CN112326078A - 一种基于声表面波的纱线张力传感器的测量结构设计 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于声表面波的纱线张力传感器的测量结构设计，其特征在于，包括主体结构件、设于主体结构件顶板上的传感器测量电路印制板、由器件底座和压电基片组成的声表面波器件，所述声表面波器件安装于测量电路印制板上；还包括芳纶线、固定在结构件上的低阻直线导轨和安装在低阻直线导轨上的小车，所述小车上设有绑线螺栓和U型带槽轴承，于主体结构件上、小车运动方向的左右两侧设有另外两个U型带槽轴承和，3个U型带槽轴承呈三角分布；所述芳纶线一端连接所述绑线螺栓、另一端连接所述压电基片。
Description
技术领域
本发明涉及一种基于声表面波的纱线张力传感器的测量结构设计，属于张力传感器技术领域。
背景技术
目前在纺织工业中所用的纱线张力传感器包括电阻应变式、电容式、磁电感应式、霍尔效应式等。由于这些纱线张力传感器具有价格低廉、结构简单、牢固可靠等优点，所以它们得到了广泛的应用，但还存在误差大、响应速度慢等缺点，尤其它们采样频率低，不能满足高速纺机的要求。用声表面波器件制作的纱线张力传感器的输出信号的频率从10MHz～3GHz，根据实际的需要来设计传感器的输出信号频率，这样能够满足高速纺机的要求。
在发明专利【公开号：106441684A】中,发明了基于声表面波的悬臂两端固定悬臂梁结构(即两端固支梁结构)式纱线张力传感器。该传感器的优点是固支梁不容易折断。而传感器使用时，由于目前对施加到压电基片上的纱线张力的测量使用的是简单的连杆传导，该测量方式不够精确，也造成传感器精度不够高和灵敏度不足的问题。在发明专利【申请号：201911062247.5】中，发明了基于声表面波的简支梁结构式纱线张力传感器。这两个专利都不涉及声表面波式纱线张力传感器的测量结构设计。
发明内容
本发明要解决了对施加到压电基片上的纱线张力的测量不够精确的问题，以及测量装置在一体化方面存在不足的问题。
为了解决上述技术问题，本发明公开了一种基于声表面波的纱线张力传感器的测量结构设计，其特征在于，包括主体结构件、设于主体结构件顶板上的传感器测量电路印制板、由器件底座和压电基片组成的声表面波器件，所述声表面波器件安装于测量电路印制板上；还包括芳纶线、固定在结构件上的低阻直线导轨和安装在低阻直线导轨上的小车，所述小车上设有绑线螺栓和U型带槽轴承，于主体结构件上、小车运动方向的左右两侧设有另外两个U型带槽轴承和，3个U型带槽轴承呈三角分布；所述芳纶线一端连接所述绑线螺栓、另一端连接所述压电基片。
芳纶线自上而下穿过声表面波器件底座上的过孔、测量电路印制板上的过孔、结构件顶板上对应的过孔和低阻直线导轨小车顶部的过孔，通过精密的机械设计、制造和准确的安装保证了这四个过孔为同心孔。安装在低阻直线导轨上的小车重量较轻，可在低阻直线导轨上做单一自由度(本设计中是上下方向)的移动。在待测状态时，安装低阻直线导轨上的小车通过芳纶线悬于压电基片上。
进行纱线张力测量时，通过精密的机械设计和制造准确的安装保证了高速穿行的待测纱线在竖直方向的部分垂直于结构件安装底面的。这样就能满足有2倍的纱线张力通过芳纶线实时作用于压电基片上。测量结构装置很好地解决了对施加到压电基片上的纱线张力的测量不够精确的问题，提高了传感器的测量精度和灵敏度。并且，可以将基于声表面波的纱线张力传感器的测量电路按要求安装在结构件顶板上，实现了对测量系统的装置一体化方面的优化。
本发明优点在于通过基于声表面波的纱线张力传感器测量的结构设计，很好地解决了对施加到压电基片上的纱线张力的测量不够精确的问题，提高了传感器的测量精度和灵敏度。并且，将该测量结构设计很好地融入基于声表面波的纱线张力传感器的测量装置当中，实现了对测量系统的装置一体化方面的优化。
附图说明
图1为结构装置示意图；
图2为芳纶悬线穿孔示意图；
图3为纱线张力测量装置测量示意图。
具体实施方式
为使下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明讲授的内容以后，本领域技术人员可以对本发明做各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求所限定的范围。
参照图1所示，是本发明的结构装置示意图。结构装置包括主体结构件1；可以安装在结构件1顶板上的传感器测量电路印制板2；由器件底座3和压电基片4组成的声表面波器件，该声表面波器件安装在测量电路印制板2上；芳纶线5；固定在结构件1上的低阻直线导轨7和安装在低阻直线导轨上的小车6；安装在小车6上的用于绑定芳纶线5一端的绑线螺栓8；安装在低阻直线导轨小车6上的U型带槽轴承9；安装在主体结构件1上的U型带槽轴承10和11。3个U型带槽轴承9、10和11用于穿绕待测纱线12。
参照图2所示，是本发明中芳纶悬线穿孔示意图。芳纶线5一端通过绑线螺栓8固定在低阻直线导轨小车6上，另一端用绳套的方式系于压电基片4上。芳纶线5自上而下穿过的声表面波器件底座3上的过孔、测量电路印制板2上的过孔、结构件1顶板上对应的过孔和低阻直线导轨小车6顶部的过孔，通过精密的机械设计、制造和准确的安装保证了这四个过孔为同心孔。安装在低阻直线导轨上的小车6重量较轻，可在低阻直线导轨7上做单一自由度(本设计中是上下方向)的移动。在待测状态时，安装低阻直线导轨上的小车6通过芳纶线5悬于压电基片4上。
参照图3所示，是本发明中纱线张力测量装置测量示意图。待测纱线12通过图中示意的方式穿绕在3个U型带槽轴承9、10和11上，通过精密的机械设计、制造和准确的安装保证了高速穿行的待测纱线12在竖直方向的部分垂直于结构件安装底面的。这样就能满足有2倍的纱线张力通过芳纶线5实时作用于压电基片4上。选用芳纶线是因为其具有高强度、高模量、重量轻等优良性能。
Claims (4)
1.一种基于声表面波的纱线张力传感器的测量结构设计，其特征在于，包括主体结构件、设于主体结构件顶板上的传感器测量电路印制板、由器件底座和压电基片组成的声表面波器件，所述声表面波器件安装于测量电路印制板上；还包括芳纶线、固定在结构件上的低阻直线导轨和安装在低阻直线导轨上的小车，所述小车上设有绑线螺栓和U型带槽轴承，于主体结构件上、小车运动方向的左右两侧设有另外两个U型带槽轴承和，3个U型带槽轴承呈三角分布；所述芳纶线一端连接所述绑线螺栓、另一端连接所述压电基片。
2.根据权利要求1所述的一种基于声表面波的纱线张力传感器的测量结构设计，其特征在于，所述芳纶线以绳套的方式与压电基片连接。
3.根据权利要求1所述的一种基于声表面波的纱线张力传感器的测量结构设计，其特征在于：所述小车沿低阻直线导轨做单一自由度移动。
4.根据权利要求1所述的一种基于声表面波的纱线张力传感器的测量结构设计，其特征在于：待测纱线从位于右侧U型带槽轴承下方穿过、悬挂于中部U型带槽轴承后从左侧U型带槽轴承下方穿出，利用3个U型带槽轴承将两倍的纱线张力通过芳纶线作用于压电基片上。
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