[实用新型]智能式多路纱线感丝器

说明书

技术领域

本实用新型涉及纺织用纱线断头检测装置，尤其涉及智能式多路纱线感丝器。 

背景技术

感丝器，是纺织行业中被大量使用的纱线断头检测器件，其性能的优劣，直接关系到纱线及各种布匹面料的质量；在检测的过程中，若错误频出，就会造成严重的纱线及其制品的质量问题，轻则会使工作效率低下，重则产生大量废品，从而造成严重的社会资源浪费；所以感丝器性能、质量的优劣至关重要。中国专利ZL01236017.1公开了一种“并纱机光电式感丝器”， 成功替代了国外“静电式感丝器”，彻底解决了“静电式感丝器”受环境温湿度影响大、灵敏度随纱线质地不同而不同、易受电磁干扰、检测时必须与感丝器进行摩擦从而使纱线受到损伤等诸多缺陷。现在，“光电式”检测方式已在全国纺织行业普及，彻底将国外的“静电式”逐出了国内市场；且原被普遍采用的“落针式”纯机械检测方式也已基本绝迹。从而使得纱线断头检测领域进入了“光电”时代。然而，经过十几年的实际应用中发现，原专利技术仍存在许多不尽人意之处，经长期大量的实践、试验发现，原专利技术采用的是单红外接收管和单端差模输入放大技术，可靠性偏低；原专利技术每一个信号处理通道中都有一个开关，控制件较多，同样的也会影响到设备的可靠性；原专利技术采用的是固定尾纱长度，会造成资源浪费；原专利技术采用的是单一开关量输出，不利于整机设备的智能化进程。 

实用新型内容

本实用新型的目的在于，克服现有技术的不足之处，提供一种智能式多路纱线感丝器，以优质的感丝器，提高纱线及各种布匹面料的质量，提高纱线及其制品的质量，也就是提高纱线及其制品的生产效率，避免废品，也就是避免社会资源的浪费。 

本实用新型所述的智能式多路纱线感丝器，包括有壳体、发光管A、瓷件、发光管B、走线槽、股数设定开关柄、瓷件盖、瓷件腔体、三芯插座、外后盖、压簧、内后盖、电路板、红外发射管、密封有机玻璃、集成式双红外接收管、电路板定位块、六方头螺栓置入槽和自攻螺钉。壳体是本实用新型所述智能式多路纱线感丝器的主体支撑件，壳体正面设置有居中位置和在两端内的走线槽，在走线槽上下两侧位置，设置有瓷件腔体，瓷件腔体内设置有瓷件和瓷件盖。在壳体的一端设置有股数设定开关柄，在居中走线槽两侧的壳体上，设置发光管A和发光管B，在壳体后面设置有外后盖，在外后盖里面设置有内后盖，外后盖居中的位置，设置有三芯插座，外后盖通过自攻螺钉与内后盖相连接，内后盖的下面设置有电路板，外后盖利用压簧穿过内后盖将电路板固定在壳体的电路板定位块上。电路板上在每个走线槽两侧，设置有红外发射管和集成式双红外接收管，在每个走线槽两侧的位置，设置有密封有机玻璃。在外后盖的背面，设置有螺钉孔，螺钉孔内拧入有自攻螺钉，在外后盖背面的两端内位置，设置有六方头螺栓置入槽。本实用新型所述智能式多路纱线感丝器的机械结构及连接方式有以下主要特点：本实用新型采用用于内嵌入瓷件的瓷件腔体结构；内后盖与壳体采用的具有自锁紧功能的“倒刺结构”的连接结构；以内后盖作为整个产品连接中枢的连接结构；用于将感丝器安装于纺织机械上的六方头螺栓置入槽 结构。本实用新型所述智能式多路纱线感丝器的电气功能及连接方式：以集成式双红外接收管为核心的“红外发射与接收回路”与以采用共模输入方式为核心的“带通滤波及放大回路”的电气连接方式；在“数字滤波回路”的基础上，以“数/模”转换为核心的“纱线速度自适应回路”的智能式控制尾纱长度的功能，及其与之相关的“公共”回路的电气连接方式；以“输出模式A回路”为核心的无论多股还是少股都输出错误信号的输出模式，及其与之相关的其它“公共”回路的电气连接方式；以“输出模式B回路”为核心的与正常运动的纱线股数成正相关关系的电压输出模式，及其与之相关的其它回路的电气连接方式。本实用新型所述智能式多路纱线感丝器，具体电气原理及结构特点如下：首先，电气原理的公用部分：1、三芯插座：其中Vin、Gnd端，用于引入工作电源；Out端，将纱线运动信息传送给其它接收设备或直接驱动其它执行器件。2、稳压回路：输入电压Vin有可能是一个非固定、非平滑的电压，经本回路滤波、稳压后，输出一个稳定且紊波系数符合一定要求的电压Vcc,以提供各电气回路的工作电源。3、股数设定回路：该回路主要有双刀N掷（N由产品的具体可检测的纱线股数所决定）开关组成，其功能是：可输出两路电压信号与“输出模式A回路”相连接；这两路电压信号的实质就是：规定一个与要求所检测股数相适配的域值电压，以供“输出模式A回路”作为参考。4、时基脉冲回路：其功能是为每一路纱线处理通道中的“数字滤波回路”提供统一的记数周期和复位信号。5、基准电压回路：其功能是为每一路纱线处理通道中的“纱线速度自适应回路”提供一个起控点标准电压；改变此电压值，就可很方便地调节本感丝器的性能，从而极大地提高了产品的适用范围。6、输出模式A回路：其功能是将来自于每一路纱线处理通道中“求均输出回路”的求均电压，与“股数设定回路”所提供的域值电压相比较；当求均电压在域值范围内时，其“发光管A”（绿色）被点亮，且经“三芯插座”的Out端输出一个“正常”信号；当求均电压在域值电压范围外（低于域值电压，说明“少股”； 高于域值电压，说明“多股”）时，其“发光管B”（红色）被点亮，且经“三芯插座” Out端输出一个“错误”信号，外设收到该信号后，立即采取各种停车措施；其中“正常”与“错误”信号的输出形式，可根据用户要求，制订成“开路”与“下拉”或“开路”与“上推”等输出形式，也可使用大功率元器件直接驱动电动纱铲、电切刀、继电器等大电流执行器件。在使用本输出模式时，不连接“输出模式B回路”的器件，以免造成输出冲突。7、输出模式B回路：其功能是将来自于每一路纱线处理通道中“求均输出回路”的求均电压，经运算放大器处理成适合一定要求的、且与实际正常运动纱线股数成正相关关系的电压，即：正常运动纱线的股数越多，该电压就越高, 经“三芯插座” Out端输出给更具智能管理水平的控制设备，该设备可据此电压，进行错误判断、停车、统计纱线股数等工作。该输出模式的优势为：由于输出的是具体的股数信息，这将为提高整个纺织机械设备的自动化程度，提供了全新概念的可靠保证；因不再由人工通过“股数设定开关”进行股数设定，从而彻底避免了因人为操作带来的失误，且减少了操作人员的工作量。在使用本输出模式时，“输出模式A回路”与Out端相接的器件不再连接，只保留“发光管A、发光管B” 的输出端，用来显示有没有（与几股无关）正常运动的纱线，其中，有正常运动的纱线时，“发光管A”（绿色）被点亮，无正常运动的纱线时，“发光管B”（红色）被点亮；不连接“股数设定回路”中的双刀N掷开关，取而代之的是，只用来区分有没有（与几股无关）正常运动纱线的一个固定电压，以供此时的“输出模式A回路”作为点亮“发光管A或发光管B”的参考电压。其次，电气工作原理的纱线运动检测通道：由于每个纱线运动检测通道的原理一致，现以第一路为例，说明如下：1、第一路红外发射与接收回路：由红外发射管，发射一定强度的红外光，这束光，经过壳体的走线槽，照射到集成式双红外接收管上，纱线就在此光路上运动；由于纱线每一段的粗细、毛羽数量总存在细微的变化，从而使红外接收管接收到的光通量也总会有细微的变化，红外接收管将此变化转换成电信号，传送到“第一路带通滤波及放大回路”作进一步处理。这里特别指出的是：本实用新型中采用的是集成式双红外接收管，即在1.22mm×0.61mm范围内，用集成化工艺做成两个红外接收管；由于采用集成化工艺生产，所以，这两个红外接收管的性能、参数等近似一致。所有的干扰（如工频、射频、外界光源、机械振动等等）都会同时作用在这两个红外接收管上；而由于纱线每一段的粗细、毛羽数量总存在细微的非均匀性，从而使这两个红外接收管接收到的光通量也总会有细微的差别，这两个红外接收管将此细微的差别转换成两路电信号，传送到“第一路带通滤波及放大回路”作进一步处理；这种电气连接方式，为彻底解决产品的干扰问题提供了坚实的保障。在原专利技术中，采用的是单红外接收管，在这种方式下，感丝器抗干扰能力受到了一定制约：当所检测的纱线很细时，由于信号很小，必须提高放大器的放大倍数来获得有效信号，而与此同时，干扰信号也同时被放大；尽管采用了滤波手段，但由于有用信号与干扰信号有叠加或相近部分，所以，在用于细纱检测时，易受到干扰，时而有误动作产生。2、第一路带通滤波及放大回路：本回路主要由具有带通滤波性能的共模输入放大器组成，接收来自“第一路红外发射与接收回路”中两个红外接收管的信号。其中，带通滤波器尽量将信号中的高、低频干扰信号滤除掉，再由共模输入放大器将有效的微弱纱线运动信号进行放大后，送入“第一路整形回路”作进一步处理。共模输入放大器的特性是：当两个输入信号一样（包括幅度、频率、相位等）时，放大器几乎没有放大作用；当两个输入信号不一样（包括幅度、频率、相位等）时，放大器才具有正常的放大作用。而所有干扰都会同时作用于两个被集成在一起的红外接收管上，这两个红外接收管的性能、参数等又近似一致，正好符合两个输入信号幅度、频率、相位等一样的特点，所以本回路对干扰信号几乎没有放大作用；而由于纱线的非均匀性，使得两个红外接收管所接收的纱线运动信号有细微的差异，所以本回路对纱线运动信号具有正常的放大能力。因此，采用共模输入放大器技术，对提高感丝器的抗干扰能力，起到了至关重要的决定作用。3、第一路整形回路：来自“第一路带通滤波及放大回路”的信号，其幅度大小不一，这样的信号直接与数字电路相连接，其可靠性、稳定性是极差的。必须将这个信号转换成频率不变而幅度一致的数字脉冲信号，为下一步“第一路数字滤波回路”的正常工作，提供可靠的保证。本回路的作用正是用来实现上述功能的。4、第一路数字滤波回路：本回路在“时基脉冲回路”的记数周期和复位信号的控制下，定周期地记录“第一路整形回路”传送来的、由纱线运动而产生的脉冲信号数，再经“数/模”电路转换后，产生一个与纱线运动速度成正相关的模拟电压，然后再送入“第一路纱线速度自适应回路”作智能化处理。5、第一路纱线速度自适应回路：本回路接收来自“第一路数字滤波回路”所产生的与纱线运动速度成正相关的模拟电压，该电压与“基准电压回路”所提供的基准电压相比较，其结果是：a，当低于基准电压时，就认为是无效频率，它不能通过本回路（此类信号是由于纱线速度低于规定值而造成的）。b、当高于基准电压时，又作如下处理：①，只要高于基准电压，就将“第一路求均输出回路”置位成“有纱”状态；②，由于来自“第一路数字滤波回路”的模拟电压与纱线运动速度成正相关，基于这一特点，把该模拟电压作为将“第一路求均输出回路”复位成“断纱”状态的时间参考值，就可实现断纱后停车反映时间的智能化，即：纱线运动速度越高→来自“第一路数字滤波回路”的模拟电压越高→将“第一路求均输出回路”复位成“断纱”状态的时间越短→出现断纱后感丝器输出错误信号的响应时间越短；反之，纱线运动速度越低→来自“第一路数字滤波回路”的模拟电压越低→将“第一路求均输出回路”复位成“断纱”状态的时间越长→出现断纱后感丝器输出错误信号的响应时间越长。由于停车后的尾纱长度＝纱线运动速度×出现断纱后感丝器输出错误信号的响应时间，如此可见：停车后的尾纱长度就可基本保持一致，从而实现了智能式控制尾纱长度的目的。这样可大量减少因尾纱过长而造成的浪费，特别是较为贵重的毛纱类，此节约特性尤为突出。6、第一路求均输出回路：此回路在“第一路纱线速度自适应回路”控制下，只输出“有纱”或“断纱”两种求均电压，该电压与其它“纱线运动检测通道”的“求均输出回路”的“有纱”或“断纱”电压进行求均后，送入“输出模式A回路”或“输出模式B回路”作进一步处理。设：感丝器是具有“N”个纱线通道的产品、“有纱”状态为“Vy”伏电压、“断纱” 状态为“Vd” 伏电压、“M”为有正常运动纱线的通道数，其求均电压＝[M×Vy＋（N －M ）×Vd]/ N ，由此可见：求均后的电压值与纱线通道中正常运动的纱线股数成正相关关系。第三，结构特点：因本实用新型所述智能式多路纱线感丝器是多路纱线感丝器，为便于说明，现只以具有三路的感丝器为示例，详细说明如下：1、壳体：材料为ABS工程塑料；其内部为空腔结构，瓷件、电路板、内后盖、外后盖均装入其中；其正面有两个发光管孔和三个走线槽，每个走线槽上下各有一个内置的瓷件，用来防止纱线运动时将壳体磨损；壳体右侧有一个股数设定开关柄，用来为“输出模式A”设定股数。2、电路板：其材料为环氧基双面敷铜板；其两面焊接有发光管A和B、红外发射管、集成式双红外接收管、三芯插座、双刀三掷手动开关、其它各回路的电子元器件。两个发光管由壳体的发光管孔伸出，用来显示工作状态；红外发射管与集成式双红外接收管被分别置于走线槽两侧，经走线槽两侧的密封有机玻璃片形成发射、接收状态的光路，纱线经此光路运动时就会在集成式双红外接收管上产生电信号；三芯插座分别经过内、外后盖，形成与其它电控设备或执行器件的电气连接；双刀三掷手动开关与股数设定开关柄连接，用来为“输出模式A”设定股数。电路板放在与壳体相连的电路板定位块上，其后面有压簧，利用外后盖进行压紧固定。3、内后盖：材料为ABS工程塑料；在内后盖上，与自攻螺钉孔相应的边缘上，具有带倒刺结构的凸起；与之相对应的壳体壁上，具有带倒刺结构的凹槽；通过壳体外张变形，可将“凸起”放入“凹槽”中，因 “倒刺结构” 具有自锁紧特性，所以在通过自拱螺钉与外后盖连接时，其效果就会非常牢固。由于采用了内后盖作为整个产品连接的中枢，这样一来，既改善了产品的正面外观，又提高了电路板的利用率。4、外后盖：材料为ABS工程塑料；其上有：与内后盖自攻螺钉孔相对应的、能放入自攻螺钉的沉头滑孔，利用自攻螺钉与内后盖相连结，从而将整个感丝器组合在一起；另外，外后盖上还有两个用于将本感丝器与纺织机械相连接的六方头螺栓置入槽，它可先将六方头螺栓的方头端由该槽下面的六方孔推入，然后再向上提，这样六方头螺栓的方头端就被卡在了六方头螺栓置入槽中，而六方头螺栓的螺纹端就可用来与其它纺织设备相连接。这样安装感丝器，既操作非常简单，又可不使连接螺栓外露，达到了经济而美观的效果。5、瓷件腔体：在壳体走线槽的上下侧，各有一个用来从后向前放入瓷件的瓷件腔体，该腔体在瓷件的左右两侧，各有一适当的间隙，该间隙可有效地防止瓷件因壳体变形被挤受损，且有该腔体的保护，瓷件也不易被其它外力所损伤；瓷件盖上，有只用于卡住瓷件后部的卡槽，使瓷件在瓷件腔体内不能左右移动；瓷件盖经粘结工艺与壳体相连接。在原专利中，瓷件只能在壳体外进行粘接,为粘接牢固，瓷件左右两侧就不能留有间隙，这样，在产品的运输、安装、操作过程中，极易造成瓷件破损、脱落，且影响产品外观。采用本腔体结构后，使以上问题得以有效解决。6、与纺织设备连接：在纺织设备用于安装本感丝器的面板上，打两个与用于安装感丝器的六方头螺栓的螺纹相适应的安装孔，该两孔之间的距离与感丝器外后盖上的两个六方头螺栓置入槽的距离相一致；先将六方头螺栓的方头端卡入六方头螺栓置入槽内，再将六方头螺栓的螺纹端插入安装面板上用于安装本感丝器的安装孔内，最后用紧固螺母加以固定。