專利名稱：一種棉條檢測傳感器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種棉條檢測傳感器。
背景技術(shù)：
目前市場上并條機自調(diào)勻整裝置的棉條檢測部分主要是采用凹凸羅拉加高 精度位移傳感器進行檢測。該方式雖然簡單、實用，但是由于其慣量較大，在 并條機高速運轉(zhuǎn)時很難達到較高的靈敏度，如何選擇更好、更有效的檢測方法， 就成為研究的一個重點。國外的生產(chǎn)廠家也在進行這方面的研究，像特呂茨勒
公司的HSR1000所采用的傳感器，據(jù)稱就可以獲得更高的測量精度和靈敏度。 但由于國外對作為關(guān)鍵技術(shù)的棉條檢測傳感器在國內(nèi)市場銷售的限制以及附加 配套設備的高附加值的要求，使國內(nèi)精紡設備中的棉條檢測及自勻整系統(tǒng)的應 用推廣受到一定的限制。
發(fā)明內(nèi)容
本實用新型目的是提供一種基于AD698芯片和LVDT(linear variable differential transformer，線性位移差分變送器)的棉條檢測傳感器。
本實用新型的技術(shù)方案是:棉條檢測傳感器包括一機械外殼9，其上分別安 裝有一可允許棉條通過的喇叭口 1，轉(zhuǎn)動軸7，支撐板8; —個可以自由轉(zhuǎn)動的 舌狀的檢測舌簧桿2的中部安裝在轉(zhuǎn)動軸7上，檢測舌簧桿2的舌尖伸在喇叭 口 1處，檢測舌簧桿2的末端連接線性位移差分變送器6的外置鐵芯；線性位 移差分變送器6的外殼則固定在支撐板8上，復位彈簧3的一端固定在支撐板8 上，另一端掛在檢測舌簧桿2上并位于轉(zhuǎn)動軸7與初始位置校正柄4之間，初 始位置校正柄4的外殼固定在支撐板8上，內(nèi)部柄直接頂住檢測舌簧桿2的位 于復位彈簧3與線性位移差分變送器6之間凸起處；信號檢測電路5與線性位 移差分變送器6連接。
上述信號檢測電路5包括有AD698芯片及連接在其FEEDBACK和SIG OUT引 腳上的放大電阻R2、連接在0FFSET2引腳上的調(diào)零電阻R3;信號檢測電路5 采用單電源供電；以AD698為核心控制芯片，線性位移差分變送器6釆用全橋 式接法，線性位移差分變送器6的green和blue信號線分別與AD698的+AC0MP， -AC0MP連接，線性位移差分變送器6的yellow/black和yellow/red信號線分 別與AD698的+BIN， -BIN連接，線性位移差分變送器6的二次側(cè)red和black 信號線分別與AD698的+AIN、 -AIN直接連接后，并聯(lián)一電容C9。
其工作機理是當棉條通過傳感器時，會被收集到一個固定的喇叭口內(nèi)，這 個喇叭口內(nèi)只有一個面是活動的，而且這個活動的面就是檢測舌簧桿的舌尖。 這樣，當喇叭口內(nèi)的棉條的粗細發(fā)生變化時，舌簧桿的舌尖就會發(fā)生相應的擺 動。由杠桿原理可知，舌簧桿舌尖的擺動使舌簧桿末端產(chǎn)生一個相應變化的位 移量。再選擇一款高精度的外置鐵芯的LVDT，把LVDT的外置鐵芯固定在舌 簧桿的末端，根據(jù)LVDT的工作原理，這時機械位移量信號就會轉(zhuǎn)換成電量信 號從LVDT信號變送電路輸出。這樣就實現(xiàn)了將棉條不勻變化按一定的關(guān)系轉(zhuǎn) 換成電量信號的棉條檢測功能。
本實用新型的有益效果是結(jié)構(gòu)緊湊，成本低，實用性強，不僅檢測精度高于 凹凸羅拉式、階梯羅拉式的棉條檢測傳感器，而且測量范圍連續(xù)可調(diào)，有著很 好的推廣和利用價值。


圖1是本實用新型的結(jié)構(gòu)示意圖. 圖2是本實用新型的信號檢測電路圖.具體實施方式
本實用新型的結(jié)構(gòu)組成如圖1所示，主要由喇B入口 1、檢測舌簧桿2、復
位彈簧3、初始位置校正柄4、信號變送電路5、線性位移差分變送器LVDT6、 轉(zhuǎn)動軸7、支撐板8、傳感器機械外殼9組成。
當棉條通過傳感器時，會被收集到固定的喇叭口 1內(nèi)，喇叭口 1內(nèi)只有一 個面是活動的，而且這個活動的面就是檢測舌簧桿2的舌尖。復位彈簧3、轉(zhuǎn) 動軸7和檢測舌簧桿2直接相連組成杠桿結(jié)構(gòu)，這樣，當喇叭口 1內(nèi)的棉條的 粗細發(fā)生變化時，檢測舌簧桿2的舌尖就會發(fā)生相應的擺動。由杠桿原理可知， 檢測舌簧桿2舌尖的擺動使舌簧桿末端年相應產(chǎn)生一個變化的位移量。這時再 用高精度的線性位移差分變送器6檢測位移量信號的變化。信號變送電路5把 位移量信號轉(zhuǎn)換成電量信號后輸出。
另外為了解決了目前使用凹凸羅拉式、階梯羅拉式棉條檢測傳感器的自調(diào)勻 整并條機，當加工棉條根數(shù)發(fā)生的變化時，存在必須更換不同的檢測羅拉的問 題，在機械結(jié)構(gòu)中設計了初始位置校正柄4，它直接頂住檢測舌簧桿2的一邊， 用來確定喇叭口1的初始開口大小。
圖2為本實用新型的檢測電路圖，LVDT檢測的信號必須經(jīng)過信號解調(diào)才能 使用，因此采用AD698芯片與LVDT配合，不僅能夠高精確和高再現(xiàn)性地將 LVDT的機械位移轉(zhuǎn)換成單極性或雙極性的直流電壓，而且AD698具有所有必 不可少的電路功能，只要增加幾個外接無源元件來確定激磁頻率和增益，就能 把LVDT的次級輸出信號按比例地轉(zhuǎn)換成直流信號。
AD698解調(diào)系統(tǒng)實現(xiàn)輸出一個0 10V范圍內(nèi)電壓量，這個電壓量與LVDT 所測位移量一一對應。這樣就實現(xiàn)了將棉條不勻變化按一定的關(guān)系轉(zhuǎn)換成電量 信號的棉條檢測功能。
本實用新型的主要特點
1)采用了小巧靈活的舌簧桿，慣性小，大大提高了并條機高速運轉(zhuǎn)時傳感器地 測量靈敏度；使用了杠桿原理的機械結(jié)構(gòu)，很方便地把棉條的粗細不勻變化量轉(zhuǎn)換成一個易于測量的位移量信號。
2) 在機械結(jié)構(gòu)中設計了初始位置校正柄，很方便地實現(xiàn)了棉條的測量范圍連續(xù) 可調(diào)，也解決了目前使用凹凸羅拉式、階梯羅拉式棉條檢測傳感器的自調(diào)勻整 并條機，當加工棉條根數(shù)發(fā)生的變化時，存在必須更換不同的檢測羅拉的問題。
3) 用高精度的LVDT和AD698芯片組成的信號變送電路，保障了新型實用棉 條檢測傳感器的高測量精度。
本實用新型的主要技術(shù)指標
1) 供電 采用單電源供電，24VDC，最大耗電20mA。
2) 輸出信號 范圍0-10VDC; 長期穩(wěn)定性±1%;
3) 測量指標線性測量范圍0 5.08mm;精度2nm。
4) 使用環(huán)境相對濕度265%，無結(jié)露，溫度0 50'C。
權(quán)利要求1.一種棉條檢測傳感器，其特征在于包括一機械外殼(9)，其上分別安裝有一可允許棉條通過的喇叭口(1)，轉(zhuǎn)動軸(7)，支撐板(8)；一個可以自由轉(zhuǎn)動的舌狀的檢測舌簧桿(2)的中部安裝在轉(zhuǎn)動軸(7)上，檢測舌簧桿(2)的舌尖伸在喇叭口(1)處，檢測舌簧桿(2)的末端連接線性位移差分變送器(6)的外置鐵芯；線性位移差分變送器(6)的外殼則固定在支撐板(8)上，復位彈簧(3)的一端固定在支撐板(8)上，另一端掛在檢測舌簧桿(2)上并位于轉(zhuǎn)動軸(7)與初始位置校正柄(4)之間，初始位置校正柄(4)的外殼固定在支撐板(8)上，內(nèi)部柄直接頂住檢測舌簧桿(2)的位于復位彈簧(3)與線性位移差分變送器(6)之間凸起處；信號檢測電路(5)與線性位移差分變送器(6)連接。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的棉條檢測傳感器，其特征在于:上述信號檢測電路 (5)包括有AD698及連接在其FEEDBACK和SIG OUT引腳上的放大電阻R2、連接 在0FFSET2引腳上的調(diào)零電阻R3;信號檢測電路(5)采用單電源供電；以AD698 為核心控制芯片，線性位移差分變送器(6)采用全橋式接法，線性位移差分 變送器(6 )的green和blue信號線分別與AD698的+AC0MP， -ACOMP連接， 線性位移差分變送器(6 )的yellow/black和yellow/red信號線分別與AD698 的+BIN， -BIN連接，線性位移差分變送器(6)的二次側(cè)red和black信號線 分別與AD698的+AIN、 - AIN直接連接后，并聯(lián)一電容C9。
專利摘要本實用新型公開了一種棉條檢測傳感器，由喇叭口(1)、檢測舌簧桿(2)、復位彈簧(3)、初始位置校正柄(4)、信號變送電路(5)、線性位移差分變送器LVDT(6)、轉(zhuǎn)動軸(7)、支撐板(8)、傳感器機械外殼(9)組成；主要應用于紡織行業(yè)的前紡階段，可以實現(xiàn)棉條的質(zhì)量控制和加工后棉條的條干分析；該傳感器采用了小巧靈活的舌簧桿和杠桿機械結(jié)構(gòu)，有著慣性小、靈敏度高、棉條的粗細不勻變化量檢測方便的特點；設計的初始位置校正柄，不需更換羅拉就可方便地實現(xiàn)棉條的測量范圍的調(diào)節(jié)；使用了高精度的線性位移差分變送器(LVDT)和AD698芯片組成的信號變送電路，保障了傳感器的高測量精度。
文檔編號D01H13/00GK201071419SQ20072005355
公開日2008年6月11日 申請日期2007年7月2日 優(yōu)先權(quán)日2007年7月2日
發(fā)明者林偉勇, 江偉歡, 程良倫, 謝曉松, 陸一華, 陳榮軍 申請人:廣東工業(yè)大學