专利名称：细纱机纱线加捻断头检测方法
技术领域：
本发明涉及一种细纱机纱线加捻断头检测方法，属于纺织机械环锭细纱机纱线断头检测技术领域。
背景技术：
在细纱机的制纱过程中，将粗纱从吊绽送到导簧喇叭口后进入牵伸机构，通过牵伸机构中的气动集聚装置在集聚管内负压气流作用下，使纤维须条毛羽随着网格圈转动输送的同时在气流导槽上得到集聚，达到减少纱线毛羽和增加纱线的强力的要求，经集聚后的纱线通过导纱钩而进行进入钢丝圈加捻，并将加捻后的纱线卷绕线筒上成形。在细纱的加捻过程中，牵伸机构的前罗拉输出的纱线经安装在导纱板上的导纱钩，再经设置在钢领上的钢丝圈，在定子的转动过程中将纱线绕到紧套于锭子的筒管上，锭子回转时，借助纱线张力的牵动，使钢丝圈沿钢领回转，钢丝圈带动纱线沿钢领回转一转时纱线就获得一个捻回，而安装在钢领板上钢领作为钢丝圈回转的轨道，在加捻过程中纱线拖着钢丝圈在钢领上作高速回转，在离心力的作用，使钢丝圈的内脚紧贴在钢领的内侧圆弧即内跑道上滑行，通常钢丝圈在钢领跑道上的回转速度可达到30m/s 55m/s左右，而当其中一个绽位的纱线断头后，该绽位的钢丝圈不能正常回转。目前对于细纱机加捻一侧的纱线断头检测，一种采用巡回移动检测方式，是在钢领板前侧设安装有一个跑道，将一个磁电传感器安装在跑道上，通过移动的磁电传感器感应出各绽位钢丝圈的转动信号，并通过导线将信号到中央处理器内，以检测各锭位纺纱断头情况。但由于需要跑道是安装在钢领板的前部，而跑道的存在对于人工操作及清洁工作都带动不便，尤其是一个磁电传感器在移动过程中对各锭位的钢丝圈进行检测，由于一台机车上安装上百个锭子，因此磁电传感器不能及时发现纱线断头的锭位而发出断纱信号。为此目前还有一种对各锭位纱线断头进行检测的装置，采用温度传感器安装在细纱机纺纱时摩擦起热的部位上，即将温度传感器直接安装在钢领板的内则或通过弹簧顶在钢领壁上，通过温度传感器直接检测钢领摩擦温度的温差变化而判断纱线断头。这种结构虽然能解决及时对每锭位的纱线断头进行检测， 而且不会影响操作和清洁。但依靠检测钢领温差不能精确判断纱线是否出现断头，由于锭子在回转时带动钢丝圈回转时，钢领会受到钢丝圈的冲击力，且该冲击力的大小是钢领所承受所有其它力的总和的几十倍，故而使钢领和钢丝圈加速衰退，由于钢领在一个工作循环过程中，钢领的摩擦温度不是一个定值，细纱机的牵涉和加捻的纱线种类不同，因此纱线加捻系数的要求不同，因此采用钢领温差来判断纱线断头的准确率不高。加之，由于在纺纱过程中，虽然细纱机上设有吸尘机构，但空气中依然会飘浮一些纤维，而当纤维覆盖在温度传感器上，也会降低检测精度。
发明内容
本发明的目的是提供一种结构合理，安装方便，检测准确，反应迅速，对外界干扰小的感应式细纱机纱线断头检测机构
本发明为达到上述目的的技术方案是一种细纱机纱线加捻断头检测方法，其特征在于钢领板上具有用于检测沿各自钢领跑道回转的各钢丝圈所对应的各敏感元件，各敏感元件采集各自对应的钢丝圈回转变化信号输入至处理电路，并提供给中央处理单元或脉冲检测单元，中央处理单元或脉冲检测单元对处理后的钢丝圈回转变化信号进行判断， 当中央处理单元或脉冲检测单元判断处理后的钢丝圈回转变化信号不是连续脉冲信号时， 则输出断纱信号并通过报警器报警。本发明在钢领板上具有对应于每个钢领的敏感元件，通过各敏感元件采集各自对应的钢丝圈回转变化信号，由于锭子是按一定的速度带动纱筒转动，因此通过纱线带动钢丝圈也是按照一定速度进行回转运动，从而能通过钢丝圈相对与钢领变化而得到钢丝圈回转变化信号，一旦当纱线断后，由于钢丝圈不能按已有的规律回转并直到停止回转，敏感元件所检测到钢丝圈回转变化信号也随之发生改变，故各敏感元件迅速采集各自钢丝圈回转变化信号经处理电路处理后得到电信号，当该处理后的钢丝圈回转变化信号提供给中央处理单元或脉冲检测单元后，中央处理单元或脉冲检测单元可判断接收到的钢丝圈回转变化信号是否还是连续脉冲信号，当中央处理单元或脉冲检测单元判断处理后的钢丝圈回转变化信号不是连续脉冲信号时，则输出断纱信号并通过报警器报警，由此能准确得到断纱信号，并及时有效检测各锭纱线的断纱情况，有效的提高了接线工人的工作效率，减少的纱线的浪费。本发明每个锭位上具有敏感元件，结构合理、紧凑，安装方便，不会影响正常操作， 检测响应速度快，由于是无触点进行检测得到钢丝圈回转变化信号，工作可靠，使用寿命长，能有效提高纱线断头的检测准确性。
下面结合附图对本发明的实施例作进一步的详细描述。图1是本发明细纱机纱线加捻断头检测方法的第一种结构示意图。图2是图1的A-A剖视结构示意图。图3是本发明第一种结构的电原理图之一。图4是本发明第一种结构的电原理图之二。图5是发明细纱机纱线加捻断头检测方法的第二种结构示意图。图6是图5的B-B剖视结构示意图。图7是本发明细纱机纱线加捻断头检测方法的第三种结构示意图。图8是本发明细纱机纱线加捻断头检测方法的第四种结构示意图。图9是本发明的第四种结构的电原理图。图10是本发明细纱机纱线加捻断头检测方法的第五种结构示意图。图11是本发明细纱机纱线加捻断头检测方法的第六种结构示意图。图12是本发明的第六种结构的电原理图。其中1-支架，21-平板电容，22-发光管，23-光电接收器件，24-气管喷头，25-压力传感器，3-钢丝圈，4-纱线，5-钢领，6-钢领板。
具体实施例方式见图1 12所示，本发明的细纱机纱线加捻断头检测方法，钢领板6上具有用于检测沿各自钢领5跑道回转的各钢丝圈3所对应的各敏感元件，即可在各锭位上安装有敏感元件，各敏感元件采集各自对应的钢丝圈回转变化信号输入至处理电路，处理电路将该钢丝圈回转变化信号处理后提供给中央处理单元或脉冲检测单元电信号，中央处理单元或脉冲检测单元对则对处理后的钢丝圈回转变化信号进行判断，当中央处理单元或脉冲检测单元判断钢丝圈回转变化信号不是连续脉冲信号时，则输出断纱信号并通过报警器报警， 该报警器可采用光电报警器，音频报警器或其它报警器，本发明的中央处理单元还可通过存储器记录纱线的断纱情况的记录，以制定有效的维修计划。本发明还可通过中央处理单元将得到的钢丝圈回转变化信号的电信号进行计算，以得到所测得钢丝圈回转频率，中央处理单元与给定钢丝圈回转频率进行对比，当钢丝圈回转频率在(5/JiR) (30/JiR)之间，且R为该锭位的钢领直径，此时中央处理单元判断该锭子打滑，同样通过报警器提醒操作人员，注意该锭位处的纱线。本发明的敏感元件为光电接收器件23，用于向光电接收器件23提供光源的发光管22安装在钢领板6上。见图1、2所示，本发明的发光管22的发射中心轴线与光电接收器件23的接收中心轴线交点位于钢领5跑道的外周面，通过光电接收器件23检测光线通断变化得到钢丝圈回转变化信号。本发明利用钢领5跑道的外周面可作为反射面，在钢丝圈3 沿钢领5路道旋转经过发光管22与光电接收器件23交点时，钢丝圈3会吸收掉光线，使光电接收器件23接收不到光线，而当钢丝圈3不在发光管22与光电接收器件23交点时，光线会被钢领5的反射面反射到光电接收器件23上，故光电接收器件23能不断检测到钢丝圈3 不断的反射和吸收光线，而得到钢丝圈回转变化信号，光电接收器件23的输出端与处理电路连接，见图3所示，本发明一种电原理图，该发光管DSl接有电阻R1，用于发射光线，而光电接收器件Ql —端接地、另一端通过电阻R2接电源，该处理电路采用电压比较器U1，发光管22将发射信号经调制后发射，光电接收器件23接收调制的信号并接电压比较器Ul的正相输入端，电阻R3接电压比较器Ul的负相输入端，且电阻R3连接在电源与地之间，给电压比较器Ul提供基准电压，通过电压比较器Ul输出电信号，电压比较器Ul的输出端接中央处理单元U2，当发光管22和光电接收器件23检测钢丝圈回转变化信号经电压比较器Ul比较后，将处理后的钢丝圈回转变化信号提供给中央处理单元U2，或见图4所示，电压比较器 Ul的输出端接脉冲检测单元U3，将处理后的钢丝圈回转变化信号提供给脉冲检测单元U3， 通过脉冲检测单元U3对处理后的钢丝圈回转变化信号进行判断，该脉冲检测单元U3采用 74HC74、74HC273、CC4013或CC4098等D型触发器，当中央处理单元U2或脉冲检测单元U3 判断处理后的钢丝圈回转变化信号不是连续脉冲信号时，则输出断纱信号并通过报警器报警，报警器为发光两极管DS21，该光两极管DS2通过电阻R4接电源，当纱线断头时，通过报警器发出信号，本发明还可采用音频或显示器等报警器。本发明的敏感元件为光电接收器件23，用于向光电接收器件提供光源的发光管 22安装在钢领板6上。见图5 7所示，发光管22的发射中心轴线与光电接收器件23的接收中心轴线重合，或发光管22的发射中心轴线与光电接收器件23的接收中心轴线相交、 且相对于光电接收器件23的接收中心轴线的夹角小于士5°，发光管22的发射中心轴线与光电接收器件23的接收中心轴与钢领5跑道的外周面相切，或见图7所示，且发光管22的发射中心轴线与光电接收器件23的接收中心轴与钢领跑道的顶面重合，通过光电接收器件23检测光线通断变化得到钢丝圈回转变化信号，发光管22发出光线，而光电接收器件23接收光线，当钢丝圈3沿钢领5跑道旋转经过发光管22与光电接收器件23之间时，钢丝圈 3会遮挡掉发射光线，使光电接收器件23接收不到光线，而当钢丝圈3不在发光管22与光电接收器件23之间时，光线会被光电接收器件23接收，由于钢丝圈3是通过纱线4带动下有规律的旋转，因此通过光电接收器件23检测有规律的光线通断变化得到钢丝圈回转变化信号。见图5、6所示，当钢丝圈回转一次可得到一个钢丝圈回转变化信号，见图7所示， 本发明钢丝圈3—次回转时，可得到两个钢丝圈回转变化信号，其检测精度更高，当纱线4 断头后，由于钢丝圈回转速度的改变直至停止旋转，故光电接收器件23能不断检测到钢丝圈3不断的遮挡和不遮挡的光线，而得到钢丝圈回转变化信号，光电接收器件23的输出端与处理电路连接，见图3、4所示，本发明的处理电路为电压比较器U1，当发光管DSl发出光线，而光电接收器件23接收光线以检测钢丝圈回转变化信号，经电压比较器UI比较后给中央处理单元U2或脉冲检测单元U3提供电信号，中央处理单元U2或脉冲检测单元U3对处理后的钢丝圈回转变化信号进行判断，当中央处理单元U2或脉冲检测单元U3判断处理后的钢丝圈回转变化信号不是连续脉冲信号时，则输出断纱信号并通过报警器报警。
本发明的敏感元件为压力传感器25，用于提供气源的气管喷头M安装在钢领板6 上，见图8所示，本发明的气管喷头M和压力传感器25安装在钢领板6上并位于钢领5的同一侧，气管喷头M的中心轴线正对钢领5跑道的外周面，通过压力传感器25来检测气流压力变化得到钢丝圈回转变化信号。当气管喷头M喷出气流时，压力传感器25检测气流的大小，当钢丝圈3沿钢领5跑道旋转通过气管喷头M喷出气流时，由于旋转的钢丝圈3 在离心力的作用下而扰动气流时，使压力传感器25检测的气流压力变小，而当钢丝圈3不通过气管喷头M喷出的气流时，该气流喷到钢领5跑道外周面，气流被反射，使压力传感器 25检测到气流的压力较大，由于钢丝圈3是通过纱线4有规律带动下旋转，当纱线4断头后，钢丝圈回转速度改变直至停止旋转，故压力传感器25检测到气管喷头M所喷出的气流压力大小变化，使钢丝圈回转变化信号也随之发生变化，因此压力传感器25能检测到气流压力大小的变化而得到钢丝圈回转变化信号，压力传感器25将采集的气流压力大小的钢丝圈回转变化信号输入处理电路内，通过处理电路对钢丝圈回转变化信号进行处理后输出电信号，提供给中央处理单元U2或脉冲检测单元U3。见图9所示，本发明的处理电路包括相连接的压力与电压转化电路和电压比较器Ul，压力与电压转化电路包括电阻R5 R9、运放器U4、U5以及运算放大器TO和三极管Q2，压力传感器25采用桥式电阻应变片式结构， 即阻值相同的电阻Rbl、Rb2、Rb3和Rb4构成的桥式电路，负电源VEE经电阻R5和电阻R6 分得一定的电压接运放器U4的正相输入端、负电源VEE经电阻R7接运放器U4的反相输入端、输出端经三极管Q2、电阻Rb3与电阻Rb4的结点，运放器U5的正相输入端接地、反相输入端接电阻Rbl和Rb3的结点、输出端接电阻Rbl与Rb2的结点，电源经电阻R5与R6分压后输入到运放器U4，再由运放器U4以及三极管Q2和电阻R7构成恒流源，并利用运放器U5 虚拟短路特性，使运放器U5输出零电压，桥式电路输入端接运算放大器U6的正相输入端， 与地连接的电阻R8接运算放大器TO的反向输入端，其输出端接电压比较器Ul的正相输入端，电阻R9接在运算放大器U6的输出端和反相输入端，当贴有电阻Rbl、Rb2、Rb3和Rb4的薄膜受大气压力形变时，位于薄膜中心的电阻应变片应拉伸而变大，而位于边缘的电阻应变片应压缩而变小，由恒流源供电的电阻应变片，因电阻大小变化而产生电压大小变化，再通过运算放大器TO将电压放大一定的倍数，最终将气压变化转化为电压变化，电阻R3接电压比较器Ul的反相输入端，且电阻R3连接在电源与地之间，给电压比较器Ul提供一个基准电压，电压比较器Ul的输出端接中央处理单元U2或脉冲检测单元U3，将处理后的钢丝圈回转变化信号提供给中央处理单元U2或脉冲检测单元U3，中央处理单元U2或脉冲检测单元U3对处理后的钢丝圈回转变化信号进行判断，当中央处理单元U2或脉冲检测单元U3 判断处理后的钢丝圈回转变化信号不是连续脉冲信号时，则输出断纱信号并通过报警器报
Sfc目。本发明的敏感元件为压力传感器25，用于提供气源的气管喷头M安装在钢领板 6上，见图10所示，气管喷头M与压力传感器25相对设置，气管喷头M和压力传感器25 安装在钢领板6上，气管喷头M的中心轴线与钢领5跑道的外周面相切，或气管喷头M的中心轴线位于钢领5跑道的顶面，通过压力传感器25来检测气流压力变化得到钢丝圈回转变化信号。当气管喷头M喷出气流时，压力传感器25检测气流压力大小，在钢丝圈3沿钢领5跑道旋转并通过气管喷头M喷出气流时，由于旋转的钢丝圈3在离心力的作用下而扰动气流，因此使压力传感器25检测的气流压力变小，而当钢丝圈3不通过气管喷头M喷出的气流时，该气流喷到压力传感器25上，压力传感器25检测到气流压力较大，由于钢丝圈 3是经纱线4带动而有规律旋转，因此压力传感器25检测到的气流压力大小的变化而得到钢丝圈3的回转变化信号，当纱线4断头后，由于钢丝圈回转速度改变直至停止旋转，故压力传感器25检测到气管喷头M所喷出的气流压力大小变化，使钢丝圈回转变化信号也随之发生变化，因此压力传感器25能检测到气流压力大小的变化而得到钢丝圈回转变化信号，压力传感器25将采集的气流压力大小的钢丝圈回转变化信号输入处理电路内，通过处理电路对钢丝圈回转变化信号进行处理并输出电信号，提供给中央处理单元U2或脉冲检测单元U3，见图9所示，压力与电压转化电路包括电阻R5 R9、运放器U4、U5以及运算放大器U6和三极管Q2，本发明的处理电路包括相连接的压力与电压转化电路和电压比较器 U1，压力传感器25采用桥式电阻应变片式结构，当贴有电阻Rbl、Rb2、Rb3和Rb4的薄膜受大气压力形变时，位于薄膜中心的电阻应变片应拉伸而变大，而位于边缘的电阻应变片应压缩而变小，由恒流源供电的电阻应变片，因电阻大小变化而产生电压大小变化，再通过运算放大器U6将电压放大一定的倍数，最终将气压变化转化为电压变化，电阻R3接电压比较器Ul的反相输入端，且电阻R3连接在电源与地之间，给电压比较器Ul提供一个基准电压， 电压比较器Ul的输出端接中央处理单元U2或脉冲检测单元U3，并将处理后的钢丝圈回转变化信号提供给中央处理单元U2或脉冲检测单元U3，中央处理单元U2或脉冲检测单元U3 对处理后的钢丝圈回转变化信号进行判断，当中央处理单元U2或脉冲检测单元U3判断处理后的钢丝圈回转变化信号不是连续脉冲信号时，则输出断纱信号并通过报警器报警。本发明的敏感元件为平板电容21，通过平板电容21的电容变化量得到钢丝圈回转变化信号。见图11所示，本发明的平板电容21通过支架1安装在钢领板6上，平板电容 21正对钢领5，平板电容21的输出端与处理电路连接。接通电源后，平板电容21检测钢丝圈转回变化信号，由于钢丝圈3作为平板电容21之间的介质，当钢丝圈3作为介质进入平板电容21时即进入检测范围内，平板电容21的电容变小，而当钢丝圈3脱离平板电容21 的检测范围时，平板电容21的电容由小变大，因此通过平板电容21检测有规律的电容变化得到钢丝圈回转变化信号。见图12所示，本发明的处理电路包括相依次连接的电容与电压转化电路和电压比较器Ul，该电容与电压转换电路包括信号发生器、运算放大器U7以及模拟乘法器U8和低通滤波器组成，平板电容CXl两端分别通过电容Cl和电容C2接地，运算放大器U7的正相输入端和输出端接有并联的电容C3和电阻R12，运算放大器U7的反相输入端接地、其输出端接模拟乘法器U8，信号发生器接在平板电容CXl和模拟乘法器U8之间， 信号发生器产生激励源即高频正弦信号经过被测平板电容CX1，再通过运算放大器U7运放以及模拟乘法器U8和低通滤波器输出电压，接电压比较器Ul的正相输入端，电阻R3接电压比较器Ul的负相输入端，电阻R3连接在电源与地之间，给电压比较器Ul提供基准电压， 电压比较器Ul的输出端接中央处理单元U2或脉冲检测单元U3，中央处理单元U2或脉冲检测单元U3对处理后的钢丝圈回转变化信号进行判断，当中央处理单元U2或脉冲检测单元 U3判断处理后的钢丝圈回转变化信号不是连续脉冲信号时，则输出断纱信号并通过报警器报警。
权利要求
1.一种细纱机纱线加捻断头检测方法，其特征在于钢领板上具有用于检测沿各自钢领跑道回转的各钢丝圈所对应的各敏感元件，各敏感元件采集各自对应的钢丝圈回转变化信号输入至处理电路，并提供给中央处理单元或脉冲检测单元，中央处理单元或脉冲检测单元对处理后的钢丝圈回转变化信号进行判断，当中央处理单元或脉冲检测单元判断处理后的钢丝圈回转变化信号不是连续脉冲信号时，则输出断纱信号并通过报警器报警。
2.根据权利要求1所述的细纱机纱线加捻断头检测方法，其特征在于所述的敏感元件为光电接收器件，用于向光电接收器件提供光源的发光管安装在钢领板上，且发光管的发射中心轴线与光电接收器件的接收中心轴线交点位于钢领跑道的外周面，通过光电接收器件检测光线通断变化得到钢丝圈回转变化信号。
3.根据权利要求1所述的细纱机纱线加捻断头检测方法，其特征在于所述的敏感元件为光电接收器件，用于向光电接收器件提供光源的发光管安装在钢领板上，发光管的发射中心轴线与光电接收器件的接收中心轴线重合，或发光管的发射中心轴线与光电接收器件的接收中心轴线相交，且相对于光电接收器件的接收中心轴线的夹角小于士5°，且发光管的发射中心轴线与光电接收器件的接收中心轴与钢领跑道的外周面相切或与钢领跑道的顶面重合，通过光电接收器件检测光线通断变化得到钢丝圈回转变化信号。
4.根据权利要求1所述的细纱机纱线加捻断头检测方法，其特征在于所述的敏感元件为压力传感器，用于提供气源的气管喷头安装在钢领板上，且气管喷头和压力传感器位于钢领的同一侧，气管喷头的中心轴线正对钢领跑道的外周面，通过压力传感器来检测气流压力变化得到钢丝圈回转变化信号。
5.根据权利要求1所述的细纱机纱线加捻断头检测方法，其特征在于所述的敏感元件为压力传感器，用于提供气源的气管喷头安装在钢领板上，气管喷头与压力传感器相对设置，且气管喷头的中心轴线与钢领跑道的外周面相切，或气管喷头的中心轴线位于钢领跑道的顶面，通过压力传感器来检测气流压力变化得到钢丝圈回转变化信号。
6.根据权利要求1所述的细纱机纱线加捻断头检测方法，其特征在于所述的敏感元件为平板电容，通过平板电容的电容变化量得到钢丝圈回转变化信号。
全文摘要
本发明涉及一种细纱机纱线加捻断头检测方法，钢领板上具有用于检测沿各自钢领跑道回转的各钢丝圈所对应的各敏感元件，各敏感元件采集各自对应的钢丝圈回转变化信号输入至处理电路，并提供给中央处理单元或脉冲检测单元，中央处理单元或脉冲检测单元对处理后的钢丝圈回转变化信号进行判断，当中央处理单元或脉冲检测单元判断处理后的钢丝圈回转变化信号不是连续脉冲信号时，则输出断纱信号并通过报警器报警。本发明采用无触点检测得到钢丝圈回转变化信号，具有结构合理，安装方便，检测准确，测反应迅速，对外界干扰小，工作可靠，使用寿命长的特点。
文档编号D01H13/32GK102534896SQ20121000996
公开日2012年7月4日 申请日期2012年1月13日 优先权日2012年1月13日
发明者刘若汶, 李清, 顾金华 申请人:顾金华