CN105784244B - 一种电磁感应式丝线张力测量装置 - Google Patents

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    • G01L5/10—Apparatus for, or methods of, measuring force, work, mechanical power, or torque, specially adapted for specific purposes for measuring tension in flexible members, e.g. ropes, cables, wires, threads, belts or bands using electrical means

Abstract

本发明公开了一种电磁感应式丝线张力测量装置，包括磁路组件，所述磁路组件与感应组件相连，所述感应组件与固定导轮组件相连；所述磁路组件包括U型磁路支撑架，所述U型磁路支撑架与辅助磁臂相连，所述U型磁路支撑架与辅助磁臂之间安装有永磁铁；所述感应组件包括感应块，所述U型磁路支撑架上套接有在U型凹槽内来回移动的感应块，所述感应块外包覆有线圈，所述感应块与感应杆相连，且所述感应杆外套接有固定导轮组件。本发明所述的一种电磁感应式丝线张力测量装置，采用电磁感应方式对丝线张力进行测量具有结构简单可靠、无应力集中、测量精度高、响应速度快。

Description

一种电磁感应式丝线张力测量装置
技术领域
本发明涉及一种电磁感应式丝线张力测量装置，属于测量仪器技术领域。
背景技术
在纺纱、假捻等纺织工艺过程中，丝线的张力是很重要的一个参数，直接影响着中间产品和最终产品的质量以及后续的加工工艺。对丝线张力的测量是纺织工艺过程中的重要一环，将测量结果与工艺要求进行对比，进而对张力控制机构进行调节，保证丝线张力的稳定和产品的质量。但是目前普遍采用的丝线张力测量方法仍然以手工取样测量为主，效率低、精度差。近年来市场上出现的丝线张力测量仪大多采用悬臂梁应变式传感器。这种传感器具有较宽的频率范围和较高的测量精度，但是需要比较复杂的结构设计、计算及后续的电路。
发明内容
本发明的目的在于提供一种电磁感应式丝线张力测量装置，采用电磁感应方式对丝线张力进行测量具有结构简单可靠、无应力集中、测量精度高、响应速度快。
为了达到上述目的，本发明的技术方案是：
一种电磁感应式丝线张力测量装置，包括磁路组件，所述磁路组件与感应组件相连，所述感应组件与固定导轮组件相连；所述磁路组件包括U型磁路支撑架，所述U型磁路支撑架与辅助磁臂相连，所述U型磁路支撑架与辅助磁臂之间安装有永磁铁；所述感应组件包括感应块，所述U型磁路支撑架上套接有在U型凹槽内来回移动的感应块，所述感应块外包覆有线圈，所述感应块与感应杆相连，且所述感应杆外套接有固定导轮组件。
所述U型磁路支撑架两侧对称安装有第一辅助磁臂、第二辅助磁臂，所述第一辅助磁臂包括第一磁块、第二磁块，且所述第一磁块与第二磁块垂直相连，所述第二辅助磁臂包括第三磁块、第四磁块，且所述第三磁块与第四磁块垂直相连，所述第一磁块与第三磁块平行安装，所述第二磁块与第四磁块抵触相连。
所述U型磁路支撑架上分别开设有第一永磁铁存储凹槽、第二永磁铁存储凹槽，所述第一永磁铁存储凹槽内安装有第一永磁铁，且所述第一永磁铁与第一磁块抵触相连，所述第二永磁铁存储凹槽内安装有第二永磁铁，且所述第二永磁铁与第三磁块抵触相连。
所述辅助磁臂为铁氧体磁芯辅助磁臂，所述感应块为非金属材料制成的感应块，所述U型磁路支撑架为非导磁材料制成的U型磁路支撑架。
所述感应块通过非金属材料制成的连接块与感应杆相连，所述感应块通过第一螺钉与连接块相连。
所述连接块包括连接块本体、连接凸块，所述连接块本体与连接凸块相连，所述连接凸块上表面开设有通孔，所述连接凸块左右两侧面开设有第一销孔，且所述通孔与第一销孔相连通；所述感应杆下端开设有第二销孔，位于通孔内的感应杆通过定位销穿过第一销孔、第二销孔后与连接块相连。
所述感应杆包括第一感应柱、第二感应柱，所述第一感应柱与第二感应柱相连，所述第一感应柱上开设有导轮凹槽，所述导轮凹槽两侧的第一感应柱上开设有轴孔，所述导轮凹槽内安装有测量导轮，所述第一感应柱通过连接销穿过轴孔后与测量导轮相连；所述第一感应柱与固定导轮组件之间的第二感应柱外套接有弹簧。
所述第一感应柱的直径大于第二感应柱的直径。
所述固定导轮组件包括固定板，所述固定板上开设有感应杆穿孔，所述感应杆穿孔两侧的固定板上对称安装有第一导轮支架、第二导轮支架，所述第一导轮支架上安装有第一导轮，所述第二导轮支架上安装有第二导轮；所述第一导轮支架通过第二螺钉与固定板相连，所述第二导轮支架也通过第二螺钉与固定板相连；所述第一导轮通过销轴与第一导轮支架相连，所述第二导轮也通过销轴与第二导轮支架相连。
所述第一导轮的直径等于第二导轮的直径，所述第一导轮与第二导轮之间的距离等于第一导轮直径的2倍。
本发明的有益效果是：（1）本发明采用压缩弹簧受力的方式承受丝线张力，避免了悬臂梁结构中存在的应力集中现象，结构中零件不存在疲劳损伤，整体结构可靠性提高；（2）采用永磁铁与铁氧体磁芯结合组成磁路的方式，使工作磁场集中在磁路中，磁通密度增加，测量灵敏度和精度提高。
附图说明
图1为本发明的结构示意图；
图2为磁路组件结构示意图；
图3为固定导轮组件结构示意图；
图4为感应杆结构示意图；
图5为连接块结构示意图；
图6为感应块结构示意图；
图7为本发明的测量原理图。
具体实施方式
实施例1
如图1、图2、图3、图4、图5、图6所示一种电磁感应式丝线张力测量装置，包括磁路组件，所述磁路组件与感应组件相连，所述感应组件与固定导轮组件相连；所述磁路组件包括U型磁路支撑架1，所述U型磁路支撑架1与辅助磁臂相连，所述U型磁路支撑架1与辅助磁臂之间安装有矩形永磁铁；所述感应组件包括感应块4，所述U型磁路支撑架1上套接有在U型凹槽内来回移动的感应块4，所述感应块4外包覆有线圈5，所述感应块4与感应杆6相连，且所述感应杆6外套接有固定导轮组件。
所述U型磁路支撑架1两侧对称安装有第一辅助磁臂、第二辅助磁臂，所述第一辅助磁臂包括第一磁块11、第二磁块12，且所述第一磁块11与第二磁块12垂直相连，所述第二辅助磁臂包括第三磁块13、第四磁块14，且所述第三磁块13与第四磁块14垂直相连，所述第一磁块11与第三磁块13平行安装，所述第二磁块12与第四磁块14抵触相连。两个辅助磁臂之间有间隙，提供所述感应块4和线圈5在磁场中的运动空间。
所述U型磁路支撑架1上分别开设有第一永磁铁存储凹槽15、第二永磁铁存储凹槽16，所述第一永磁铁存储凹槽15内安装有第一永磁铁17，且所述第一永磁铁17与第一磁块11抵触相连，所述第二永磁铁存储凹槽16内安装有第二永磁铁18，且所述第二永磁铁18与第三磁块13抵触相连。
所述辅助磁臂为铁氧体磁芯辅助磁臂，所述感应块4为非金属材料制成的感应块，所述U型磁路支撑架1为非导磁材料制成的U型磁路支撑架。
所述感应块4通过非金属材料制成的连接块3与感应杆6相连，所述感应块4通过第一螺钉26与连接块3相连。
所述连接块3包括连接块本体21、连接凸块22，所述连接块本体21与连接凸块22相连，所述连接凸块22上表面开设有通孔23，所述连接凸块22左右两侧面开设有第一销孔24，且所述通孔23与第一销孔24相连通；所述感应杆6下端开设有第二销孔31，位于通孔23内的感应杆6通过定位销25穿过第一销孔24、第二销孔31后与连接块3相连。
所述感应杆6包括第一感应柱32、第二感应柱33，所述第一感应柱32与第二感应柱33相连，所述第一感应柱32上开设有导轮凹槽34，所述导轮凹槽34两侧的第一感应柱32上开设有轴孔38，所述导轮凹槽34内安装有测量导轮35，所述第一感应柱32通过连接销36穿过轴孔38后与测量导轮35相连；所述第一感应柱32与固定导轮组件之间的第二感应柱33外套接有弹簧37。
所述第一感应柱32的直径大于第二感应柱33的直径，以便安装所述弹簧37。
所述固定导轮组件包括固定板41，所述固定板41上开设有感应杆穿孔42，所述感应杆穿孔42两侧的固定板41上通过螺钉对称安装有第一导轮支架43、第二导轮支架44，所述第一导轮支架43上安装有第一导轮45，所述第二导轮支架44上安装有第二导轮46；所述第一导轮支架43通过第二螺钉47与固定板41相连，所述第二导轮支架44也通过第二螺钉47与固定板41相连；所述第一导轮45通过销轴48与第一导轮支架43相连，所述第二导轮46也通过销轴48与第二导轮支架44相连。第一导轮45和第二导轮46的设置能够提高检测效率。
所述第一导轮45的直径等于第二导轮46的直径，以保证测量导轮35左右两侧的受力均匀，从而保证测量的正确性。所述第一导轮45与第二导轮46之间的距离等于第一导轮45直径的2倍，以保证跨在测量导轮35上的丝线始终与感应杆6轴线平行，不受丝线张力大小影响，保证了在测量范围内的精度足够高。
如图7所示的一种电磁感应式丝线张力测量装置的检测原理，装置安装后，将丝线引入，经过第一导轮45、第二导轮46和测量导轮35后，产生弯曲，在丝线张力作用下使感应杆6向弹簧37压缩的方向运动，同时带动连接块3、感应块4、线圈5同步运动，使线圈5在永磁铁和辅助磁臂形成的磁场中做切割磁力线的运动；由于磁路是闭合的，所以磁路组件间隙处的磁场是均匀的，线圈5切割磁力线产生的感应电势与运动速度成正比。工作中，如果丝线张力变大或变小，会同时反应在弹簧37的变形量上，也会使线圈5做相应的运动而产生不同的感应电势；线圈5将感应电势输出至外部电路，进行积分计算后得到与丝线张力成正比的数值。而且，由于两个固定导轮中心间距是两倍导轮直径，因此，跨在测量导轮35上的丝线始终与感应杆6轴线平行，不受丝线张力大小影响，保证了在测量范围内的精度足够高
本实施例的一种电磁感应式丝线张力测量装置，采用电磁感应方式对丝线张力进行测量具有结构简单可靠、无应力集中、测量精度高、响应速度快。

Claims (9)

1.一种电磁感应式丝线张力测量装置，其特征在于：包括磁路组件，所述磁路组件与感应组件相连，所述感应组件与固定导轮组件相连；所述磁路组件包括U型磁路支撑架(1)，所述U型磁路支撑架(1)与辅助磁臂相连，所述U型磁路支撑架(1)与辅助磁臂之间安装有永磁铁；所述感应组件包括感应块(4)，所述U型磁路支撑架(1)上套接有在U型凹槽内来回移动的感应块(4)，所述感应块(4)外包覆有线圈(5)，所述感应块(4)与感应杆(6)相连，且所述感应杆(6)外套接有固定导轮组件；
所述U型磁路支撑架(1)两侧对称安装有第一辅助磁臂、第二辅助磁臂，所述第一辅助磁臂包括第一磁块(11)、第二磁块(12)，且所述第一磁块(11)与第二磁块(12)垂直相连，所述第二辅助磁臂包括第三磁块(13)、第四磁块(14)，且所述第三磁块(13)与第四磁块(14)垂直相连，所述第一磁块(11)与第三磁块(13)平行安装，所述第二磁块(12)与第四磁块(14)抵触相连。
2.根据权利要求1所述的一种电磁感应式丝线张力测量装置，其特征在于：所述U型磁路支撑架(1)上分别开设有第一永磁铁存储凹槽(15)、第二永磁铁存储凹槽(16)，所述第一永磁铁存储凹槽(15)内安装有第一永磁铁(17)，且所述第一永磁铁(17)与第一磁块(11)抵触相连，所述第二永磁铁存储凹槽(16)内安装有第二永磁铁(18)，且所述第二永磁铁(18)与第三磁块(13)抵触相连。
3.根据权利要求1所述的一种电磁感应式丝线张力测量装置，其特征在于：所述辅助磁臂为铁氧体磁芯辅助磁臂，所述感应块(4)为非金属材料制成的感应块，所述U型磁路支撑架(1)为非导磁材料制成的U型磁路支撑架。
4.根据权利要求1所述的一种电磁感应式丝线张力测量装置，其特征在于：所述感应块(4)通过非金属材料制成的连接块(3)与感应杆(6)相连，所述感应块(4)通过第一螺钉(26)与连接块(3)相连。
5.根据权利要求4所述的一种电磁感应式丝线张力测量装置，其特征在于：所述连接块(3)包括连接块本体(21)、连接凸块(22)，所述连接块本体(21)与连接凸块(22)相连，所述连接凸块(22)上表面开设有通孔(23)，所述连接凸块(22)左右两侧面开设有第一销孔(24)，且所述通孔(23)与第一销孔(24)相连通；所述感应杆(6)下端开设有第二销孔(31)，位于通孔(23)内的感应杆(6)通过定位销(25)穿过第一销孔(24)、第二销孔(31)后与连接块(3)相连。
6.根据权利要求1所述的一种电磁感应式丝线张力测量装置，其特征在于：所述感应杆(6)包括第一感应柱(32)、第二感应柱(33)，所述第一感应柱(32)与第二感应柱(33)相连，所述第一感应柱(32)上开设有导轮凹槽(34)，所述导轮凹槽(34)两侧的第一感应柱(32)上开设有轴孔(38)，所述导轮凹槽(34)内安装有测量导轮(35)，所述第一感应柱(32)通过连接销(36)穿过轴孔(38)后与测量导轮(35)相连；所述第一感应柱(32)与固定导轮组件之间的第二感应柱(33)外套接有弹簧(37)。
7.根据权利要求6所述的一种电磁感应式丝线张力测量装置，其特征在于：所述第一感应柱(32)的直径大于第二感应柱(33)的直径。
8.根据权利要求1所述的一种电磁感应式丝线张力测量装置，其特征在于：所述固定导轮组件包括固定板(41)，所述固定板(41)上开设有感应杆穿孔(42)，所述感应杆穿孔(42)两侧的固定板(41)上对称安装有第一导轮支架(43)、第二导轮支架(44)，所述第一导轮支架(43)上安装有第一导轮(45)，所述第二导轮支架(44)上安装有第二导轮(46)；所述第一导轮支架(43)通过第二螺钉(47)与固定板(41)相连，所述第二导轮支架(44)也通过第二螺钉(47)与固定板(41)相连；所述第一导轮(45)通过销轴(48)与第一导轮支架(43)相连，所述第二导轮(46)也通过销轴(48)与第二导轮支架(44)相连。
9.根据权利要求8所述的一种电磁感应式丝线张力测量装置，其特征在于：所述第一导轮(45)的直径等于第二导轮(46)的直径，所述第一导轮(45)与第二导轮(46)之间的距离等于第一导轮(45)直径的2倍。
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