一種自適應測量距離的細紗機斷線檢測傳感裝置的制造方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及測量距離的檢測傳感技術，尤其是紡織行業(yè)細紗機工作時紗錠斷線的實時檢測。
【背景技術】
[0002]隨著紡織行業(yè)的快速發(fā)展，實現(xiàn)細紗機斷線檢測的傳統(tǒng)方式一人工巡檢，由于存在工作強度大、效率較低的弊端，已經(jīng)無法滿足行業(yè)需求。為此很多紡織技術人員做了大量科研工作，探索如何自動檢測細紗機的紡線斷線。
[0003]目前，一種可以實現(xiàn)細紗機斷線檢測的方式是采用光電式斷線傳感器，即傳感器發(fā)射頭工作時射出一束光束，該光束穿透檢測區(qū)域將光斑投射的光電接收頭上，斷紗傳感器通過光電探頭獲取動態(tài)的開關信號，當有斷紗通過光束時，檢知器會通過相應的接口輸出有效信號。由于細沙紡機的紗線很細，紡紗車間灰塵多等因素的影響，在使用中誤報率偏高，該方式在實際的斷線檢測中應用很少。
[0004]另一種實現(xiàn)細紗機斷線檢測的方式是采用電磁方式，將被磁化的鋼圈作為檢測目標。這種方法的檢測效果受鋼圈磁化效果的影響較大，隨著使用時間的增加，鋼圈的剩磁變化較大，分散性相應加大，檢測結果的精度和可靠性會逐漸降低，其電磁檢測電路簡單，雖然磁化后的鋼絲圈對線圈的影響比沒有磁化前成倍增加，但信號還是很弱，檢測距離受到影響，一般低于5mm，誤報率高。
[0005]有的采用圖像處理技術實現(xiàn)紗線斷線檢測的方式，即將反射式光電傳感器置于導紗鉤和紗管之間，探測紗線運動狀態(tài)，從而達到檢測紗線斷紗的目的。該方法不足之處:由于需要依靠光發(fā)射器和接收器實現(xiàn)信號的采集，結果容易受到紡織場所內(nèi)光線發(fā)射和接收裝置之間漂浮纖維和其他飛塵影響，導致誤報；長時間工作在生產(chǎn)車間內(nèi)，光發(fā)射和接收探頭容易附著大量油污和微塵，導致傳感器的識別率下降；由于細紗機紗錠數(shù)目眾多，機構復雜且工作空間狹小，清洗光線發(fā)射和接收裝置的探頭費時費力，影響正常工業(yè)生產(chǎn)。但是由于細紗機工作時機體占空間大線距寬，故實現(xiàn)成本偏高，很難在實際中實現(xiàn)規(guī)?；瘧?。
[0006]最近出現(xiàn)了一種方案是使用永久磁鐵及傳感線圈作為檢測的敏感元件，永磁體在前，線圈在后組成傳感器，傳感器靠近鋼領，當鋼絲圈經(jīng)過傳感器時，永磁體磁路的磁通發(fā)生變化，從而在傳感器線圈上感應出信號電壓，實現(xiàn)紗線斷線檢測。該方案不足之處:永磁鐵靠近鋼領會對鋼領及鋼絲圈有磁化作用，鋼絲圈經(jīng)過時永磁鐵對鋼絲圈有吸引力，阻礙鋼絲圈的運動，改變了紡紗機原來無阻力的運動狀態(tài)，長時間運行會增加斷線概率；另外，傳感器安裝在細紗機的鐵質(zhì)臺面上，永磁鐵的磁力線會向磁導率更高的鐵質(zhì)臺面聚集，導致傳感線圈所處空間內(nèi)磁力線密度減小，降低檢測的靈敏度和有效檢測距離，實際檢測距離很難超過5_。由于細紗紡織機臺很難改造為非鐵質(zhì)材料，這些干擾因素很難排除。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明的目的是提供一種裝置，實現(xiàn)細紗機斷線的長距離(2-10mm)、實時精確檢測。
[0008]本發(fā)明利用電渦流效應實現(xiàn)細紗機斷紗檢測。鋼絲圈與鋼領是細紗機原有的機構組成零件，所述裝置工作時，所述傳感器感應線圈需要安裝于鋼領軌道外側有效檢測范圍內(nèi)。檢測傳感裝置內(nèi)部包含傳感器線圈及支架、可感知磁場微小變化的檢測電路和自適應傳感器距離變化的信號處理電路，可以探測到所述鋼領上鋼絲圈的周期運動。
[0009]實現(xiàn)本發(fā)明細紗機斷線檢測的技術方案如下。
[0010]1、斷線檢測電路。
[0011]( 1)線圈傳感器作為振蕩電路的電感，振蕩電流流過線圈，在周圍產(chǎn)生交變磁場，鋼領上產(chǎn)生電渦流，當鋼絲圈經(jīng)過時，電渦流會發(fā)生變化，改變線圈的阻抗和等效品質(zhì)因數(shù)，振蕩電壓發(fā)生變化，鋼絲圈根據(jù)電壓信號調(diào)制振蕩信號。
[0012](2)將步驟(1)產(chǎn)生的電壓信號進行解調(diào)，進行濾波處理。
[0013](3)將步驟(2)中的電壓信號進行具有自動增益控制的放大處理。
[0014](4)將步驟(3)中的電壓信號通過比較器進行變換，使步驟(3)中的電壓信號變成一定頻率和幅度的矩形波，該方波頻率即為鋼絲圈繞鋼領旋轉的頻率。
[0015](5)對步驟(4)中的矩形波信號，進行頻率判斷。
[0016](6)所述步驟(5)之后，若方波頻率高于設定值，則傳感器輸出端輸出持續(xù)的低電平信號，表示沒有斷線。
[0017](7)所述步驟(5)之后，若無方波，頻率為0，則傳感器輸出端輸出高電平信號，表示斷線。
[0018]2、米用超薄感應線圈。
[0019](1)根據(jù)文獻儀器儀表學報，2007年6期，于亞婷，杜平安等文章“線圈形狀及幾何參數(shù)對電渦流傳感器性能的影響”可知，線圈匝數(shù)一定時，內(nèi)徑越大、外徑越大、厚度越小，傳感器阻抗提離高度變化梯度越大，即靈敏度越高，線性范圍越??；當線圈匝數(shù)密度相同時，線圈內(nèi)徑越小、外徑越大、厚度越大時，傳感器的靈敏度越高，線性范圍越小。
[0020](2)在(1)實驗數(shù)據(jù)的基礎上，選擇0.1mm線徑、厚度小于0.3mm的超薄線圈，靈敏度高，線性范圍較大，滿足了測量需求。
[0021]3、采用自動增益控制的放大電路。
[0022](1)為了實現(xiàn)信號放大倍數(shù)在一定范圍內(nèi)根據(jù)信號的大小自動調(diào)節(jié)，需要采用自動增益控制放大對信號進行處理。傳感器線圈距離鋼領近信號就大，放大倍數(shù)就小一些，距離遠信號就小，放大器的放大倍數(shù)就大一些，使得傳感器在一定距離(10mm)范圍內(nèi)，都能檢測鋼絲圈經(jīng)過的信號。根據(jù)本發(fā)明的第一方面的實施例，提出一種自動增益控制的放大電路，包括第一級自動增益放大控制器(13)和第二級自動增益放大控制器(14)，所述第一級自動增益放大控制器(13)中電阻R3兩端連接放大器的反相輸入端和信號輸出端，電阻R2、R4、Rw及場效應管Q1和二極管D1、電容C4組成的反饋回路與電阻R3并聯(lián)實現(xiàn)第一級級信號放大的自動增益控制；所述第二級自動增益放大控制器(14)中電阻R7兩端連接放大器的反相輸入端和信號輸出端，電阻R8及并聯(lián)的二極管D2、D3組成的反饋回路與電阻R3并聯(lián)實現(xiàn)第二級信號放大的自動增益控制。
[0023](2)進一步的，根據(jù)所述第一級自動增益放大控制器(13)的電路，Q1柵極電壓為0V時，漏源等效電阻近似導通狀態(tài)，當放大器同相輸入端輸入電壓信號達到一定幅值，二極管D1導通，電阻R2、R4、Rw及場效應管Q1和二極管D1、電容C4組成的反饋回路決定放大電路的增益。號小時，柵極電壓小Q1漏源間等效電阻小，放大倍數(shù)大，反之，放大倍數(shù)就小。
[0024](3)進一步的，根據(jù)所述所述第二級自動增益放大控制器(14)的電路，當放大器同相輸入端輸入信號信號小時，D2、D3不導通，放大倍數(shù)有R7、R5決定，放大倍數(shù)大；信號大D2、D3等效電阻變小，反饋電阻由R8和二極管D2、D3等效電阻串聯(lián)后等效電阻再與R7并聯(lián)決