CN202542484U - 皮棉风速检测和调控系统 - Google Patents

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Abstract

一种皮棉风速检测和调控系统，包括皮棉输送管道、风速变送器、风机变频器和输棉风机，所述风速变送器的输入端安装在皮棉输送管道上，输出端与风机变频器相连接，所述风机变频器与输棉风机的电动机相连接，所述风速变送器检测皮棉输送管道中的风速并输送到风机变频器中，所述风机变频器对皮棉输送管道中的实时风速与预设风速进行比较，根据比较值大小来控制输棉风机的电动机的转速。本实用新型通过风速变送器测量皮棉输送管道内不同位置的多点风速，将检测的风速与预设风速进行比较，通过风速变频器控制输棉风机的转速，以达到为皮棉输送管道提供可调风速，为后续基于机器视觉的棉花异性纤维在线检测与剔除装置提供良好的基础。

Description

皮棉风速检测和调控系统
技术领域
本实用新型属于皮棉输送风速在线检测技术领域，特别是涉及一种皮棉风速检测和调控系统。
背景技术
我国是棉花生产和消费大国，并且是棉纺织品出口大国。随着我国棉花生产连续化与生产效率的不断提高，气力输送系统已经成为棉花加工及棉纺织生产工艺中最为广泛应用的输送系统。气力输送系统主要包括皮棉输送管道与输棉风机组成，输棉风机使用固定频率工作。由于风力输送管道中所携带的棉花并不是均匀分布的，即在风力输送系统中风力的负载随时间不规律的变化，而输棉风机则在固定的频率下工作，以至于造成输棉管道内的风速极不稳定。另一方面，为了满足棉花生产的要求，皮棉输送管道的设计宽度普遍较大，这就使管道中的风速分布形成更为复杂的紊流状态。基于上面两方面的原因，我们可知在棉花风力输送系统中，输棉管道内的风速分布复杂且风速是极不稳定的。
在棉花加工生产过程中，异性纤维对棉花质量的影响一直是我国纺织工业高度关注的一个问题。异性纤维在皮棉中的含量虽少，但对纺织品的质量影响严重。随着微电子技术及计算机技术的飞速发展，基于机器视觉的棉花异性纤维在线检测与剔除的方法已经成为解决棉花内异性纤维所造成影响的必然趋势。然而，基于机器视觉的棉花异性纤维在线检测与剔除装置的关键部分是获取输棉管道内高分辨率高清晰的棉流图像，这是后续棉花异性纤维检测与剔除的前提。若想获得输棉管道内高分辨率高清晰的棉流图像，输棉管道内风速的稳定性则是整个系统中非常重要的一部分。如果气力输送系统中的输送风速非常紊乱、大幅波动，则会影响输棉管道内棉流图像的清晰度、色纯度、降低图像识别精度和后续棉花内异性纤维的剔除精度。
因此，有必要设计一种气力输送过程中可提供输棉管道稳定风速的风速检测与自动控制系统。
发明内容
(一)要解决的技术问题
本实用新型要解决的技术问题是：由于风力输送管道中所携带的棉花并不是均匀的分布，在风力输送系统中风力的负载随时间不规律的变化，而输棉风机则在固定的频率下工作，以至于造成输棉管道内的风速极不稳定。
(二)技术方案
为了解决上述技术问题，本实用新型提供一种皮棉风速检测和调控系统。
其中，所述系统包括皮棉输送管道、风速变送器、风机变频器和输棉风机，所述风速变送器的输入端安装在皮棉输送管道上，输出端与风机变频器相连接，所述风机变频器与输棉风机的电动机相连接，所述风速变送器检测皮棉输送管道中的风速并输送到风机变频器中，所述风机变频器对皮棉输送管道中的实时风速与预设风速进行比较，根据比较值大小来控制输棉风机的电动机的转速。
优选地，所述皮棉输送管道包括进棉管道、出棉管道和玻璃管道，所述进棉管道和出棉管道之间连接有玻璃管道，所述玻璃管道旁设有图像采集设备，用于采集玻璃管道中的棉流图像。
优选地，所述进棉管道在靠近玻璃管道上端的截面积小于玻璃通道的截面积。
优选地，所述图像采集设备包括摄像机、光源、反光罩和光背景，玻璃管道的两侧设有光源，在玻璃管道的一旁放置有用于拍摄棉流图像的摄像机，所述光源的外部罩有反光罩，所述玻璃管道在位于摄像机的对侧设有可调式光背景。
优选地，所述反光罩包括中部挡板和两侧挡板，所述两侧挡板连接在中部挡板的两侧，所述两侧挡板与中部挡板成一倾角设置。
优选地，所述光源包括日光灯和紫外灯，所述紫外灯位于日光灯的上部。
优选地，所述紫外灯和日光灯的外部设有可前后移动的支架。
优选地，所述输棉风机设置在出棉管道的出口处。
(三)有益效果
上述技术方案具有如下优点：本实用新型通过风速变送器测量皮棉输送管道内不同位置的多点风速，将检测的风速与预设风速进行比较，通过风机变频器控制输棉风机的转速，以达到为皮棉输送管道提供可调风速，为后续基于机器视觉的棉花异性纤维在线检测与剔除装置提供良好的基础，大大提高相关设备所获取的棉流图像的清晰度、色纯度、图像识别精度以及后续棉花异性纤维在线检测与剔除的精度。
附图说明
图1是本实用新型一种实施例的结构示意图。
其中，100：皮棉输送管道；101：进棉管道；102：玻璃管道；103：出棉管道；200：风机变频器；300：输棉风机；400：风速变送器；500：电源；600：图像采集设备；601：摄像机；602：光源；603：反光罩；604：光背景；A：棉流入口；B：棉流出口。
具体实施方式
下面结合附图和实施例，对本实用新型的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本实用新型，但不用来限制本实用新型的范围。
如图1所示，为本实用新型一种实施例的结构示意图，该皮棉风速检测和调控系统包括皮棉输送管道100、风机变频器200、输棉风机300和风速变送器400，所述风速变送器400的输入端安装在皮棉输送管道100上，用于检测皮棉输送管道100中的实时风速，其输出端与风机变频器200相连接，将风速模拟量信号输送到风机变频器中，所述风机变频器200与输棉风机300的电动机相连接，用于控制输棉风机的电动机的转速，该系统通过控制输棉风机300的电动机的转速来达到控制输棉风机300的输出功率的目的。本实用新型还由电源500来给风机变频器200和风速变送器400提供电源，可以是直流电源或者交流电源。本实用新型的风速变送器400检测皮棉输送管道100中关键位置的风速并输送到风机变频器200中。所述风机变频器200对皮棉输送管道100中的风速与预设风速进行比较，对皮棉输送管道中的风速信息与预设风速对应频率参数进行比较，根据比较值大小来控制输棉风机300的电动机的风速。优选地，风机变频器200还根据预设风速的阈值范围进行调整输棉风机300的电动机的风速，即在预设风速的上限和下限范围进行风速的调整。本实用新型由风速变送器检测皮棉输送管道内关键位置的风速，将检测的实时风速与预设风速进行比较，通过风机变频器400控制输棉风机300的电动机的转速，以达到为皮棉输送管道提供可调风速，为后续基于机器视觉的棉花异性纤维在线检测与剔除装置提供良好的基础，大大提高相关设备所获取的棉流图像的清晰度以及后续棉花异性纤维在线检测与剔除的精度。
本实用新型的风速变送器400，为差压式风速变送器。可实现对输棉风机300进行控制，使用风机变频器200内嵌语言编程实现输棉管道内风速信号的接收与相应输出频率的调整。本实用新型的风速变送器400可插入式的安装在皮棉输送管道100内侧面的关键位置，实现皮棉输送管道内关键点风速的检测。风速变送器400与风机变频器200电连接，将检测到的实时风速传递到风机变频器200中。
本实用新型的皮棉输送管100用于提供皮棉输送管道，可以采取各种适合的管道，例如方形、圆形等。优选地，包括进棉管道101、出棉管道103和玻璃管道102，所述进棉管道101和出棉管道103之间连接有玻璃管道102，所述玻璃管道102的一侧设有图像采集设备600，用于获取皮棉输送管100中的棉流图像，输棉风机300设置在出棉管道103的出口处。为了保证形成稳定的棉流，同时不堵塞输棉管道100，优选地玻璃管道的厚度为50～60mm。为了使进入玻璃管道中的棉流收缩到摄像机最佳视场范围内，优选地，进棉管道101在靠近玻璃管道102端的截面积略小于另一端的截面积，即进棉管道在连接玻璃管道附近的截面积略小于玻璃管道上端的截面积，有利于迫使棉流收缩在摄像机最佳视场内。本实用新型在获取棉流图像时，进棉管道101为棉流入口A，出棉管道103为棉流出口B，皮棉从进棉管道101进入，经过玻璃管道的拍照之后从出棉管道103吸出。优选地，该图像采集设备600包括摄像机601、光源602、反光罩603和光背景604，玻璃管道102的两侧设有光源602，在玻璃管道102的一旁放置有用于拍摄棉流图像的高速线阵CCD摄像机601，光源602的外部罩有反光罩603，玻璃管道102在摄像机601的对侧设有可调式光背景604，用于摄像机601拍摄形成清晰图像，该可调式光背景604是通过调整光背景604的亮度达到可调的目的。该系统加入光源与光背景的作用是使得图像采集设备采集到的高清晰度的棉流图像。
再次参阅图1，为了使得拍摄的棉流图像更清晰，优选地，所述反光罩603包括中部挡板和两侧挡板，所述两侧挡板连接在中部挡板的两侧，并与中部挡板成一倾角设置，使得两侧挡板和中部挡板形成朝向玻璃管道的凹槽，从而提高了视场的亮度。更优地，两侧挡板和中部挡板成90度～160度。本实用新型的光源可以为日光灯、紫外灯等各种光源，优选地，玻璃管道102的上部设有紫外灯，下部设有日光灯。图中示出了玻璃管道102的上部设有四个紫外灯，每侧两个，下部设有八个日光灯，每侧四个。更优地，紫外灯和日光灯的外部设有可前后移动的支架，通过各种适合的方式使得支架可以前后移动，便于调整光线的强度和减少两种光源的干扰。
由以上实施例可以看出，本实用新型通过风速变送器实时检测皮棉输送管道内关键位置的关键点风速，将检测的风速与预设风速进行比较，通过风机变频器控制输棉风机的转速，以达到为皮棉输送管道提供可调风速，为后续基于机器视觉的棉花异性纤维在线检测与剔除装置提供良好的基础，大大提高相关设备所获取的棉流图像的清晰度和色纯度、提供图像识别精度以及后续棉花异性纤维在线检测与剔除的精度。
以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型技术原理的前提下，还可以做出若干改进和替换，这些改进和替换也应视为本实用新型的保护范围。

Claims (8)

1.一种皮棉风速检测和调控系统，其特征在于，包括皮棉输送管道、风速变送器、风机变频器和输棉风机，所述风速变送器的输入端安装在皮棉输送管道上，输出端与风机变频器相连接，所述风机变频器与输棉风机的电动机相连接，所述风速变送器检测皮棉输送管道中的风速并输送到风机变频器中，所述风机变频器对皮棉输送管道中的实时风速与预设风速进行比较，根据比较值大小来控制输棉风机的电动机的转速。
2.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述皮棉输送管道包括进棉管道、出棉管道和玻璃管道，所述进棉管道和出棉管道之间连接有玻璃管道，所述玻璃管道旁设有图像采集设备，用于采集玻璃管道中的棉流图像。
3.如权利要求2所述的系统，其特征在于，所述进棉管道在靠近玻璃管道上端的截面积小于玻璃通道的截面积。
4.如权利要求2所述的系统，其特征在于，所述图像采集设备包括摄像机、光源、反光罩和光背景，玻璃管道的两侧设有光源，在玻璃管道的一旁放置有用于拍摄棉流图像的摄像机，所述光源的外部罩有反光罩，所述玻璃管道在位于摄像机的对侧设有可调式光背景。
5.如权利要求4所述的系统，其特征在于，所述反光罩包括中部挡板和两侧挡板，所述两侧挡板连接在中部挡板的两侧，所述两侧挡板与中部挡板成一倾角设置。
6.如权利要求4所述的系统，其特征在于，所述光源包括日光灯和紫外灯，所述紫外灯位于日光灯的上部。
7.如权利要求6所述的系统，其特征在于，所述紫外灯和日光灯的外部设有可前后移动的支架。
8.如权利要求2所述的系统，其特征在于，所述输棉风机设置在出棉管道的出口处。
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