專利名稱：粘膠長絲毛絲檢測方法及其裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種毛絲檢測裝置，尤其是一種能在粘膠長絲的絡(luò)絲工藝過程中實時監(jiān)測毛絲的粘膠長絲毛絲檢測裝置。
背景技術(shù)：
對粘膠長絲的毛絲情況進(jìn)行實時檢測，在我國現(xiàn)有粘膠人造絲的生產(chǎn)條件下著非常重要的意義。這是因為我國現(xiàn)時的生產(chǎn)裝備技術(shù)水平低，大量的生產(chǎn)設(shè)備較陳舊，若全部改為最新式的先進(jìn)設(shè)備，淘汰現(xiàn)有設(shè)備，產(chǎn)品的質(zhì)量會立時得到全面改善，卻因為投資過于巨大實際上是不可能的。本發(fā)明充分挖掘現(xiàn)有設(shè)備的潛力，以較小的投資代價取得有效提高產(chǎn)品質(zhì)量的收益，為各大化纖廠急解決了一個很大的問題。
所謂毛絲是指絲條受傷呈毛茸現(xiàn)象或單絲斷裂、絲頭凸出于復(fù)絲表面的現(xiàn)象。
毛絲是粘膠長絲的一個重要質(zhì)量指標(biāo)，一個成筒長絲中毛絲數(shù)量的多少，直接影響到該絲筒的質(zhì)量等級。從長絲的用戶角度看，這項指標(biāo)對整經(jīng)、織造及染色性能都有很大的影響，在很大程度上決定了后續(xù)產(chǎn)品的質(zhì)量。在幾個評價粘膠長絲的質(zhì)量指標(biāo)中，絕大部分指標(biāo)都可借助嚴(yán)格管理措施、提高工人操作水平和素質(zhì)來獲得有效保障，只有毛絲問題不可能依人力解決。其原因是粘膠長絲很細(xì)(最粗的約400微米左右)，毛絲更為細(xì)小(最細(xì)的19微米)，若不特別注意，肉眼幾不可見。即便是質(zhì)量分級工對毛絲的檢測，也只能依靠目測，通過″數(shù)″出絲筒端面毛絲出現(xiàn)的數(shù)目來決定一個絲筒的等級。這實際上是很不可靠的，因為絕大部份絲是卷繞在簡子中間，露出筒子表面和端面的只占整筒絲的極少一部分。故而長絲生產(chǎn)廠商常受到用戶投訴，指責(zé)其產(chǎn)品內(nèi)在質(zhì)量與標(biāo)稱等級不符，進(jìn)而要求索賠。其結(jié)果是產(chǎn)品的質(zhì)量信譽下降，給產(chǎn)品的品牌、企業(yè)的效益帶來嚴(yán)重的負(fù)面影響。另外工藝上的原因常造成少量密集毛絲的出現(xiàn)使整個筒子降為等外品，引起效益的大幅下滑。
在對待毛絲的問題上，各個國家和地區(qū)的態(tài)度有很大差別。如生產(chǎn)裝備技術(shù)水平較高、工藝先進(jìn)的國家和地區(qū)，毛絲一般不會成為影響質(zhì)量的問題，從而很少從毛絲的動態(tài)檢測方面來考慮對質(zhì)量的保證。相反在生產(chǎn)設(shè)備技術(shù)水平低的地方，毛絲問題令人煩惱，至今也未見能實際投入使用的動態(tài)檢測裝置。在相關(guān)的研究文獻(xiàn)中，多集中于討論對各種直徑較大的剛性線狀物或其它較粗纖維(如玻璃纖維)的檢測，如測徑、測表面缺陷等，主要手段是利用電傳感器或光電傳感器將被測物的相關(guān)參數(shù)轉(zhuǎn)換為電信號，其中一個典型的應(yīng)用是采用CCD傳感器來實現(xiàn)線徑的動態(tài)檢測。從技術(shù)上看用這些方法構(gòu)成的檢測裝置單個、獨立的應(yīng)用是完全可行、成熟的，單個裝置成本較高也無甚影響。遺憾的是這些裝置并不適用長絲的檢測，原因之一是長絲不是剛性的且毛絲過于細(xì)小，若不采取特殊措施，一般的傳感器根本無法檢測出相應(yīng)的信號，其二是絡(luò)絲機的臺數(shù)、錠數(shù)太多，對單個裝置的成本過于敏感，這類研究成果事實上在粘膠長絲的毛絲實時檢測上得不到應(yīng)用和推廣。
毛絲檢測的依據(jù)是正常的粘膠長絲是均勻、光滑的，有毛絲的地方絲頭凸出于復(fù)絲表面，絲線有毛茸現(xiàn)象。利用此特征可鑒別毛絲的有無?？捎梅墙佑|光學(xué)測量法來實現(xiàn)，且此裝置不會對現(xiàn)有生產(chǎn)設(shè)備和工藝作任何改變或限制。本裝置的難點在于既要能夠準(zhǔn)確測出極為細(xì)小的毛絲，又要使開發(fā)出的裝置成本最低，使用戶可以接受而大批量應(yīng)用。其中要解決的關(guān)鍵問題是傳感器的設(shè)計，要求有盡可能簡單的光學(xué)系統(tǒng)和結(jié)構(gòu)，這對光源、敏感器件及相應(yīng)的處理電路提出了較高的要求。
利用現(xiàn)有技術(shù)，可能的測試方案有以下2種，測量方案1利用高精度線陣CCD圖像傳感器，直接對粘膠長絲進(jìn)行檢測，可以測量粘膠長絲的直徑和毛絲形狀。測試方案2利用光電傳感器來檢測粘膠長絲遮擋的光通量的變化來檢測毛絲。其中，方法一精度高，可靠行好，但是成本高昂；方法2成本低，但是因為毛絲過于細(xì)小，檢測的可靠行差。
由于毛絲問題已長期困擾我國的化纖行業(yè)，在不可能投巨資全面更新生產(chǎn)裝備的情況下，急需找到一種投資較少但效益明顯的方法來解決這一問題。所以我們就發(fā)明了粘膠長絲毛絲檢測裝置，是一個低成本的毛絲動態(tài)檢測的裝置，該裝置只需要簡單的安裝工作就能應(yīng)用現(xiàn)有的絡(luò)筒機上(如R701型絡(luò)筒機)，能準(zhǔn)確的檢測粘膠長絲上面的毛絲，而且不需要淘汰現(xiàn)有的設(shè)備就能提高產(chǎn)品的質(zhì)量，節(jié)約了生產(chǎn)成本，有著十分重要的實際意義，其社會、經(jīng)濟效益前景明朗。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供一種對長絲的成筒質(zhì)量進(jìn)行有效監(jiān)控、能準(zhǔn)確檢測粘膠長絲上面的毛絲、提高產(chǎn)品的質(zhì)量、有效提高產(chǎn)品的優(yōu)等率、并能減少浪費和投資成本的粘膠長絲毛絲檢測方法及其裝置。
本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是粘膠長絲毛絲檢測方法，采用非接觸光學(xué)測量法，其特征是用光線照射粘膠長絲上的毛絲，將毛絲在光電傳感器的敏感面上成一個放大的模糊影像。
一種粘膠長絲毛絲檢測裝置，它包括毛絲檢測傳感器部分、電子控制系統(tǒng)部分和單片機軟件，其特征是毛絲檢測傳感器部分包括由激光發(fā)射器和聚焦鏡頭組成的聚焦激光器，粘膠長絲定位槽，光電傳感器和底座，聚焦激光器，粘膠長絲定位槽，光電傳感器依次放置在底座上，粘膠長絲定位槽至少有兩個接觸粘膠長絲的槽口，聚焦激光器發(fā)出的光線聚焦后投影到光電傳感器的敏感面上，粘膠長絲定位槽槽口連線旁的物面在光線聚焦點的附近，該物面被聚焦光線照射后在光電傳感器的敏感面上成一個放大的模糊影像。
本發(fā)明的聚焦激光器將發(fā)出的光線聚焦后投影到毛絲后的光電傳感器的敏感面上，光電傳感器的敏感面對毛絲產(chǎn)生的放大的光斑影像進(jìn)行檢測，粘膠長絲經(jīng)定位槽使粘膠長絲從光束焦點旁通過，而其上的毛絲被聚焦的光線照射。無毛絲時，光電傳感器接受的光強無變化，有毛絲時，由于粘膠長絲的加捻作用，毛絲旋轉(zhuǎn)，會遮擋光束，毛絲就會在光電傳感器的敏感面上成一個放大的模糊影像，通過這個的放大模糊影像使光電傳感器的受光量有明顯的減弱，就可以簡單的檢測出毛絲信號，然后通過電子控制系統(tǒng)部分的處理，對毛絲計數(shù)。
有益效果本發(fā)明是一個成本低，專用于粘膠長絲毛絲動態(tài)檢測方法和裝置，該方法和裝置只需要簡單的安裝工作就能應(yīng)用現(xiàn)有的絡(luò)筒機上(如R701型絡(luò)筒機)，它能對長絲的成筒質(zhì)量進(jìn)行有效監(jiān)控，保證產(chǎn)品的質(zhì)量信譽，粘膠長絲毛絲動態(tài)檢測的裝置在絡(luò)絲過程中實時檢測，并能發(fā)出報警信號，以便擋車工處理，可有效提高產(chǎn)品的優(yōu)等率，穩(wěn)定產(chǎn)品質(zhì)量，并能減少浪費和投資成本。


圖1本發(fā)明的毛絲檢測原理圖，其中1-毛絲，2-粘膠長絲，3-光斑。
圖2本發(fā)明的實施例-粘膠長絲毛絲檢測裝置成像原理圖。其中，7-入射光，8-透鏡，9-焦點。
圖3本發(fā)明實施例的毛絲檢測傳感部分結(jié)構(gòu)圖。其中4-聚焦激光器，5-粘膠長絲定位槽，6-光電傳感器。
圖4本發(fā)明實施例的測量裝置的結(jié)構(gòu)框圖。
圖5本發(fā)明實施例的單片機測量控制軟件主流程圖。
具體實施例方式
下面將結(jié)合附圖和具體實施方式
來對本發(fā)明做進(jìn)一步說明。
本發(fā)明實施例的粘膠長絲毛絲檢測裝置成像原理圖參見圖2，毛絲檢測原理圖參見圖1，毛絲檢測傳感部分結(jié)構(gòu)圖參見圖3，聚焦激光器4將入射光7聚焦后投影到一個光電傳感器6的敏感面上產(chǎn)生光斑3，光電傳感器6的敏感面對產(chǎn)生的光斑3進(jìn)行檢測，粘膠長絲2由粘膠長絲定位槽5定位，從光束焦點旁(本實施里中在焦點前)通過，粘膠長絲2上無毛絲1時，光電傳感器6接受的光強無變化，有毛絲1時，由于粘膠長絲2的加捻作用，毛絲1旋轉(zhuǎn)，會遮擋光束，使光電傳感器的受光量減弱，由此可以檢測出毛絲信號，然后通過電子控制系統(tǒng)部分的處理，實現(xiàn)對毛絲的計數(shù)。
本實施例中聚焦激光器4的聚焦鏡頭和焦點9的距離是3.1CM左右，焦點和光電傳感器6的距離是2.7CM左右。聚焦鏡頭，粘膠長絲定位槽5和光電傳感器6三者的位置為可調(diào)結(jié)構(gòu)，通過調(diào)整其中之一就可以使毛絲在光電傳感器6的像為放大的模糊影像，使其在光電傳感器6的敏感面上遮蓋很大的面積，就可以進(jìn)行可靠的測量。
本發(fā)明實施例的測量裝置結(jié)構(gòu)框圖如圖4。
本發(fā)明實施例的電子控制系統(tǒng)部分包括信號采集電路，信號處理電路，單片機測量控制軟件，激光器功率調(diào)整電路和鍵盤顯示電路。該裝置首先由激光器完成信號的采集，信號處理電路對來自傳感器的信號進(jìn)行放大、整形，使之適合于單片機進(jìn)行計數(shù)和對功率進(jìn)行判斷，信號進(jìn)入單片機系統(tǒng)板后，分為兩個支路，一路信號經(jīng)過放大、整形、滯回比較，到計數(shù)電路對毛絲的數(shù)量進(jìn)行計數(shù)，另一路信號經(jīng)過放大、濾波和窗口比較后，作為判斷激光器功率的狀態(tài)信號送到單片機進(jìn)行判斷，從而使單片機通過功率調(diào)整電路對激光器的功率進(jìn)行調(diào)整，這樣就解決了由于激光器連續(xù)不斷地工作和長期不間斷的工作，會慢慢地老化，其輸出功率將會有所變化的問題，還可以防止因激光器的輸出功率過大造成激光器的損壞。鍵盤顯示電路顯示毛絲數(shù)量，便于對單片機進(jìn)行操作。通過設(shè)置功能鍵我們可以方便對單片機進(jìn)行功率調(diào)整、啟動和暫停的操作。
單片機測量控制軟件包括程序塊模塊，功率判別和控制模塊、計數(shù)及其數(shù)據(jù)處理模塊、鍵盤處理模塊和顯示模塊，信號的處理采用了滯回比較器，將一些脈沖幅度較小的干擾信號和因干擾引起的抖動信號排除在計數(shù)脈沖之外，從而使得對毛絲的計數(shù)準(zhǔn)確無誤。軟件設(shè)計上，采用軟件陷阱，在空白的程序存儲器空間填充適當(dāng)?shù)奶D(zhuǎn)指令，用來糾正程序跑飛，使得系統(tǒng)在程序跑飛時自動回到正常的程序存儲空間。單片機測量控制軟件主流程見圖5。
本發(fā)明是一個經(jīng)過實際動態(tài)測試的一體化裝置，只需較簡單的安裝工作就能應(yīng)用到現(xiàn)有的絡(luò)筒機上(如R701型絡(luò)筒機)。不僅可以長期穩(wěn)定工作，檢測出所有毛絲，還能根據(jù)用戶提出的毛絲處理策略對毛絲計數(shù)、產(chǎn)生相應(yīng)的停車報警信號，除此以外還應(yīng)能對該裝置進(jìn)行調(diào)整以適應(yīng)不可規(guī)格品種的長絲。
權(quán)利要求
1.粘膠長絲毛絲檢測方法，采用非接觸光學(xué)測量法，其特征是用光線照射粘膠長絲上的毛絲，將毛絲在光電傳感器的敏感面上成一個放大的模糊影像。
2.采用權(quán)利要求1所述方法的粘膠長絲毛絲檢測裝置，它包括毛絲檢測傳感器部分、電子控制系統(tǒng)部分和單片機軟件，其特征是毛絲檢測傳感器部分包括由激光發(fā)射器和聚焦鏡頭組成的聚焦激光器，粘膠長絲定位槽，光電傳感器和底座，聚焦激光器，粘膠長絲定位槽，光電傳感器依次放置在底座上，粘膠長絲定位槽至少有兩個接觸粘膠長絲的槽口，聚焦激光器發(fā)出的光線聚焦后投影到光電傳感器的敏感面上，粘膠長絲定位槽槽口連線旁的物面在光線聚焦點的附近，該物面被聚焦光線照射后在光電傳感器的敏感面上形成一個放大的模糊影像。
全文摘要
粘膠長絲毛絲檢測方法及其裝置，采用非接觸光學(xué)測量法，其特征是用光線照射粘膠長絲上的毛絲，將毛絲在光電傳感器的敏感面上成一個放大的模糊影像。裝置包括毛絲檢測傳感器部分、電子控制系統(tǒng)部分和單片機軟件，其特征是毛絲檢測傳感器部分包括由激光發(fā)射器和聚焦鏡頭組成的聚焦激光器，粘膠長絲定位槽，光電傳感器和底座，聚焦激光器，粘膠長絲定位槽，光電傳感器依次放置在底座上，粘膠長絲定位槽至少有兩個接觸粘膠長絲的槽口，聚焦激光器發(fā)出的光線聚焦后投影到光電傳感器的敏感面上，粘膠長絲定位槽槽口連線旁的物面在光線聚焦點的附近，該物面被聚焦光線照射后在光電傳感器的敏感面上形成一個放大的模糊影像。該檢測方法及其裝置能準(zhǔn)確檢測粘膠長絲上面的毛絲、提高產(chǎn)品的質(zhì)量、有效提高產(chǎn)品的優(yōu)等率、并能減少浪費和投資成本。
文檔編號G01B11/00GK101082519SQ20071005183
公開日2007年12月5日 申請日期2007年4月11日 優(yōu)先權(quán)日2007年4月11日
發(fā)明者李德駿 申請人:武漢科技學(xué)院