CN106066344A - 一种纺织用的数字式纬纱探测装置及其方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了纺织用的数字式纬纱探测装置及其方法，该装置包括微处理器和纬纱探测模块，纬纱探测模块包括安装位置相对设置的发光二极管和光电接收管；微处理器用于产生载波信号，并将载波信号发送至驱动模块来驱动发光二极管发出光脉冲信号；光电接收管用于同时接收所述发光二极管发出的光脉冲信号以及干扰信号，并将接收到光脉冲信号与干扰信号的叠加信号转换为电信号发送至微处理器；微处理器用于对接收到的电信号进行数字检波处理，解调出所述光电接收管接收到干扰信号，再对干扰信号进行数字滤波，得到数字滤波后的干扰信号的电压值并与预设电压阈值范围进行比较，判断是否有纬纱到达发光二极管和光电接收管之间。
Description
技术领域
本发明属于纬纱探测领域，尤其涉及一种纺织用的数字式纬纱探测装置及其方法。
背景技术
在织机上，为保证织布质量，需要对每一纬纱线进行探测，确定纬纱在指定主轴角度内引纬成功。如果出现长纬以及短纬等问题，织机控制系统都要产生报警，并实现故障停机，防止织出的布中出现瑕疵。目前现有的纬纱探测装置存在以下不足之处：
(1)采用模拟电路，由LC选频方法、检波、滤波电路和比较器组成。这种电路结构复杂，容易受到外部温度、光源强度的影响，稳定性差；随着时间推移，电子元件的老化，会产生灵敏度额漂移，需要重新校准；
(2)在纬纱检测过程中，纬纱信号相对来说比较微小，且容易与噪声信号混合在一起难以区分开来，这样增加了纬纱探测的难度，导致纬纱探测的精度较低，探测结果的准确性较差。
发明内容
为了解决现有技术的缺点，本发明提供一种纺织用的数字式纬纱探测装置及其方法，该探测装置的电路结构简单，成本低且工作稳定，而且探测精度和准确性较高。
为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
一种纺织用的数字式纬纱探测装置，包括微处理器和纬纱探测模块，所述纬纱探测模块包括安装位置相对设置的发光二极管和光电接收管；
所述微处理器用于产生载波信号，并将载波信号发送至驱动模块来驱动发光二极管发出光脉冲信号；所述光电接收管用于同时接收所述发光二极管发出的光脉冲信号以及干扰信号，并将接收到光脉冲信号与干扰信号的叠加信号转换为电信号发送至微处理器；
所述微处理器用于对接收到的电信号进行数字检波处理，解调出所述光电接收管接收到干扰信号，再对干扰信号进行数字滤波，得到数字滤波后的干扰信号的电压值并与预设电压阈值范围进行比较，若前者超过预设电压阈值，则判断有纬纱到达发光二极管和光电接收管之间；否则，纬纱未到达发光二极管和光电接收管之间。
本发明的纺织用的数字式纬纱探测装置采用微处理器输出载波信号驱动发光二极管工作，当纬纱进入发光二极管与光电接收管之间时，光电接收管接收到的光脉冲信号强度发生变化，进而引起光电接收管输出的载波电压信号发生干扰，因此形成了由载波电压信号与干扰信号叠加而成的调制信号。调制信号再由微处理器进行数字检波和数字滤波处理，最终通过解调出的纬纱信号与预设电压阈值范围比较，判断是否有纬纱到达发光二极管与光电接收管之间，提高了纬纱探测的精度以及探测结果的准确性。
所述光电接收管输出的信号经过信号调理模块的滤波和放大处理后，输出至微处理器。
通过信号调理模块可以预先对光电接收管输出的信号进行滤波和放大处理，以达到微处理器的输入要求。
所述微处理器通过串口通信与上位机相连，进行数字调节预设电压阈值范围。
所述微处理器还与分压电路相连，所述分压电路的输出电压值直接输入到微控制器的A/D输入端，进行模拟调节预设电压阈值范围。
本发明的纺织用的数字式纬纱探测装置可以通过数字调节方式和模拟调节方式中的任一种方式对微处理器内的预设电压阈值范围进行调节。
一种纺织用的数字式纬纱探测装置的工作方法，包括以下步骤：
步骤(1)：微处理器将产生的载波信号发送至驱动模块来驱动发光二极管发出光脉冲信号；
步骤(2)：光电接收管同时接收所述发光二极管发出的光脉冲信号以及干扰信号，并将接收到光脉冲信号与干扰信号的叠加信号转换为电信号发送至微处理器，微处理器对接收到的电信号进行数字检波处理，解调出所述光电接收管接收到干扰信号；
步骤(3)：微处理器对干扰信号进行数字滤波，得到数字滤波后的干扰信号的电压值并与预设电压阈值范围进行比较，若前者超过预设电压阈值，则判断有纬纱到达发光二极管和光电接收管之间；否则，纬纱未到达发光二极管和光电接收管之间。
在所述步骤(2)中，采用同步检波的方式对调制信号进行检波，解调出所述光电接收管接收到的干扰信号。
在所述步骤(3)中，采用数字式滑动窗口数字滤波器对接收信号进行数字滤波。
在所述步骤(3)中，微处理器内预设电压阈值范围由上位机通过串口通信方式进行数字调节。
在所述步骤(3)中，微处理器内预设电压阈值范围由分压电路的输出电压值直接输入到微控制器的A/D输入端，进行模拟调节。
本发明的有益效果为：
(1)本发明的纺织用的数字式纬纱探测装置大大减少了了探纬装置上元件的数量，简化了系统结构，增加了系统可靠性；
(2)本发明的纺织用的数字式纬纱探测装置能有效减小因环境温度、光照强度等变化对探纬精度的影响以及能避免传统探纬器因器件老化造成的漂移问题；
(3)本发明的纺织用的数字式纬纱探测装置采用微处理器输出载波信号驱动发光二极管工作，当光电接收管接收到的光脉冲信号受到纬纱干扰时，光电接收管输出载波电压信号与干扰信号叠加而成的调制信号，再由微处理器进行数字检波和数字滤波处理，最终判断是否有纬纱到达发光二极管和光电接收管之间，实现信号的解调，提高了纬纱探测的精度以及探测结果的准确性。
附图说明
图1是本发明的纺织用的数字式纬纱探测装置电路结构示意图；
图2是本发明的纺织用的数字式纬纱探测装置的工作方法流程图。
具体实施方式
下面结合附图与实施例对本发明做进一步说明：
如图1所示，本发明的纺织用的数字式纬纱探测装置，包括微处理器和纬纱探测模块，所述纬纱探测模块包括安装位置相对设置的发光二极管和光电接收管；
所述微处理器用于产生载波信号，并将载波信号发送至驱动模块来驱动发光二极管发出光脉冲信号；所述光电接收管用于同时接收所述发光二极管发出的光脉冲信号以及干扰信号，并将接收到光脉冲信号与干扰信号的叠加信号转换为电信号发送至微处理器；
所述微处理器用于对接收到的电信号进行数字检波处理，解调出所述光电接收管接收到干扰信号，再对干扰信号进行数字滤波，得到数字滤波后的干扰信号的电压值并与预设电压阈值范围进行比较，若前者超过预设电压阈值，则判断有纬纱到达发光二极管和光电接收管之间；否则，纬纱未到达发光二极管和光电接收管之间。
本发明的纺织用的数字式纬纱探测装置采用微处理器输出载波信号驱动发光二极管工作，当纬纱进入发光二极管与光电接收管之间时，光电接收管接收到的光脉冲信号强度发生变化，进而引起光电接收管输出的载波电压信号发生了干扰，因此形成了由载波电压信号与干扰信号叠加而成的调制信号。调制信号再由微处理器进行数字检波和数字滤波处理，最终通过解调出的干扰信号与预设电压阈值范围比较，判断是否有纬纱到达发光二极管与光电接收管之间，提高了纬纱探测的精度以及探测结果的准确性。
其中，光电接收管输出的信号经过信号调理模块的滤波和放大处理后，输出至微处理器。
如图1所示，信号调理模块为信号滤波及放大电路。
微处理器通过串口通信与上位机相连，进行数字调节预设电压阈值范围，实现对灵敏度的调节。
微处理器还与分压电路相连，所述分压电路的输出电压值直接输入到微控制器的A/D输入端，进行模拟调节预设电压阈值范围。
本发明的纺织用的数字式纬纱探测装置大大减少了了探纬装置上元件的数量，简化了系统结构，增加了系统可靠性；本发明的纺织用的数字式纬纱探测装置能有效减小因环境温度、光照强度等变化对探纬精度的影响以及能避免传统探纬器因器件老化造成的漂移问题。
如图2所示，基于本发明的纺织用的数字式纬纱探测装置的工作方法，包括以下步骤(1)～步骤(3)三个步骤。
步骤(1)：微处理器将产生的载波信号发送至驱动模块来驱动发光二极管发出光脉冲信号；
步骤(2)：光电接收管同时接收所述发光二极管发出的光脉冲信号以及干扰信号，并将接收到光脉冲信号与干扰信号的叠加信号转换为电信号发送至微处理器，微处理器对接收到的电信号进行数字检波处理，解调出所述光电接收管接收到干扰信号；
步骤(3)：微处理器对干扰信号进行数字滤波，得到数字滤波后的干扰信号的电压值并与预设电压阈值范围进行比较，若前者超过预设电压阈值，则判断有纬纱到达发光二极管和光电接收管之间；否则，纬纱未到达发光二极管和光电接收管之间。
在所述步骤(2)中，采用同步检波的方式对调制信号进行检波，解调出所述光电接收管接收到的干扰信号。
在步骤(3)中，采用数字式滑动窗口数字滤波器对干扰信号进行数字滤波，去除因外部光源变化、温度漂移、飞絮外部干扰信号。
在步骤(3)中，微处理器内预设电压阈值范围由上位机通过串口通信方式进行数字调节。
在步骤(3)中，微处理器内预设电压阈值范围由分压电路的输出电压值直接输入到微控制器的A/D输入端，进行模拟调节。
微处理器内预设电压阈值范围决定了纺织用的数字式纬纱探测装置的灵敏度。本发明的该探测装置的灵敏度调节支持模拟调节和数字调节两种方式，方式选择通过拨码开关设定。其中，模拟调节方式采用电位器组成的分压电路，电压值直接输入到微控制器的A/D输入端。数字调节为串口通信的方式进行调节。
上述虽然结合附图对本发明的具体实施方式进行了描述，但并非对本发明保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本发明的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本发明的保护范围以内。
Claims (9)
1.一种纺织用的数字式纬纱探测装置，其特征在于，包括微处理器和纬纱探测模块，所述纬纱探测模块包括安装位置相对设置的发光二极管和光电接收管；
所述微处理器用于产生载波信号，并将载波信号发送至驱动模块来驱动发光二极管发出光脉冲信号；所述光电接收管用于同时接收所述发光二极管发出的光脉冲信号以及干扰信号，并将接收到光脉冲信号与干扰信号的叠加信号转换为电信号发送至微处理器；
所述微处理器用于对接收到的电信号进行数字检波处理，解调出所述光电接收管接收到干扰信号，再对干扰信号进行数字滤波，得到数字滤波后的干扰信号的电压值并与预设电压阈值范围进行比较，若前者超过预设电压阈值，则判断有纬纱到达发光二极管和光电接收管之间；否则，纬纱未到达发光二极管和光电接收管之间。
2.如权利要求1所述的一种纺织用的数字式纬纱探测装置，其特征在于，所述光电接收管输出的信号经过信号调理模块的滤波和放大处理后，输出至微处理器。
3.如权利要求1所述的一种纺织用的数字式纬纱探测装置，其特征在于，所述微处理器通过串口通信与上位机相连，进行数字调节预设电压阈值范围。
4.如权利要求1所述的一种纺织用的数字式纬纱探测装置，其特征在于，所述微处理器还与分压电路相连，所述分压电路的输出电压值直接输入到微控制器的A/D输入端，进行模拟调节预设电压阈值范围。
5.一种如权利要求1-4任一所述的纺织用的数字式纬纱探测装置的工作方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤(1)：微处理器将产生的载波信号发送至驱动模块来驱动发光二极管发出光脉冲信号；
步骤(2)：光电接收管同时接收所述发光二极管发出的光脉冲信号以及干扰信号，并将接收到光脉冲信号与干扰信号的叠加信号转换为电信号发送至微处理器，微处理器对接收到的电信号进行数字检波处理，解调出所述光电接收管接收到干扰信号；
步骤(3)：微处理器对干扰信号进行数字滤波，得到数字滤波后的干扰信号的电压值并与预设电压阈值范围进行比较，若前者超过预设电压阈值，则判断有纬纱到达发光二极管和光电接收管之间；否则，纬纱未到达发光二极管和光电接收管之间。
6.如权利要求5所述的一种纺织用的数字式纬纱探测装置的工作方法，其特征在于，在所述步骤(2)中，采用同步检波的方式对调制信号进行检波，解调出所述光电接收管接收到的干扰信号。
7.如权利要求5所述的一种纺织用的数字式纬纱探测装置的工作方法，其特征在于，在所述步骤(3)中，采用数字式滑动窗口数字滤波器对干扰信号进行数字滤波。
8.如权利要求5所述的一种纺织用的数字式纬纱探测装置的工作方法，其特征在于，在所述步骤(3)中，微处理器内预设电压阈值范围由上位机通过串口通信方式进行数字调节。
9.如权利要求5所述的一种纺织用的数字式纬纱探测装置的工作方法，其特征在于，在所述步骤(3)中，微处理器内预设电压阈值范围由分压电路的输出电压值直接输入到微控制器的A/D输入端，进行模拟调节。
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