CN113237893B - 一种基于纤维喷丝孔的在线光电检测装置及控制方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种基于纤维喷丝孔的在线光电检测装置，包括：激光发射模块，提供检测装置的光源，发射激光到待测丝线；激光接收模块，接收激光经待测丝线反射后产生的光信号，并将光信号转换为电信号；喷丝孔堵塞判断模块，根据电信号的变化计算纤维喷丝孔的状态指标，根据纤维喷丝孔的状态指标判断喷丝孔的堵塞磨损情况。与现有技术相比，本发明具有实时检测喷丝孔的情况、避免人工检测带来的误差、提高纺丝产品的检测效率、降低企业的产品检测成本等优点。
Description
技术领域
本发明涉及喷丝孔在线检测领域，尤其是涉及一种基于纤维喷丝孔的在线光电检测装置及控制方法。
背景技术
目前，在黏胶长丝的生产中，单丝质量问题会直接影响黏胶长丝的出口。造成单丝质量问题主要是由于喷丝孔堵塞和磨损引起丝径大小不一。因此，有效地检测喷丝孔的磨损堵塞情况，可以更好地提升单丝的质量，确保丝径一致。
在化纤工业中，喷丝板是生产原丝必不可少的零部件，它的作用是将精确计量过的纺丝溶液或溶体经过喷丝板上的微孔转变成有特定截面状的细流，经空气或凝固浴形成我们需要的纤维束。喷丝板的结构，光洁度及喷丝孔的精度等决定着纺丝工艺和纤维丝的质量，直接影响着化纤产品的质量。在常年累月的纺丝生产过程中，由于机器的长时间运行以及周围环境和溶液的影响，会对喷丝板的喷丝孔造成一定的磨损或堵塞,而有磨损或者堵塞的喷丝孔，会造成纺丝不合规格，或者断丝增多，造成纤维不匀率上升，从而会增加次品率。因此对喷丝板检测是成为化纤工业一个不可缺少的工序，也是行业内的一个研究热点。传统的喷丝板在线检测是一种人工检测的方式，这种方式不仅需要耗费大量人力，劳动强度大，而且检测效率低、容易发生过检、误检或漏检的情况。
现有技术中已经有研究人员进行了喷丝板缺陷检测的研究，但是大多通过分析喷丝孔图像来进行喷丝孔的状态估计，主要用于喷丝板的离线检测，无法应用在纺丝过程中的在线检测，因此发明在线的喷丝孔检测技术在行业内有很大的需求。
发明内容
本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种基于纤维喷丝孔的在线光电检测装置及控制方法，有效地实时反映纺丝过程中喷丝孔的动态特性，通过检测的电信号从而检测喷丝孔的工作状态。
本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：
一种基于纤维喷丝孔的在线光电检测装置，包括：
激光发射模块，提供检测装置的光源，发射激光到待测丝线；
激光接收模块，接收激光经待测丝线反射后产生的光信号，并将所述光信号转换为电信号；
喷丝孔堵塞判断模块，根据所述电信号的变化计算纤维喷丝孔的状态指标，根据所述纤维喷丝孔的状态指标判断喷丝孔的堵塞磨损情况。
所述检测装置包括封装盒，所述待测丝线设于封装盒内。
所述激光接收模块中设有信号采集模块和信号放大模块。
进一步地，所述信号采集模块中设有光敏电阻接收经所述信号放大模块处理后的光信号。
所述待测丝线具体为纤维喷丝孔直接喷出的丝线，通过丝线情况来间接表示纤维喷丝孔的状态。
所述纤维喷丝孔的状态指标的计算公式具体如下所示：
其中，α为纤维喷丝孔的状态指标，S待测丝线为待测丝线的横截面面积，S正常丝线为正常无堵塞喷丝孔喷出的丝线的横截面面积。
进一步地，喷丝头磨损则喷出的丝线的线径会增大，这时候投射到光敏电阻的光能会发生变化，而此时信号采集模块的电信号会发生变化；所述纤维喷丝孔的状态指标为正数时，所述喷丝孔堵塞判断模块发送喷丝孔磨损的提示信息。
进一步地，喷丝头被部分堵塞，则喷出的丝线线径会变小，而此时信号采集模块的电信号也会发生变化；所述纤维喷丝孔的状态指标为负数时，所述喷丝孔堵塞判断模块发送喷丝孔堵塞的提示信息。
一种使用所述的基于纤维喷丝孔的在线光电检测装置的控制方法，具体包括以下步骤：
S1、所述激光发射模块发射激光至待测丝线；
S2、所述激光接收模块接收激光经待测丝线反射后产生的光信号，并将所述光信号转换为电信号；
S3、所述电信号经信号放大模块处理后，由信号采集模块发送至所述喷丝孔堵塞判断模块；
S4、所述喷丝孔堵塞判断模块根据所述电信号的变化计算纤维喷丝孔的状态指标，根据所述纤维喷丝孔的状态指标判断喷丝孔的堵塞磨损情况。
所述步骤S1中所述激光发射模块发射激光至待测丝线的过程具体为所述激光发射模块将发射的激光的光斑投射覆盖住待测丝线。
所述控制方法还包括在对待测丝线进行检测之前，对正常无堵塞喷丝孔喷出的丝线进行检测，将检测结果作为所述喷丝孔堵塞判断模块的评测基准，当待测丝线对应的电信号与作为评测基准的电信号相比出现变化时，说明喷出待测丝线的纤维喷丝孔存在磨损或堵塞的情况。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
本发明通过激光发射模块和激光接收模块去采集待测丝线与正常无堵塞喷丝孔喷出的丝线之间的反射后的信号变化，从而判断待测丝线对应的喷丝孔是否存在故障，再通过计算状态指标检测出具体的故障类型，实现喷丝孔的在线检测，即在纺丝过程中可以实时检测喷丝孔的情况，同时能够降低工人的劳动强度，避免人工检测带来的误差，与现有技术中的离线检测技术相比，本发明有效提高了纺丝产品的检测效率，并且降低了企业的产品检测成本。
附图说明
图1为本发明检测装置的结构示意图；
图2为本发明控制方法的流程示意图。
附图标记：
1-激光发射模块；2-激光接收模块；3-信号放大模块；4-信号采集模块；5-喷丝孔堵塞判断模块；6-待测丝线；7-封装盒。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。本实施例以本发明技术方案为前提进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。
实施例
如图1所示，一种基于纤维喷丝孔的在线光电检测装置，包括：
激光发射模块1，提供检测装置的光源，发射激光到待测丝线6；
激光接收模块2，接收激光经待测丝线6反射后产生的光信号，并将光信号转换为电信号；
喷丝孔堵塞判断模块5，根据电信号的变化判断喷丝孔的堵塞磨损情况，同时计算纤维喷丝孔的状态指标。
检测装置包括封装盒7，待测丝线6设于封装盒7内。
激光接收模块2中设有信号采集模块4和信号放大模块3。
信号采集模块4中设有光敏电阻接收经信号放大模块3处理后的光信号。
待测丝线6具体为纤维喷丝孔直接喷出的丝线，通过丝线情况来间接表示纤维喷丝孔的状态。
纤维喷丝孔的状态指标的计算公式具体如下所示：
其中，α为纤维喷丝孔的状态指标，S待测丝线为待测丝线6的横截面面积，S正常丝线为正常无堵塞喷丝孔喷出的丝线的横截面面积。
喷丝头磨损则喷出的丝线的线径会增大，这时候投射到光敏电阻的光能会发生变化，而此时信号采集模块的电信号会发生变化；对应的纤维喷丝孔的状态指标为正数时，喷丝孔堵塞判断模块5发送喷丝孔磨损的提示信息。
喷丝头被部分堵塞，则喷出的丝线线径会变小，而此时信号采集模块的电信号也会发生变化；对应的纤维喷丝孔的状态指标为负数时，喷丝孔堵塞判断模块5发送喷丝孔堵塞的提示信息。
如图2所示，一种使用基于纤维喷丝孔的在线光电检测装置的控制方法，具体包括以下步骤：
S1、激光发射模块1发射激光至待测丝线6；
S2、激光接收模块2接收激光经待测丝线6反射后产生的光信号，并将光信号转换为电信号；
S3、电信号经信号放大模块3处理后，由信号采集模块4发送至喷丝孔堵塞判断模块5；
S4、喷丝孔堵塞判断模块5根据电信号的变化判断喷丝孔的堵塞磨损情况，同时计算纤维喷丝孔的状态指标。
步骤S1中激光发射模块1发射激光至待测丝线6的过程具体为激光发射模块1将发射的激光的光斑投射覆盖住待测丝线6。
控制方法还包括在对待测丝线6进行检测之前，对正常无堵塞喷丝孔喷出的丝线进行检测，将检测结果作为喷丝孔堵塞判断模块5的评测基准，当待测丝线6对应的电信号与作为评测基准的电信号相比出现变化时，说明喷出待测丝线6的纤维喷丝孔存在磨损或堵塞的情况。
Claims (4)
1.一种基于纤维喷丝孔的在线光电检测装置的控制方法，其特征在于，所述在线光电检测装置包括：
激光发射模块(1)，提供检测装置的光源，发射激光到待测丝线(6)；
激光接收模块(2)，接收激光经待测丝线(6)反射后产生的光信号，并将所述光信号转换为电信号，所述激光接收模块(2)中设有信号采集模块(4)和信号放大模块(3)；
喷丝孔堵塞判断模块(5)，根据所述电信号的变化判断喷丝孔的堵塞磨损情况，同时计算纤维喷丝孔的状态指标；
所述纤维喷丝孔的状态指标的计算公式具体如下所示：
其中，α为纤维喷丝孔的状态指标，S待测丝线为待测丝线(6)的横截面面积，S正常丝线为正常无堵塞喷丝孔喷出的丝线的横截面面积；
所述纤维喷丝孔的状态指标为正数时，所述喷丝孔堵塞判断模块(5)发送喷丝孔磨损的提示信息；
所述纤维喷丝孔的状态指标为负数时，所述喷丝孔堵塞判断模块(5)发送喷丝孔堵塞的提示信息；
所述控制方法具体包括以下步骤：
S1、所述激光发射模块(1)将发射的激光的光斑投射覆盖住待测丝线(6)；
S2、所述激光接收模块(2)接收激光经待测丝线(6)反射后产生的光信号，并将所述光信号转换为电信号；
S3、所述电信号经信号放大模块(3)处理后，由信号采集模块(4)发送至所述喷丝孔堵塞判断模块(5)；
S4、所述喷丝孔堵塞判断模块(5)根据所述电信号的变化判断喷丝孔的堵塞磨损情况，同时计算纤维喷丝孔的状态指标。
2.根据权利要求1所述的一种基于纤维喷丝孔的在线光电检测装置的控制方法，其特征在于，所述信号采集模块(4)中设有光敏电阻接收经所述信号放大模块(3)处理后的光信号。
3.根据权利要求1所述的一种基于纤维喷丝孔的在线光电检测装置的控制方法，其特征在于，所述待测丝线(6)具体为纤维喷丝孔直接喷出的丝线。
4.根据权利要求1所述的一种基于纤维喷丝孔的在线光电检测装置的控制方法，其特征在于，还包括在对待测丝线(6)进行检测之前，对正常无堵塞喷丝孔喷出的丝线进行检测，将检测结果作为所述喷丝孔堵塞判断模块(5)的评测基准。
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