光电检测技术的应用价值和优势。

参考文献：

[1]李庆鹏.浅谈光电检测技术在机械设计制造中的应用[J].探索科学，2016（12）：34.

[2]李龙龙.光电检测技术在机械设计制造中的应用[J].中国科技纵横，2017（09）：70.

作者简介：冯义超（1985-），河南长垣人，工学学士，在读硕士，研究方向：机械设计。