CN111926427B - 单锭检测系统、控制方法、设备和存储介质 - Google Patents

Abstract

本发明揭示了一种单锭检测系统、控制方法、设备和存储介质，所述系统包括检测模块、信号处理模块和控制模块，其中：所述检测模块包括反射件、光发射器和光接收器，所述光发射器用于发射光至所述反射件；所述光接收器用于接收所述反射件的反射光，并将光信号转换成电信号；所述信号处理模块用于将所述电信号转换成脉冲信号；所述控制模块与所述信号处理模块和光发射器电连接，用于在检测到所述脉冲信号的频率不稳定时，调整所述光发射器的光强，直至所述脉冲信号频率稳定。与现有技术相比，本发明的单锭检测系统，通过检测棉絮对光源的遮挡情况，对光源的光强进行调节，提升了整个系统的耐用性和稳定性，避免出现误判给客户带来不必要的损失。

Description

单锭检测系统、控制方法、设备和存储介质

技术领域

本申请涉及纺纱技术领域，特别涉及一种单锭检测系统、控制方法、设备和存储介质。

背景技术

细纱工序是纺纱过程中的最后一道工序，主要用于完成牵伸、加捻与卷绕工作。细纱作业环节直接影响成纱质量以及纺纱成本，而断头率则是评估细纱作业环节的有效指标。因此如何及时发现和减少断头是目前细纱管理的重中之重。

细纱机单锭在线检测系统就是使用光电检测方法，自动检测纱线是否断开。其具体检测过程一般为：通过光源和光接收器的配合来检测纱线是否旋转。

但是在细纱机车间有很多微小棉絮会不断聚集在光源上，经过长时间的积累，光源会被堵塞甚至完全遮挡，从而造成单锭在线检测系统的检测功能失效，严重时甚至出现误判，给客户带来不必要的损失。

发明内容

本发明的目的在于提供一种单锭检测系统、控制方法、设备和存储介质。

为实现上述发明目的之一，本发明一实施方式提供一种单锭检测系统，所述系统包括检测模块、信号处理模块和控制模块，其中：

所述检测模块包括反射件、光发射器和光接收器，所述光发射器用于发射光至所述反射件；所述光接收器用于接收所述反射件的反射光，并将光信号转换成电信号；所述反射件随纱线做圆周运动；

所述信号处理模块与所述光接收器电连接，用于将所述电信号转换成脉冲信号；

所述控制模块与所述信号处理模块和光发射器电连接，用于获取所述光发射器的光强和所述脉冲信号，并在检测到所述脉冲信号的频率不稳定时，调整所述光发射器的光强，直至所述脉冲信号频率稳定。

作为本发明一实施方式的进一步改进，所述控制模块在检测到所述脉冲信号频率不稳定，且所述光发射器的光强低于第一预设光强时，增大所述光发射器的光强直至所述脉冲信号的频率稳定，或者增大所述光发射器的光强直至最大光强。

作为本发明一实施方式的进一步改进，所述控制模块还设置有状态标志，所述状态标志的初始状态为工作状态，所述控制模块还用于：

当检测到光源的光强大于或等于第一预设光强，且检测到的脉冲信号的频率不稳定，将所述状态标志置为停用状态；

当所述状态标志为停用状态，且检测到的脉冲信号的频率稳定，将所述状态标志置为工作状态。

作为本发明一实施方式的进一步改进，所述控制模块还用于：

在所述状态标志为工作状态时，若在预定时间段内检测不到脉冲信号，则向所述细纱机发送断纱信号。

作为本发明一实施方式的进一步改进，所述控制模块还用于：

检测所述光发射器的光强，在所述光发射器的光强超过第二预设光强时发出预警信息。

作为本发明一实施方式的进一步改进，所述系统还包括与所述控制模块电连接的复位模块，其中：

所述复位模块用于接收复位指令，并将所述复位指令转换成复位信号发送给所述控制模块；

所述控制模块在接收到所述复位信号后，将所述光发射器的光强调节到初始光强。

作为本发明一实施方式的进一步改进，所述控制模块通过增大所述光发射器的电流以增大所述光发射器的光强。

为实现上述发明目的之一，本发明一实施方式提供一种根据任一上述所述单锭检测系统的控制方法，所述方法包括：

通过光接收器探测反射件对光发射器的反射光，将纱线的转动状态转换成电信号，并将所述电信号转换成脉冲信号；

周期性检测在预定时间段内收到的脉冲信号情况，并执行检测控制策略；

所述检测控制策略包括：当检测到所述脉冲信号的频率不稳定时，增大所述光发射器的光强直至所述脉冲信号的频率稳定。

为实现上述发明目的之一，本发明一实施方式提供一种单锭检测设备，包括存储器和处理器，所述存储器存储有可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现上述所述单锭检测系统的控制方法中的步骤。

为实现上述发明目的之一，本发明一实施方式提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现上述所述单锭检测系统的控制方法中的步骤。

与现有技术相比，本发明的单锭检测系统，通过检测棉絮对光源的遮挡情况，对光源的光强进行调节，提升了整个系统的耐用性和稳定性，避免出现误判给客户带来不必要的损失。

附图说明

图1是本发明的单锭检测系统的结构示意图。

图2是本发明的检测模块的检测场景示意图。

图3是本发明的检测模块检测到频率稳定的脉冲信号的一波形图。

图4是本发明的检测模块检测不到脉冲信号的一波形图。

图5是本发明的控制模块调节光发射器的光强的电路结构图。

图6是本发明的单锭检测系统的控制方法的流程示意图。

具体实施方式

以下将结合附图所示的具体实施方式对本发明进行详细描述。但这些实施方式并不限制本发明，本领域的普通技术人员根据这些实施方式所做出的结构、方法、或功能上的变换均包含在本发明的保护范围内。

如图1所示，本发明提供一种单锭检测系统，所述系统包括检测模块10、信号处理模块20和控制模块30。所述检测模块10将纱线的旋转状态转化成电信号，所述信号处理模块20将所述电信号转换成脉冲信号，所述控制模块30通过所述脉冲信号，判断纱线是否断开，以及检测并调节光源的光强，从而提升了整个系统的耐用性和稳定性。下面对这几个模块进行详细介绍。

如图2所示，所述检测模块10用于检测细纱锭中纱线是否中断，包括光发射器11(光发射器即光源)、反射件12和光接收器13。所述光发射器11用于发射光至所述反射件12，所述光接收器13用于接收所述反射件12的反射光，并将接收到的光信号转换成电信号，所述反射件12随纱线做圆周运动。具体的，请参考图2，细纱锭16飞速旋转从而带动纱线15旋转，反射件12随纱线15绕细纱锭外围14做圆周运动。光发射器11稳定朝发射件12的运动路径的A点发射光线，当反射件12运动到A点时，会将发射光反射给光接收器13。

所述信号处理模块20与所述光接收器13电连接，用于将所述光接收器输出的电信号转换成脉冲信号，然后将所述脉冲信号发送给所述控制模块。

所述控制模块30与所述信号处理模块20和光发射器11电连接，用于获取所述光发射器的光强和所述脉冲信号，并通过所述脉冲信号，判断纱线是否断开，或者检测和调节所述光发射器11的光强。

其原理为：纱线没有断开且光源表面没有棉絮遮挡时，所述脉冲信号在预定时间段内频率稳定(所述频率稳定也即是频率固定不变，或者也可以说周期固定)，频率稳定的脉冲信号可以参考图3。当纱线断开后，由于发射件12不再运动，光接收器13无法接收到固定周期的光信号，因此，控制模块在预定时间段内检测不到脉冲信号。而若纱线没有断开，但是光源的表面被棉絮遮挡，由于细纱锭16高速旋转形成气流，这些气流带动光源表面的棉絮飘动，从而导致光源的光有时候被棉絮遮挡，有时候又不被遮挡。这种情况下控制模块检测到的脉冲信号在预定时间段内的频率是不稳定的，即可能在预定时间段的前段可以收到脉冲信号，但是在后段无法收到脉冲信号(假设将预定时间段分成前段和后段)。由于棉絮是有缝隙的，因此在棉絮遮挡住光源后，可以通过增加光源光强的方法，使光源的光穿过棉絮，从而使单锭检测系统的功能恢复。当然，如果光源的光强已经接近最大光强，则无法再通过增加光源光强的方法恢复单锭检测系统的功能。

因此，所述控制模块用于在检测到所述脉冲信号的频率不稳定时，调整所述光发射器的光强，直至所述脉冲信号频率稳定。

在一个优选的实施方式汇总，所述控制模块用于在检测到所述脉冲信号频率不稳定，且所述光源的光强低于第一预设光强时，增大所述光源的光强直至所述脉冲信号在预定时间段内频率稳定，或者增大所述光源的光强直至最大光强。需要说明的是，所述最大光强为所述光发射器硬件所允许的最大亮度。

需要说明的是，所述第一预设光强接近所述光源的最大光强，比如可以是最大光强的90％至100％等。

为了避免出现误判(即纱线没断，但是单锭检测系统判断纱线断开)，在一个优选的实施方式中，所述控制模块还设置有状态标志，所述状态标志的初始状态为工作状态。所述控制模块还用于：当检测到光源的光强大于或等于第一预设光强，且在预定时间段内检测到的脉冲信号的频率不稳定，将所述状态标志置为停用状态。此时光源上有比较多的棉絮遮挡，并且光源的光强不能再增大，所述检测模块的功能已失效，在此状态下，若在预定时间段内无法检测到脉冲信号，并不表示纱线中断。

另外，当所述状态标志为停用状态，且在预定时间段内检测到的脉冲信号的频率稳定，将所述状态标志置为工作状态。可能是细纱机车间的工人将棉絮清理干净，也可能是棉絮被风吹走，这种状态下检测模块的检测功能恢复，可以继续检测纱线的状态，因此将状态标志置为工作状态。

进一步的，所述控制模块还用于：在所述状态标志为工作状态时，若在预定时间段内检测不到脉冲信号(可以参考图4所示的波形图)，则向所述细纱机发送断纱信号。当状态标志为工作状态时，若在预定时间段内检测不到脉冲信号，说明纱线已断开，发射件不能再随着纱线转动，因此需要向细纱机发送断纱信号，细纱机收到断纱信号后，会作出停喂的动作，避免浪费。

为了避免出现检测模块功能失效的情况，在一个优选的实施方式中，所述控制模块还用于检测所述光源的光强，在所述光源的光强超过第二预设光强时发出预警信息。所述第二预设光强小于所述第一预设光强，可以是最大光强的80％～90％，当检测到光源的光强超过第二预设光强时发出预警信息，提示细纱机车间的工作人员，需要清理光源上的棉絮了。

工作人员在清理完光源上的棉絮后，会下发复位指令给所述单锭检测系统，因此，在一个优选的实施方式中，所述系统还包括与所述控制模块30电连接的复位模块40，其中：

所述复位模块40用于接收复位指令，并将所述复位指令转换成复位信号发送给所述控制模块；所述控制模块30在接收到所述复位信号后，将所述光源的光强调节到初始光强。

需要说明的是，控制模块30在接收到所述复位信号后，只是将光源的光强调节到初始光强，而不会改变控制模块的状态标志，假设控制模块的状态标志为停用状态，只有当在预定时间段内接收到频率稳定的脉冲信号，才会将停用状态改为工作状态。所述初始光强为预先设定的光强值，可以是最大光强的20％或其它数值，它由细纱机车间的环境决定。

图5为本发明的控制模块调节光发射器的光强的电路结构图，如图5所示，控制模块可以通过减小VS的电压从而增大流经发光二级光(光发射器或光源)的电流，来调节发光二级光发射光的光强。

如图6所示，本发明还提供上述单锭检测系统的控制方法，所述方法包括：

步骤S100：通过光接收器探测反射件对光发射器的反射光，将纱线的转动状态转换成电信号，并将所述电信号转换成脉冲信号。

如图2所示，反射件在运动A点时将光源的光反射给光接收器，然后光接收器将光信号被转换成电信号，然后电信号再次转换成脉冲信号。其具体结构和原理参见前文。

步骤S200：周期性检测在预定时间段内收到的脉冲信号情况，并执行检测控制策略；

所述检测控制策略包括：当检测到所述脉冲信号的频率不稳定时，增大所述光发射器的光强直至所述脉冲信号的频率稳定。

进一步的，所述检测控制策略还可以包括：当检测到所述脉冲信号在预定时间段内频率不稳定，且所述光源的光强低于第一预设光强时，增大所述光源的光强直至所述脉冲信号在预定时间段内频率稳定，或者增大所述光源的光强直至光源的光强达到最大光强。

周期性检测即周期性的但是不间断的检测在预定时间段内收到的脉冲信号情况。在预定时间段内收到的脉冲情况包括以下三种情况：(1)在预定时间段内完全接收不到脉冲信号；(2)在预定时间段内接收到频率不稳定的脉冲信号；(3)在预定时间段内接收到频率稳定的脉冲信号。根据第(1)种情况，能够判断纱线有断开的可能，根据第(2)种情况，能够判断光源上有遮挡物，根据第(3)种情况，能够判断纱线没有断开，且单锭检测系统的检测功能有效。

在检测到所述脉冲信号在预定时间段内频率不稳定时，表示光源上有棉絮遮挡，此时如果光源的光强低于第一预设光强，就可以通过增大光强来避免由于光源上有棉絮遮挡而导致的检测失效，即增大所述光源的光强直至所述脉冲信号在预定时间段内频率稳定。需要说明的是，也可能棉絮较多，将光强调节到最大光强后所述脉冲信号在预定时间段内的频率还是不稳定。

对于后一种情况，为了避免出现误判断给客户带来不必要的损失，在一个优选的实施方式中，所述单锭检测系统还包括状态标志，所述状态标志的初始值为工作状态，所述检测控制策略还包括：

当检测到预定时间段内脉冲信号的频率不稳定，且所述光源的光强大于或等于第一预设光强时，将所述状态标志置为停用状态。处于停用状态时，若在预定时间段内完全接收不到秒冲信号，并不能判定纱线已经断开。

在状态标志为停用状态时，只有检测到预定时间段内脉冲信号的频率稳定，才能将所述状态标志置为工作状态。而只有在所述状态标志为工作状态，且检测到预定时间段内没有脉冲信号，才能判定纱线已经断开，需要向所述细纱机发送断纱信号。

在一优选的实施方式中，所述检测控制策略还包括：

在对光源的光强进行调节后检测所述光源的光强，当检测到所述光源的光强超过第二预设光强时发出预警信息。

在一优选的实施方式中，所述方法还包括：

在接收到复位信号后，将所述光源的光强调节到初始光强。

本发明还提供一种电子设备，包括存储器和处理器，所述存储器存储有可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现上述所述单锭检测系统的控制方法中的任意一个步骤，也就是说，实现上述所述单锭检测系统的控制方法中任意一个技术方案中的步骤。

本发明还提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现上述所述单锭检测系统的控制方法中的任意一个步骤，也就是说，实现上述所述单锭检测系统的控制方法中的任意一个技术方案中的步骤。

应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施方式中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

上文所列出的一系列的详细说明仅仅是针对本发明的可行性实施方式的具体说明，它们并非用以限制本发明的保护范围，凡未脱离本发明技艺精神所作的等效实施方式或变更均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种单锭检测系统，其特征在于，所述系统包括检测模块、信号处理模块和控制模块，其中：

所述检测模块包括反射件、光发射器和光接收器，所述光发射器用于发射光至所述反射件；所述光接收器用于接收所述反射件的反射光，并将光信号转换成电信号；所述反射件随纱线做圆周运动；

所述信号处理模块与所述光接收器电连接，用于将所述电信号转换成脉冲信号；

所述控制模块与所述信号处理模块和光发射器电连接，用于获取所述光发射器的光强和所述脉冲信号，并在检测到所述脉冲信号的频率不稳定时，调整所述光发射器的光强，直至所述脉冲信号频率稳定；

所述控制模块还设置有状态标志，所述状态标志的初始状态为工作状态，所述控制模块还用于：

当检测到光源的光强大于或等于第一预设光强，且检测到的脉冲信号的频率不稳定，将所述状态标志置为停用状态；

当所述状态标志为停用状态，且检测到的脉冲信号的频率稳定，将所述状态标志置为工作状态。

2.根据权利要求1所述单锭检测系统，其特征在于，所述控制模块在检测到所述脉冲信号频率不稳定，且所述光发射器的光强低于第一预设光强时，增大所述光发射器的光强直至所述脉冲信号的频率稳定，或者增大所述光发射器的光强直至最大光强。

3.根据权利要求1所述单锭检测系统，其特征在于，所述控制模块还用于：

在所述状态标志为工作状态时，若在预定时间段内检测不到脉冲信号，则向细纱机发送断纱信号。

4.根据权利要求2所述的单锭检测系统，其特征在于，所述控制模块还用于：

检测所述光发射器的光强，在所述光发射器的光强超过第二预设光强时发出预警信息。

5.根据权利要求1所述单锭检测系统，其特征在于，所述系统还包括与所述控制模块电连接的复位模块，其中：

所述复位模块用于接收复位指令，并将所述复位指令转换成复位信号发送给所述控制模块；

所述控制模块在接收到所述复位信号后，将所述光发射器的光强调节到初始光强。

6.根据权利要求1所述单锭检测系统，其特征在于：

所述控制模块通过增大所述光发射器的电流以增大所述光发射器的光强。

7.一种根据权利要求1～6任一所述单锭检测系统的控制方法，其特征在于，所述方法包括：

通过光接收器探测反射件对光发射器的反射光，将纱线的转动状态转换成电信号，并将所述电信号转换成脉冲信号；

周期性检测在预定时间段内收到的脉冲信号情况，并执行检测控制策略；

所述检测控制策略包括：当检测到所述脉冲信号的频率不稳定时，增大所述光发射器的光强直至所述脉冲信号的频率稳定；

所述检测控制策略还包括：当检测到光源的光强大于或等于第一预设光强，且检测到的脉冲信号的频率不稳定，将所述状态标志置为停用状态；当所述状态标志为停用状态，且检测到的脉冲信号的频率稳定，将所述状态标志置为工作状态。

8.一种单锭检测设备，包括存储器和处理器，所述存储器存储有可在所述处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述程序时实现权利要求7所述单锭检测系统的控制方法中的步骤。

9.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现权利要求7所述单锭检测系统的控制方法中的步骤。

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