CN110670214B - 一种探纬器及喷水织机系统 - Google Patents

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Abstract

本申请涉及一种探纬器，包括：检测单元、放大单元和灵敏度调节单元，所述检测单元，用于检测探纬信号并发送至所述放大单元；所述放大单元，用于对所述探纬信号进行放大处理；所述灵敏度调节单元，用于对放大后的探纬信号自动进行分压比调节。本发明通过将灵敏度调节单元实现了对灵敏度的自动调节。

Description

一种探纬器及喷水织机系统
技术领域
本申请涉及喷水织机技术领域，尤其涉及一种探纬器及喷水织机系统。
背景技术
目前，在喷水织机中，探纬器主要是用于喷水纺织机的断纬控制，探纬器的探头由红外发光管、接收管组成，发光管发出的红外光线照到钢筘及飞行的纱线上反射到接收管，通过判断接收管光信号的变化判断纱信号的有无，以便在纺织机发生断纬、短纬等情况时，控制纺织机停车。其中，探纬器探纬的灵敏度非常重要，灵敏度过高会造成空停和误停的情况，灵敏度过低会造成漏停的情况，因此需要根据纬纱的因素来不断的调节灵敏度。
然而，现有技术中，都是通过手动调节灵敏度，操作非常不方便，且调节精度不高。
发明内容
为了解决上述技术问题或者至少部分地解决上述技术问题，本申请提供了一种探纬器及喷水织机系统。
第一方面，本申请提供了一种探纬器，包括：检测单元、放大单元和灵敏度调节单元，其中，
所述检测单元，用于检测探纬信号并发送至所述放大单元；
所述放大单元，用于对所述探纬信号进行放大处理；
所述灵敏度调节单元，用于对放大后的探纬信号自动进行分压比调节。
可选地，所述灵敏度调节单元包括数字电位器、第一运算放大器、比较器，其中，
数字电位器，所述数字电位器的输入端与所述放大单元连接，所述数字电位器的输出端与所述运算放大器连接，用于根据其设定的分压比对放大后的探纬信号进行调节；
第一运算放大器，所述第一运算放大器的输入端与所述数字电位器连接，所述第一运算放大器的输出端与所述比较器连接，用于对分压后的信号进行放大处理；
比较器，所述比较器的正相输入端与所述运算放大器连接，所述比较器的反相输入端与基准电压的输入端连接，以生成数字信号所述比较器的输出端与处理器连接，以由处理器根据所述数字信号重新设定数字电位器的分压比。
可选地，所述第一运算放大器由一级运算放大器和二级运算放大器组成，所述一级运算放大器和二级运算放大器之间串联一个整流二极管。
可选地，还包括采样单元，所述采样单元的输入端连接所述第一运算放大器，所述采样单元的输出端连接所述处理器。
可选地，所述基准电压的输入端经由分压电路与所述比较器连接。
可选地，还包括增益调节单元，所述增益调节单元的输入端与所述检测单元连接，用于对所述探纬信号进行自动增益调节。
可选地，所述增益调节单元包括第二运算放大器、射极跟随器，其中，
所述第二运算放大器的正相输入端与检测单元的输出端连接，所述第二运算放大器的反相输入端与基准电压连接，所述第二运算放大器输出端连接所述射极跟随器；
所述射极跟随器的输出端连接所述检测单元的输入端，用于输出激励信号至所述检测单元，以由所述检测单元根据所述激励信号补偿纬丝的透光度。
可选地，所述第二运算放大器的输出端经由分压电路与处理器连接。
可选地，所述射极跟随器与检测单元之间还串联一限流电阻。
第二方面，本申请提供了一种喷水织机系统，包括喷水织机和第一方面所述的探纬器，所述探纬器的灵敏度调节单元和增益调节单元与喷水织机的处理器共同集成在一个电路板中。
本申请实施例提供的上述技术方案与现有技术相比具有如下优点：
本发明提供一种探纬器，包括：检测单元、放大单元和灵敏度调节单元，所述检测单元，用于检测探纬信号并发送至所述放大单元；所述放大单元，用于对所述探纬信号进行放大处理；所述灵敏度调节单元，用于对放大后的探纬信号自动进行分压比调节。本发明通过将灵敏度调节单元实现了对灵敏度的自动调节。
附图说明
此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本发明的实施例，并与说明书一起用于解释本发明的原理。
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本申请实施例提供的一种探纬器的结构示意图；
图2为本申请实施例提供的一种探纬器的放大单元的电路示意图；
图3为本申请实施例提供的一种探纬器的灵敏度调节单元的电路示意图；
图4为本申请实施例提供的一张探纬器的增益调节单元的电路示意图。
其中，100、检测单元；200、放大单元；300、灵敏度调节单元。
具体实施方式
本申请为了解决目前现有技术中需要手动调节探纬器上的电位器等机构，以调节灵敏度等参数，非常不方便，且调节的精度不高的问题，总体思路如下：
提供一种探纬器，包括：检测单元100、放大单元200和灵敏度调节单元300，所述检测单元100，用于检测探纬信号并发送至所述放大单元200；所述放大单元200，用于对所述探纬信号进行放大处理；所述灵敏度调节单元300，用于对放大后的探纬信号自动进行分压比调节。
通过上述手段实现了对灵敏度的自动调节。
为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
【实施例1】
如图1所示，本申请提供了一种探纬器，包括：检测单元100、放大单元200和灵敏度调节单元300，其中，
所述检测单元100，用于检测探纬信号并发送至所述放大单元200；
所述放大单元200，用于对所述探纬信号进行放大处理；
所述灵敏度调节单元300，用于对放大后的探纬信号自动进行分压比调节。
如图2所示，在本实施例中，示例性的，如图2所示，放大单元200包括两级微分放大电路(U14-B和U7-A)，检测单元100检测到的探纬信号SIG为交流小信号，经过两级微分放大电路后能将水信号减弱，将探纬信号的幅值增强，以为数字电位器提供一个宽范围的输入信号。
具体来说，如图3所示，所述灵敏度调节单元300包括数字电位器U2、第一运算放大器、比较器U4-A，其中，
数字电位器U2，所述数字电位器U2的输入端POA与所述放大单元200连接，所述数字电位器U2的输出端POW与所述第一运算放大器连接，用于根据其设定的分压比对放大后的探纬信号进行调节；
第一运算放大器，所述第一运算放大器的输入端与所述数字电位器U2连接，所述第一运算放大器的输出端与所述比较器连接，用于对分压后的信号进行放大处理；
比较器U4-A，所述比较器U4-A的正相输入端连与所述运算放大器连接，所述比较器U4-A的反相输入端与基准电压的输入端连接，以生成数字信号所述比较器U4-A的输出端与处理器连接，以由处理器根据所述数字信号重新设定数字电位器的分压比。
在本实施例中，示例性的，检测单元100可以采用光电传感器，用于检测纬纱的透光度，纬纱的透光性越强，光电传感器采集的探纬信号的电压幅值越低。
在本实施例中，探纬器的灵敏度是与数字电位器U2的分压比直接相关的，数字电位器U2的分压比不同则灵敏度不同。
灵敏度自动调节的工作原理如下：
探纬信号SIG经过两级微分放大后，生成放大信号SIGP，放大信号SIGP经电容C90送入数字电位器MCP41HVX1，数字电位器MCP41HVX1通过串行通信SPI与处理器连接，以由处理器内嵌的处理程序对数字电位器的分压比K进行无级调节。数字电位器输出信号为F(POW)＝K*SIG。
放大信号SIGP经过第一运算放大器放大后送入比较器LM393同相端，同基准2V比较输出生成数字信号WF1送处理器处理。处理器根据数字信号WF1对数字电位器的分压比进行无级调节。以调节到比较合适的分压比。
可选地，所述第一运算放大器由一级运算放大器U3-B和二级运算放大器U3-A组成，所述一级运算放大器U3-B和二级运算放大器U3-A之间串联一个整流二极管1N4148WS。放大信号SIGP经过第一级运算放大器U3-A放大5.17倍后经二级运算放大器U3-A同相放大42.67倍后送入比较器LM393同相端。并且通过设置整流二极管1N4148WS半波整流后能够滤除负相水干扰信号，为方便处理器中的算法识别。
可选地，还包括采样单元，所述采样单元的输入端连接所述第一运算放大器，所述采样单元的输出端连接所述处理器。SIGP信号经过第一运算放大器后，经过分压电路2/3分压生成ADC波形送入处理器的模拟输入端，以由处理器连接将ADC波形通过显示模块进行显示。
可选地，所述基准电压的输入端经由分压电路与所述比较器连接。该分压电路将5V基准电压分压成2V电压。
探纬器对纬丝进行检测时，由于纬丝的透光度不一样，导致检测单元100检测到的探纬信号也不一样，从而不能够为灵敏度调节单元300提供一个稳定的信号，因此需要对探纬信号进行增益调节。为此本申请提供了实施例2。
【实施例2】
本实施例包括实施例1的全部内容，在此不再赘述，其中探纬器还包括增益调节单元，所述增益调节单元的输入端与所述检测单元100连接，用于对所述探纬信号进行自动增益调节。
如图4所示，所述增益调节单元包括第二运算放大器U14-A、射极跟随器Q4，其中，
所述第二运算放大器U14-A的正相输入端与检测单元100的输出端连接，所述第二运算放大器U14-A的反相输入端与基准电压连接，所述第二运算放大器U14-A输出端连接所述射极跟随器Q4；
所述射极跟随器Q4的输出端连接所述检测单元100的输入端，用于输出激励信号至所述检测单元100，以由所述检测单元100根据所述激励信号补偿纬丝的透光度。
在本实施例中，增益调节单元的工作原理如下：
探纬信号SIG经过第二运算放大器U14-A同相放大两倍，REF5V基准电压分压成2.5V送入第二运算放大器U14-A的反相输入端，根据叠加定理，运放输出关系为F(SIG)＝2*SIG-2.5V；输出信号F(SIG)经过射极跟随器射极跟随后，经限流电阻R72生成探纬器检测单元100的激励信号LD1。
若检测单元100检测到无纬丝，根据光耦合特性，探纬信号SIG降至最小电压值，映射F(SIG)为最小电压值，若检测有纬丝，根据不同纬丝透光度，探纬信号SIG初始电压幅值不一样，若纬丝透光度弱，SIG电压幅值就会增加，映射F(SIG)电压幅值增加，射极跟随后激励信号LD电流增加，从而补偿该纬丝弱透光特性，进而降低探纬信号SIG的电压幅值，快速实现增益自调整闭环控制。
可选地，所述第二运算放大器U14-A的输出端经由分压电路与处理器连接。第二运算放大器U14-A的输出信号F(SIG)经电阻分压生成模拟信号WF1-AGC＝F(SIG)*2/3输入处理器进行处理，以便实现AGC自动增益故障检测。
可选地，所述射极跟随器Q4与检测单元100之间还串联一限流电阻R72。
目前，传统型光电探纬电路装置常与喷水织机的主控制器插拔硬连接或就近安装，在现场调机时要打开电气柜观察数码管以调整不同功能电位器参数，工厂潮湿环境下的此种电气操作方式并不安全且不方便，为此本申请提供了实施例3。
【实施例3】
本申请提供了一种喷水织机系统，包括喷水织机和实施例1和实施例2所述的探纬器，所述探纬器的灵敏度调节单元300和增益调节单元与喷水织机的处理器共同集成在一个电路板中。
在本实施例中，检测单元100安装在纬纱的两侧，以检测纬纱信号，放大单元200、增益调节单元和灵敏度调节单元300与喷水织机的处理器集成在喷水织机的控制装置中，不仅减少对空间的占用，也实现探纬盒免安装。
需要说明的是，在本文中，诸如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
以上所述仅是本发明的具体实施方式，使本领域技术人员能够理解或实现本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所申请的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (7)

1.一种探纬器，其特征在于，包括：检测单元、放大单元和灵敏度调节单元，其中，
所述检测单元，用于检测探纬信号并发送至所述放大单元；
所述放大单元，用于对所述探纬信号进行放大处理；
所述灵敏度调节单元，用于对放大后的探纬信号自动进行分压比调节；
所述灵敏度调节单元包括数字电位器、第一运算放大器、比较器，其中，
数字电位器，所述数字电位器的输入端与所述放大单元连接，所述数字电位器的输出端与所述运算放大器连接，用于根据其设定的分压比对放大后的探纬信号进行调节，
第一运算放大器，所述第一运算放大器的输入端与所述数字电位器连接，所述第一运算放大器的输出端与所述比较器连接，用于对分压后的信号进行放大处理，
比较器，所述比较器的正相输入端与所述运算放大器连接，所述比较器的反相输入端与基准电压的输入端连接，以生成数字信号所述比较器的输出端与处理器连接，以由处理器根据所述数字信号重新设定数字电位器的分压比；
所述探纬器还包括增益调节单元，所述增益调节单元的输入端与所述检测单元连接，用于对所述探纬信号进行自动增益调节，
所述增益调节单元包括第二运算放大器、射极跟随器，其中，
所述第二运算放大器的正相输入端与检测单元的输出端连接，所述第二运算放大器的反相输入端与基准电压连接，所述第二运算放大器输出端连接所述射极跟随器；
所述射极跟随器的输出端连接所述检测单元的输入端，用于输出激励信号至所述检测单元，以由所述检测单元根据所述激励信号补偿纬丝的透光度。
2.根据权利要求1所述的探纬器，其特征在于，所述第一运算放大器由一级运算放大器和二级运算放大器组成，所述一级运算放大器和二级运算放大器之间串联一个整流二极管。
3.根据权利要求1所述的探纬器，其特征在于，还包括采样单元，所述采样单元的输入端连接所述第一运算放大器，所述采样单元的输出端连接所述处理器。
4.根据权利要求1所述的探纬器，其特征在于，所述基准电压的输入端经由分压电路与所述比较器连接。
5.根据权利要求1所述的探纬器，其特征在于，所述第二运算放大器的输出端经由分压电路与处理器连接。
6.根据权利要求1所述的探纬器，其特征在于，所述射极跟随器与检测单元之间还串联一限流电阻。
7.一种喷水织机系统，其特征在于，包括喷水织机和权利要求1-6任一所述的探纬器，所述探纬器的灵敏度调节单元和增益调节单元与喷水织机的处理器共同集成在一个电路板中。
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