PET(聚对苯二甲酸乙二醇酯,(C10H8O4)n)瓶拥有众多优点,被广泛的应用在各种生活用品包装中。在PET瓶制作过程中,PET瓶胚质量的好坏直接影响着制成PET瓶质量的好坏,而PET瓶胚壁厚是评价PET瓶胚质量的一项重要指标。 目前,针对PET瓶胚壁厚的测量方法使用最多的是直接测量法,这种方法效率低、精度差,使之无法满足现代快速测量的要求。此外还有超声波测厚法、霍尔效应法和电容法,但这些方法都因一些技术难点,无法在实际测量 PET 瓶胚壁厚中得到广泛应用。因此,本文提出一种利用反射式光纤位移传感器测量 PET 瓶胚壁厚的方法。具体研究内容如下: 首先,本文通过对反射式光纤位移传感器的分析研究,在光纤出射光场为均匀光场的前提下,分析了其光强调制函数以及各个参数对光强调制函数的影响。介绍了不同的光纤探头结构,并分析了将反射式光纤位移传感器应用到 PET 瓶胚壁厚测量中的理论可行性。 其次,利用光线追迹的方法,建立利用反射式光纤位移传感器测量PET瓶胚壁厚的数学模型和光学模型,并利用matlab和lighttools软件进行仿真验证。根据仿真结果对反射式光纤位移传感器光纤探头进行结构上的设计和改造,以适应在 PET 瓶胚壁厚测量中的应用。 再次,设计了光纤位移传感器的电路部分,包括电源电路,半导体激光器驱动电路,光电转化电路,放大滤波电路,模数(A/D)转换电路以及信号处理电路。并对关键器件如发光器件、光敏元件以及关键芯片的选择进行了分析。 最后,设计出一种基于反射式光纤位移传感器且可实时测量的PET瓶胚壁厚测量实验装置。试验证明,在对标称壁厚3.5mm的PET瓶胚壁厚进行测量时,实验装置测量量程为3.20-3.80mm,在其量程范围内,线性度为8.24%,灵敏度为0.8448 mV/μm ,测量分辨率为 0.001mm,迟滞性为±5%。这一实验装置对提高实际检测效率和精度具有参考应用价值。
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