CN104457933B - 无纺产品平均克重在线实时监测装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种无纺产品平均克重在线实时监测装置和方法，该装置包括重量监测子系统、长度监测子系统和控制器（8），控制器的合路器（11）、键盘（13）、累加器（14）分别通过导线与控制器的主控板（10）连接，主控板（10）产生的信号输出到显示器；重量监测子系统包括称重传感器（1），称重传感器（1）通过导线与合路器（11）连接；长度监测子系统包括均匀粘贴在收卷机驱动轮（2）侧面的多支磁铁（5）和磁性开关（4），磁性开关通过导线联机到累加器（14）上。本发明的优点是装置结构简单、使用方便，能对产品进行在线实时监测，采用本发明的方法测量的数值精确，能适时调整的无纺产品平均克重。

Description

无纺产品平均克重在线实时监测装置及方法

技术领域

本发明涉及一种无纺行业用的检测装置，具体地说是一种无纺产品平均克重在线实时监测装置，主要应用于地毯、土工布等无纺行业在生产过程中实时监测每平方米产品的重量（以下简称克重）。

本发明还涉及一种无纺产品平均克重在线实时监测方法。

背景技术

在土工布、地毯等无纺行业的生产过程中，克重是衡量产品质量的重要指标，同时也是厂家衡量产品生产成本的重要指标。

传统的测试纺织物克重的方法一般要经过三个步骤：1、采样，厂家会利用面积为100平方厘米的旋转采样刀对被测物进行取样；2、称重，厂家对取样的纺织物进行称重；3、计算，由于采样的面积是100平方厘米，也就是0.01平方米，所以要换算成每平方米的克重，需要再乘以100。这种方法的缺点主要体现在以下几个方面：1、实时性差：传统克重检测方法是对最终产品进行检测，检测的结果可以用于评定产品的等级，却不能用来控制整个动态的生产过程,实时性较差。2、破坏性：传统克重检测方法依赖采样刀对产品进行切割取样，具有一定的破坏性。3、精度差：一方面，传统采样只采样100平方厘米，也就是只有0.01平方米，这样小的面积很难代表整卷乃至整批无纺布的平均克重，偶然的因素太多；另一方面，厂家普遍采用分度值为1克的电子秤进行测量，分度值为1克，也就是说称量样品的误差在0.5克左右，然后根据面积数要乘以100，误差同样也要乘以100，那么这样看来，一平方米的误差至少是在50克左右，而这样的测试结果对于偏差只允许10克的产品而言，几乎没有价值，即使是采用高精度的电子天平，可以避免称量造成的不精确，也不能避免取样造成的偏差，毕竟对于1600平方米的一卷纺织品，0.01平方米样品很难代表全部。4、浪费严重：有些厂家为了控制产品克重，不得不先生产，再采样，然后根据采样的结果进行调整设备参数。如此反复几次，直到达到客户要求后再进行批量生产。这看似合理，但实际上存在严重的浪费。一方面，一般的无纺生产线从进料到收卷，整个生产线的长度大约在60米左右，如此反复几次，就会造成大量浪费；另一方面，大部分生产线不可能只生产一种产品，产品比较丰富的厂家，3-5天左右就会变更一次克重指标,在这样频繁的变更下，进行上述操作很显然会造成严重浪费。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种结构简单、使用方便，对产品进行在线实时监测，测量数值精确，能适时调整的无纺产品平均克重在线实时监测装置。

本发明另一个要解决的技术问题是提供一种能对产品进行在线实时监测、测量数值精确、能适时调整的无纺产品平均克重在线实时监测方法。

针对无纺产品平均克重在线实时监测装置这一技术主题来说，本发明的无纺产品平均克重在线实时监测装置包括重量监测子系统、长度监测子系统、织物张力监测子系统、收卷机子系统和控制器，所述控制器包括合路器、累加器、主控板、键盘及显示器，所述合路器、键盘、累加器分别通过导线与主控板连接，主控板产生的信号输出到显示器；所述重量监测子系统包括称重传感器，称重传感器通过导线与合路器连接，称重传感器的信号经过合路器合并调理后联机到主控板进行模数转换，进而测得重量；收卷机子系统包括收卷机框架和收卷机驱动轮，所述称重传感器位于收卷机框架的底部；所述长度监测子系统包括均匀粘贴在收卷机驱动轮侧面的多支磁铁和磁性开关，磁性开关通过导线联机到累加器上，累加器与主控板相连，根据参数设置和累加的结果进而测得实际长度；织物张力监测子系统包括由成对出现的两只轻触开关构成的张力传感器，轻触开关通过导线连接到主控板上。

一般情况下，所述称重传感器的数量可以为4个，均匀布设在收卷机框架的底部四角；当收卷机较长时，也可以设置6个称重传感器，即在收卷机框架的底部四角分别设一称重传感器，并在两个长边的中部各增加一个称重传感器。

优选地，所述称重传感器为多支称重传感器。

优选地，所述控制器还包括打印机，打印机与主控板相连，打印机可以记录下整件产品不同位置的监测结果。

此外，长度监测也可以通过光电编码轮完成，其理论精度更高，但使用过程中往往由于打滑而出现计量误差。

工作时，先将无纺织物穿过两个张力传感器的间隙，这样能保障控制器及时感知织物的张力大小，张力过大时上面的传感器闭合，张力过小时下面的传感器闭合。所述织物张力监测子系统的作用是保障在监测的整个过程中，织物张力不至于过大，影响重量监测的结果。所述收卷机子系统的主要作用是通过驱动轮的旋转将纺织物卷成成品。由于产品和驱动轮是等线速度运转，所以驱动轮每旋转一周的长度就是成品累加的长度。例如驱动轮周长是60厘米，如果在上面分布三个磁铁那磁性开关每一次闭合就是20厘米；

所述按键是系统的输入部分，用户可以利用键盘进行参数的设定。

所述控制器是本发明的核心，主要是对采集到的重量、长度信息、结合键盘设置的相关参数进行克重的计算。显示器可以显示实时的监测结果。

对于无纺产品平均克重在线实时监测方法这一技术主题，本发明的无纺产品平均克重在线实时监测方法包括如下步骤：

1）通过键盘设定参数，所述参数主要包括纺织物的宽度参数、每个脉冲等效的步进长度参数、平均克重的上下限参数，按键将输入信号输入到主控板；

2）合路器对所有的称重传感器的信号进行叠加整合后传输给主控板；

3）长度监测子系统把长度信号传输给主控板；

4）控制器对克重进行度量计算并对各模块进行协调，当无纺产品的克重超出用户设定的克重上下限时发出超限报警信号；主控板产生的信号输出到显示器。

进一步地，为了使本发明的无纺产品平均克重在线实时监测方法达到更高的精度，进行上述步骤1）前，可以先将无纺产品自然放于收卷机上，然后打开电源，控制器对收卷机进行重量计算，并自动减除，此时称量的重量数据就是产品的净重量。

进一步地，所述步骤4）中，控制器对于克重的度量计算可以采用以下的一种或多种方法：方法一是对于整卷产品进行取样，显示器可以显示总重量、总面积数和平均克重；方法二是基于时间的取样，通过键盘设定取样时间间隔，来检测喂料变化引起的克重变化，此时显示器可以提供的信息有：用户指定单位时间内增加的重量、增加的面积数和增加部分的平均克重；方法三是基于长度的取样，针对总重量合格而克重不均匀的情况，工厂可以设定根据产出的长度进行取样，此时显示器可以提供的信息有：用户指定单位长度内变化的重量、变化的面积数和变化部分的平均克重。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：（1）计量准确，本发明以整卷的纺织物为样本进行重量的称量和面积数测算，使得计量更加准确；（2）实时性高，该装置与收卷机相连，随着收卷机的运转，就可以实时显示重量、长度、克重的变化，工厂可以随时进行生产线参数调整来对生产过程进行优化。（3）检测过程对纺织物无害化，本发明不裁切织物，不中断生产，大大降低了由此带来的原料浪费。

附图说明

图1为本发明结构连接示意图；

图2为本发明控制器的各部件结构连接示意图；

图3为本发明显示器主视图；

其中，1-称重传感器；2-收卷机驱动轮；3-张力传感器；4-磁性开关；5-磁铁；6-收卷机框架；7-成品卷材；8-控制器；9-显示器；10-主控板；11-合路器；12-打印机；13-键盘；14-累加器。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。

如图1所示的无纺产品平均克重在线实时监测装置，包括重量监测子系统、长度监测子系统、织物张力监测子系统、收卷机子系统和控制器8；如图2所示，所述控制器8包括合路器11、累加器14、主控板10、键盘13、打印机12及显示器9，所述合路器11、键盘13、累加器14分别通过导线与主控板10连接，主控板10产生的信号输出到显示器，主控板10与打印机12相连；所述重量监测子系统包括称重传感器1，称重传感器通过导线与合路器11连接，称重传感器1的信号经过合路器11合并调理后联机到主控板10进行模数转换，进而测得重量；收卷机子系统包括收卷机框架6和收卷机驱动轮2，所述称重传感器为多支称重传感器，位于收卷机框架6的底部；所述长度监测子系统包括均匀粘贴在收卷机驱动轮2侧面的多支磁铁5和磁性开关4，磁性开关4通过导线联机到累加器14上，累加器与主控板10相连，根据参数设置和累加的结果进而测得实际长度；织物张力监测子系统包括由成对出现的两只轻触开关构成的张力传感器3，轻触开关通过导线连接到主控板10上。

生产中我们对于长度为4.8米，宽度为2.4米的收卷机部署称重传感器4只，在不进行螺栓固定的情况下,收卷机在运转过程可以以0.1公斤的分辨率平稳运行,如果每件无纺布的重量偏差控制在0.5公斤以内,效果就非常理想。

工作时，先将无纺织物穿过两个张力传感器3的间隙，这样能保障控制器8及时感知织物的张力大小，张力过大时上面的张力传感器3闭合，张力过小时下面的张力传感器3闭合。所述织物张力监测子系统的作用是保障在监测的整个过程中，织物张力不至于过大，影响重量监测的结果。

本发明中，主控板10是本系统的核心，其采用微电脑设计。控制器8完成数据的计算和各部分的协调，并根据用户设定的克重上下限进行超限报警。本发明中，控制器8提供了多种对于克重的度量计算方法，比如：(1)方法一、对于整卷产品进行取样可以显示总重量、总面积数和平均克重；(2)方法二、基于时间的取样：工厂可以通过键盘设定取样间隔例如工厂的生产线为60米，生产时收卷机以每分钟3米的速度进行收卷，工厂就可以以20分钟为一个取样单位进行跟踪，来检测喂料变化引起的克重变化，以进一步提高精度，此时可以提供的信息有：用户指定单位时间内增加的重量、增加的面积数和增加部分的平均克重；（3）方法三、基于长度的取样：针对总重量合格而克重不均匀的情况，工厂可以设定根据产出的长度进行取样，例如每隔10米进行一次取样，此时可以提供的信息有：用户指定单位长度内变化的重量、变化的面积数和变化部分的平均克重。

显示器9可以显示用户采用不同检测方法检测出的成品卷材7的克重。在本实施例中，显示屏设有两组，如图3，左边的一组是对于整卷产品进行取样，显示的是总重量、总面积数和平均克重；右边的一组可以由用户根据需要选择显示上述基于时间的取样或上述基于长度的取样的平均克重。

键盘13是系统的输入部分。用户可以利用键盘进行参数的设定，主要的参数有四个：（1）纺织物的宽度：根据用户要求的不同，纺织物会有不同的宽度，由于是既定宽度，可以由用户通过键盘输入；（2）每次磁性开关等效的步进长度：该参数由收卷机驱动轮的周长和磁铁数量共同决定，例如试验中采用驱动轮有3个磁铁，收卷机驱动轮周长60厘米，那么步进长度参数取值为60÷3为20厘米，也就是说磁性开关每闭合一次，纺织物长度增加0.2米；（3）平均克重的上限，超过上限后，控制器会进行声光告警；（4）平均克重的下限，超过下限后，控制器8会进行声光告警。

工厂在日常使用时，为了达到较高的精度可以先将无纺产品自然放于收卷机上，然后打开本发明的电源，本发明会进行收卷机重量计算，并自动减除，此时称量的重量数据就是产品的净重量，同时其他参数也显示为零，这一步骤完成后再进行日常的生产可以达到更高的精度。当一卷产品生产完成后，可以进行数据清零，并进行下一步生产。

本系统在实际测试过程中，每卷无纺布重量的偏差在0.5-1公斤，长度的偏差可以限制在0.2米左右，考虑设备连线、震动等误差因素在内，最终产品的克重偏差也不会超过1克，大大优化了企业的生产。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出：对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进，这些改进应视为本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种无纺产品平均克重在线实时监测装置，包括重量监测子系统、长度监测子系统、收卷机子系统和控制器(8)，所述重量监测子系统包括称重传感器(1)，所述控制器(8)包括主控板(10)和显示器(9)，主控板(10)产生的信号输出到显示器，其特征在于：还包括织物张力监测子系统，所述控制器(8)还包括合路器(11)、累加器(14)及键盘(13)，所述合路器(11)、键盘(13)、累加器(14)分别通过导线与主控板(10)连接；称重传感器(1)通过导线与合路器(11)连接；收卷机子系统包括收卷机框架(6)和收卷机驱动轮(2)，所述称重传感器位于收卷机框架(6)的底部；所述长度监测子系统包括均匀粘贴在收卷机驱动轮(2)侧面的多支磁铁(5)和磁性开关(4)，磁性开关通过导线联机到累加器(14)上；织物张力监测子系统包括由成对出现的两只轻触开关构成的张力传感器(3)，轻触开关通过导线连接到主控板(10)上。

2.根据权利要求1所述的无纺产品平均克重在线实时监测装置，其特征在于：所述称重传感器(1)的数量为4个，均匀布设在收卷机框架(6)的底部四角。

3.根据权利要求1所述的无纺产品平均克重在线实时监测装置，其特征在于：所述称重传感器(1)的数量为6个，分别设于收卷机框架(6)的底部四角以及收卷机框架(6)两个长边的中部。

4.根据权利要求1-3中任一项所述的无纺产品平均克重在线实时监测装置，其特征在于：所述称重传感器(1)为多支称重传感器。

5.根据权利要求1所述的无纺产品平均克重在线实时监测装置，其特征在于：所述控制器(8)还包括打印机(12)，打印机(12)与主控板(10)相连。

6.一种无纺产品平均克重在线实时监测方法，包括如下步骤：

1)通过键盘(13)设定参数，所述参数主要包括纺织物的宽度参数、每个脉冲等效的步进长度参数、平均克重的上下限参数，按键将输入信号输入到主控板(10)；

2)合路器(11)对所有的称重传感器的信号进行叠加整合后传输给主控板(10)；

3)长度监测子系统把长度信号传输给主控板(10)；

4)控制器(8)对克重进行度量计算并对各模块进行协调，当无纺产品的克重超出用户设定的克重上下限时发出超限报警信号；主控板(10)产生的信号输出到显示器(9)。

7.根据权利要求6所述的无纺产品平均克重在线实时监测方法，其特征在于：进行所述步骤1)前，先将无纺产品自然放于收卷机上，然后打开电源，控制器(8)对收卷机进行重量计算，并自动减除，此时称量的重量数据就是产品的净重量。

8.根据权利要求6所述的无纺产品平均克重在线实时监测方法，其特征在于：所述步骤4)中，控制器对于克重的度量计算可以采用以下的一种或多种方法：方法一是对于整卷产品进行取样，显示器可以显示总重量、总面积数和平均克重；方法二是基于时间的取样，通过键盘设定取样时间间隔，来检测喂料变化引起的克重变化，此时显示器可以提供的信息有：用户指定单位时间内增加的重量、增加的面积数和增加部分的平均克重；方法三是基于长度的取样，针对总重量合格而克重不均匀的情况，工厂可以设定根据产出的长度进行取样，此时显示器可以提供的信息有：用户指定单位长度内变化的重量、变化的面积数和变化部分的平均克重。