CN204000387U - 一种连续型玻璃纤维毛羽检测装置 - Google Patents

Abstract

一种连续型玻璃纤维毛羽检测装置，红外毛羽检测传感器位于张力器和张力调整器之间，卷绕机位于所述张力调整器的另一侧。计算机、数字模拟转换器和计数器依次通过Coaxial接口串接，并且计数器的输入端口与红外毛羽检测传感器的输出端口通过Toslink接口连接。本实用新型通过红外毛羽检测传感器检测管纱的毛羽，并通过计算机显示毛羽发生时的玻璃纤维长度、运行时间、毛羽根数，工程技术人员根据显示的数据，得出上一道原丝生产工序中产生毛羽的环节，从而改进原丝排线与成型，整个毛羽检测过程无需操作人工跟踪，其检测装置方便、实用、节省劳动力，因其主要装置均为国产，维修更为简单、方便。

Description

一种连续型玻璃纤维毛羽检测装置

技术领域

本发明涉及玻璃纤维制造领域，涉及一种玻璃纤维连续性毛羽检测装置，其设备专用于检测玻璃纤维管纱，尤其用于检测电子级玻璃纤维管纱外层中层内层毛羽。

背景技术

在玻璃纤维行业，管纱毛羽影响玻璃纤维的手感和光泽，而且直接影响后工序的正常生产和效果。若整经出现毛羽将造成断头，浆纱出现毛羽玻璃纤维会分绞不清，造成布面织疵，织造时出现毛羽开口不清，引起断经和纬停，最严重的是玻璃纤维用电子纱表面出现毛羽，且毛羽涂覆上特制环氧树脂乳液，此时的毛羽就变得非常坚硬(强度基本等同于不锈钢针)，这对制造印刷电路板产品是致命的。

现有机测毛羽装置一台。用于检测棉花和羊毛等传统玻璃纤维产品，棉花纤维单丝直径一般为20微米，羊毛为30微米，而用于电子纱的玻璃纤维单丝直径为3～9微米，市面上对于玻璃纤维等无机非金属毛羽检测装置的发明几乎真空。目前国外进口毛羽检测装置每次可以检测300米，运行时间30分钟，当设备检测到毛羽时，记录一个数，该装置每5分钟显示出一次数据，设备运行完毕，一共显示6次数据，然后需要人工统计管纱表面毛羽总量。对于一卷长度约15万米的管纱来讲，要检测其全部毛羽，需要耗费大量人力、物力和时间。现有毛羽检测装置不足之处：故障率高、维修费用高、运行效率低、不能连续性检测管纱毛羽，并且不能对数据进行统计和分析。

国内专利《一种用于玻璃纤维毛羽检测的图像采集及处理系统》，申请号201210533207.6,该专利解决了不能直接观察玻璃纤维毛羽特征的问题，使用该专利可以更为直接地观察到毛羽的细节，该专利借助放大镜用线阵相机拍摄玻璃纤维毛羽，并且将图片传输到电脑屏幕显示出来，该专利的缺点是只能发现玻璃纤维毛羽的有无，不能明确和统计毛羽的数量和产生位置，不能长时间连续拍摄，若该专利用于工业化生产检验，只能用于抽检，成本高，效率低。

国内专利《玻纤产品张力可调毛羽检测装置》申请号201220563625.5该专利主要解决了毛羽装置张力不可调和张力大小缺陷等问题，该装置主要是调整毛羽箱内可上下移动的相邻张力棒从而达到调整玻璃纤维张力大小，实现微调功能。此专利不能检测毛羽的根数，不能定位毛羽产生的玻璃纤维位置，局限性很大。

国内专利《带有玻璃纤维动态张力测量显示装置的玻璃纤维毛羽测试仪》，申请号200610070730.4，该专利在玻璃纤维路径上加装了玻璃纤维张力检测传感器，并且实时显示在测玻璃纤维的张力，用玻璃纤维张力调整装置将玻璃纤维张力调整至需要的张力，解决了同一种玻璃纤维测量时张力不一致的问题。此专利不能定位毛羽产生的玻璃纤维位置，也未明确能否长时间检测毛羽根数，局限性很大。

搜索欧洲专利局和日本专利局官方网站，均未发现类似专利。

发明内容

为克服现有技术中存在的故障率高、维修费用高、运行效率低、不能连续性检测管纱毛羽，并且不能对数据进行统计和分析的不足，本发明提出了一种连续型玻璃纤维毛羽检测装置。

本发明包括张力器、计算机、数字模拟转换器、计数器、红外毛羽检测传感器、张力调整器和卷绕机，其中：红外毛羽检测传感器位于张力器和张力调整器之间，卷绕机位于所述张力调整器的另一侧。计算机、数字模拟转换器和计数器依次通过Coaxial接口串接，并且计数器的输入端口与红外毛羽检测传感器的输出端口通过Toslink接口连接。

所述张力调整器包括板状的支架和多个张力调整辊。在所述支架的表面有多个相互平行的条形张力调整辊安装通槽。张力调整辊的数量与所述张力调整辊安装通槽的数量相同。各张力调整辊根据其在各条形通槽中的位置分为上张力调整辊和下张力调整辊，并以上下交错的方式安装在各条形通槽的上端和下端。在所述的各张力调整辊中，与传感器相邻的张力调整辊的中心线与张力器的中心线等高，使玻璃纤维在传感器中处于水平状态。

各张力调整辊的一端均为螺纹杆，将该螺纹杆一端装入各条形通槽中，调整好位置后，通过螺母固紧。各张力调整辊另一端端头的圆周表面有用于走丝的凹槽，并且各张力调整辊端头的圆周表面的凹槽的位置相对应，使调整张力中的玻璃纤维处于同一垂直面内。

本发明目的在于连续性检测玻璃纤维毛羽。在玻璃纤维行业，毛羽对于管纱的性能影响极大，特别是电子玻璃纤维用纱，有必要发明一种可以直接检测管纱外层中层内层毛羽的装置，研究毛羽分布目的主要是了解其上道工序即玻璃纤维原丝生产过程，最终对原丝丝饼成型排线方式进行优化。

本发明涉及的装置主要由卷绕机、红外毛羽检测传感器、计数器、数字模拟转换器、计算机和一些自制设备组成。其主要作用如下：

卷绕机。设备可以设置运转速度和运行时间，主要作用为牵引和定长，使得检测后的玻璃纤维可以匀速地卷绕到卷绕机上，并且检测长度可以通过卷绕机来控制，同时也可以调节卷绕机的速度，从而达到控制检测毛羽的速度，此设备一般可以连续工作几十个小时，并且可以缠绕25公斤的玻璃纤维。

红外毛羽检测传感器。主要用于检测玻璃纤维毛羽，当一束纱经过时，正常情况不会产生脉冲，但是当直立或斜立出一根或若干根断丝(即毛羽),发出一个或多个脉冲，然后将传递给计数器。

计数器。将检测出的毛羽根数统计并用累计和不累计的方式同时显示出来。

数字模拟转换器。将计数器的信号转换成模拟信号，最终传送到计算机上。

计算机。统计出的毛羽数据传入电脑软件中，软件将显示检测时间和检测时出现的毛羽根数，可以将毛羽统计数据导出来。

张力调整器。为自制设备，通过5个可以上下移动的铜质棒调整玻璃纤维的路径从而调整玻璃纤维张力。

本发明中，使用卷绕机将管纱纱束连续牵引，牵引时对玻璃纤维加一定的张力，使得玻璃纤维绷直地经过红外毛羽检测传感器，当红外毛羽检测传感器检测出玻璃纤维毛羽后，传感器发出一个或多个脉冲信号到计数器中，之后经过数字模拟转换器传递到计算机上，最终存储到数据库中，计算机将会把毛羽按照要求显示出来。

本发明应用在玻璃纤维EC G751/00.7Z B8管纱上进行检测毛羽，其管纱总长度为113800米，设置卷绕机运行速度为7200米/小时，点击计算机开启按钮，卷绕机和计算机设备开始同步运行，运行约16小时可以完成对整卷纱的检测，计算机将显示毛羽发生时的玻璃纤维长度、运行时间(秒)、运行时间(分钟)、毛羽根数，毛羽累计根数等数据，工程技术人员可以根据毛羽显示的根数、分布，计算出上一道原丝生产工序的哪个环节产生的毛羽，从而改进原丝排线与成型，整个毛羽检测过程无需操作人工跟踪，其检测装置方便、实用、节省劳动力，因其主要装置均为国产，维修更为简单、方便。

附图说明

图1是本发明的结构示意图。

图2是张力调整器结构图，其中2a是主视图，2b是俯视图。

图1中：

1.管纱；2.张力器；3.计算机；4.数字模拟转换器；5.计数器；6.红外毛羽检测传感器；7.张力调整器；8.卷绕机；9.支架；10.张力调整辊；11.张力调整辊安装通槽。

本实施例是一种连续型玻璃纤维毛羽检测与分析装置，包括张力器2、计算机3、数字模拟转换器4、计数器5、红外毛羽检测传感器6、张力调整器7和卷绕机8，其中：红外毛羽检测传感器6位于张力器2和张力调整器7之间，卷绕机8位于所述张力调整器的另一侧。计算机3、数字模拟转换器4和计数器5依次通过Coaxial接口串接，并且计数器5的输入端口与红外毛羽检测传感器6的输出端口通过Toslink接口连接。

所述红外光源毛羽检测传感器6采用瑞士Uster Tester公司UST-3型号，内置OH模块，采用漫反射法，红外光源发出平行光线照在毛羽上，光线在毛羽上产生散射，用光电感应器检测散射光线并转换为电信号即可测量毛羽。

所述张力器2采用常规的绞盘式张力器。使用张力器的目的是为了增加玻璃纤维的张力，采用对玻璃纤维的摩擦来达到增加张力，绞盘式张力器采用倍积法实现对玻璃纤维张力调节，张力调节原理采用电磁感应原理，它由几块磁铁均匀分布在磁芯盘上，当导纱辊被丝带动旋转时，该装置产生切割磁力线作用，产生感应电动势，产生扭矩，阻止导纱辊旋转。

所述卷绕机8采用浙江萧山生产的卷绕机，该设备运用计算机、PLC、伺服及变频技术组成高精度跟随控制系统，通过多个数学模型，实现了四台电动机之间的同步控制及恒张力纺纱。该卷绕机可以定长或定时运行，并且可以在一定范围内调整运行速度，最大卷绕量为25公斤。

本发明中，通过所述张力调整器7调整玻璃纤维的张力。所述张力调整器7包括板状的支架9和多个张力调整辊10。在所述支架9的表面有多个条形的张力调整辊安装通槽11，并且各张力调整辊安装通槽相互平行。张力调整辊10的数量与所述条形通槽的数量相同。各张力调整辊10根据其在各条形通槽中的位置分为上张力调整辊和下张力调整辊。各张力调整辊10分别安装在各条形通槽的中，分别安装在各条形通槽的中，并以上－下－上－下－上的方式交错的安装在各条形通槽的上端和下端。由于所检测的玻璃纤维的直径为0.15mm，本实施例中使用五个张力调整辊10。在所述安装在支架9的五个张力调整辊中，与传感器6相邻的张力调整辊的中心线与张力器2的中心线等高，使玻璃纤维在传感器6中处于水平状态。

各张力调整辊10的一端均为螺纹杆，将该螺纹杆一端装入各条形通槽中，调整好位置后，通过螺母固紧。各张力调整辊10另一端端头的圆周表面有用于走丝的凹槽，并且各张力调整辊10端头的圆周表面的凹槽的位置相对应，使调整张力中的玻璃纤维处于同一垂直面内。

使用时，根据所测玻璃纤维的单丝直径、断裂强度和绷直程度，通过调整各上张力调整辊与各下张力调整辊之间的距离，实现对玻璃纤维张力的调整。

本发明中通过所述数字模拟转换器4就是把离散的数字量转换为连接变化的模拟量，通常将该转换器称为D/A或DAC。数字量是用代码按照数位组合起来表示的，对于有权码，每位代码都有都有一定的位权，为了将数字量转换成模拟量，必须将每一位的代码按其位权的大小转换成相应的模拟量，然后将这些模拟量相加，即可得到与数字量成正比的总模拟量，从而实现数字模拟转换。这就是DAC转换器的基本原理。

所述的计数器5采用同步十进制加法计数器74LS160，通过统计时钟脉冲的个数而实现计数功能。

表1是本实施例对玻璃纤维毛羽检测分析的结果：

表1

玻璃纤维长度(米)	运行时间(秒)	运行时间(分钟)	毛羽数(根)	毛羽累计(根)
					15	7.5	0.125	1	1
171	85.5	1.425	1	2
					283	141.5	2.358	1	3
312	156	2.6	3	6
					376	188	3.133	1	7
377	188.5	3.142	2	9

416	208	3.467	2	11
					509	254.5	4.241	1	12
583	291.5	4.858	4	16
					620	310	5.167	2	18
681	340.5	5.675	3	21
					717	358.5	5.975	1	22
744	372	6.2	2	24
					798	399	6.65	4	28
848	424	7.067	3	31
					1031	515.5	8.592	1	32
1110	555	9.25	1	33
					1325	662.5	11.042	2	35
1523	761.5	12.692	1	36

Claims (3)

1.一种连续型玻璃纤维毛羽检测装置，其特征在于，包括张力器、计算机、数字模拟转换器、计数器、红外毛羽检测传感器、张力调整器和卷绕机，其中：红外毛羽检测传感器位于张力器和张力调整器之间，卷绕机位于所述张力调整器的另一侧；计算机、数字模拟转换器和计数器依次通过Coaxial接口串接，并且计数器的输入端口与红外毛羽检测传感器的输出端口通过Toslink接口连接。

2.如权利要求1所述连续型玻璃纤维毛羽检测装置，其特征在于，所述张力调整器包括板状的支架和多个张力调整辊；在所述支架的表面有多个相互平行的条形张力调整辊安装通槽；张力调整辊的数量与所述张力调整辊安装通槽的数量相同；各张力调整辊根据其在各条形通槽中的位置分为上张力调整辊和下张力调整辊，并以上下交错的方式安装在各条形通槽的上端和下端；在所述的各张力调整辊中，与传感器相邻的张力调整辊的中心线与张力器的中心线等高，使玻璃纤维在传感器中处于水平状态。

3.如权利要求2所述连续型玻璃纤维毛羽检测装置，其特征在于，各张力调整辊的一端均为螺纹杆，将该螺纹杆一端装入各条形通槽中，调整好位置后，通过螺母固紧；各张力调整辊另一端端头的圆周表面有用于走丝的凹槽，并且各张力调整辊端头的圆周表面的凹槽的位置相对应，使调整张力中的玻璃纤维处于同一垂直面内。