一种混合式丝线断丝判别装置的制作方法

本发明涉及生丝检测领域，具体涉及一种混合式丝线断丝判别装置。

背景技术：

我国是四大文明古国之一，上下五千年文化，源远流长。中国文化丰富多彩，其中丝绸文化尤为突出。中国丝绸享誉全球，离不开我国现代纺织技术的发展。纺织设备发展迅速，自动化程度高，大力促进了纺织业的发展。但是在纺织领域还是有许多待攻克难题，如在生丝检测领域，现有的检测生丝品质的设备，检测生丝过程中需要绕取生丝，绕取生丝过程中会出现断丝现象，造成丝线品质检测存在误差，检测周期较长，浪费资源。

为解决这个问题，国内外已经研究出多种丝线断丝判别装置，用于纺织领域中出现的丝线断丝现象判别，提示操作人员及时采取应对措施。目前丝线断丝判别装置的研究方法主要集中体现于两方面，一种为纯机械结构式判别，另一种是依靠光电传感器配合信号处理电路的纯电路式判别。目前的断丝判别装置能实现对丝线断丝判别，但它们之间还存在了一定缺陷。纯机械结构式判别装置，主要是机械结构复杂较难实现，制造成本高。采用光电纯电路式判别装置，由于丝线直径细小，阻挡光线所产生的信号变化很弱，较难被区分和识别，且易受外界自然光的干扰，单片机存在一定的误判概率。

技术实现要素：

本发明在现有的判别丝线断丝技术的基础上，提出了一种混合式丝线断丝判别装置，该装置能快速、准确的判别丝线断丝现象，实时提示操作人员及时采取应对措施。与现有的技术水平相比较，本发明具有显著的实际应用效果、稳定性强。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种混合式丝线断丝判别装置其特征在于：包括测量控制部件、机械结构部件；所述测量控制部件包括：信号采集模块、信号放大模块、信号整形模块、单片机模块；机械结构部件包括：报警指示灯、轴、轴承、过丝勾、光电接收管、光电发射管和外壳；所述机械结构部件安装如下：过丝钩穿过轴上的斜孔，通过胶水，将过丝钩与轴粘合成整体，轴与轴承配合安装在外壳上，光电接收管和光电发射管分别安装在外壳的孔内。

进一步方案为：所述的过丝钩由直径为0.5cm的钢丝弯制而成。所述的轴的中间位置存在一个斜孔，用于安装过丝钩。

所述丝线断丝信号采集模块，先是驱动光电发射管向外界发射连续稳定的光信号，让光电接收管对光信号采集。

所述信号放大模块将信号采集模块接收的电信号，输入给运算放大器对信号进行放大，放大的信号传输给信号整形模块。

所述信号整形模块将信号放大模块放大的信号转换成脉冲信号传输给单片机模块。

所述单片机对信号整形模块传输过来的脉冲信号进行识别，做出丝线是否断丝的判断并且对报警指示灯的亮灭进行控制。

本发明在丝线被绕取的过程中，丝线穿过过丝钩并且拉起过丝勾，光电接收管接收光电发射管发射出的信号，光电接收管接收的信号经过放大、整形后传输给单片机，单片机对信号进行识别，做出丝线未发生断丝的判断，熄灭报警指示灯；丝线发生断丝时，过丝勾由于受自重落下，正好阻挡光电接收管对光电发射管发射的信号的接收，单片机接收不到信号，单片机做出丝线断丝的判断，点亮报警指示灯，提示工作人员采取相应的措施。

附图说明

图1为本发明的丝线未断丝的机械结构示意图。

图2为本发明的丝线断丝的机械结构示意图。

图3为本发明的测量控制部件示意图。

图4为本发明的信号采集模块电路图。

图5为本发明的信号放大模块电路图。

图6为本发明的信号整形与单片机模块电路图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明进行详细说明：

所述装置机械结构示意图如图1、2所示包括：报警指示灯1、轴2、轴承3、丝线4、过丝勾5、光电发射管6、光电接收管7、外壳8。光电发射管6和光电接收管7分别安装在外壳的两个孔内；过丝钩4穿过轴2上的斜孔，通过胶水，将过丝钩5与轴2粘合成整体，轴2和轴承3配合安装在外壳8上；三者之间安装好后，达到的效果是用手托起过丝钩5，撤开手过丝勾5，过丝钩5能利用自重落下。丝线未发生断丝，装置机械结构如图1：在丝线被绕取的过程中，丝线4穿过过丝钩5并且拉起过丝勾5；光电接收管7接收到光电发射管6发射出的信号，光电接收管7接收的信号经过放大、整形后传输给单片机；单片机对信号进行识别，做出丝线4未发生断丝的判断，熄灭报警指示灯1。丝线4发生断丝，装置机械结构如图2：过丝勾5由于受自重落下，正好阻挡光电接收管7对光电发射管6发射的信号的接收；单片机接收不到信号，做出丝线4断丝的判断，点亮报警指示灯1，提示工作人员采取相应的措施。

进一步方案为：所述的过丝钩由直径为0.5cm的钢丝弯制而成。所述的轴的中间位置存在一个孔，用于安装过丝钩。

测量控制部件示意图如图3所示，包括信号采集模块、信号放大模块、信号整形模块、单片机模块。

信号采集模块的电路图如图4包括：光电传感器发射管d1驱动电路和光电传感器接收管d2。光电发射管d1正级一端通过电阻r4与电源vcc连接，负极直接与gnd连接；光电接收管正级与s+连接，负极一端与s-连接。

信号放大模块的电路图如图5包括初级信号放大电路和次级级信号放大电路；初级信号放大电路：其中op07ar1的7号管脚与电源vcc相连，4号管脚与地相连，3号管脚与s+和地连接，2管脚与s-连接然后通过电阻r1与ar1op07的6号管脚连接。次级放大电路：ina129的2号管脚与op07ar2的6号管脚相连，ina129的7号管脚与电源vcc相连，3、4号管脚与gnd相连，ina129的1号管脚通过电阻r2与8号管脚相连，6号管脚与in1+相连。

信号整形模块与单片机模块的电路图如图6，信号整形电路包括比较器lm393、滑动变阻器r4、电阻r5。lm393的3号管脚与in1+相连，lm393的2号管脚与滑动变阻器r3相连，r4两端分别与vcc和gnd相连，lm393的8号管脚接vcc，比较器4、5、6号管脚接地,lm393的1号管脚与单片机pic18f87j50相连。

本装置操作步骤如下：

1、丝线穿过过丝勾；

2、开始绕丝时，丝线将过丝勾拉起；光电传感器发射端发出的信号被光电传感器接收端接收，单片机判断丝线未断丝，装置正常运行；

3、丝线断丝时，过丝勾落下；掉下的过丝勾阻断光电传感器信号的传输，单片机判断丝线断丝，提示工作人员采取相应的措施。

本装置的新颖之处有以下几点：

(1)将机械与电子集成于一体化；

(2)将难以被检测的细小丝线和过丝钩巧妙的组成一个整体，集中体现了间接测量的思想；

(3)采用光电发射管5和光电接收管6作为整个装置的传感器，结构简单，误差小，电路简单。

本发明采用单片机和传感器技术，原理简单，易实现，能为生丝检测行业的高效工作提供有力的支持。与现有技术相比，本发明采用一对光电传感器作为判断生丝断丝判别的传感器，加上信号处理电路并配合机械结构。本发明结构简单，易于实现，制造成本低，测量精度高，为丝线检测领域提供了一项新的检测方法。