CN112834523B - 一种断纱检测电路 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种断纱检测电路，所述电路包括依次连接的信号采集模块、接收信号采集模块采集到的信号的第一信号放大模块、对来自第一信号放大模块所放大的信号进行筛离的信号拾取模块、接收信号拾取模块筛离后的信号的第二信号放大模块、对来自第二信号放大模块的信号进行处理的信号处理模块和警报模块，其中，信号拾取模块包括LDO电压基准集成组A2，所述LDO电压基准集成A2用于对所述第一信号放大模块放大后的电信号进行有效拾取。本断纱检测电路具有灵敏度高且灵敏度可调节的优点，且微处理器根据拾取的断纱信号可及时进行灯光警报、停机控制等措施，可及时有效减少纺织企业因断纱造成的经济损失。

Description

一种断纱检测电路
技术领域
本发明涉及纺织过程的自动化检测技术领域，具体指一种断纱检测电路。
背景技术
纺织企业的效益主要受制于人工成本，设备状态，企业经营等因素影响，而纺织过程中，纱线断裂未经发现而继续生产，造成材料和时间还有人工的浪费，故此需要能及时并准确发现断纱情况，提高生产效率，显得尤为重要。由于纺织纱线较细，一般为10-200英支或10-500丹尼尔，因此在纺织过程中要求检测设备的灵敏度极高，这为检测带来了一定的难度。
发明内容
为解决以上问题，本发明提出一种断纱检测电路，利用传感元件采集断纱带来的变化信号，经信号放大器放大、信号筛离和微处理器处理，最终通过警报元件发出警报信号，使纺织工作人员可以及时得知断纱信息并采取有效的补救措施。
一种断纱检测电路，包括依次连接的信号采集模块、接收信号采集模块采集到的信号的第一信号放大模块、对来自第一信号放大模块所放大的信号进行过滤分离的信号拾取模块、接收信号拾取模块过滤分离后的信号的第二信号放大模块、对来自第二信号放大模块的信号进行处理的信号处理模块和警报模块，
其中，信号拾取模块包括LDO电压基准集成组A2，所述LDO电压基准集成组A2用于对所述第一信号放大模块放大后的电信号进行有效过滤分离。
进一步地，
所述信号采集模块包括传感元件B1，用于采集纱线检测信号并转化为电信号；
所述第一信号放大模块包括第一信号放大器组A1，用于放大所述电信号；
所述LDO电压基准集成组A2包括LDO电压基准集成U4和电阻R5，所述LDO电压基准集成U4用于对第一信号放大器组A1放大后的所述电信号进行有效拾取，所述电阻R5一端连接在所述LDO电压基准集成U4和第二信号放大器组A3之间，另一端接地路，从而过滤分离出来自第一放大信号器组A1的波动电压；
所述第二信号放大模块包括第二信号放大器组A3于放大经LDO电压基准集成组A2过滤分离的有效电信号；
所述传感元件B1与所述第一信号放大器组A1连接，所述LDO电压基准集成组A2连接在所述第一信号放大器组A1和第二信号放大器组A3之间；
所述信息处理模块包括微处理器元件组A4,包括单片机U3和数字电位器U5,所述微处理器元件组A4连接所述第二信号放大器组A3和第一信号放大器组A1以及警报模块，用于对来自第二信号放大器组A3的信号进行数模转化处理并将处理结果转化传输至警报模块，同时调整第一信号放大器组A1的灵敏度。
进一步地，该电路还包括比较器组A5，所述比较组A5连接在所述第二信号放大器组A3和所述微处理器元件组A4之间。
进一步地，所述警报模块包括灯光显示元件、控制开关或数据输出显示中的至少一种。
进一步地，所述传感元件B1为光电传感元件U1。
进一步地，所述第一信号放大器组A1包括第一信号放大器U2.2，所述信号放大器U2.2的反向输入端经由电阻R1接地，所述数字电位器U5的插脚连接在所述第一信号放大器U2.2的反向输入端与电阻R1之间；所述第一信号放大器U2.2的正相输入端分别经由所述光电传感元件、电阻R2和电容器C2接地，所述数字电位器U5的另一插脚连接在所述第一信号放大器U2.2的输出端；
所述LDO电压基准集成组A2包括LDO电压基准集成U4，所述第一信号放大器U2.2的输出端与所述LDO电压基准集成U4的输入端以及单片机U3连接，所述电容C3一端连接在所述第一信号放大器U2.2的输出端与所述LDO电压基准集成U4的输入端之间，所述电容C3另一端接地；
所述第二信号放大器组A3包括第二信号放大器U2.1，所述LDO电压基准集成U4的输出端连接所述第二信号放大器U2.1的同向输入端，所述电阻R5一端连接在所述LDO电压基准集成U2的输出端与所述第二信号放大器U3的同向输入端之间，所述电阻R5另一端接地。
进一步地，所述单片机的型号为EM78P372N。
进一步地，所述电阻R5的阻值为50-200欧姆。
有益效果
1本发明的原理为利用传感元件收集断纱带来的变化信号并转化为电压信号，经进行信号放大，检出有效信号再信号放大，经过多次信号放大使得检测灵敏度较高。本发明通过在信号放大器组之间引入LDO电压基准集成，对经前级信号放大器组方法的信号进行有效拾取，实现对信号的分离过滤，并将分离后的信号传输至下一级信号放大器组，从而可进一步提高检测的灵敏度，本发明可以对纱线进行4米内的检测。
2前级放大电路与微控制器组连接，可数字电位器可有效控制放大倍数，从而可以调整检测灵敏度。
3该电路配置警报器件，可以通过LED等、停机控制、数据输出等方式向纺织工作人员发出信号警报和采取及时措施，自动化程度高，可有效减少断纱引起的经济损失。
附图说明
图1为根据本发明的电路模块示意图；
图2为根据本发明的实施例1的电路示意图；
图3为根据本发明的实施例2的电路示意图；
图4为根据本发明的实施例2的电路图。
具体实施方式
为清楚、完整地对本发明的进行说明，下面将结合实施例和附图，对本发明作作进一步详细说明。
实施例1
如图1、图2所示一种断纱检测电路，包括依次连接的信号采集模块、接收信号采集模块采集到的信号的第一信号放大模块、对来自第一信号放大模块所放大的信号进行过滤分离的信号拾取模块、接收信号拾取模块过滤分离后的信号的第二信号放大模块、对来自第二信号放大模块的信号进行处理的信号处理模块和警报模块，
其中，信号拾取模块包括LDO电压基准集成组A2，所述LDO电压基准集成组A2用于对所述第一信号放大模块放大后的电信号进行有效过滤分离。
所述信号采集模块包括传感元件B1，该传感元件为光电传感元件U1，用于采集纱线检测的光信号并转化为电信号；
所述第一信号放大模块包括第一信号放大器组A1，用于放大所述电信号；
所述LDO电压基准集成组A2包括括LDO电压基准集成U4和电阻R5，所述LDO电压基准集成U4用于对第一信号放大器组A1放大后的所述电信号进行有效拾取，所述电阻R5一端连接在所述LDO电压基准集成U4和第二信号放大器组A3之间，另一端接地路，从而过滤分离出来自第一放大信号器组A1的波动电压。电阻R5的阻值为50-200欧姆。
电路中增加所述LDO电压基准集成组A2分离过滤，使得检测电路的灵敏性得到有效增强。
所述第二信号放大模块包括第二信号放大器组A3用于放大经LDO电压基准集成组拾取的有效电信号；
所述信息处理模块包括微处理器元件组A4,包括单片机U3和数字电位器U5。
所述光电传感元件U1与所述第一信号放大器组A1连接，所述LDO电压基准集成连接在所述第一信号放大器组A1和第二信号放大器组A3之间；LDO电压基准集成U4为普通的LDO元件。
微处理器元件组A4连接所述第二信号放大器组A3和第一信号放大器组A1以及警报模块，用于对来自第二信号放大器组A3的信号进行数模转化处理并将处理结果转化传输至警报模块，同时调整第一信号放大器组A1的灵敏度。
当照射的光束被遮挡的瞬间，第一信号放大器组A1输出会产生一个很小的波动电压，由于在光学传感器输入的信号本身很微弱，第一信号放大器组A1的放大倍数也较高，光束瞬间被遮挡，第一信号放大器组A1输出产生波动也很小，所述LDO电压基准集成组A2工作在稳压状态，只能通过超过稳压值的电压，再被第二信号放大器组A3放大，即可达到有效的大波动电压信号。
警报模块包括灯光显示元件如LED二极管、控制开关或数据输出显示中的至少一种。
实施例2
为进一步完善所述第二放大器组A3的信号传输，该电路还包括比较器组A5，所述比较组A5连接在所述第二信号放大器组A3和所述微处理器元件组A4之间，经过第二信号放大器组A3放大的信号可以通过比较器组A5比较，比较器组A5将比较结果输出到微处理器元件组A4。
如图4所示，下面给出本实施例中单片机U3的型号为EM78P372N，数字电位器型号为X9312US，LDO电压基准集成的型号为TL431的电路图。
所述光电传感元件U1一端连接所述第一信号放大器U2.2的第一输入端形成第一布线，所述传感元件U1的另一端接地；所述第一布线分别连接电阻R2和电容器C2一端，所述电阻R2和电容器C2另一端均接地；
所述第一信号放大器U2.2的第二输入端连接电阻R1形成第二布线，所述R1的另一端接地；
所述第一信号放大器U2.2的输出端连接所述第一微控制器U3的插脚7形成第三布线，所述第三布线分别连接LDO电压基准集成U4的第一输入端和第二输入端以及电容器C3一端，所述电容C3的另一端接地；
所述LDO电压基准集成U4的输出端连接所述第二信号放大器U2.1的第一输入端形成第四布线，所述第四布线连接电阻R5一端；所述电阻R5另一端接地；
所述第二信号放大器U2.1的第二输入端连接电阻R4形成第五布线，所述电阻R4另一端接地；
所述第二信号放大器U2.1的输出端和所述第一微处理器U3的插脚2的连接形成第六布线；所述第二信号放大器U2.1接地；
电阻R6和电容器C4的一端分别连接至所述第五布线，所述电阻R6和电容器C4的另一端耦合并连接至所述第六布线；电容器C5的一端连接至第六布线，所述电容器C5的另一端接地；
所述第一微处理器U3的插脚9连接电阻R11一端，所述电阻R11另一端连接二极管LED1正极，所述二极管LED1负极接地；
所述第一微处理器U3的插脚10连接所述第二微处理器U5的插脚8形成第七布线，所述第七布线分别依次连接电容器C7一端和电容器C6一端和二极管D2负极，所述电容器C7和电容器C6的另一端及二极管D2的正极接地；所述二极管D2负极连接至第一信号放大器U2.1；
所述第一微处理器U3的插脚11、插脚12和插脚13分别连接第二微处理器U5的插脚7、插脚2和插脚1；
所述第二微处理器U5的插脚4接地；
所述第二微处理器U5的插脚5和插脚6耦合并连接至第二布线形成第八布线；
所述第二微处理器U5的插脚3连接至第三布线形成第九布线；
电阻R12和电容器C1的一端分别依次连接第八布线，所述电阻R12的另一端和所述电容器C1的另一端分别连接至第九布线，且所述电阻R12的另一端和所述电容器C1的另一端之间的第九布线连接有电阻R3。
所述比较器U2.3的第一输入端连接至所述第六布线，所述比较器U2.3的第二输入端分别连接电阻R7和R9一端，所述电阻R7的另一端接地，所述R9的另一端连接电阻R8并形成第十布线，所述第十布线与所述第七布线连接，所述电阻R8的另一端连接分别连接+5V电源端子和电压检测元件P1的插脚1；
所述电源连接元件P1的插脚2接地，所述电源连接元件P1的插脚3连接电阻R10一端，所述电阻R10的另一端连接第一微控制器的插脚3；
所述比较器U2.3的输出端连接所述第一微控制电路U3的插脚1。
本电路可以有效提高断纱传感器的灵敏度，可以对较细的纱线在4米的距离以内进行检测。
本实施例中的元件型号仅为示例性元件型号，而不代表本发明的特性元件型号。
应当说明的是，本发明所列举实施例仅示例性实施例，而不是全部实施例，实施例仅用于对本发明的技术方案、技术构思及特点进行解释说明，而不能看做是对本发明的保护范围的限制。对于本领域技术人员而言，凡是根据本发明精神实质所做的任何等效变形或修改，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种断纱检测电路，其特征在于：所述电路包括依次连接的信号采集模块、接收信号采集模块采集到的信号的第一信号放大模块、对来自第一信号放大模块所放大的信号进行过滤分离的信号拾取模块、接收信号拾取模块过滤分离后的信号的第二信号放大模块、对来自第二信号放大模块的信号进行处理的信号处理模块和警报模块，
其中，信号拾取模块包括LDO电压基准集成组A2，所述LDO电压基准集成组A2用于对所述第一信号放大模块放大后的电信号进行过滤分离；
所述信号采集模块包括传感元件B1，用于采集纱线检测信号并转化为电信号；
所述第一信号放大模块包括第一信号放大器组A1，用于放大所述电信号；
所述LDO电压基准集成组A2包括LDO电压基准集成U4和电阻R5，所述LDO电压基准集成U4用于对第一信号放大器组A1放大后的所述电信号进行有效拾取；所述电阻R5一端连接在所述LDO电压基准集成U4和第二信号放大器组A3之间，另一端接地路，所述LDO电压基准集成组A2用于过滤分离来自第一放大信号器组A1的波动电压；
所述第二信号放大模块包括第二信号放大器组A3，其用于放大经LDO电压基准集成组A2过滤分离的有效电信号；
所述传感元件B1与所述第一信号放大器组A1连接，所述LDO电压基准集成组A2连接在所述第一信号放大器组A1和第二信号放大器组A3之间；
所述信号处理模块包括微处理器元件组A4,包括单片机U3和数字电位器U5,所述微处理器元件组A4连接所述第二信号放大器组A3和第一信号放大器组A1以及警报模块，用于对来自第二信号放大器组A3的信号进行数模转化处理并将处理结果转化传输至警报模块，同时调整第一信号放大器组A1的灵敏度。
2.根据权利要求1所述的断纱检测电路，其特征在于：该电路还包括比较器组A5，所述比较器组A5连接在所述第二信号放大器组A3和所述微处理器元件组A4之间。
3.根据权利要求2所述的断纱检测电路，其特征在于：所述警报模块包括灯光显示元件、控制开关或数据输出显示中的至少一种。
4.根据权利要求3所述的断纱检测电路，其特征在于：所述传感元件B1为光电传感元件U1。
5.根据权利要求4所述的断纱检测电路，其特征在于：
所述第一信号放大器组A1包括第一信号放大器U2.2，所述信号放大器U2.2的反向输入端经由电阻R1接地，所述数字电位器U5的插脚连接在所述第一信号放大器U2.2的反向输入端与电阻R1之间；所述第一信号放大器U2.2的正相输入端分别经由所述光电传感元件、电阻R2和电容器C2接地，所述数字电位器U5的另一插脚连接在所述第一信号放大器U2.2的输出端；
所述第一信号放大器U2.2的输出端与所述LDO电压基准集成U4的输入端以及单片机U3连接，所述电容C3一端连接在所述第一信号放大器U2.2的输出端与所述LDO电压基准集成U4的输入端之间，所述电容C3另一端接地；
所述第二信号放大器组A3包括第二信号放大器U2.1，所述LDO电压基准集成U4的输出端连接所述第二信号放大器U2.1的同向输入端，所述电阻R5一端连接在所述LDO电压基准集成U4 的输出端与所述第二信号放大器U3的同向输入端之间，所述电阻R5另一端接地。
6.根据权利要求5所述的断纱检测电路，其特征在于：所述单片机U3的型号为EM78P372N。
7.根据权利要求5所述的断纱检测电路，其特征在于：所述数字电位器U5的型号为X9312US。
8.根据权利要求1-7任一所述的断纱检测电路，其特征在于：所述电阻R5的阻值为50-200欧姆。
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