CN117148463A - 一种在线检测细丝并处理异常的方法和系统 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种在线检测细丝并处理异常的方法和系统，在线检测细丝并处理异常的方法为：聚酯熔体经喷丝板挤出并冷却成型得到丝束后，通过光源斜向下45～60°照射在丝束上，采集丝束上亮点光圈的平面图，将丝束上亮点光圈的平面图与喷丝板中各喷丝孔的排布图形进行比较，如果每根丝上的亮点光圈均与喷丝板中各喷丝孔的排布图形一致，则不存在细丝，反之，则存在细丝；在线检测细丝并处理异常的系统，包括依次顺序相连的照射单元、显示单元、在线检测单元、报警单元和处理单元。本发明的方法，简单方便；本发明的系统，可以时时检测是否存在小孔细丝，并报警或异常切断，减少异常丝的产生和人力物力。
Description
技术领域
本发明属于在线检测技术领域，涉及一种在线检测细丝并处理异常的方法和系统。
背景技术
涤纶长丝由多孔单丝组成，最多时近1000根单丝组成一束丝。在聚酯生产过程中，如果某一根单丝偏细，则称之为细丝。在加弹拉伸过程中，如果一束丝存在一根或者多根细丝，容易出现毛丝或断头，影响了后加工使用性能。如果存在单丝断裂，即根数减少，出现阶段性线密度粗细不匀，也会出现加弹断头。
在当前的纤维生产过程中，由于刚上机的喷丝孔内存在异物、过滤金属砂不均匀、清板时铲刀操作不当造成喷丝孔损失或停位定期作业时，纺丝压力瞬间释放，改变了熔体流动状态等均会产生细丝。
为了解决上述问题，现有技术发现细丝都是通过卷绕成型落丝后，送至检测室进行截面成像检测，但该方法存在时间滞后性，容易已经产生大量细丝时才发现异常，影响了公司效益。而且，涤纶长丝每隔12～72小时需要清板一次，如果每次清板都需要做截面成像检测，需要耗费大量的人力和物力。
因此，研究一种在线检测细丝并处理异常的方法和系统，以时时在线成像检测单丝情况，并现场处理，以减少异常丝的产生，具有十分重要的意义。
发明内容
为解决现有技术中存在的问题，本发明提供一种在线检测细丝并处理异常的方法和系统。
为达到上述目的，本发明采用的方案如下：
一种在线检测细丝并处理异常的方法，聚酯熔体经喷丝板挤出并冷却成型得到丝束后，通过光源斜向下45～60°照射在丝束上，采集丝束上亮点光圈的平面图，将丝束上亮点光圈的平面图与喷丝板中各喷丝孔的排布图形进行比较，如果每根丝上的亮点光圈的平面图均与喷丝板中各喷丝孔的排布图形一致(即每根丝上的亮点光圈均在喷丝板中各喷丝孔的排布图形的区域内)，则不存在细丝，反之，则存在细丝；根据光的折射定律和涤纶表面光滑，且有一定的透明度，在光线斜向下45～60°照射在丝束上，其集中反射光线的强度很大，使纤维发出最强烈的“极光”，也就是本发明所称的亮点光圈。同一束丝有多少根，就有多少光圈，理论上采集到的平面图中每根丝上的亮点光圈与喷丝板中各喷丝板孔的排布图形一致，基于此，本发明创造性地通过将每根丝上的亮点光圈均与喷丝板中各喷丝孔的排布图形进行比较来实现在线检测细丝的目的。
光源照射位置与喷丝板的距离为45～65cm；光源之所以照射在丝束上的这一位置，原因有三个：一是丝束经过冷却成型及拉伸力作用后，具有一定的结晶，纤维内大分子呈三维有规则的排列，使纤维经光源照射后发出强烈的“极光”，如果距离喷丝板太近，纤维未结晶，即纤维内大分子呈无规格的排列，使纤维经光源照射后呈不同方向的漫反射，导致“极光”不明显；二是喷丝板下方存在较多聚酯熔体在高温环境下发生裂解成为小分子单体，这些小分子单体部分呈白色粉末状会掉入照射单元，影响光源和摄像机效果；三是喷丝板下方温度较高，不利于光源和摄像机；
当至少一根丝上的亮点光圈与喷丝板中对应喷丝孔的排布图形存在偏差，且偏差为5～10mm，则进行报警；进一步地，偏差超出10mm，则自动切断丝束。
纤维粗、细不同，纤维经光源照射后反射出光圈的位置不一样，因影响反射光线的主要因素是入射光线和照射界面(纤维)，如果丝束粗细不一样，即照射界面不一样，反射光线产生的光圈就会与正常纤维存在偏差。
作为优选的技术方案：
如上所述的一种在线检测细丝并处理异常的方法，光源为D65光源，光能能够照射并穿透每块喷丝板的所有丝束。
如上所述的一种在线检测细丝并处理异常的方法，冷却方式为环吹风冷却。
本发明还提供一种在线检测细丝并处理异常的系统，包括依次顺序相连的照射单元、显示单元、在线检测单元、报警单元和处理单元；
照射单元包括光源和摄像机，光源和摄像及数量与喷丝板数量一致，即每一块喷丝板对应一个光源和一个摄像机；
在线检测单元用于通过自带的标尺系统分析每根丝上亮点光圈的位置；
经光照反射后发现细丝主要为：每根丝上的光圈亮点不在同一个平面图上，即不与喷丝板中各喷丝孔的排布图形一致。
显示单元用于将摄像机拍摄的图片以投影的方式进行显示；
当至少一根丝上的亮点光圈与喷丝板中对应喷丝孔的排布图形存在5～10mm的偏差时，报警单元进行报警，报警后，员工会写异常传递单对该丝饼进行降等，并等铲板等定期作业时，对该组件进行更换；
当至少一根丝上的亮点光圈与喷丝板中对应喷丝孔的排布图形存在超出10mm的偏差时，处理单元将自动切断丝束。
作为优选的技术方案：
如上所述的一种在线检测细丝并处理异常的系统，每个冷却风筒下方连接一个壳体，壳体的横截面大小与冷却风筒相同，光源和摄像机安装在壳体上部靠近内壁的位置。
如上所述的一种在线检测细丝并处理异常的系统，壳体中光源和摄像机的上方安装有保护罩，壳体内壁与保护罩之间的最小距离小于壳体内壁与丝束之间的最小距离，即丝束不与保护罩产生摩擦，从而保护罩的设置不影响丝束经过。因聚酯纤维在生产过程中，具有较高温度的聚酯熔体经喷丝板上的喷丝孔喷出后，再冷却形成丝束。然而聚酯熔体在高温环境下会发生裂解成为小分子单体，这些小分子单体部分呈白色粉末状会掉入照射单元，影响光源和摄像机效果。因此，本发明在光源和摄像机上安装了保护罩，保护罩安装在光源和摄像机的上方，但并不影响丝束经过。
如上所述的一种在线检测细丝并处理异常的系统，壳体与冷却风筒组成相同，由整流外罩和5～7层丝网组成，整流外罩与相邻的一层丝网之间具有间隙；
光源和摄像机安装在壳体中最里层丝网处；
冷却风筒与壳体之间设有隔板，隔板为空心圆柱，且空心圆柱的外径等于壳体的外径，壁厚等于整流外罩与相邻的一层丝网之间的间隙。
当停位时，将壳体与冷却风筒中间的隔板取下，通过冷却风向中心内侧吹风，使光源和摄像机上的单体吹散。当吹扫完成，将隔板插入中间，以免壳体和冷却风筒均有冷却风吹入，影响纤维冷却成型效果。
有益效果
(1)通过本发明的一种在线检测细丝并处理异常的系统，可以时时检测是否存在小孔细丝，并报警或异常切断，减少异常丝的产生和人力物力；
(2)本发明的一种在线检测细丝并处理异常的系统中，光源和摄像机安装在壳体上，壳体与冷却风筒可拆卸的连接，当冷却风筒需要进行清洗更换时，只需要将壳体直接接入新的冷却风筒上即可使用，光源和摄像机的这种安装位置和方法，使得更换冷却风筒前后，角度一样，成像效果一样；
(3)本发明的一种在线检测细丝并处理异常的方法，简单方便。
附图说明
图1为壳体的安装位置示意图；
图2为冷却风筒与壳体的连接关系示意图；
图3为隔板的俯视图；
其中，1-喷丝板，2-壳体，3-隔板，4-保护罩，5-光源，6-冷却风筒。
具体实施方式
下面结合具体实施方式，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之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。
一种在线检测细丝并处理异常的系统，包括依次顺序相连的照射单元、显示单元、在线检测单元、报警单元和处理单元；
如图1～3所示，照射单元包括光源5和摄像机，每一块喷丝板1对应一个光源5和一个摄像机；光源5照射位置与喷丝板1的距离为45～65cm；
每个冷却风筒6下方连接一个壳体2，壳体2的横截面大小与冷却风筒6相同，光源5和摄像机安装在壳体2上部靠近内壁的位置(即最里层丝网处)；
壳体2与冷却风筒6组成相同，由整流外罩和5～7层丝网组成，整流外罩与相邻的一层丝网之间具有间隙；
冷却风筒6与壳体2之间设有隔板3，隔板3为空心圆柱，且空心圆柱的外径等于壳体2的外径，壁厚等于整流外罩与相邻的一层丝网之间的间隙；
壳体2中光源5和摄像机的上方安装有保护罩4，壳体2内壁与保护罩4之间的最小距离小于壳体2内壁与丝束之间的最小距离；
在线检测单元用于通过自带的标尺系统分析每根丝上亮点光圈的位置；
显示单元用于将摄像机拍摄的图片以投影的方式进行显示；
当至少一根丝上的亮点光圈与喷丝板1中对应喷丝孔的排布图形存在5～10mm的偏差时，报警单元进行报警；
当至少一根丝上的亮点光圈与喷丝板1中对应喷丝孔的排布图形存在超出10mm的偏差时，处理单元将自动切断丝束。
采用上述系统进行在线检测细丝并处理异常的方法，具体过程为：
聚酯熔体经喷丝板1挤出并通过环吹风冷却成型得到丝束后，通过D65光源5斜向下45～60°照射在丝束上，采集丝束上亮点光圈的平面图，将丝束上亮点光圈的平面图与喷丝板中各喷丝孔的排布图形进行比较，如果每根丝上的亮点光圈均与喷丝板1中各喷丝孔的排布图形一致，则不存在细丝，反之，则存在细丝；当至少一根丝上的亮点光圈与喷丝板中对应喷丝孔的排布图形存在偏差，且偏差为5～10mm，则进行报警；进一步地，偏差超出10mm，则自动切断丝束。
Claims (7)
1.一种在线检测细丝并处理异常的方法，其特征在于：聚酯熔体经喷丝板挤出并冷却成型得到丝束后，通过光源斜向下45～60°照射在丝束上，采集丝束上亮点光圈的平面图，将丝束上亮点光圈的平面图与喷丝板中各喷丝孔的排布图形进行比较，如果每根丝上的亮点光圈均与喷丝板中各喷丝孔的排布图形一致，则不存在细丝，反之，则存在细丝；
光源照射位置与喷丝板的距离为45～65cm；
当至少一根丝上的亮点光圈与喷丝板中对应喷丝孔的排布图形存在偏差，且偏差为5～10mm，则进行报警；进一步地，偏差超出10mm，则自动切断丝束。
2.根据权利要求1所述的一种在线检测细丝并处理异常的方法，其特征在于，光源为D65光源。
3.根据权利要求1所述的一种在线检测细丝并处理异常的方法，其特征在于，冷却方式为环吹风冷却。
4.一种在线检测细丝并处理异常的系统，其特征在于：包括依次顺序相连的照射单元、显示单元、在线检测单元、报警单元和处理单元；
照射单元包括光源和摄像机，每一块喷丝板对应一个光源和一个摄像机；
在线检测单元用于通过自带的标尺系统分析每根丝上亮点光圈的位置；
显示单元用于将摄像机拍摄的图片以投影的方式进行显示；
当至少一根丝上的亮点光圈与喷丝板中对应喷丝孔的排布图形存在5～10mm的偏差时，报警单元进行报警；
当至少一根丝上的亮点光圈与喷丝板中对应喷丝孔的排布图形存在超出10mm的偏差时，处理单元将自动切断丝束。
5.根据权利要求4所述的一种在线检测细丝并处理异常的系统，其特征在于，每个冷却风筒下方连接一个壳体，壳体的横截面大小与冷却风筒相同，光源和摄像机安装在壳体上部靠近内壁的位置。
6.根据权利要求5所述的一种在线检测细丝并处理异常的系统，其特征在于，壳体中光源和摄像机的上方安装有保护罩，壳体内壁与保护罩之间的最小距离小于壳体内壁与丝束之间的最小距离。
7.根据权利要求6所述的一种在线检测细丝并处理异常的系统，其特征在于，壳体与冷却风筒组成相同，由整流外罩和5～7层丝网组成，整流外罩与相邻的一层丝网之间具有间隙；
光源和摄像机安装在壳体中最里层丝网处；
冷却风筒与壳体之间设有隔板，隔板为空心圆柱，且空心圆柱的外径等于壳体的外径，壁厚等于整流外罩与相邻的一层丝网之间的间隙。
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| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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