一种喷气织机数字化探纬检测设备的制作方法

本实用新型涉及一种喷气织机数字化探纬检测设备。

背景技术：

喷气织机至今已经有几十年的历史了，无论从探纬、幅宽、入纬率、运行效率、织造质量、还是从功能、自动化程度、车间管理等方面都得到了迅速的发展。对于探纬检测来说，现市场上多为模拟量探纬检测设备，模拟量探纬通过电路设计进行信号滤波处理，检测结果容易受到外接电路的干扰，同时也具有元器件老化的影响。西安交大提出了数模结合的探纬检测方式，提高了准确性，抗干扰性。在探纬检测方面国内研究人员做了很多工作，探纬精度始终与国外存在较大的差距，由此来看，探纬检测方面是国内需要解决的主要问题。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种喷气织机数字化探纬检测设备，该设备替代了传统应用上的模拟量探纬检测，将检测的信号利用数字电子处理技术进行转换，通过软件的方式实现硬件电路的功能，提高了探纬信号的的稳定性及抗干扰能力。

本实用新型解决其技术问题所采取的技术方案是：一种喷气织机数字化探纬检测设备，包括光电式探纬器，其特征是，该检测设备还包括供电电源、前置放大电路、DSP微处理器和隔离输出电路，所述供电电源分别为所述前置放大电路、DSP微处理器和隔离输出电路提供电源，所述前置放大电路、DSP微处理器和隔离输出电路依次通过数据线对应连接。

优选的，所述供电电源的额定电压为24V，且供电电源还包括TPS5450和AS1117芯片。

进一步地、在所述DSP微处理器内还设置一数字滤波器。

进一步地、在所述DSP微处理器内还设置一增益调节电路。

进一步地、在DSP微处理器上开设一设定阀值输入接口。

本实用新型的有益效果是：利用高度集成的DSP微处理器，完成普遍意义上的A/D转换电路、增益调节电路、反馈电路、比较输出电路等硬件设计，极大的避免了模拟电路中的固有飘零及干扰器件老化等影响；采用数字化处理，采用FFT等检波算法，对幅值进行软判别，实现探纬功能。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的部分优选实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型的整体框架示意图；

图2为本实用新型中探纬信号的处理流程示意图；

图3为前置放大电路的电路原理示意图；

具体实施方式

下面将结合具体实施例及附图1-3，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型的一部分优选实施例，而不是全部的实施例。本领域技术人员可以在不违背本实用新型内涵的情况下做类似变形，因此本实用新型不受下面公开的具体实施例的限制。

本实用新型提供了一种喷气织机数字化探纬检测设备，如图1所示，该检测设备包括光电式探纬器、供电电源、前置放大电路、DSP微处理器和隔离输出电路，所述供电电源分别为所述前置放大电路、DSP微处理器和隔离输出电路提供电源，所述前置放大电路、DSP微处理器和隔离输出电路依次通过数据线对应连接。

本具体实施例中，供电电源的额定电源为24V，其内还设置有TPS5450和AS1117芯片，其中TPS5450电源转换芯片输出电压5.5V-36V，输出5A电流，AS1117-3.3芯片输出稳定的DC3.3V，同时提供完善的过流保护和过热保护功能，确保芯片和电源系统的稳定性，它可以保证输出电压和参考源精度在±1％的精度范围内；光电式探纬器为喷气织机上的一核心部件，主要是用来探测纬纱是否被正常引入梭口，其性能的好坏直接关系到织机是否正常运转、织物质量的高低和织物料消耗的多少。

本实用新型中的前置放大电路采用前置KSB772放大电路，其能够将获取的光电式探纬器传递的探纬信号进行放大滤波，降低现场杂乱噪声的干扰，且放大信号的中心频率为5KHz。

本实用新型中的DSP微处理器选用选用STM32增强型STM32F103RE芯片，STM系列是意法半导体推出的专门为高要求、低成本、低功耗的嵌入式应用的Croex-M3内核ARM控制器，2.0-3.6V的工作电压，时钟频率可达72MHz，内置512KB的FLASH和64KB的SRAM，带片选的静态存储器控制器，支持CF、SRAM、NAND存储器，内嵌2个12位A/D转换器，每个ADC有16个外部通道，其方便的扩展性及丰富的通信接口非常适用于本系统实现与多个外部功能模块的通讯控制，在DSP微处理器内还内置一数字滤波器，不仅可以在探纬信号极小的宽度内进行复制，而且还能通过可编程处理，改变滤波的特性，该性能决定本探纬系统能够适应现场各种品种的织造检测，提高电控系统的市场适用性，进一步地，在DSP微处理器内还设置一设定阀值输入接口，上位机控制界面设定阀值通过EtherMAC总线传输到DSP内，以便后续进行信号的峰值与设定阀值比较工作；在DSP内还设置一增益调节电路，增益调节电路的作用是使探纬信号的输出幅值保持在可控范围内，以避免信号失真。本具体实施例中DSP微处理的信号处理流程为：STM32内部定时器向内部AD模块输出时钟信号，通过写入的可编程程序将采集信号角度设定在200-300°之间，则A/D模块根据该信号对外部探纬数据进行采集，将读取的数据存储在内部RAM中，然后系统处于下一次采集的准备状态。读取满50纬次后，对数据信号进行算法处理，将结果的平均值与设定值相比较，判断纬纱状态；当纱线的幅值大于设定阀值时，脉冲信号会产生明显的跳变；当幅值小于设定值时，脉冲信号平稳，将脉冲信号实时输出。

本实用新型中的隔离输出电路，采用东芝公司生产的光耦合器TLP185来进行隔离，贴片型TLP185光耦合器的输入电流小，可隔离电压最高可达3750V。

如附图2所示，本实用新型内探纬信号的处理流程为：光电式探纬器将探纬信号传递到前置放大电路，前置放电电路将探纬信号放大之后传递给DSP微处理器内的12A/D转换器内，12位A/D转换器通过傅里叶变换、FFT算法，将信号分解为幅值和频率分量，分解后的信号经过内置滤波器进行处理,经过内置滤波器处理完之后将信号进行幅值峰值检测(在信号进入幅值峰值检测之前，利用增益调节电路可将信号的输出幅值保持在可控范围内)，信号完成幅值峰值检测之后再进行峰值与设定阀值(设定阀值是通过上位机控制界面来设定并输送给DSP微处理器的)比较，最后输出脉冲信号，脉冲信号通过隔离输出电路输送到织机的主控模块内，以便主控模块利用该信号进行相应的控制。

说明书所述的技术特征外，均为本专业技术人员的已知技术。

以上所述结合附图对本实用新型的优选实施方式和实施例作了详述，但是本实用新型并不局限于上述实施方式和实施例，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构思的前提下，还可以做出若干改进和变型，这些改进和变型也应视为本实用新型的保护范围。