噴氣織機引緯氣流壓力流量測試系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種噴氣織機引瑋氣流參數(shù)測試方法和技術(shù)應(yīng)用，主要對其主噴嘴和輔助噴嘴的氣流進行測量與分析，也實用于其他設(shè)備中氣流的測量和分析。
【背景技術(shù)】
[0002]氣流引瑋是噴氣織機的核心，掌握了噴氣織機氣流引瑋技術(shù)便掌握了織機的精髓。在研宄噴氣織機時，發(fā)現(xiàn)主輔噴嘴氣流配置、氣流場參數(shù)、瑋紗飛行速度等因素都會對紗線引瑋產(chǎn)生較大的影響，因此研宄織機引瑋氣流的測試系統(tǒng)，保證氣流的穩(wěn)定對提高織機紡紗的質(zhì)量具有非常實際的意義。同時，引瑋氣流測試系統(tǒng)的建立也有助于我們在完成引瑋條件下，盡量選擇較小的噴射張角，進行柔和的引瑋、減少瑋紗斷頭及壓縮空氣的消耗。
[0003]目前噴氣織機引瑋測量系統(tǒng)測量參數(shù)主要是壓力。采用靜態(tài)測試方法，檢測噴嘴氣壓是否正常。檢測時直接將探頭放在需要測量的位置進行測量，其特點簡單，但測量結(jié)果不穩(wěn)定。
[0004]西安工程科技學(xué)院張平國教授等人研制的SX-1型噴氣織機氣流測試儀，主要采用三維位移探頭、智能張力測試儀及計算機系統(tǒng)進行壓力的采集，數(shù)據(jù)通過繪圖儀和打印機進行打印，其特點是一種便攜式的引瑋氣流壓力的測量裝置。
[0005]CN101463525 B(噴氣織機引瑋時瑋紗引導(dǎo)端運動狀態(tài)的測量裝置)涉及一種噴氣織機引瑋時瑋紗引導(dǎo)端運動狀態(tài)的測量裝置，包括多個光電探瑋頭、測量器、引瑋運動曲線分析器、主控板，通過在異型鋼筘上設(shè)置光電探瑋頭對瑋紗的到達(dá)進行采集，并通過測量器對采集的信息數(shù)據(jù)如運動件的運動速度進行處理。
[0006]ZL200710044684.5( —種噴氣織機引瑋系統(tǒng)壓力測試方法)提出了另外一種噴氣織機引瑋系統(tǒng)的壓力測試方法，采用壓力傳感器和計算機采集系統(tǒng)進行壓力的測量，繪制相應(yīng)的圖表供分析人員分析。其優(yōu)點在于消除了靜態(tài)測試方法中完全由人為控制帶來的不穩(wěn)定因素，方便了對測得的數(shù)據(jù)保存和繪圖分析。但是缺乏一定實時在線監(jiān)控能力。
[0007]201220495004(噴氣織機引瑋系統(tǒng)的檢測裝置)噴氣織機引瑋系統(tǒng)的檢測裝置，其特征是:在基塊上頂面氣流孔內(nèi)裝有壓力表，氣流孔的下端頭與裝在基塊左側(cè)下端螺孔內(nèi)的測試頭連接，測量壓力值。
[0008]上述測量裝置和測量原理都是關(guān)于壓力對紗線的影響，測量參數(shù)單一，不足以全面表現(xiàn)引瑋氣流的狀態(tài)。本發(fā)明涉及噴氣織機引瑋過程中流速、壓力、壓差、溫度等參數(shù)在線測量，并根據(jù)設(shè)定的理想值自動調(diào)整和監(jiān)控的方法。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009]本發(fā)明測試系統(tǒng)主要內(nèi)容:利用壓力、流量、流速、溫度等傳感器，采集數(shù)據(jù)，檢測噴氣織機引瑋氣流的狀態(tài)，數(shù)據(jù)傳給采集單元送至數(shù)據(jù)采集卡，通過LabVIEW所構(gòu)建的測試系統(tǒng)進行數(shù)據(jù)采集，進行圖像與數(shù)據(jù)的顯示和保存，以便后期進行分析。將其測試值與設(shè)定的經(jīng)驗值相比較，經(jīng)驗值為最佳工作狀態(tài)參數(shù)，采用閉環(huán)控制系統(tǒng)，控制溢流閥的開啟閉合實現(xiàn)實時調(diào)控噴氣織機氣流參數(shù)，使其達(dá)到最佳工作狀態(tài)。
[0010]其技術(shù)方案如下:
[0011]1、采用傳感器測量單元、伺服控制單元、接口單元及計算機構(gòu)建系統(tǒng)，對情況進行監(jiān)測，并將數(shù)據(jù)傳輸給采集模塊；
[0012]2、在PC機設(shè)計的界面上，輸入命令，通過USB接口輸送給接口單元，由接口單元控制傳感器工作狀態(tài)，并讀出測試結(jié)果。
[0013]3、在通過USB 口輸送到計算機，與控制流量、壓力、流速數(shù)值的比較，給出調(diào)整值，通過伺服控制單元控制噴嘴內(nèi)引瑋氣體PVT值。
[0014]對一個動態(tài)運行的噴氣織機流量測試系統(tǒng)進行測試和控制，關(guān)鍵是提取和處理該系統(tǒng)中壓力、流量、溫度等隨時間動態(tài)變化的物理量，因此，構(gòu)建以計算機為核心的基于虛擬儀器的噴氣織機流量測量系統(tǒng)和控制系統(tǒng)，以便能較高精度、較高靈敏度、較高效率的獲得壓力、流量和溫度等參數(shù)值。并利用微機對于數(shù)據(jù)的處理能力，最大限度地消除測量的隨機誤差和系統(tǒng)誤差以及干擾，完成自動校正零點，自動顯示、輸出實驗數(shù)據(jù)和實驗曲線的功能。系統(tǒng)根據(jù)測試值和經(jīng)驗值進行比較，通過閉環(huán)控制系統(tǒng)調(diào)整伺服控制單元，調(diào)整伺服閥開口量，使其達(dá)到最佳工作狀態(tài)。
【附圖說明】
[0015]以下借助實施例參照附圖更詳細(xì)地說明本發(fā)明的方法。其中:
[0016]圖1本發(fā)明的噴氣織機主輔噴嘴結(jié)構(gòu)示意圖；
[0017]圖2本發(fā)明的噴氣織機引瑋氣流壓力流量測量系統(tǒng)圖(工作原理、工作流程圖如圖2所示)；
[0018]圖3本發(fā)明的噴氣織機引瑋氣流壓力流量測量系統(tǒng)控制系統(tǒng)接線圖；
[0019]圖4本發(fā)明的噴氣織機引瑋氣流壓力流量測量系統(tǒng)軟件后面板圖；
[0020]圖5本發(fā)明的噴氣織機引瑋氣流壓力流量測量系統(tǒng)單邊快速傅里葉變換的程序框圖；
【具體實施方式】
[0021]本發(fā)明噴氣織機引瑋氣流測控系統(tǒng)【具體實施方式】如下:
[0022]參照附圖1所示，噴氣織機的總流量和每組輔助噴嘴的總流量采用大流量傳感器1000L/MIN對應(yīng)接頭。主噴嘴1、主輔噴嘴2、輔助噴嘴3的流量采用小流量傳感器100L/MIN對應(yīng)接頭，如果測量的裝置口徑不相符則采用轉(zhuǎn)換接頭。
[0023]附圖2噴氣織機引瑋氣流測控系統(tǒng)由傳感器測量單元壓力傳感器、流量傳感器、溫度傳感器、壓差傳感器，伺服控制單元流量伺服閥、壓力伺服閥，接口單元USB接口，數(shù)據(jù)采集卡以及PC機及軟件平臺組成。先做好硬件方面的工作，安裝完硬件后，分別安裝驅(qū)動及設(shè)備管理，此后要進行配置，包括運行管理程序，添加硬件以及硬件的測試。具體工作過程為引瑋氣流中的相應(yīng)參數(shù)通過流量傳感器、壓力變送器、溫度傳感器、壓差傳感器進行數(shù)據(jù)采集，檢測噴氣織機引瑋氣流的狀態(tài)，數(shù)據(jù)傳給采集單元，再經(jīng)過信號調(diào)理電路，把模擬信號變換為用于數(shù)據(jù)采集、控制過程、執(zhí)行計算顯示讀出或其他目的的數(shù)字信號，將數(shù)字信號送至數(shù)據(jù)采集卡，可以對氣流進行測試。將數(shù)據(jù)采集卡的信息接入電腦，通過LabVIEW所構(gòu)建的測試系統(tǒng)進行數(shù)據(jù)采集，最后在程序界面進行圖像與數(shù)據(jù)的顯示和保存，完成測試的一個循環(huán)，這部分為氣流測控系統(tǒng)打印和儲存部分。
[0024]數(shù)據(jù)通過計算機進行處理后，將其測試值與設(shè)定的經(jīng)驗值相比較，經(jīng)驗值為最佳工作狀態(tài)參數(shù)，采用閉環(huán)控制系統(tǒng)，控制溢流閥的開啟閉合實現(xiàn)實時調(diào)控噴氣織機氣流參數(shù)，使其達(dá)到最佳工作狀態(tài)，此部分為氣流測控系統(tǒng)控制部分。
[0025]噴氣織機引瑋測控裝置通過USB線與計算機建立連接，將噴氣織機引瑋氣流測控裝置箱體外接220V電源。接通相應(yīng)的測試氣源(如果測量接口不同可以外接轉(zhuǎn)換接頭)，測控裝置的一端與進氣口相接，另一端與出氣口相接。打開總電源開關(guān)，打開相應(yīng)的流量傳感器的電源開關(guān)，如附圖3所示。
[0026]打開噴氣織機氣流系統(tǒng)，運行軟件，進入測試，本發(fā)明系統(tǒng)軟件，先將被測對象各參考量通過各種元件適當(dāng)轉(zhuǎn)換后，再經(jīng)過信號處理、采樣、編碼、傳輸、送到控制器進行數(shù)據(jù)處理和存儲記錄的過程。此后構(gòu)建數(shù)據(jù)采集系統(tǒng):創(chuàng)建VI，用來顯示所采集數(shù)據(jù)，同時分別設(shè)計打開采集設(shè)備，關(guān)閉采集設(shè)備和實施數(shù)據(jù)采集功能，模塊之間進行連接，最后將測量到的數(shù)據(jù)送至示波器現(xiàn)實空間上。開發(fā)設(shè)計的軟件有開關(guān)、旋鈕、圖形以及其他控制和顯示對象，使用輸入控制和輸出顯示來構(gòu)成。控制是用戶輸入數(shù)據(jù)到程序的接口，而顯示是輸出程序產(chǎn)生的數(shù)據(jù)接口。對于測試系統(tǒng)界面進行設(shè)計，系統(tǒng)的開始和停止可以通過按鈕實現(xiàn)，采集到的壓力和流量信息可以通過圖形與數(shù)據(jù)同時顯示出來?？蓪崿F(xiàn)對壓力、流量的單獨測量，也可實現(xiàn)對二者的同時在線監(jiān)控，并且將采集數(shù)據(jù)按一定比例顯示在數(shù)據(jù)采集顯示框中，同時可對壓力、流量進行波形顯示，并可存儲參數(shù)，存儲和打印流量-壓力特性曲線，如附圖4所示。
[0027]程序框圖面板功能設(shè)計框圖是定義VI功能的圖形化源代碼。在框圖中對于VI編程的主要工作就是從前面板上的輸入控件獲得用戶信息，然后進行計算和處理，最后在輸出控件中把處理結(jié)果反饋給用戶?？驁D上的編程元素除了包括與前面板上的控制和顯示端子對應(yīng)的連線端子之外，還有函數(shù)、子V1、常量、結(jié)構(gòu)和連線等?？驁D相當(dāng)于儀器內(nèi)的的功能部件，一些情況下，框圖可以仿真標(biāo)準(zhǔn)儀器。對于已經(jīng)采集到的信號，需要進行信號處理與分析，對于信號處理，應(yīng)用到LabVIEW中的頻譜分析。通過對于采樣頻率與樣本數(shù)設(shè)置，在時域信號序列與頻譜中顯示出來，即對信號進行頻譜分析，將信號源發(fā)出的信號強度按頻率順序展開，使其成為頻率的函數(shù)，并考察變化規(guī)律，稱為頻譜分析。對于采集到信號來說，要分模擬信號與數(shù)字信號。對于模擬信號來說，往往對其進行抽樣，然后進行快速傅里葉變換，然后對其幅度和相位的圖像進行分析。對于數(shù)字信號，則可直接進行快速傅里葉變換。如附圖5則是單邊快速傅里葉變換的程序框圖。
【主權(quán)項】
1.本發(fā)明涉及一種基于PC機運用虛擬儀器技術(shù)適用于噴氣織機運行過程中噴嘴噴出氣體的測量方法，其特征是非電量的電子測量方法，結(jié)合傳感器技術(shù)、信號處理技術(shù)等，搭建硬件設(shè)備，建立氣體壓力、流量等參數(shù)的在線監(jiān)控系統(tǒng)，實現(xiàn)對測控系統(tǒng)的調(diào)節(jié)和控制。2.按照權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于首先采用傳感器連接系統(tǒng)，對情況進行監(jiān)測，并將數(shù)據(jù)傳輸給采集模塊，其次要進行數(shù)據(jù)傳輸和處理，利用計算機進行編程和運算，最后由采集處理后的數(shù)據(jù)與標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)比較，給出比較數(shù)值，調(diào)控相應(yīng)閥，以達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)所需狀態(tài)。建立傳感器和數(shù)據(jù)采集卡組成的測控系統(tǒng)，準(zhǔn)確檢測氣流的壓力和流量，并進行調(diào)控，通過虛擬儀器實現(xiàn)了實時顯示狀態(tài)參數(shù)。3.按照權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于非電量的電子測量方法，系統(tǒng)采用PC機運用虛擬儀器(LabVIEW)技術(shù)圖形化編程，構(gòu)建數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)完成了信號的采集、顯示、分析與數(shù)據(jù)的保存等一些功能。
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種基于PC機運用虛擬儀器技術(shù)適用于噴氣織機運行過程中噴嘴噴出氣體的測量方法，特征是非電量的電子測量方法。首先采用傳感器連接系統(tǒng)對情況進行監(jiān)測，將數(shù)據(jù)傳輸給采集模塊，其次進行數(shù)據(jù)傳輸和處理，用計算機進行編程運算，最后由處理后的數(shù)據(jù)與標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)比較，給出比較值，調(diào)控相應(yīng)閥以達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)。系統(tǒng)利用壓力、流量等傳感器搭建硬件平臺，采用LabVIEW建立數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)進行調(diào)試檢測氣流狀態(tài)，根據(jù)測試值和經(jīng)驗值設(shè)置工作狀態(tài)參數(shù)，使其達(dá)到最佳工作狀態(tài)。氣流測試系統(tǒng)應(yīng)用于生產(chǎn)過程產(chǎn)生良好的經(jīng)濟效益，有利于產(chǎn)品質(zhì)量的提高并使設(shè)備的能耗降低。其優(yōu)點克服了靜態(tài)測試中人為控制不穩(wěn)定因素，解決了實時在線監(jiān)控的難題。
【IPC分類】G01D21/02, D03D47/30
【公開號】CN104894731
【申請?zhí)枴緾N201510108616
【發(fā)明人】杜玉紅, 周國慶, 趙地, 董廣宇, 王加富, 吳晨, 羅永恒, 李興, 馬婷, 常運
【申請人】天津工業(yè)大學(xué)
【公開日】2015年9月9日
【申請日】2015年3月12日