CN101177912A - 粘胶长丝根数单丝直径检测仪 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种粘胶长丝根数单丝直径检测仪，它包括静电分丝装置、照明光源、小型摄像头、步进电机角度调整装置和计算机显示处理系统，所说的照明光源(20)和小型摄像头(21)置于步进电机角度调整装置的顶端，并与步进电机角度调整装置共同组成探头，探头放置到工作台(7)的检测窗口(10)的下方，静电分丝装置(5)放置在工作台(7)的上面的检测窗口(10)一侧，所说的计算机显示处理系统包括用来显示粘胶长丝的动态图像液晶显示器，计算机主机(11)和实现有关功能切换的单片机主控电路(47)及其相关接口。该检测仪直观查验粘胶长丝根数的状态，并进行单丝数目的自动计数，以及单丝直径的自动检测。

Description

粘胶长丝根数单丝直径检测仪

技术领域

本发明涉及一种在空气中检测粘胶长丝根数，单丝直径的图像监测装置，可以直观查验粘胶长丝根数的状态，并进行单丝数目的自动计数，以及单丝直径的自动检测。

背景技术

化纤粘胶长丝是利用放置在酸浴内喷丝板喷射粘胶长丝，由数十根直径为几十μm的单丝汇集而成，如果酸浴内喷丝板喷头被堵，粘胶长丝根数将缺少或变细，影响到织布印染的质量。通常的办法是采用人工的方法对成品粘胶长丝进行数数，但效率低，人为误差大。

发明内容

本发明的目的是为了解决采用人工的方法对成品粘胶长丝进行数数的不足，提供一种在空气中检测粘胶长丝根数单丝直径检测仪。

本发明的上述目的是这样实现的，结合附图说明如下：

一种粘胶长丝根数单丝直径检测仪，它包括静电分丝装置、照明光源、小型摄像头、步进电机角度调整装置和计算机显示处理系统，所说的照明光源20和小型摄像头21置于步进电机角度调整装置的顶端，并与步进电机角度调整装置共同组成探头，探头放置到工作台7的检测窗口10的下方，静电分丝装置5放置在工作台7的上面的检测窗口10一侧，所说的计算机显示处理系统包括用来显示粘胶长丝的动态图像液晶显示器，计算机主机11和实现有关功能切换的单片机主控电路47及其相关接口。

所说的照明光源20采用圆环形光源，光分布在一个以小型摄像头21为轴线的柱面上。

所说的步进电机角度调整装置包括：通过步进电机固定座26与调节座27相连步进电机25，电机轴上方连有旋转盘22、摄像头21和遮光罩19，由步进电机带动作绕垂直轴转动，光耦30和遮光片31由光耦固定座24固定在步进电机25上，调节座27套装在步进电机固定座26上并通过弧形孔与固定板I28连接，固定板I28和固定板II29通过长孔连接。

所说的步进电机采用电子学细分的方法，其角度可达到0.05度，所说的小型摄像头21成像采用两次成像，角度相差180度。

所说的检测窗口10由绝缘材料构成，最上面为上绝缘板12，下面为下绝缘板15，中间为夹板14和电极板16，上绝缘板12上开有镶有玻璃窗口13的检测窗口，电极板16为静电发生器8的一个电极，并通过输出线I17相连。

所说的静电分丝装置5包括通过转轴34装配的手柄I33和手柄II38，两手柄一端装有压簧32，另一端的配合面上装有薄铁片35和磁铁37，薄铁片35为静电发生器8的另一个电极，并通过输出线II39相连，薄铁片35上夹有粘胶长丝36，通过静电分离开的粘胶长丝36平放在检测窗口10上。

所说的单片机主控电路47直接连接光耦30，确定步进电机初始位置；单片机主控电路47通过电平转换接口46与计算机主机11相连；单片机主控电路47控制步进电机25的转动，其角度可达到0.05度，满足图像拼接的要求。

本发明的粘胶长丝根数单丝直径检测仪可以工作在湿度极大的工厂车间的环境中。将照明光源、小型摄像头、步进电机角度调整装置组成的探头放置到工作台的下方，静电分丝装置放置在工作台的上面，采用高压静电对粘胶长丝进行分离，并对粘胶长丝进行成像，同时将图像送到计算机显示器上，直观查验粘胶长丝根数的状态，并进行单丝数目的自动计数，以及单丝直径的自动检测。

(1)照明光源、小型摄像头、步进电机角度调整装置

该部分结构放置到工作台的下方，其作用是对粘胶长丝摄像。如图4所示，包括四部分：

一是图4所示的照明装置，它采用圆环形的面光源。柱面中心线与小型摄像头中心线重合，在分离后的粘胶长丝上产生均匀的照明。

二是图4所示的成像装置，它由光学成像镜头和面阵CCD组成小型摄像头，对粘胶长丝成像，并将影像通过数据线传送到计算机显示处理系统。

三是图4所示步进电机角度调整由可绕垂直轴转动，垂直轴上下移动，水平二维移动的结构装置构成，通过这些调整，使摄像头将粘胶长丝准确成像在玻璃窗内。

四是图4所示的步进电机角度调整装置，它由步进电机和电子学细分驱动装置组成，对分离后的粘胶长丝进行两次成像。由单片机和光耦共同控制步进电机的旋转角度。

(2)计算机显示处理系统

该部分作用是对粘胶长丝实时摄像过程进行控制、完成图像的显示、单丝数目的自动计数，以及单丝直径的自动检测。如图1所示，工作台包括三部分：

一是液晶显示器，用来显示粘胶长丝的动态图像。

二是计算机主机，其功能包括：与摄像头结构相连，实时将成像信号采集过来送到显示器上；通过软件编程处理，对成像图片进行实时处理，实现单丝计数；完成测试图像及相关数据的存储。

三是单片机控制电路和相关接口，如图8所示。本部分的目的是实现有关功能的切换。

本发明的有益效果是，整个装置是由绝缘材料制作而成，可以工作在湿度极大的工厂车间的环境中。采用一体化结构；不需要进行机械调整；采用高压静电进行粘胶长丝的分离，小型摄像头实时将成像信号采集送到计算机显示处理系统，并进行单丝数目的自动计数，以及单丝直径的自动检测，满足快速监测的要求。

附图说明

下面结合附图所示实施例对本发明的具体内容及其工作过程作进一步说明。

图1：粘胶长丝根数单丝直径检测仪；

图2：检测窗口结构图；

图3：图2的俯视图；

图4：步进电机角度调整装置结构图；

图5：图4的A-A抛视图；

图6：静电分丝装置结构图；

图7：控制面板示意图；

图8：控制电路原理图；

图9：软件控制界面示意图。

图中：1.显示器  2.键盘  3.鼠标  4.外置打印机  5.静电分丝装置  6.控制面板7.工作台  8.静电发生器  9.脚踏开关  10.检测窗口  11.计算机主机  12.上绝缘板13.玻璃窗口  14.夹板  15.下绝缘板  16.电极板  17.输出线I  18.固定螺钉  19.遮光罩20.照明光源  21.小型摄像头  22.旋转盘  23.摄像头输出线  24.光耦固定座  25.步进电机26.步进电机固定座  27.调节座  28.固定板I  29固定板II 30.光耦  31.遮光片  32.压簧  33.手柄I  34.转轴  35.薄铁片  36.粘胶长丝  37.磁铁  38.手柄II  39.输出线II40.总电源开关  41.计算机开关  42.摄像头开关  43.光源开关  44.USB接口  45.打印机接口  46.电平转换接口  47.单片机主控电路  48.电子学细分装置  49.光电隔离装置50.功率驱动装置  51.测试结果显示框  52.型号  53.检测员  54.机器编号  55.确定  56.保存  57.计数

具体实施方式

下面结合附图和实施例进一步说明本发明的具体内容(结构)及其工作过程。

在图1中，工作台的左侧上部放置显示器1，键盘2，鼠标3，方便使用者工作。在工作台的下部放置计算机主机11。在工作台的右侧设置了系统的控制面板6，控制面板6上设置了图7所示的总电源开关40、计算机开关41、摄像头开关42、光源开关43、USB接口44和打印机接口45。在工作台的上面有静电分丝装置5，和检测窗口10，下面有静电发生器8，最下面还有脚踏开关9，用于产生静电并把由静电分离开的粘胶长丝36平放在检测窗口10上。

在图2中，检测窗口10由绝缘材料构成。其结构为，最上面为上绝缘板12，并在上绝缘板12上开有检测窗口，镶有玻璃窗口13，往下依次为夹板14、电极板16、下绝缘板15、电冰箱极板16。电极板16为静电发生器8的一个电极，两者由输出线I17相连。检测窗口10由螺钉18和工作台7固定。

在图4中，由固定板I28和固定板II29连接调节座27，实现步进电机25的垂直轴的上下移动和水平二维移动，通过这些调整，使摄像头21将粘胶长丝36准确成像在检测窗口10内；步进电机25由步进电机固定座26和调节座27相连；其轴上连有旋转盘22、摄像头21、遮光罩19，由步进电机带动作绕垂直轴转动。转动的初始位置由光耦30、遮光片31确定，两者由光耦固定座24固定在步进电机上，转动的最终位置由单片机主控电路47确定；圆环形光源20采用面光源。柱面中心线与小型摄像头21中心线重合，在分离后的粘胶长丝36上产生均匀的照明，固定在工作台7上。

在图6中，静电分丝装置5由压簧32、手柄I33、转轴34、磁铁37薄铁片35、手柄II38、输出线II37组成，薄铁片35为静电发生器56的另一个电极，两者由输出线II39相连。薄铁片35上夹有粘胶长丝36，踩下脚踏开关9，用于产生静电并把由静电分离开的粘胶长丝36平放在检测窗口10上。

在图8中，单片机主控电路47直接连接光耦30，完成步进电机初始位置的确定；单片机主控电路47通过电平转换接口46与计算机主机11相连；单片机主控电路47控制步进电机25的转动，其角度可达到0.05度，满足图像拼接的要求。

整个系统工作过程如下：先后打开图7中的总电源开关40、计算机开关41、摄像头开关42、光源开关43，将图6所示的静电分丝装置夹上粘胶长丝36，踩下脚踏开关9，用于产生静电并把由静电分离开的粘胶长丝36平放在检测窗口10上。在显示器1屏幕上观察喷丝图像。进入图9所示的测试系统软件操作界面，在信息输入区输入型号52、检测员53、机器编号54等相应信息，点击确定按钮55。这时计数键被激活，点击计数按钮57，系统自动进行两次抓图并在测试结果显示框51中输出根数、单丝直径结果。若想保存数据，点击保存按钮56，将数据保存下来。如果想打印测试结果，在打开总电源开关40前，将外置打印机4连接在打印机接口45上，测试完以后自动打印测试结果。

Claims (7)

1.一种粘胶长丝根数单丝直径检测仪，它包括静电分丝装置、照明光源、小型摄像头、步进电机角度调整装置和计算机显示处理系统，其特征是所说的照明光源(20)和小型摄像头(21)置于步进电机角度调整装置的顶端，并与步进电机角度调整装置共同组成探头，探头放置到工作台(7)的检测窗口(10)的下方，静电分丝装置(5)放置在工作台(7)的上面的检测窗口(10)一侧，所说的计算机显示处理系统包括用来显示粘胶长丝的动态图像液晶显示器，计算机主机(11)和实现有关功能切换的单片机主控电路(47)及其相关接口。

2.根据权利1所述的粘胶长丝根数单丝直径检测仪，其特征是所说的照明光源(20)采用圆环形光源，光分布在一个以小型摄像头(21)为轴线的柱面上。

3.根据权利1所述的粘胶长丝根数单丝直径检测仪，其特征是所说的步进电机角度调整装置包括：通过步进电机固定座(26)与调节座(27)相连步进电机(25)，电机轴上方连有旋转盘(22)、摄像头(21)和遮光罩(19)，由步进电机带动作绕垂直轴转动，光耦(30)和遮光片(31)由光耦固定座(24)固定在步进电机(25)上，调节座(27)套装在步进电机固定座(26)上并通过弧形孔与固定板I(28)连接，固定板I(28)和固定板II(29)通过长孔连接。

4.根据权利1或3所述的粘胶长丝根数单丝直径检测仪，其特征是所说的步进电机(25)采用电子学细分的方法，其角度可达到0.05度，所说的小型摄像头(21)成像采用两次成像，角度相差180度。

5.根据权利1所述的粘胶长丝根数单丝直径检测仪，其特征是所说的检测窗口(10)由绝缘材料构成，最上面为上绝缘板(12)，下面为下绝缘板(15)，中间为夹板(14)和电极板(16)，上绝缘板(12)上开有镶有玻璃窗口(13)的检测窗口，电极板(16)为静电发生器(8)的一个电极，并通过输出线I(17)相连。

6.根据权利1所述的粘胶长丝根数单丝直径检测仪，其特征是所说的静电分丝装置(5)包括通过转轴(34)装配的手柄I(33)和手柄II(38)，两手柄一端装有压簧(32)，另一端的配合面上装有薄铁片(35)和磁铁(37)，薄铁片(35)为静电发生器(8)的另一个电极，并通过输出线II(39)相连，薄铁片(35)上夹有粘胶长丝(36)，通过静电分离开的粘胶长丝(36)平放在检测窗口(10)上。

7.根据权利1所述的粘胶长丝根数单丝直径检测仪，其特征是所说的单片机主控电路(47)直接连接光耦(30)，确定步进电机初始位置；单片机主控电路(47)通过电平转换接口(46)与计算机主机(11)相连；单片机主控电路(47)控制步进电机(25)的转动，其角度可达到0.05度，满足图像拼接的要求。

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