CN202837203U

CN202837203U - 一种粘胶长丝的毛丝检测装置

Info

Publication number: CN202837203U
Application number: CN 201220473771
Authority: CN
Inventors: 陈良洲; 肖承东; 刘晓军
Original assignee: Huazhong University of Science and Technology
Current assignee: Huazhong University of Science and Technology
Priority date: 2012-09-17
Filing date: 2012-09-17
Publication date: 2013-03-27
Anticipated expiration: 2022-09-17

Abstract

本实用新型公开了一种粘胶长丝的毛丝检测装置，包括用于产生激光信号的激光器，用于接收激光信号的接收面，用于对电信号进行处理的电路处理单元，所述接收面上设置有一基准线，所述接收面上还放置有多个布置在所述基准线两侧的光电探测器，所述光电探测器与电路处理单元连接。本实用新型提供的毛丝检测装置解决了现有技术中检测成本高误差大的问题，并且整个装置安装工程简单易操作灵敏度高，易于实现。

Description

一种粘胶长丝的毛丝检测装置

技术领域

本实用新型涉及纺织领域的在线检测技术，具体涉及一种粘胶长丝的毛丝检测装置。

背景技术

毛丝是粘胶长丝的外观疵点之一，它影响下游用户成品的质量。在粘胶长丝后续处理成筒工序中，由于络筒机运转速度快，人工难以发现毛丝。

国内现有的对细丝状物的检测方法主要有以下几种：

(1)基于高精度线阵CCD图像传感器检测方法；

(2)基于普通光电传感器测量光通量变化的测量方法；

(3)基于光学成像原理的检测毛丝的方法。

(4)基于激光衍射测量技术的毛丝检测方法；

方法(1)主要是将细丝状物通过光学系统放大若干倍，成像于光敏CCD上，该方法在理论上可行，但由于CCD成本较高，一般多使用于需要具体测量细丝直径的领域。方法(2)是成本比较低的一个方案，但是考虑到粘胶长丝很细(最粗的约400um)，毛丝则更为细小，相应的光通量的变化量就很小，因此检测起来难度很大，而且误差相对较大。方法(3)是利用投影的方式，在光电传感器敏感面上产生一个放大的影像，光电管根据受光量减弱，来产生一个电信号，根据此信号实现对毛丝检测。这种方法由于被测毛丝尺寸很小，光的衍射效应加剧，导致测量误差会比较大。方法(4)在理论和实际上都能取得很好的效果，采用这种方法构成单个、独立的检测应用装置是完全可行、而且技术也成熟的。但是这种成本较高的装置并不适合在粘胶长丝的络丝工艺过程中实时检测毛丝。因为一条生产线上络丝机的台数、锭数很多(一台R701络筒机的锭数为128)，需要大量的毛丝检测装置，考虑生产成本，并不适合采用方法(4)这种检测方法。而且在现有的设备上，给传感器提供的空间非常有限，要求传感器的尺寸尽可能的小。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种粘胶长丝的毛丝检测装置，该装置解决了现有技术中毛丝检测成本高，误差大，不能在络丝工艺过程中实时检测毛丝的问题。

本实用新型提供的一种粘胶长丝的毛丝检测装置，包括

用于产生激光信号的激光器；

用于接收激光信号的接收面；

用于对电信号进行处理的电路处理单元；

所述接收面上设置有一基准线，所述接收面上还放置有多个布置在所述基准线两侧的光电探测器，所述光电探测器与电路处理单元连接。

作为本实用新型的进一步改进，所述光电探测器在所述光带两侧对称分布，且所述光电探测器不少于一对。

作为本实用新型的进一步改进，所述光电探测器为5对，每一侧分两排，第一排靠近所述基准线，二者之间的距离为3.5mm～4.5mm，第一排有三个所述光电探测器，同一排相邻两光电探测器间距离为3.5mm～4.5mm，相邻两排间距离为2.5mm～3.5mm。

作为本实用新型的进一步改进，所述光电探测器为光电三极管。

作为本实用新型的进一步改进，所述激光器与接收面之间的距离为10mm～20mm。

本实用新型的有益效果在于，

(1)采用激光测量方式可有效降低成本，提高精度，缩小体积；

(2)对于只需检测出毛丝存在，不需了解其直径的具体数值，在接收面上选择采用多个光电探测器作为光电转换装置可降低成本，也方便后续电路处理；光电探测器的对称分布使得光带和光斑在接收面上更清晰，检测误差小；

(3)在络筒过程中检测丝条上的毛丝情况，当毛丝出现时进行机器自停及报警，提醒操作工人采取措施，实现络丝工艺过程中实时检测毛丝；

(4)整个装置结构尺寸小，安装工程简单易操作灵敏度高，易于实现，适合纺织企业应用和推广。

附图说明

图1为本实用新型提供的毛丝检测装置的结构示意图；

图2为本实用新型的毛丝检测装置接收面上光电探测器排列方式图；

图1中，1表示激光器，2表示毛丝，3表示粘胶长丝，4表示接收面，5表示光电探测器，6表示基准线，7表示光斑。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的具体实施方式作进一步说明。在此需要说明的是，本实施方式的说明用于帮助理解本实用新型，但并不构成对本实用新型的限定。此外，下面所描述的本实用新型中实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。

本实用新型提供的毛丝检测装置的设计思想是：激光照射在正常的粘胶长丝上，在接收面上形成一条与粘胶长丝垂直方向上的光带，该光带边缘清晰平整，易于辨别，如果遇到有毛丝的情况，则会在接收面上形成辐射状的光斑，该光斑均匀地分散在接收面上，光强度较发射激光有所减弱。

根据这一现象，本实用新型提供的一种粘胶长丝的毛丝检测装置的结构如图1所示，包括用于产生激光信号的激光器1；用于接收激光信号的接收面4；，用于对电信号进行处理的电路处理单元；所述接收面4上设置有一基准线6，所述接收面4上还放置有多个布置在所述基准线6两侧的光电探测器5，所述光电探测器5与电路处理单元连接。

电路处理单元为该装置的外围部分，且为现有技术中的成熟方案，在此不再详述。

光电探测器的选用需要考虑的主要有，响应速度、光谱响应阈值、输出信号类型、价格等因素，为了更好的实现本实用新型的技术效果，本实施例中选用光电三极管作为光电探测器作进一步说明。

将激光器1与接收面4放置在工作台上，激光器1位于接收面4正前方，两者之间距离可设置在10mm～20mm，将粘胶长丝3放置在检测位置上，用激光器1照射粘胶长丝3，若没有毛丝存在则在接收面4上看到一条与接收面4上基准线6重合的光带。工作时，使用激光器1照射粘胶长丝3，无毛丝的粘胶长丝3被激光照射后在接收面4上形成一条与粘胶长丝3垂直方向上的光带，该光带边缘清晰、平整，易于辨别，与接收面4上的基准线6重合，由于光电三极管处在基准线6两侧，没有光信号照射到光电探测器，此时光电三极管不导通，整个电路处理单元处于不导通状态，相应蜂鸣器也不会发出报警或停机现象。如果遇到有毛丝的情况，毛丝2经过激光器1照射后会在接收面4上形成辐射状的光斑，该光斑均匀分散在接收面4上的基准线6的两侧，光强度较发射激光有所减弱。这时光电探测器捕捉到毛丝形成的光斑，由于光电三极管受光导通，经电路处理单元后，输出开关量以控制停机或报警装置。

紧接着参见图2，图2为本实用新型提供的毛丝检测装置的接收面4上光电三极管排列方式图，本实用新型将多个光电三极管均匀布置在基准线6的两侧，并且不少于一对。为了使本实用新型检测效果准确，误差更小，也避免光电三极管在使用上有所浪费，本实用新型优选5对光电三极管，每一侧分两排，第一排靠近基准线6，有三个光电三极管，同一排相邻两光电三极管间距离为3.5mm～4.5mm，相邻两排间距离为2.5～3.5mm，第一排距离基准线6的距离为3.5mm～4.5mm。

本实用新型中，电路处理单元集成了电源模块和光控开关电路模块，上半部分提供电源，下半部分通过一个反向放大实现光控开关电路。具体来说，电源模块是这样实现的，200V的交流电源经过变压器和桥式整流电路后，输出一个12V的直流电源，本实用新型中使用的放大器由9V的直流供电，所以在这里采用第一稳压芯片，输出恒定的9V电压，本实用新型中采用的报警装置为蜂鸣器，蜂鸣器需要3V的稳压电源供电，这里采用第二稳压芯片将9V的输入转化为3.3V的恒定的输出电压，为蜂鸣器提供电源。由于光电三极管受光导通后阻值会迅速下降，所以将光电三极管和一个电阻串联；本实施例中采用的是uA741型运算放大器，但不限于仅使用本实用新型所使用的放大器。当光电三极管未导通时，运算放大器的反向输入端为低电平，当光电三极管导通之后，运算放大器的反向输入端电位迅速上升至接近9V，(实际在调试过程中用万用表测得为7V左右)，运算放大器的正向输入端接一个电位器，可以调整正向输入端的电压值，如果正向输入端的电压值越低，该发明的毛丝检测装置就越灵敏，因为反向输入端电压上升时，翻转的越快，可以通过调节这个电位器来控制检测装置的灵敏程度。光电三极管导通之后，运算放大器的反向输入端的电压高于正向输入端的电压值，输出端就输出一个低电平，此时PNP三极管导通，继电器得电吸合，随之蜂鸣报警器得电报警。本实用新型中电源也可通过其他方式获得，比如充电电池等。

本实用新型中的光电探测器还可以为光敏电阻、光电导探测器件、光生伏特器件、电荷耦合器件等，具体应用中可根据需要实际配置。

本实用新型中激光器1激光模组的波长很通用，本实用新型中选择波长635nm做试验，输出功率可选1mW～5mW，工作温度-10℃～+40℃，工作电压选择DC12V，工作电流小于30mA，激光器1辐射角选择一字线型，这样即使粘胶长丝在传动过程中有一定程度的抖动，也不会偏离激光模组的照射范围，可以提高工作的可靠性。标准尺寸Φ11X27mm，线宽在位于15cm处小于1mm，连续工作时间5000小时以上。

以上所述为本实用新型的较佳实施例而已，但本实用新型不应该局限于该实施例和附图所公开的内容。所以凡是不脱离本实用新型所公开的精神下完成的等效或修改，都落入本实用新型保护的范围。

Claims

1.一种粘胶长丝的毛丝检测装置，包括，

用于产生激光信号的激光器；

用于接收激光信号的接收面；

用于对电信号进行处理的电路处理单元；

2.根据权利要求1所述的毛丝检测装置，所述光电探测器在所述基准线两侧对称分布，且所述光电探测器不少于一对。

3.根据权利要求2所述的毛丝检测装置，所述光电探测器为5对，每一侧分两排，第一排靠近所述基准线，二者之间的距离为3.5mm～4.5mm，第一排有三个所述光电探测器，同一排相邻两光电探测器间距离为3.5mm～4.5mm，相邻两排间距离为2.5mm～3.5mm。

4.根据权利要求1或2或3所述的毛丝检测装置，所述光电探测器为光电三极管。

5.根据权利要求1或2或3所述的毛丝检测装置，所述激光器与接收面之间的距离为10mm～20mm。