一种图书漏页、折页缺陷检测系统及方法技术方案

本发明专利技术公开了一种图书漏页、折页缺陷检测系统及方法，用于检测图书有无漏页、折页缺陷，系统包括电容传感器处理电路、嵌入式处理平台、两块平行极板、两根信号线、压紧装置、显示模块和蜂鸣器模块以及转换录入与检测模式的模式切换模块；压紧装置与上极板硬连接，两块平行极板构成的电容器与电容传感器处理电路之间通过双绞屏蔽线连接，电容传感器处理电路与显示模块分别与嵌入式处理平台连接。本发明专利技术基于高精度的电容传感器处理电路，利用双绞屏蔽线和压紧装置减少环境噪声对两极板间电容的干扰，提高图书漏页、折页缺陷检测的精度；相比人工抽检，降低了图书漏页、折页缺陷检测成本，提高了检测精度。

A detection system and method of missing pages and folding defects in books

【技术实现步骤摘要】
一种图书漏页、折页缺陷检测系统及方法
本专利技术属于信号处理
，涉及一种图书漏页、折页缺陷检测系统及方法。
技术介绍
在印刷行业机器取代人工，降低生产成本，提高客户满意度的背景下，虽然图书出厂时存在漏页、折页的可能性不是很大，一旦顾客拿到的图书存在漏页、折页的问题，其满意度迅速下降。为此，印刷企业采取了多种措施降低图书漏页、折页概率。根据对北京人卫印刷厂、北京诚信伟业印刷厂等印刷厂家的调研及文献检索，解决该问题现有两种技术方案：1)人工抽查。人工抽查是目前大部分印刷厂使用的方案，这种传统的人工检测方法需要工人对随机抽取的样品进行缺陷检测，存在以下几点不足：(1)人工检测周期长，容易引起视觉疲劳；(2)人工检测成本高；(3)抽查样品数量有限，不能代表整批产品的状况。2)称重式检测。图书在线称重检测以其投入较低、简单易用、高效快速等优势，越来越受到印刷企业的欢迎。([1]杜万全.在线称重检测技术在图书生产质量控制中的构想[J].印刷经理人，2019，(2)：43-45.)目前已有称重式检测运用于图书质量检测的构想，但是称重式检测并没有得到推广，原因是：高精度的称重式传感器虽然可以做到0.1克甚至更高的精度，理论上是能够检测出图书的漏页问题的(例如单张70克A4纸是4.37克)。但是，由于图书装订、胶水情况存在差异，实际上，称重式传感器难以检测出漏页缺陷，更检测不出折页缺陷。综合所述，现有技术方案对图书漏页、折页缺陷的检测，存在成本高，精度低的问题。本专利技术采用测量图书电容的方式，解决了图书漏页、折页缺陷的检测难题；相比现有技术，该方法检测成本低、检测精度高。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是克服现有技术的缺陷，提供一种图书漏页、折页缺陷检测系统及方法，以降低检测成本、提高检测精度。本专利技术的技术方案如下：一种图书漏页、折页检测系统包括：用于处理电容信号的电容传感器处理电路、用于数据融合与处理的嵌入式处理平台、获取图书电容值的两块极板，包括上极板和下极板、用于传输电容信号的信号线、用于排出极板间空气的压紧装置、用于显示图书电容值和图书电容信号是否正常的显示模块、蜂鸣器模块、转换录入和检测模式的模式切换模块以及用于给电容传感器处理电路、模式转换模块及嵌入式处理平台供电的电源模块；所述压紧装置与上极板硬连接，极板与电容式传感器处理电路之间通过信号线连接，电容传感器处理电路、显示模块、模式切换模块、蜂鸣器模块以及电源模块分别与嵌入式处理平台连接。上述信号线采用双线制，使用双绞屏蔽线以减少分布电容与寄生电容的干扰。上述两块极板采用平行制，且在下极板两边放置垂直的绝缘挡板，保证检测电容数据的稳定性与准确性。一种图书漏页、折页检测方法，利用上述的系统，包括如下步骤：(1)、将图书两边与绝缘挡板对齐，通过压紧装置压紧上极板，排出多余空气；(2)、通过双绞屏蔽线传输电容数据，以减少分布式电容与寄生电容的干扰；(3)、嵌入式处理平台融合数据，进行中位值滤波，将得到的数据与事先录入的样本数据的上限与下限进行对比，判断图书是否可能存在漏页、折页问题；(4)、在显示模块上给出实时的图书电容信息及信号是否异常，对存在问题的图书，蜂鸣器模块发出响声提示。与现有技术相比，本专利技术所达到的有益效果是：本专利技术将电容传感器运用到图书漏页、折页缺陷检测中，相比人工抽检，省时省力，检测精度也更高；相比称重式检测，提高了检测精度。附图说明图1是本专利技术的系统结构示意图；图2是本专利技术的方法流程图；图3是变极距型电容式传感器的原理图；图4是差动式电容传感器的结构图；图5是FDC2214的单端模式示意图；图6是FDC2214差动模式示意图。具体实施方式下面结合附图对本专利技术作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本专利技术的技术方案，而不能以此来限制本专利技术的保护范围。实施例：如图1所示，一种图书漏页、折页缺陷检测系统，包括用于处理电容信号的电容传感器处理电路(本实施例选用FDC2214)、用于数据融合与处理的嵌入式处理平台(本实施例选用MSP430F169)、获取图书电容值的两块极板，包括上极板和下极板、用于传输电容信号的信号线(本实施例选用双绞屏蔽线)、用于排出极板间空气的压紧装置、用于显示图书电容值和图书电容信号是否正常的显示模块(本实施例选用LCD1602)、蜂鸣器模块、转换录入和检测模式的模式切换模块以及用于给电容传感器处理电路、模式转换模块及嵌入式系统平台供电的电源模块；所述压紧装置与上极板硬连接，极板与电容式传感器处理电路之间通过信号线连接，电容传感器处理电路、显示模块、模式切换模块、蜂鸣器模块以及电源模块分别与嵌入式处理平台连接。两块极板采用平行制，且在下极板两边放置垂直的绝缘挡板，保证检测电容数据的稳定性与准确性。一种图书漏页、折页检测方法，将图书两边与挡板对齐，通过压紧装置压紧上极板，排出多余空气，通过双绞屏蔽线传输电容数据，以减少分布式电容与寄生电容的干扰，嵌入式处理平台融合数据，进行中位值滤波，将得到的数据与事先录入的样本数据的上限与下限进行对比，判断图书是否可能存在漏页、折页问题，在显示器上给出实时的图书电容信息及信号是否异常，对存在问题的图书，蜂鸣器发出响声提示。以下详细介绍系统的主要部分：1.基于FDC2214芯片的电容传感器模块。电容式传感是一种低功耗，低成本且高分辨率的非接触式感测技术，适用于从接近检测和手势识别到远程液位感测领域的各项应用。电容式传感系统中的传感器可以采用任意金属或导体，因此可实现高度灵活的低成本系统设计。电容式传感应用灵敏度的主要限制因素在于传感器的噪声敏感性。FDC2214采用创新型抗EMI(电磁干扰)架构,即使在高噪声环境中也能维持性能不变。FDC2214是基于LC谐振电路原理的电容传感器的集成处理电路。由绝缘介质分开的两个平行金属板组成的平板电容器，如果不考虑边缘效应，其电容量为：式中：ε——电容极板间介质的介电常数，ε＝ε0εr，其中ε0为真空介电常数，εr为极板间介质的相对介电常数。A——两平行极板所覆盖的面积d——两平行极板之间的距离当被测参数变化使得式(1-1)中的A、d或者ε发生变化时，电容量C也随之变化。如果保持其中两个参数不变，而仅改变其中一个参数，就可以把该参数的变化转换为电容量的变化，通过测量电路就可以转换为电量输出。因此，电容传感器可以分为变极距型、变面积型和变介电常数型。本专利技术基于变极距型电容式传感器的原理，两平行极板构成电容，当极板间的距离改变时，电容值将改变，这就会导致LC电路振荡频率的变化，根据该频率值可以通过FDC2214测量出对应的数据。图3为变极距型电容式传感器的原理图以及电容量与极板间距离的关系图。当传感器的εr和A为常数，初始极距为d0时，由式(1-1)可知其初始电容量C0本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种图书漏页、折页检测系统，用于检测图书的漏页、折页缺陷问题；其特征在于：系统包括用于处理电容信号的电容传感器处理电路、用于数据融合与处理的嵌入式处理平台、获取图书电容值的两块极板，包括上极板和下极板、用于传输电容信号的信号线、用于排出极板间空气的压紧装置、用于显示图书电容值和图书电容信号是否正常的显示模块、蜂鸣器模块、转换录入和检测模式的模式切换模块以及用于给电容传感器处理电路、模式转换模块及嵌入式处理平台供电的电源模块；所述压紧装置与上极板硬连接，极板与电容式传感器处理电路之间通过信号线连接，电容传感器处理电路、显示模块、模式切换模块、蜂鸣器模块以及电源模块分别与嵌入式处理平台连接。/n

【技术特征摘要】
1.一种图书漏页、折页检测系统，用于检测图书的漏页、折页缺陷问题；其特征在于：系统包括用于处理电容信号的电容传感器处理电路、用于数据融合与处理的嵌入式处理平台、获取图书电容值的两块极板，包括上极板和下极板、用于传输电容信号的信号线、用于排出极板间空气的压紧装置、用于显示图书电容值和图书电容信号是否正常的显示模块、蜂鸣器模块、转换录入和检测模式的模式切换模块以及用于给电容传感器处理电路、模式转换模块及嵌入式处理平台供电的电源模块；所述压紧装置与上极板硬连接，极板与电容式传感器处理电路之间通过信号线连接，电容传感器处理电路、显示模块、模式切换模块、蜂鸣器模块以及电源模块分别与嵌入式处理平台连接。


2.根据权利要求1所述的一种图书漏页、折页检测系统，其特征是，所述信号线采用双线制，使用双绞屏蔽线以减少...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐晓龙，钟晓伟，窦文涛，盛峥彦，李嘉颖，徐仕源，张学武，
申请(专利权)人：河海大学常州校区，
类型：发明
国别省市：江苏;32