专利名称：一种直径及温度的在线测量装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种直径及温度的在线测量装置
背景技术：
温度是表征物体冷热程度的物理量，直径是表征物体粗细的物理量。纤维直径是确定纤维品质和使用价值最重要的品质之一，纤维温度的控制对所纺成纤维的质量也是非常重要。在线检测纤维纺丝过程中沿纺程的直径及温度，是精确控制纤维高次结构以及纤维最终性能的重要手段。同时纺丝过程中纤维直径及温度的在线测量，对熔融纺丝理论的研究也具有非常重要的意义。但由于在纺丝过程中不能接触纤维进行温度及直径测量，尤其是从喷丝板到纤维凝固段间的未凝固纤维，因为接触会导致纺丝过程中纤维从接触点处断开，因此只能采用非接触式的温度及直径测量方法。又因为纤维的直径非常细，普通的非接触式温度测量仪聚焦后的直径都大于纤维的直径，在测量时，由于背底的影响，不能对纤维温度进行准确的测量。利用何种仪器测量及如何测量才能得出非常精确的结果，成为现阶段急需解决的问题。申请号/专利号:201120502572提供一种电缆隧道光纤在线温度监测装置，包括光路耦合器，光路耦合器分别与B B S、光滤波器和恒温槽相连接，其中，恒温槽与连接到隧道电缆的传感光纤相连接，光滤波器与光接收机相连接，光接收机与数据采集与处理模块相连接，数据采集与处理模块与计算机相连接，B B S与计算机相连接。具有结构合理、操作简单、安全可靠、监测及时、判断准确等特点。采用先进的光时域反射技术和喇曼散射光对温度敏感的特性，探测出沿着光纤不同位置的温度的变化，提高了监测结果的准确性和通用性，实现电力电缆的系统、全面和准确的监测，从根本上消除了环境和电磁干扰对测量结果的影响，是理想的供电网络中对电力电缆进行实时监测的电缆隧道光纤在线温度监测专用配套装置，此发明只能用于电缆隧道光纤在线温度监测。本测量装置 能够同时测量被测物的直径和温度，具有体积小、灵活性好、成本低、易于操作等特点。
发明内容本实用新型的目的是提供一种直径及温度的在线测量装置，是一种基于激光传感器和红外探测器的直径和温度测量装置，它是由激光传感器、红外探测器、测量盒、多通道数据采集卡、控制测量装置移动的试验台架、黑板及计算机组成。其特点是将传感器的发射器、接收器及红外探测器置于一个测试盒中，并进行固定；其摆放位置如下:调节传感头的接收器和发射器处于同一直线上，使红外探测器与传感器的投光器和感光器的连线垂直，且位于两者连线的中点，并保证接收器和发射器的中心与测试盒侧壁的圆孔中心重合，红外探测器的中心与测试盒的另一圆孔中心重合；该位置摆放方式能保证红外探测器的测量视野范围中心与激光传感器的测量中心重合。测量时，将固定有激光传感器和红外探测器的测试盒置于可移动的试验台架上，可通过控制试验台架的移动来控制测量仪器的运动。在与距离红外探测器一定位置处放置一块较大的黑板，保证传感器置于红外探头与黑板之间，并保持红外探头与传感器和黑板的垂直且距离一定。所述的可移动的试验台架是由计算机控制，能同时进行x、y、z三个方向的运动；所述的黑板下部为三角形，能直接放置于水平的地面上。传感头和红外探测器连接到多通道数据采集卡上，步进电机连接到试验台架，再将多通道数据采集卡和步进电机接到计算机上。本测量装置能够同时测量被测物的直径和温度，具有体积小、灵活性好、成本低、易于操作等特点。本实用新型的一种直径及温度的在线测量装置，所述的温度直径测量装置安装在可移动工作平台上，在纺丝机与可移动工作平台之间安置一个带有三角支架的黑板；多通道数据采集卡一端连接到温度直径测量装置上，另一端连接到计算机上；步进电机组连接计算机，并驱动可移动工作平台。如上所述的一种直径及温度的在线测量装置，所述的步进电机组是由X步进电机、Y步进电机和Z步进电机组成，分别驱动工作平台X、Y、Z三个方向滑动。如上所述的一种直径及温度的在线测量装置，所述的温度直径测量装置是由传感头支撑板、传感头支撑垫板、仪器固定盒、传感头发射器、红外探头固定板、红外探头、红外探头信号线、传感头接收器和传感头信号线组成；其中所述传感头发射器、红外探头固定板、红外探头、红外探头信号线和传感头接收器安装在仪器固定盒中，其中所述传感头发射器使用传感头支撑板和传感头支撑垫板固定。如上所述的一种直径及温度的在线测量装置，所述的可移动工作平台是由工作台面、上层滑板、中层滑板、X向导轨、X步进电机、X联轴器、X丝杆副、Y向导轨、Y步进电机、Y联轴器、Y丝杆副、Z向导轨、Z步进电机、Z联轴器、Z丝杆副组成；其中所述工作台面安装在Z向导轨上，Z向导轨安装在上层滑板上，上层滑板和中层滑板依次安装在Y向导轨上，Y向导轨安装在X向导轨上；x步进电机依次通过X联轴器和X丝杆副驱动X向导轨；Y步进电机依次通过Y联轴器和Y丝杆副驱动Y向导轨；ζ步进电机依次通过Z联轴器和Z丝杆副驱动工作台面在Z向导轨上滑动。如上所述的一种直·径及温度的在线测量装置，所述的X向导轨使用X光栅尺位移传感器感应定位；Υ向导轨使用Y光栅尺位移传感器感应定位；工作台面在Z向导轨上使用Z光栅尺位移传感器感应定位。有益效果本实用新型的一种直径及温度的在线测量装置，可通过控制可移动工作平台的移动来控制测量仪器的运动，可移动工作平由计算机控制，能同时进行X、y、Z三个方向的运动；温度直径测量装置连接到多通道数据采集卡上，步进电机连接到可移动工作平台，再将多通道数据采集卡和步进电机接到计算机上，这样的结构装置能够同时测量被测物的直径和温度，具有体积小、灵活性好、成本低、易于操作，弥补现有技术的不足。
图1是本实用新型的一种直径及温度的在线测量装置示意图图2为图1的温度直径测量装置示意图图3为图2的A— A剖视图图4为图2的B-B剖视图[0017]图5为图1的可移动工作平台示意图图6为图5的左视图图7为温度直径测量装置的红外探头固定板其中I是计算机 2是多通道数据采集卡 3是温度直径测量装置4是纺丝机 5是带有三角支架的黑板 6是可移动工作平台7是步进电机组31是传感头支撑板 32是传感头支撑垫板 33是仪器固定盒34是传感头发射器 35是红外探头固定板 36是红外探头37是红外探头信号线38是传感头接收器 39是传感头信号线61是工作 台面 62是上层滑板 63是中层滑板64是X向导轨 65是X步进电机 66是X联轴器67是X丝杆副 68是X光栅尺位移传感器69Y向导轨 610是Y步进电机 611是Y联轴器612是Y丝杆副 613是Y光栅尺位移传感器614是Z向导轨 615是Z步进电机 616是Z联轴器617是Z丝杆副 618是Z光栅尺位移传感器
具体实施方式
下面结合具体实施方式
，进一步阐述本实用新型。如附图1所示，是本实用新型的一种直径及温度的在线测量装置，所述的温度直径测量装置3安装在可移动工作平台6上，在纺丝机4与可移动工作平台6之间安置一个带有三角支架的黑板5 ;多通道数据采集卡2 —端连接到温度直径测量装置3上，另一端连接到计算机I上；步进电机组7连接计算机1，并驱动可移动工作平台6。如附图2 4所示，是本实用新型的一种直径及温度的在线测量装置的温度直径测量装置，是由传感头支撑板31、传感头支撑垫板32、仪器固定盒33、传感头发射器34、红外探头固定板35、红外探头36、红外探头信号线37、传感头接收器38和传感头信号线39组成；其中所述传感头发射器34、红外探头固定板35、红外探头36、红外探头信号线37和传感头接收器38安装在仪器固定盒33中，其中所述传感头发射器34使用传感头支撑板31和传感头支撑垫板32固定。如附图5 6所示，是本实用新型的一种直径及温度的在线测量装置的可移动工作平台，是由工作台面61、上层滑板62、中层滑板63、X向导轨64、X步进电机65、X联轴器66、X丝杆副67、Y向导轨69、Y步进电机610、Y联轴器611、Y丝杆副612、Z向导轨614、Z步进电机615、Z联轴器616、Z丝杆副617组成；其中所述工作台67安装在Z向导轨614上，Z向导轨614安装在上层滑板62上，上层滑板62和中层滑板63依次安装在Y向导轨69上，Y向导轨69安装在X向导轨64上；X步进电机65依次通过X联轴器66和X丝杆副67驱动X向导轨64 ；Y步进电机610依次通过Y联轴器611和Y丝杆副612驱动Y向导轨69 ；Ζ步进电机615依次通过Z联轴器616和Z丝杆副617驱动工作台面61在Z向导轨614上滑动；所述的X向导轨64使用X光栅尺位移传感器68感应定位；Υ向导轨69使用Y光栅尺位移传感器613感应定位；工作台面61在Z向导轨614上使用Z光栅尺位移传感器618感应定位。如附图7所示，是本实用新型的一种直径及温度的在线测量装置的温度直径测量装置的红外探头固定 板35，其形状为正方形板，中间开有一个圆孔，一边开有矩形切口。
权利要求1.一种直径及温度的在线测量装置，其特征是:所述的温度直径测量装置(3)安装在可移动工作平台(6)上，在纺丝机(4)与可移动工作平台(6)之间安置一个带有三角支架的黑板(5);多通道数据采集卡(2) —端连接到温度直径测量装置(3)上，另一端连接到计算机(I)上；步进电机组(7)连接计算机(I)，并驱动可移动工作平台(6)。
2.根据权利要求1所述的一种直径及温度的在线测量装置，其特征在于，所述的步进电机组⑵是由三個步进电机組成的，分別是X步进电机(65)、Y步进电机(610)和Z步进电机(615)组成。
3.根据权利要求1所述的一种直径及温度的在线测量装置，其特征在于，所述的带有三角支架的黑板(5)下部为三角形，能直接放置于水平的地面上。
4.根据权利要求1所述的一种直径及温度的在线测量装置，其特征在于，所述的温度直径测量装置(3)是由传感头支撑板(31)、传感头支撑垫板(32)、仪器固定盒(33)、传感头发射器(34)、红外探头固定板(35)、红外探头(36)、红外探头信号线(37)、传感头接收器(38)和传感头信号线(39)组成；其中所述传感头发射器(34)、红外探头固定板(35)、红外探头(36)、红外探头信号线(37)和传感头接收器(38)安装在仪器固定盒(33)中，其中所述传感头发射器(34)使用传感头支撑板(31)和传感头支撑垫板(32)固定。
5.根据权利要求4所述的一种直径及温度的在线测量装置，其特征在于，所述的红外探头固定 板(35)为正方形板，中间开有一个圆孔，一边开有矩形切口。
6.根据权利要求1所述的一种直径及温度的在线测量装置，其特征在于，所述的可移动工作平台(6)是由工作台面(61)、上层滑板(62)、中层滑板(63)、X向导轨(64)、Χ步进电机(65)、Χ联轴器(66)、Χ丝杆副(67)、Υ向导轨(69)、Υ步进电机(610)、Υ联轴器(611)、Y丝杆副(612),Z向导轨(614)、Ζ步进电机(615)、Ζ联轴器(616)和Z丝杆副(617)组成；其中所述工作台面(61)安装在Z向导轨(614)上，Z向导轨(614)安装在上层滑板(62)上，上层滑板(62)和中层滑板(63)依次安装在Y向导轨(69)上，Y向导轨(69)安装在X向导轨(64)上；Χ步进电机(65)依次通过X联轴器(66)和X丝杆副(67)驱动X向导轨(64) ;丫步进电机(610)依次通过Y联轴器(611)和Y丝杆副(612)驱动Y向导轨(69) ；Ζ步进电机(615)依次通过Z联轴器(616)和Z丝杆副(617)驱动工作台面(61)在Z向导轨(614)上滑动。
7.根据权利要求6所述的一种直径及温度的在线测量装置，其特征在于，所述的X向导轨(64)使用X光栅尺位移传感器(68)感应定位；Υ向导轨(69)使用Y光栅尺位移传感器(613)感应定位；工作台面(61)在Z向导轨(614)上使用Z光栅尺位移传感器(618)感应定位。
专利摘要本实用新型涉及一种直径及温度的在线测量装置，主要包括计算机1、多通道数据采集卡2、温度直径测量装置3、纺丝机4、带有三角支架的黑板5、可移动工作平台6和步进电机7；将固定有激光传感器和红外探测器的测试盒置于可移动工作平台上，可通过控制可移动工作平台的移动来控制测量仪器的运动，可移动工作平由计算机控制，能同时进行x、y、z三个方向的运动；温度直径测量装置连接到多通道数据采集卡上，步进电机连接到可移动工作平台，再将多通道数据采集卡和步进电机接到计算机上，这样的结构装置能够同时测量被测物的直径和温度，具有体积小、灵活性好、成本低、易于操作，弥补现有技术的不足。
文档编号G01D21/02GK203116771SQ20132006819
公开日2013年8月7日 申请日期2013年2月5日 优先权日2013年2月5日
发明者杨胜林, 文欣, 李光, 金俊弘, 宋唯立, 沈凯, 李慧遥, 胡雅萍, 王文峰 申请人:东华大学