本發(fā)明涉及一種電容感應(yīng)式絲線張力測(cè)量裝置。

背景技術(shù)：

絲線張力測(cè)量是紡織工藝中的一個(gè)重要環(huán)節(jié)，對(duì)絲線張力的實(shí)時(shí)測(cè)量關(guān)系到織物的品質(zhì)及生產(chǎn)效率。張力測(cè)量的方法大多采用懸臂梁與應(yīng)變電阻法將張力轉(zhuǎn)換為電信號(hào)。采用電容感應(yīng)法進(jìn)行張力測(cè)量，在其他領(lǐng)域已有應(yīng)用，如文件cn201110376420、cn201110376461所描述的利用電容感應(yīng)測(cè)量鋼絲繩張力的方法。但是這種方法測(cè)得的張力隨電容極板的間隙變化，二者之間成反比關(guān)系，線性化難度較大；且微小的間隙變化會(huì)引起測(cè)量結(jié)果較大的變化，易受外部振動(dòng)、沖擊的影響，對(duì)應(yīng)用環(huán)境要求較高，不適用于對(duì)絲線張力的測(cè)量。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種電容感應(yīng)式絲線張力測(cè)量裝置，將絲線張力轉(zhuǎn)換為感應(yīng)電容陣列的相對(duì)旋轉(zhuǎn)角度，改變感應(yīng)電容的面積，通過電容測(cè)量電路檢測(cè)電容變化量，從而反應(yīng)絲線張力的大小。

為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案是：

一種電容感應(yīng)式絲線張力測(cè)量裝置，包括固定盤、旋轉(zhuǎn)盤、固定軸，所述固定盤通過固定軸與旋轉(zhuǎn)盤相連；所述固定盤上開設(shè)有1個(gè)以上的第一同軸環(huán)形槽，所述旋轉(zhuǎn)盤下表面開設(shè)有1個(gè)以上的第二同軸環(huán)形槽，所述第一同軸環(huán)形槽和第二同軸環(huán)形槽內(nèi)分別安裝有固定極板架、旋轉(zhuǎn)極板架，且所述固定極板架與旋轉(zhuǎn)極板架間隔安裝，所述固定極板架與固定極板相連，所述旋轉(zhuǎn)極板架與旋轉(zhuǎn)極板相連，所述固定極板與旋轉(zhuǎn)極板形成具有固定間隙的極板對(duì)；所述旋轉(zhuǎn)盤上表面開設(shè)有弧形溝槽，所述弧形溝槽內(nèi)分別安裝有滑塊、彈簧，所述彈簧一端與滑塊相連，所述彈簧另一端與旋轉(zhuǎn)盤的弧形溝槽內(nèi)側(cè)壁相連；所述滑塊上安裝有固定導(dǎo)輪，所述固定導(dǎo)輪通過連接臂與固定軸固連，所述旋轉(zhuǎn)盤上分別安裝有第一旋轉(zhuǎn)導(dǎo)輪、第二旋轉(zhuǎn)導(dǎo)輪。

所述第一旋轉(zhuǎn)導(dǎo)輪和固定軸之間連線與第二旋轉(zhuǎn)導(dǎo)輪和固定軸之間連線的夾角為90度。

所述弧形溝槽為四分之一的圓環(huán)，且所述第一旋轉(zhuǎn)導(dǎo)輪和第二旋轉(zhuǎn)導(dǎo)輪的導(dǎo)輪軸心線與弧形溝槽位于同一圓環(huán)上。

所述固定盤外安裝有屏蔽殼，所述旋轉(zhuǎn)盤外安裝有屏蔽蓋，所述屏蔽殼與屏蔽蓋相連，所述屏蔽蓋上開設(shè)有弧形孔。

所述固定軸包括軸肩，所述軸肩與第一臺(tái)階柱相連，所述第一臺(tái)階柱與第二臺(tái)階柱相連，所述第二臺(tái)階柱與第三臺(tái)階柱相連，所述第三臺(tái)階柱與螺紋桿相連，所述第三臺(tái)階柱上開設(shè)有第一鍵槽；所述固定盤與固定軸同軸安裝，且固定盤安裝在第一臺(tái)階柱上；所述第二臺(tái)階柱與軸承的內(nèi)圈相連，所述軸承的外圈與旋轉(zhuǎn)盤相連。

所述固定盤側(cè)壁上開設(shè)有第一固定定位針孔，所述固定極板架下側(cè)壁上開設(shè)有第二固定定位針孔，所述固定盤通過固定定位針穿過第一固定定位針孔、第二固定定位針孔后與固定極板架相連，所述固定極板架上粘接有固定極板；所述旋轉(zhuǎn)盤側(cè)壁上開設(shè)有第一旋轉(zhuǎn)定位針孔，所述旋轉(zhuǎn)極板架上側(cè)壁上開設(shè)有第二旋轉(zhuǎn)定位針孔，所述旋轉(zhuǎn)盤通過旋轉(zhuǎn)定位針穿過第一旋轉(zhuǎn)定位針孔、第二旋轉(zhuǎn)定位針孔后與旋轉(zhuǎn)極板架相連，所述旋轉(zhuǎn)極板架上粘接有旋轉(zhuǎn)極板。

所述連接臂一端開設(shè)有第一軸孔，所述第一軸孔內(nèi)側(cè)壁上開設(shè)有第二鍵槽，所述第一軸孔安裝固定于第三臺(tái)階柱上，且所述第二鍵槽和第一鍵槽內(nèi)安裝有鍵，所述第一軸孔上方的螺紋桿上安裝有鎖緊螺母，所述鎖緊螺母與連接臂抵緊安裝；所述連接臂另一端開設(shè)有第二軸孔。

所述滑塊上安裝有固定導(dǎo)輪軸，所述固定導(dǎo)輪軸包括固定導(dǎo)輪軸螺紋桿，所述固定導(dǎo)輪軸螺紋桿與固定導(dǎo)輪軸六角柱相連，所述固定導(dǎo)輪軸六角柱與第一固定導(dǎo)輪軸光軸相連，所述第一固定導(dǎo)輪軸光軸與第二固定導(dǎo)輪軸光軸相連，所述第二固定導(dǎo)輪軸光軸上開設(shè)有固定導(dǎo)輪軸溝槽；所述固定導(dǎo)輪軸螺紋桿與滑塊相連，所述第一固定導(dǎo)輪軸光軸穿過第二軸孔后與連接臂相連，所述第二固定導(dǎo)輪軸光軸上安裝有固定導(dǎo)輪，所述固定導(dǎo)輪軸溝槽內(nèi)安裝有固定導(dǎo)輪軸卡簧。

所述旋轉(zhuǎn)盤上安裝有第一旋轉(zhuǎn)導(dǎo)輪軸，所述第一旋轉(zhuǎn)導(dǎo)輪軸包括第一旋轉(zhuǎn)導(dǎo)輪軸螺紋桿，所述第一旋轉(zhuǎn)導(dǎo)輪軸螺紋桿與第一旋轉(zhuǎn)導(dǎo)輪軸六角柱相連，所述第一旋轉(zhuǎn)導(dǎo)輪軸六角柱與第一旋轉(zhuǎn)導(dǎo)輪軸光軸相連，所述第一旋轉(zhuǎn)導(dǎo)輪軸光軸上開設(shè)有第一旋轉(zhuǎn)導(dǎo)輪軸溝槽；所述第一旋轉(zhuǎn)導(dǎo)輪軸螺紋桿與旋轉(zhuǎn)盤相連，所述第一旋轉(zhuǎn)導(dǎo)輪軸光軸上安裝有第一旋轉(zhuǎn)導(dǎo)輪，所述第一旋轉(zhuǎn)導(dǎo)輪軸溝槽內(nèi)安裝有第一旋轉(zhuǎn)導(dǎo)輪軸卡簧。

所述旋轉(zhuǎn)盤上安裝有第二旋轉(zhuǎn)導(dǎo)輪軸，所述第二旋轉(zhuǎn)導(dǎo)輪軸包括第二旋轉(zhuǎn)導(dǎo)輪軸螺紋桿，所述第二旋轉(zhuǎn)導(dǎo)輪軸螺紋桿與第二旋轉(zhuǎn)導(dǎo)輪軸六角柱相連，所述第二旋轉(zhuǎn)導(dǎo)輪軸六角柱與第二旋轉(zhuǎn)導(dǎo)輪軸光軸相連，所述第二旋轉(zhuǎn)導(dǎo)輪軸光軸上開設(shè)有第二旋轉(zhuǎn)導(dǎo)輪軸溝槽；所述第二旋轉(zhuǎn)導(dǎo)輪軸螺紋桿與旋轉(zhuǎn)盤相連，所述第二旋轉(zhuǎn)導(dǎo)輪軸光軸上安裝有第二旋轉(zhuǎn)導(dǎo)輪，所述第二旋轉(zhuǎn)導(dǎo)輪軸溝槽內(nèi)安裝有第二旋轉(zhuǎn)導(dǎo)輪軸卡簧。

本發(fā)明的有益效果是：（1）本發(fā)明采用電容極板陣列形式改進(jìn)感應(yīng)電容的結(jié)構(gòu)，有效增加的感應(yīng)面積，提高了測(cè)量的靈敏度；（2）將絲線張力轉(zhuǎn)換為電容極板的相對(duì)旋轉(zhuǎn)角度，改變感應(yīng)面積，避免了極板間隙改變引起的非線性問題，提高了信號(hào)的穩(wěn)定性，降低了信號(hào)處理的難度。

附圖說明

圖1為本發(fā)明的無屏蔽組件結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本發(fā)明剖視圖；

圖3為固定軸結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4為固定盤結(jié)構(gòu)示意圖；

圖5為感應(yīng)電容結(jié)構(gòu)示意圖；

圖6為旋轉(zhuǎn)盤頂面結(jié)構(gòu)示意圖；

圖7為旋轉(zhuǎn)盤底面結(jié)構(gòu)示意圖；

圖8為固定導(dǎo)輪軸結(jié)構(gòu)示意圖；

圖9為第一旋轉(zhuǎn)導(dǎo)輪軸結(jié)構(gòu)示意圖；

圖10為第二旋轉(zhuǎn)導(dǎo)輪軸結(jié)構(gòu)示意圖；

圖11位連接臂結(jié)構(gòu)示意圖；

圖12為屏蔽殼結(jié)構(gòu)示意圖；

圖13為屏蔽蓋結(jié)構(gòu)示意圖；

圖14為電容連接示意圖；

圖15為繞線初始位置狀態(tài)示意圖；

圖16為旋轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)動(dòng)一定角度后位置示意圖。

具體實(shí)施方式

實(shí)施例1

如圖1、圖2、圖4、圖5、圖6、圖7所示，一種電容感應(yīng)式絲線張力測(cè)量裝置，包括固定盤1、旋轉(zhuǎn)盤2、固定軸3，所述固定盤1通過固定軸3與旋轉(zhuǎn)盤2相連；所述固定盤1上開設(shè)有1個(gè)以上的第一同軸環(huán)形槽11，所述旋轉(zhuǎn)盤2下表面開設(shè)有1個(gè)以上的第二同軸環(huán)形槽21，所述第一同軸環(huán)形槽11和第二同軸環(huán)形槽21內(nèi)分別安裝有固定極板架41、旋轉(zhuǎn)極板架42，且所述固定極板架41與旋轉(zhuǎn)極板架42間隔安裝，所述固定極板架41與固定極板43相連，所述旋轉(zhuǎn)極板架42與旋轉(zhuǎn)極板44相連，所述固定極板43與旋轉(zhuǎn)極板44形成具有固定間隙的極板對(duì)；所述旋轉(zhuǎn)盤2上表面開設(shè)有弧形溝槽22，所述弧形溝槽22內(nèi)分別安裝有滑塊23、彈簧24，所述彈簧24一端與滑塊23相連，所述旋轉(zhuǎn)盤2的弧形溝槽22內(nèi)安裝有彈簧座，所述彈簧24另一端與彈簧座相連；所述滑塊23上安裝有固定導(dǎo)輪4，所述固定導(dǎo)輪4通過連接臂5與固定軸3固連，所述旋轉(zhuǎn)盤2上分別安裝有第一旋轉(zhuǎn)導(dǎo)輪6、第二旋轉(zhuǎn)導(dǎo)輪7。固定盤1、旋轉(zhuǎn)盤2、固定極板架41和旋轉(zhuǎn)極板架42均采用絕緣材料制作。固定極板43、旋轉(zhuǎn)極板44采用銅箔或鋁箔制作，并在表面噴涂氧化鋁，使其表面絕緣。

所述第一旋轉(zhuǎn)導(dǎo)輪6和固定軸3之間連線與第二旋轉(zhuǎn)導(dǎo)輪7和固定軸3之間連線的夾角為90度。

所述弧形溝槽22為四分之一的圓環(huán)，且所述第一旋轉(zhuǎn)導(dǎo)輪6和第二旋轉(zhuǎn)導(dǎo)輪7的導(dǎo)輪軸心線與弧形溝槽22位于同一圓環(huán)上。

如圖12、圖13所示，所述固定盤1外安裝有屏蔽殼91，所述旋轉(zhuǎn)盤2外安裝有屏蔽蓋92，所述屏蔽殼91與屏蔽蓋92相連，所述屏蔽蓋92上開設(shè)有弧形孔93。屏蔽殼91底板開中心孔，中心孔周圍開四個(gè)圓孔，與固定軸3的軸肩31上四個(gè)圓孔和固定盤1上四個(gè)螺紋孔對(duì)應(yīng)。屏蔽殼91安裝于固定軸3軸肩31與固定盤1之間，通過螺釘將三者固定。屏蔽蓋92包括頂板和裙邊，頂板直徑大于屏蔽殼91側(cè)壁直徑，使屏蔽殼91側(cè)壁可嵌入屏蔽蓋92裙邊內(nèi)，并緊密接觸。屏蔽蓋92安裝后，使固定導(dǎo)輪軸61處于邊緣圓孔中，使第一旋轉(zhuǎn)導(dǎo)輪軸71和第二導(dǎo)輪軸81處于弧形孔中。屏蔽殼91與屏蔽蓋92均采用導(dǎo)體材料制作。

如圖3所示，所述固定軸3包括軸肩31，軸肩31端面上開四個(gè)圓孔；固定盤1中心孔四周開四個(gè)螺紋孔與固定軸3的軸肩31上四個(gè)圓孔對(duì)應(yīng)。所述軸肩31與第一臺(tái)階柱32相連，所述第一臺(tái)階柱32與第二臺(tái)階柱33相連，所述第二臺(tái)階柱33與第三臺(tái)階柱34相連，所述第三臺(tái)階柱34與螺紋桿35相連，所述第三臺(tái)階柱34上開設(shè)有第一鍵槽36；所述固定盤1與固定軸3同軸安裝，且固定盤1安裝在第一臺(tái)階柱32上；所述第二臺(tái)階柱33與軸承37的內(nèi)圈相連，所述軸承37的外圈與旋轉(zhuǎn)盤2相連。

所述固定盤1側(cè)壁上開設(shè)有第一固定定位針孔12，所述固定極板架41下側(cè)壁上開設(shè)有第二固定定位針孔13，所述固定盤1通過固定定位針穿過第一固定定位針孔12、第二固定定位針孔13后與固定極板架41相連，所述固定極板架41上粘接有固定極板43；所述旋轉(zhuǎn)盤2側(cè)壁上開設(shè)有第一旋轉(zhuǎn)定位針孔25，所述旋轉(zhuǎn)極板架42上側(cè)壁上開設(shè)有第二旋轉(zhuǎn)定位針孔26，所述旋轉(zhuǎn)盤2通過旋轉(zhuǎn)定位針穿過第一旋轉(zhuǎn)定位針孔25、第二旋轉(zhuǎn)定位針孔26后與旋轉(zhuǎn)極板架42相連，所述旋轉(zhuǎn)極板架42上粘接有旋轉(zhuǎn)極板44。

如圖11所示，所述連接臂5一端開設(shè)有第一軸孔51，所述第一軸孔51內(nèi)側(cè)壁上開設(shè)有第二鍵槽52，所述第一軸孔51安裝固定于第三臺(tái)階柱34上，且所述第二鍵槽52和第一鍵槽36內(nèi)安裝有鍵53，所述第一軸孔51上方的螺紋桿35上安裝有鎖緊螺母55，所述鎖緊螺母55與連接臂5抵緊安裝；所述連接臂5另一端開設(shè)有第二軸孔54。

如圖8所示，所述滑塊23上安裝有固定導(dǎo)輪軸61，所述固定導(dǎo)輪軸61包括固定導(dǎo)輪軸螺紋桿62，所述固定導(dǎo)輪軸螺紋桿62與固定導(dǎo)輪軸六角柱63相連，所述固定導(dǎo)輪軸六角柱63與第一固定導(dǎo)輪軸光軸64相連，所述第一固定導(dǎo)輪軸光軸64與第二固定導(dǎo)輪軸光軸65相連，所述第二固定導(dǎo)輪軸光軸65上開設(shè)有固定導(dǎo)輪軸溝槽66；所述固定導(dǎo)輪軸螺紋桿62與滑塊23相連，所述第一固定導(dǎo)輪軸光軸64穿過第二軸孔54后與連接臂5相連，所述第二固定導(dǎo)輪軸光軸65上安裝有固定導(dǎo)輪4，所述固定導(dǎo)輪軸溝槽66內(nèi)安裝有固定導(dǎo)輪軸卡簧67，固定導(dǎo)輪軸卡簧67的設(shè)置防止固定導(dǎo)輪4脫落。

如圖9所示，所述旋轉(zhuǎn)盤2上安裝有第一旋轉(zhuǎn)導(dǎo)輪軸71，所述第一旋轉(zhuǎn)導(dǎo)輪軸71包括第一旋轉(zhuǎn)導(dǎo)輪軸螺紋桿72，所述第一旋轉(zhuǎn)導(dǎo)輪軸螺紋桿72與第一旋轉(zhuǎn)導(dǎo)輪軸六角柱73相連，所述第一旋轉(zhuǎn)導(dǎo)輪軸六角柱73與第一旋轉(zhuǎn)導(dǎo)輪軸光軸74相連，所述第一旋轉(zhuǎn)導(dǎo)輪軸光軸74上開設(shè)有第一旋轉(zhuǎn)導(dǎo)輪軸溝槽75；所述第一旋轉(zhuǎn)導(dǎo)輪軸螺紋桿72與旋轉(zhuǎn)盤2相連，所述第一旋轉(zhuǎn)導(dǎo)輪軸光軸74上安裝有第一旋轉(zhuǎn)導(dǎo)輪6，所述第一旋轉(zhuǎn)導(dǎo)輪軸溝槽75內(nèi)安裝有第一旋轉(zhuǎn)導(dǎo)輪軸卡簧76，第一旋轉(zhuǎn)導(dǎo)輪軸卡簧76的設(shè)置防止第一旋轉(zhuǎn)導(dǎo)輪6脫落。

如圖10所示，所述旋轉(zhuǎn)盤2上安裝有第二旋轉(zhuǎn)導(dǎo)輪軸81，所述第二旋轉(zhuǎn)導(dǎo)輪軸81包括第二旋轉(zhuǎn)導(dǎo)輪軸螺紋桿82，所述第二旋轉(zhuǎn)導(dǎo)輪軸螺紋桿82與第二旋轉(zhuǎn)導(dǎo)輪軸六角柱83相連，所述第二旋轉(zhuǎn)導(dǎo)輪軸六角柱83與第二旋轉(zhuǎn)導(dǎo)輪軸光軸84相連，所述第二旋轉(zhuǎn)導(dǎo)輪軸光軸84上開設(shè)有第二旋轉(zhuǎn)導(dǎo)輪軸溝槽85；所述第二旋轉(zhuǎn)導(dǎo)輪軸螺紋桿82與旋轉(zhuǎn)盤2相連，所述第二旋轉(zhuǎn)導(dǎo)輪軸光軸84上安裝有第二旋轉(zhuǎn)導(dǎo)輪7，所述第二旋轉(zhuǎn)導(dǎo)輪軸溝槽85內(nèi)安裝有第二旋轉(zhuǎn)導(dǎo)輪軸卡簧86，第二旋轉(zhuǎn)導(dǎo)輪軸卡簧86的設(shè)置防止第二旋轉(zhuǎn)導(dǎo)輪7脫落。

如圖14、圖15、圖16所示，一種電容感應(yīng)式絲線張力測(cè)量裝置工作原理：裝置完成安裝后，將固定極板43上每個(gè)極板用導(dǎo)線連接在一起形成感應(yīng)電容的一極，旋轉(zhuǎn)極板44上的每個(gè)極板用導(dǎo)線連接在一起形成感應(yīng)電容的另一極。初始位置時(shí)，固定極板43與旋轉(zhuǎn)極板44位置相同，感應(yīng)電容的面積最大，電容值也最大。旋轉(zhuǎn)時(shí)，固定導(dǎo)輪軸61使滑塊23固定不動(dòng)，彈簧24則一端固定，另一端隨著旋轉(zhuǎn)盤2一起轉(zhuǎn)動(dòng)，從而使彈簧24壓縮。將絲線分別繞過固定導(dǎo)輪4、第一旋轉(zhuǎn)導(dǎo)輪6、第二旋轉(zhuǎn)導(dǎo)輪7，則會(huì)對(duì)旋轉(zhuǎn)組件產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)力矩，并驅(qū)動(dòng)其向彈簧24壓縮的方向轉(zhuǎn)動(dòng)，直到與彈簧24壓縮力達(dá)到平衡。絲線張力越大，產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)力矩越大，則旋轉(zhuǎn)盤2的轉(zhuǎn)動(dòng)角度就越大。旋轉(zhuǎn)盤2轉(zhuǎn)動(dòng)帶動(dòng)旋轉(zhuǎn)極板44產(chǎn)生錯(cuò)位，使感應(yīng)電容的面積減小，電容值降低。如前所訴，絲線張力越大，旋轉(zhuǎn)盤2的轉(zhuǎn)動(dòng)角度越大，則感應(yīng)電容的面積越小，電容值變化越大。通過電容測(cè)量電路（cv電路）可精確測(cè)量電容變化量，從而轉(zhuǎn)換為絲線張力大小。此外，屏蔽殼91與屏蔽蓋92將感應(yīng)電容包圍在內(nèi)，降低外部電磁干擾對(duì)感應(yīng)電容的影響。

本實(shí)施例的一種電容感應(yīng)式絲線張力測(cè)量裝置，將絲線張力轉(zhuǎn)換為感應(yīng)電容陣列的相對(duì)旋轉(zhuǎn)角度，改變感應(yīng)電容的面積，通過電容測(cè)量電路檢測(cè)電容變化量，從而反應(yīng)絲線張力的大小。