[发明专利]高灵敏度纺纱钢丝圈测速方法

说明书

一种纺纱钢丝圈测速方法，通过采样电路用于提取钢丝圈切割磁力线在线圈中产生的感应信号；采用滤波电路滤除高频干扰信号；采用峰值检波电路实时提取钢丝圈转速下的信号；采用信号提取电路由比较电路构成，通过所述峰值检波电路的阈值设置过滤噪声信号，输出与转速信号同频的数字方波信号，供运算处理器计算转速数据。运算处理器连接多路信号处理电路，并与其中的信号提取电路的输出波形建立相关性，自动跟踪噪声信号的幅值，并转换成高于噪声的阈值送至信号提取电路，为噪声干扰设置门限；所述检测头有磁铁、线圈和磁芯组成。

技术领域

本发明属于纺织技术领域，特别涉及一种高灵敏度纺纱钢丝圈测速方法。

背景技术

随着纺织行业用工成本和纺织工艺要求的提高，越来越多的纺织企业开始使用单锭监测系统。该类系统主要通过检测纱线卷绕时带动钢丝圈旋转的速度，来判断当前的各锭位工作状态，从而实现生产统计以及成本控制等功能。目前速度检测方式主要包含光电式和背磁式。

发明内容

本发明实施例之一，一种纺纱钢丝圈测速方法，采用的测速电路包括检测头、采样电路、放大电路、滤波电路、峰值检波电路、信号提取电路和MCU。所述检测头有磁铁、线圈和磁芯组成，所述磁铁的表磁为150MT左右。所述检测头到钢丝圈的距离在4-10mm。所述钢丝圈的转速为3000-20000rpm。

本发明的测速方法能够实现在强大背景噪声下以高灵敏度提取纺纱钢丝圈微弱转速信号的技术要求。

附图说明

通过参考附图阅读下文的详细描述，本发明示例性实施方式的上述以及其他目的、特征和优点将变得易于理解。在附图中，以示例性而非限制性的方式示出了本发明的若干实施方式，其中：

图1根据本发明实施例之一的钢丝圈转速检测系统示意图。

图2根据本发明实施例之一的检测头磁铁信号耦合干扰示意图。

图3根据本发明实施例之一的钢丝圈测速电路原理框图。

具体实施方式

单锭监测系统中采用的技术主要包括：光电式、背磁式。

光电式主要通过光电二极管来接收钢丝圈的反射信号，经过放大滤波为有用信号，此技术对钢丝圈表面处理工艺要求极高，对检测头的表面清洁度也有要求，且使用该技术的产品成本昂贵。

现有的背磁式是将钢丝圈旋转时切割磁力线在线圈中产生的感应电流信号经过简单放大处理为有用信号，该方案对钢丝圈大小及检测头距离钢丝圈的位置要求较高。纺纱品种更换时需要更换相应距离的探头，给用户使用带来不便。

本发明的目的是解决现有背磁式单一检测头检测距离范围窄的弊端，通过硬件电路及软件算法的设计，允许同一检测头对距离范围达到4-10mm的不同尺寸钢丝圈速度(3000-20000rpm)进行可靠检测。该发明的关键在于如何在宽距离范围内从相邻检测头信号互相干扰产生的强大背景噪声下提取有用信号。

根据一个或者多个实施例，一种纺纱钢丝圈转速检测的方法，基本原理是利用金属材料在磁场中快速切割磁力线，在线圈中产生感生电流，经过电流采样信号放大、滤波、整形、峰值检波等电路处理后送至MCU进行软件滤波、逻辑运算，从而提取有用的转速脉冲信号。如图1示。

检测头到钢丝圈的允许范围越宽，则同一检测头兼容的不同纺纱品种越多(纺纱品种决定选用的钢领钢丝圈尺寸)。想实现远距离的检测，需要我们的磁铁有更高的磁通量φ、更多的线圈匝数N，信号处理板具有更大的放大倍数G，线圈中产生的感应电动势e＝-N*dφ/dt。磁场强度的增大带来的优势是在检测体与钢丝圈的距离更远时依然能够检测到钢丝圈旋转切割磁力线的变化，但是增大的磁铁吸力会对钢丝圈正常旋转造成较大的阻碍，影响纱线品质。线圈匝数的增加在增大感应电流的同时也会加大通电线圈自身产生的磁场强度，造成相邻通道间更大的信号耦合，如图2所示。