CN102080298A - 一种基于分段式的织机纱线张力在线检控方法 - Google Patents

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陈家新
施广军
修榕
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Abstract

本发明涉及一种基于分段式的织机纱线张力在线检控方法，张力辊上选取若干个特殊点位置，作为纱线张力检测点。在检测点选取位置处加工凹槽，并在凹槽处安放压电传感器。通过测量上述特殊点位置的纱线在织造过程中所受的张力，实现织机整体纱线的张力控制。本发明可直接检测单根纱线的张力，检测的张力基数小，从而减少传感器的量程范围，提高检测的精度，并避免因某一根纱线的张力过大发生断裂而出现的断纱现象，从而保证了产品的质量。

Description

一种基于分段式的织机纱线张力在线检控方法
技术领域
本发明涉及纱线张力检测领域，特别是涉及一种分段式的织机纱线张力在线检控方法。
背景技术
织机工作过程中，纱线张力是一个非常重要且必须要考虑的工艺参数，张力的平衡与稳定直接关系到产品的质量与生产效率，因此在织机高速工作时，对织机上纱线张力的精确测量与控制，显得尤为重要。
目前，织机上纱线张力检测的方法和装置还未形成统一标准。市场上主要采用的检测方法有如下两种：其一是在张力辊上安放张力配重杆，张力配重杆的轴上装有高精度电位传感器，通过检测电阻值的变化，将检测信号用于控制纱线的张力。其二是在织机张力辊的两端分别安放传感器，用于检测纱线的整体张力，并将检测信号用于控制纱线的张力，这种方法目前使用最为广泛。
上述方法包含了两个基本环节：其一、检测信号为织机在工作过程中纱线的整体张力；其二、对张力检测值与系统设定值作差值运算，差值信号用于控制卷轴转速，完成纱线的张力调节。
它们的缺点主要有：第一种检测方法是通过杠杆原理来平衡和控制张力，具有强延时性，因而不能及时反应纱线的张力变化，不适合在新型高速织机上的应用，不符合新型织机的发展趋势，此外，因为无法消除杠杆本身所带来的惯性，从而对精度的控制，增加了新的难度。而第二种检测方法，由于检测的纱线张力基数非常大，只能选用大范围量程传感器，这将导致其不能及时对纱线上的微小张力变化做出反应，从而影响测量精度。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种基于分段式的织机纱线张力在线检控方法，能够在线精确地测量纱线上微小的张力变化，实现织机整体纱线的张力控制，避免断纱现象的出现。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：提供一种基于分段式的织机纱线张力在线检控方法，包括以下步骤：
(1)在张力辊上选取检测点；
(2)在张力辊所选取检测点的相对位置上加工凹槽，并在凹槽内放置压电传感器；
(3)将纱线与凹槽内的压电传感器进行对位，并启动织机，测量各条纱线的受力状况；
(4)压电传感器将各条纱线的受力状况传输到计算机中，并由计算机算出纱线整体受力状况；
(5)计算机将测得的数据与预先设置在计算机内的设定值作差值计算；
(6)计算机根据差值计算的结果向控制器发出不同的控制信号；
(7)控制器根据控制信号调整织机的速度，即调整纱线所受的张力，保证织机的正常运行。
在所述的步骤(1)中，在张力辊的半边等距离的选取4-6个检测点。
在所述的步骤(2)中的压电传感器满足如下等式：
Figure BDA0000033795380000021
Figure BDA0000033795380000022
和
Figure BDA0000033795380000023
其中，U为电压；q为电荷；c为电容容量；K为电压灵敏度；F为纱线所受的力；εo为真空介电常数；εr为压电材料的相对介电常数。
在所述的步骤(5)中预先设置在计算机内的设定值包括单条纱线最大受力值和纱线整体最大受力值。
有益效果
由于采用了上述的技术方案，本发明与现有技术相比，具有以下的优点和积极效果：本发明可直接检测单根纱线的张力，检测的张力基数小，从而减少传感器的量程范围，提高检测的精度；此外，本发明可以反应出每根纱线的受力情况，避免因某一根纱线的张力过大发生断裂而出现的断纱现象，从而保证了产品的质量，并为以后织机精确控制每根纱线的受力情况提供了一种模板。
附图说明
图1是本发明的流程图；
图2是本发明中所用张力辊示意图。
具体实施方式
下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。
本发明涉及一种基于分段式的织机纱线张力在线检控方法，张力辊上选取若干个特殊点位置，作为纱线张力检测点。在检测点选取位置处加工凹槽，并在凹槽处安放压电传感器。通过测量上述特殊点位置的纱线在织造过程中所受的张力，实现织机整体纱线的张力控制，保证织机正常快速运行而不出现断纱现象。
如图1所示，其具体步骤如下：
(1)在张力辊上选取检测点。由于张力辊是对称的，因此张力辊上的纱线所承受的张力，数值上存在一定的对应关系，故只需在张力辊半边选取若干特殊位置点进行测量即可得知织机纱线的整体张力。如图2所示，选取张力辊的左半边，在张力辊的左半边等距离地选取5处特殊点位置，作为纱线张力检测点。
(2)在张力辊所选取检测点的相对位置上加工凹槽，并在凹槽内放置压电传感器。其中，选用的压电传感器满足如下等式：
Figure BDA0000033795380000031
和其中，U为电压；q为电荷；c为电容容量；K为电压灵敏度；F为纱线所受的力；εo为真空介电常数；εr为压电材料的相对介电常数。
(3)将纱线与凹槽内的压电传感器进行对位，并启动织机，测量各条纱线的受力状况。
(4)压电传感器将各条纱线的受力状况传输到计算机中，根据测量纱线的数量和总纱线的数量，由计算机算出纱线整体受力状况。
(5)计算机将测得的数据与预先设置在计算机内的设定值作差值计算。其中预先设置在计算机内的设定值包括单条纱线最大受力值和纱线整体最大受力值。
(6)计算机根据差值计算的结果向控制器发出不同的控制信号。也就是说，当单条纱线所受的张力大于预先设置在计算机内的单条纱线最大受力值时，或当计算得到的纱线整体受力值大于预先设置在计算机内的纱线整体最大受力值时，计算机会向控制器发出制动信号；当单条纱线所受的张力远小于预先设置在计算机内的单条纱线最大受力值时，并且当计算得到的纱线整体受力值远小于预先设置在计算机内的纱线整体最大受力值时，计算机会向控制器发出加速信号；当单条纱线所受的张力与预先设置在计算机内的单条纱线最大受力值差不多大时，或者当计算得到的纱线整体受力值与预先设置在计算机内的纱线整体最大受力值差不多大时，计算机会向控制器发出保持信号，即保持现有速度。
(7)控制器根据控制信号调整织机的速度，即调整纱线所受的张力，保证织机的正常运行。
不难发现，与现有的检测方法相比，本发明最大特点是直接检测单根纱线的张力，检测的张力基数小，从而减少传感器的量程范围，提高检测的精度；此外，此检测装置可以反应出每根纱线的受力情况，避免因某一根纱线的张力过大发生断裂而出现的断纱现象，从而保证了产品的质量。

Claims (4)

1.一种基于分段式的织机纱线张力在线检控方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)在张力辊上选取检测点；
(2)在张力辊所选取检测点的相对位置上加工凹槽，并在凹槽内放置压电传感器；
(3)将纱线与凹槽内的压电传感器进行对位，并启动织机，测量各条纱线的受力状况；
(4)压电传感器将各条纱线的受力状况传输到计算机中，并由计算机算出纱线整体受力状况；
(5)计算机将测得的数据与预先设置在计算机内的设定值作差值计算；
(6)计算机根据差值计算的结果向控制器发出不同的控制信号；
(7)控制器根据控制信号调整织机的速度，即调整纱线所受的张力，保证织机的正常运行。
2.根据权利要求1所述的基于分段式的织机纱线张力在线检控方法，其特征在于，在所述的步骤(1)中，在张力辊的半边等距离的选取4-6个检测点。
3.根据权利要求1所述的基于分段式的织机纱线张力在线检控方法，其特征在于，在所述的步骤(2)中的压电传感器满足如下等式：
Figure FDA0000033795370000011
Figure FDA0000033795370000012
和
Figure FDA0000033795370000013
其中，U为电压；q为电荷；c为电容容量；K为电压灵敏度；F为纱线所受的力；εo为真空介电常数；εr为压电材料的相对介电常数。
4.根据权利要求1所述的基于分段式的织机纱线张力在线检控方法，其特征在于，在所述的步骤(5)中预先设置在计算机内的设定值包括单条纱线最大受力值和纱线整体最大受力值。
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