CN101408535B - 一种智能在线检测棉条条干均匀度的装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了智能在线检测棉条条干均匀度的装置，它包括传感器，它还包括具有轮子的小车，在所述的小车上装有底座，在所述的底座内插有竖直杆，所述的竖直杆上部连接有支座，支座与一个水平设置的横支杆的一侧相连，横支杆内插有横直杆，横直杆的一侧通过轴销铰接地与第一调节杆一侧相连，第一调节杆的另一侧通过轴销铰接地与第二调节杆一侧相连，第二节杆的另一侧连接有检测头支架，两个传感器发射器、接收器设置在检测头支架上，控制器、可编程控制器、打印机或触摸屏依次相连。本装置仅使用一种智能传感器，传感器的转动装置具有七个自由度，所以可分别检测不同规格和种类的棉条、粗纱和细纱的各种待测值并且检测的数据更贴近实际值。

Description

一种智能在线检测棉条条干均匀度的装置

技术领域

本发明涉及一种在线检测装置，本发明尤其涉及一种智能在线检测棉条条干均匀度的装置。

背景技术

棉条条干均匀度监测装置是一种用于监测棉条不均率的自动监测设备，它将所测到的棉条线密度变异系数自动转化为波普图、曲线图，并计算出试样条干性质的指标(包括被测试样的条干CV值、U值等)，能比较正确、直观地显示产品在加工过程中的真实偏差，据此分析加工工序的缺陷及其成因，采取有针对性的改善措施及对策。

传统的棉条检测方法都是采用离线检测，将所有的产品试样离线送至实验室，当超过规定的指标时，由实验室将检测结果反馈至车间，进行维修、调整，使得在时间上滞后，不能及时发现在连续生产过程中的产品质量问题，导致后续产品质量出现质量缺陷。离线检测方式对环境的温湿度要求较高，否则影响检测结果的准确性。

传统的棉条检测装置只能针对某种棉条进行检测，不能采用一种传感器对多种棉条进行检测，如需对多种棉条进行检测，需要更换传感器，影响检测效率。

发明内容

本发明的目的在于克服已有技术的缺点，提供一种能够在线对多种棉条进行检测的一种智能在线检测棉条条干均匀度的装置。

本发明的一种智能在线检测棉条条干均匀度的装置，它包括传感器，其特征在于：它还包括具有轮子的小车，在所述的小车上装有底座，在所述的底座内插有与其能够上、下移动配合以及转动配合并且通过锁紧螺钉固定在其内的垂直设置的竖直杆，所述的竖直杆上部连接有支座，所述的支座与一个水平设置的横支杆的一侧相连，所述的横支杆内插有与其能够左右移动配合以及转动配合并且通过锁紧螺钉固定在其内的横直杆，所述的横直杆的一侧通过轴销铰接地与第一调节杆一侧相连，所述的第一调节杆的另一侧通过轴销铰接地与第二调节杆一侧相连，所述的第二节杆的另一侧连接有检测头支架，所述的传感器为两个并且分别由传感器发射器、用于接收所述的发射器发出的信号的接收器、通过导线与所述的接收器的信号输出端相连的控制器组成的智能传感器，所述的两个传感器中的一个传感器的发射器和接收器沿水平方向设置，另外一个传感器的发射器和接收器沿垂直方向设置，所述的两个传感器发射器、接收器彼此之间呈正交的设置在所述的检测头支架上，所述的控制器的信号输出端通过导线与可编程控制器的信号输入端相连，所述的可编程控制器的信号输出端与打印机或触摸屏的信号输入端相连。

本装置仅使用一种智能传感器，由于传感器的最大检测幅度为28mm，分辨率为10μm，测量距离为40mm，并且智能传感器的转动装置具有七个自由度，所以可分别检测不同规格和种类的棉条、粗纱和细纱的CV(纱线变异系数)值(％)；检测棉条的瞬时值、粗结最大值、粗结个数、细节最小值、细节个数、平均值、分段CV(纱线变异系数)值；能够累计长期检测的数据，绘制曲线图和历史趋势图。通过建立知识库和推理规则集，并结合数据拟合和回归分析，可以在线校验棉条规格输入的正确性，自动设置CV_d值％(纱线直径变异系数)与CVm值％(纱线质量变异系数)之间的相互关系，同时指出相应机械性能的缺陷。本装置在实验室和现场经过多次测试，检测的数据与UT4-SX(瑞士USTER公司)测试的数据相接近。本装置检测的数据分布在乌斯特2001统计公报的5％～10％的范围内；UT4-SX测试的数据分布在3％～55％的范围内，相比之下，本装置检测的数据更贴近实际值。

附图说明

图1为本发明的一种智能在线检测棉条条干均匀度的装置的结构示意图；

图2为图1所示装置的局部结构示意图；

图3为图1所示装置的检测原理图；

图4为采用本发明的装置与瑞士USTER公司产的UT4-SX装置测试数据对比图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明作以详细描述。

如附图所示本发明的一种智能在线检测棉条条干均匀度的装置，它包括传感器，它还包括具有轮子的小车1，在所述的小车上装有底座3，在所述的底座内插有与其能够上、下移动配合以及转动配合并且通过锁紧螺钉2固定在其内的垂直设置的竖直杆5，所述的竖直杆5上部连接有支座11，所述的支座与一个水平设置的横支杆6的一侧相连，所述的横支杆6内插有与其能够左右移动配合以及转动配合并且通过锁紧螺钉固定在其内的横直杆12，所述的横直杆的一侧通过轴销铰接地与第一调节杆7一侧相连，所述的第一调节杆7的另一侧通过轴销铰接地与第二调节杆8一侧相连，所述的第二节杆8的另一侧连接有检测头支架9，所述的传感器为两个并且分别由传感器发射器、用于接收所述的发射器发出的信号的接收器、通过导线与所述的接收器的信号输出端相连的控制器组成的智能传感器，所述的两个传感器发射器、接收器分别沿水平和垂直方向彼此之间呈正交的设置在所述的检测头支架上，所述的控制器的信号输出端通过导线与可编程控制器的信号输入端相连，所述的可编程控制器的信号输出端与打印机或触摸屏的信号输入端相连。在所述的竖直杆5内可以插有至少一个与其能够上下移动配合以及转动配合并且通过锁紧螺钉4固定在其内的支杆13，这样可以调节高度。所述的小车上可以设置有控制箱10，所述的控制器、可编程控制器、打印机或触摸屏可以设置在所述的控制箱内，这样可以不用设置长导线，便于现场操作。所述的传感器发射器、接收器、控制器、可编程控制器、打印机或触摸屏的供电输入端分别通过导线与设置在小车上的电池相连，这样可以不用设置长导线，便于现场操作。

为了全面反映棉条的条干均匀度，分别在X轴和Y轴方向上装有两套正交的智能传感器，所述的智能传感器可以采用日本OMRON(欧姆龙)公司的产品，最大检测幅度为28mm，分辨率为10μm，测量距离为40mm。工作时，两套传感器分别从正交的两个方向进行检测，将分别检测到的两组数据进行处理，更能真实精确的反映棉条的条干均匀度。

所述的可移动的小车，小车的轮子最好采用台湾冠宏轮有限公司生产的3823高弹性TPR轮子，具有制动功能，可沿任意方向移动，当达到指定的位置后，制动装置制动，使小推车固定。

工作原理：

底座与活动小车通过紧固螺钉紧固在一起，竖支杆可在底座内旋转，同时可沿着轴向上下移动；横直杆与竖支杆通过螺钉连接，横支杆可绕其连接轴旋转，同时可沿着轴向左右移动；第一调节杆与横支杆通过螺钉连接，第一调节杆可绕其连接轴销旋转；第二调节杆与横支杆通过螺钉连接，第二调节杆可绕其连接轴销旋转。通过第一调节杆和第二调节杆进行微量调整，使其测试角与纱线角度一致。启动电源，触摸屏与可编程控制器(PLC)接通，根据所测棉条的支数(s)或特数(tex)，通过触摸屏，从精梳细纱、普梳细纱、粗纱和棉条四种工作模式中选择一种模式以计算纱条条干的直径变异系数，纱线的直径通过传感器进行检测。

描述纱条条干均匀度的指标通常有质量变异系数和直径变异系数，直径变异系数的计算公式为：

${\mathrm{CV}}_d(\%)=\frac{\sqrt{\frac{\mathrm{\Σ}{(x_i-\stackrel{\‾}{x})}^2}{n}}}{\stackrel{\‾}{x}}\×100\stackrel{\‾}{\%}---\left(1\right)$

式中：CV_d-直径变异系数；x_i-直径瞬时值；

-直径平均值；

n-检测点数(样本数)，通常n≥200。

在线检测中激光智能传感器的分辨率为10μm，控制器的运算周期为0.5ms，PLC采样周期为1ms，即每秒采集1000点。

得到直径变异系数CV_d(％)以后，乘以相关的系数α即可得到质量变异系数CV_m(％)。

传感器的测量宽度为28mm，测量距离为40mm。当传感器的发射器与接收器之间没有纱条时，既没有光束被截取时，智能传感器的控制器显示屏显示被测物(即纱条)直径为0.000mm，线性输出为0V；当被检测物的直径为14.000mm时，有一半光束被截取，控制器的显示直径为14.000mm，线性输出为2.50V；当被检测物的直径为28.000mm时，有一半光束被截取，控制器的显示直径为28.000mm，线性输出为5.00V。传感器的控制器的信号输出端接可编程控制器(PLC)的数据输入端，进行数据处理，将处理的结果输出到打印机或触摸屏上。

Claims (4)

1.一种智能在线检测棉条条干均匀度的装置，它包括传感器，其特征在于：它还包括具有轮子的小车，在所述的小车上装有底座，在所述的底座内插有与其能够上、下移动配合以及转动配合并且通过锁紧螺钉固定在其内的垂直设置的竖直杆，所述的竖直杆上部连接有支座，所述的支座与一个水平设置的横支杆的一侧相连，所述的横支杆内插有与其能够左右移动配合以及转动配合并且通过锁紧螺钉固定在其内的横直杆，所述的横直杆的一侧通过轴销铰接地与第一调节杆一侧相连，所述的第一调节杆的另一侧通过轴销铰接地与第二调节杆一侧相连，所述的第二节杆的另一侧连接有检测头支架，所述的传感器为两个并且分别由传感器发射器、用于接收所述的发射器发出的信号的接收器、通过导线与所述的接收器的信号输出端相连的控制器组成的智能传感器，所述的两个传感器中的一个传感器的发射器和接收器沿水平方向设置，另外一个传感器的发射器和接收器沿垂直方向设置，所述的两个传感器发射器、接收器彼此之间呈正交的设置在所述的检测头支架上，所述的控制器的信号输出端通过导线与可编程控制器的信号输入端相连，所述的可编程控制器的信号输出端与打印机或触摸屏的信号输入端相连。

2.根据权利要求1所述的智能在线检测棉条条干均匀度的装置，其特征在于：在所述的竖直杆内插有至少一个与其能够上下移动配合以及转动配合并且通过锁紧螺钉固定在其内的支杆。

3.根据权利要求1所述的智能在线检测棉条条干均匀度的装置，其特征在于：在所述的小车上设置有控制箱，所述的控制器、可编程控制器、打印机或触摸屏设置在所述的控制箱内。

4.根据权利要求1所述的智能在线检测棉条条干均匀度的装置，其特征在于：所述的传感器发射器、接收器、控制器、可编程控制器、打印机或触摸屏的供电输入端分别通过导线与设置在小车上的电池相连。

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