一种电容感应丝线张力测量设备的制作方法

本实用新型涉及一种电容感应丝线张力测量设备。

背景技术：

丝线张力测量是纺织工艺中的一个重要环节，对丝线张力的实时测量关系到织物的品质及生产效率。张力测量的方法大多采用悬臂梁与应变电阻法将张力转换为电信号。采用电容感应法进行张力测量，在其他领域已有应用，如文件CN201110376420、CN201110376461所描述的利用电容感应测量钢丝绳张力的方法。但是这种方法测得的张力随电容极板的间隙变化，二者之间成反比关系，线性化难度较大；且微小的间隙变化会引起测量结果较大的变化，易受外部振动、冲击的影响，对应用环境要求较高，不适用于对丝线张力的测量。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种电容感应丝线张力测量设备，将丝线张力转换为感应电容阵列的相对旋转角度，改变感应电容的面积，通过电容测量电路检测电容变化量，从而反应丝线张力的大小。

为了达到上述目的，本实用新型的技术方案是：

一种电容感应丝线张力测量设备，包括固定盘、旋转盘、固定轴，所述固定盘通过固定轴与旋转盘相连；所述固定盘上开设有1个以上的第一同轴环形槽，所述旋转盘下表面开设有1个以上的第二同轴环形槽，所述第一同轴环形槽和第二同轴环形槽内分别安装有固定极板架、旋转极板架，且所述固定极板架与旋转极板架间隔安装，所述固定极板架与固定极板相连，所述旋转极板架与旋转极板相连，所述固定极板与旋转极板形成具有固定间隙的极板对；所述旋转盘上表面开设有弧形沟槽，所述弧形沟槽内分别安装有滑块、弹簧，所述弹簧一端与滑块相连，所述弹簧另一端与旋转盘的弧形沟槽内侧壁相连；所述滑块上安装有固定导轮，所述固定导轮通过连接臂与固定轴固连，所述旋转盘上分别安装有第一旋转导轮、第二旋转导轮。

所述第一旋转导轮和固定轴之间连线与第二旋转导轮和固定轴之间连线的夹角为90度。

所述弧形沟槽为四分之一的圆环，且所述第一旋转导轮和第二旋转导轮的导轮轴心线与弧形沟槽位于同一圆环上。

所述固定盘外安装有屏蔽壳，所述旋转盘外安装有屏蔽盖，所述屏蔽壳与屏蔽盖相连，所述屏蔽盖上开设有弧形孔。

所述固定轴包括轴肩，所述轴肩与第一台阶柱相连，所述第一台阶柱与第二台阶柱相连，所述第二台阶柱与第三台阶柱相连，所述第三台阶柱与螺纹杆相连，所述第三台阶柱上开设有第一键槽；所述固定盘与固定轴同轴安装，且固定盘安装在第一台阶柱上；所述第二台阶柱与轴承的内圈相连，所述轴承的外圈与旋转盘相连。

所述固定盘侧壁上开设有第一固定定位针孔，所述固定极板架下侧壁上开设有第二固定定位针孔，所述固定盘通过固定定位针穿过第一固定定位针孔、第二固定定位针孔后与固定极板架相连，所述固定极板架上粘接有固定极板；所述旋转盘侧壁上开设有第一旋转定位针孔，所述旋转极板架上侧壁上开设有第二旋转定位针孔，所述旋转盘通过旋转定位针穿过第一旋转定位针孔、第二旋转定位针孔后与旋转极板架相连，所述旋转极板架上粘接有旋转极板。

所述连接臂一端开设有第一轴孔，所述第一轴孔内侧壁上开设有第二键槽，所述第一轴孔安装固定于第三台阶柱上，且所述第二键槽和第一键槽内安装有键，所述第一轴孔上方的螺纹杆上安装有锁紧螺母，所述锁紧螺母与连接臂抵紧安装；所述连接臂另一端开设有第二轴孔。

所述滑块上安装有固定导轮轴，所述固定导轮轴包括固定导轮轴螺纹杆，所述固定导轮轴螺纹杆与固定导轮轴六角柱相连，所述固定导轮轴六角柱与第一固定导轮轴光轴相连，所述第一固定导轮轴光轴与第二固定导轮轴光轴相连；所述固定导轮轴螺纹杆与滑块相连，所述第一固定导轮轴光轴穿过第二轴孔后与连接臂相连，所述第二固定导轮轴光轴上安装有固定导轮。

所述旋转盘上安装有第一旋转导轮轴，所述第一旋转导轮轴包括第一旋转导轮轴螺纹杆，所述第一旋转导轮轴螺纹杆与第一旋转导轮轴六角柱相连，所述第一旋转导轮轴六角柱与第一旋转导轮轴光轴相连；所述第一旋转导轮轴螺纹杆与旋转盘相连，所述第一旋转导轮轴光轴上安装有第一旋转导轮。

所述旋转盘上安装有第二旋转导轮轴，所述第二旋转导轮轴包括第二旋转导轮轴螺纹杆，所述第二旋转导轮轴螺纹杆与第二旋转导轮轴六角柱相连，所述第二旋转导轮轴六角柱与第二旋转导轮轴光轴相连；所述第二旋转导轮轴螺纹杆与旋转盘相连，所述第二旋转导轮轴光轴上安装有第二旋转导轮。

本实用新型的有益效果是：（1）本实用新型采用电容极板阵列形式改进感应电容的结构，有效增加的感应面积，提高了测量的灵敏度；（2）将丝线张力转换为电容极板的相对旋转角度，改变感应面积，避免了极板间隙改变引起的非线性问题，提高了信号的稳定性，降低了信号处理的难度。

附图说明

图1为本实用新型的无屏蔽组件结构示意图；

图2为本实用新型剖视图；

图3为固定轴结构示意图；

图4为固定盘结构示意图；

图5为感应电容结构示意图；

图6为旋转盘顶面结构示意图；

图7 为旋转盘底面结构示意图；

图8 为固定导轮轴结构示意图；

图9为第一旋转导轮轴结构示意图；

图10为第二旋转导轮轴结构示意图；

图11位连接臂结构示意图；

图12为屏蔽壳结构示意图；

图13为屏蔽盖结构示意图；

图14为电容连接示意图；

图15为绕线初始位置状态示意图；

图16为旋转盘转动一定角度后位置示意图。

具体实施方式

实施例1

如图1、图2、图4、图5、图6、图7所示，一种电容感应丝线张力测量设备，包括固定盘1、旋转盘2、固定轴3，所述固定盘1通过固定轴3与旋转盘2相连；所述固定盘1上开设有1个以上的第一同轴环形槽11，所述旋转盘2下表面开设有1个以上的第二同轴环形槽21，所述第一同轴环形槽11和第二同轴环形槽21内分别安装有固定极板架41、旋转极板架42，且所述固定极板架41与旋转极板架42间隔安装，所述固定极板架41与固定极板43相连，所述旋转极板架42与旋转极板44相连，所述固定极板43与旋转极板44形成具有固定间隙的极板对；所述旋转盘2上表面开设有弧形沟槽22，所述弧形沟槽22内分别安装有滑块23、弹簧24，所述弹簧24一端与滑块23相连，所述旋转盘2的弧形沟槽22内安装有弹簧座，所述弹簧24另一端与弹簧座相连；所述滑块23上安装有固定导轮4，所述固定导轮4通过连接臂5与固定轴3固连，所述旋转盘2上分别安装有第一旋转导轮6、第二旋转导轮7。固定盘1、旋转盘2、固定极板架41和旋转极板架42均采用绝缘材料制作。固定极板43、旋转极板44采用铜箔或铝箔制作，并在表面喷涂氧化铝，使其表面绝缘。

所述第一旋转导轮6和固定轴3之间连线与第二旋转导轮7和固定轴3之间连线的夹角为90度。

所述弧形沟槽22为四分之一的圆环，且所述第一旋转导轮6和第二旋转导轮7的导轮轴心线与弧形沟槽22位于同一圆环上。

如图12、图13所示，所述固定盘1外安装有屏蔽壳91，所述旋转盘2外安装有屏蔽盖92，所述屏蔽壳91与屏蔽盖92相连，所述屏蔽盖92上开设有弧形孔93。屏蔽壳91底板开中心孔，中心孔周围开四个圆孔，与固定轴3的轴肩31上四个圆孔和固定盘1上四个螺纹孔对应。屏蔽壳91安装于固定轴3轴肩31与固定盘1之间，通过螺钉将三者固定。屏蔽盖92包括顶板和裙边，顶板直径大于屏蔽壳91侧壁直径，使屏蔽壳91侧壁可嵌入屏蔽盖92裙边内，并紧密接触。屏蔽盖92安装后，使固定导轮轴61处于边缘圆孔中，使第一旋转导轮轴71和第二导轮轴81处于弧形孔中。屏蔽壳91与屏蔽盖92均采用导体材料制作。

如图3所示，所述固定轴3包括轴肩31，轴肩31端面上开四个圆孔；固定盘1中心孔四周开四个螺纹孔与固定轴3的轴肩31上四个圆孔对应。所述轴肩31与第一台阶柱32相连，所述第一台阶柱32与第二台阶柱33相连，所述第二台阶柱33与第三台阶柱34相连，所述第三台阶柱34与螺纹杆35相连，所述第三台阶柱34上开设有第一键槽36；所述固定盘1与固定轴3同轴安装，且固定盘1安装在第一台阶柱32上；所述第二台阶柱33与轴承37的内圈相连，所述轴承37的外圈与旋转盘2相连。

所述固定盘1侧壁上开设有第一固定定位针孔12，所述固定极板架41下侧壁上开设有第二固定定位针孔13，所述固定盘1通过固定定位针穿过第一固定定位针孔12、第二固定定位针孔13后与固定极板架41相连，所述固定极板架41上粘接有固定极板43；所述旋转盘2侧壁上开设有第一旋转定位针孔25，所述旋转极板架42上侧壁上开设有第二旋转定位针孔26，所述旋转盘2通过旋转定位针穿过第一旋转定位针孔25、第二旋转定位针孔26后与旋转极板架42相连，所述旋转极板架42上粘接有旋转极板44。

如图11所示，所述连接臂5一端开设有第一轴孔51，所述第一轴孔51内侧壁上开设有第二键槽52，所述第一轴孔51安装固定于第三台阶柱34上，且所述第二键槽52和第一键槽36内安装有键53，所述第一轴孔51上方的螺纹杆35上安装有锁紧螺母55，所述锁紧螺母55与连接臂5抵紧安装；所述连接臂5另一端开设有第二轴孔54。

如图8所示，所述滑块23上安装有固定导轮轴61，所述固定导轮轴61包括固定导轮轴螺纹杆62，所述固定导轮轴螺纹杆62与固定导轮轴六角柱63相连，所述固定导轮轴六角柱63与第一固定导轮轴光轴64相连，所述第一固定导轮轴光轴64与第二固定导轮轴光轴65相连；所述固定导轮轴螺纹杆62与滑块23相连，所述第一固定导轮轴光轴64穿过第二轴孔54后与连接臂5相连，所述第二固定导轮轴光轴65上安装有固定导轮4。

如图9所示，所述旋转盘2上安装有第一旋转导轮轴71，所述第一旋转导轮轴71包括第一旋转导轮轴螺纹杆72，所述第一旋转导轮轴螺纹杆72与第一旋转导轮轴六角柱73相连，所述第一旋转导轮轴六角柱73与第一旋转导轮轴光轴74相连；所述第一旋转导轮轴螺纹杆72与旋转盘2相连，所述第一旋转导轮轴光轴74上安装有第一旋转导轮6。

如图10所示，所述旋转盘2上安装有第二旋转导轮轴81，所述第二旋转导轮轴81包括第二旋转导轮轴螺纹杆82，所述第二旋转导轮轴螺纹杆82与第二旋转导轮轴六角柱83相连，所述第二旋转导轮轴六角柱83与第二旋转导轮轴光轴84相连；所述第二旋转导轮轴螺纹杆82与旋转盘2相连，所述第二旋转导轮轴光轴84上安装有第二旋转导轮7。

如图14、图15、图16所示，一种电容感应丝线张力测量设备工作原理：装置完成安装后，将固定极板43上每个极板用导线连接在一起形成感应电容的一极，旋转极板44上的每个极板用导线连接在一起形成感应电容的另一极。初始位置时，固定极板43与旋转极板44位置相同，感应电容的面积最大，电容值也最大。旋转时，固定导轮轴61使滑块23固定不动，弹簧24则一端固定，另一端随着旋转盘2一起转动，从而使弹簧24压缩。将丝线分别绕过固定导轮4、第一旋转导轮6、第二旋转导轮7，则会对旋转组件产生旋转力矩，并驱动其向弹簧24压缩的方向转动，直到与弹簧24压缩力达到平衡。丝线张力越大，产生的旋转力矩越大，则旋转盘2的转动角度就越大。旋转盘2转动带动旋转极板44产生错位，使感应电容的面积减小，电容值降低。如前所诉，丝线张力越大，旋转盘2的转动角度越大，则感应电容的面积越小，电容值变化越大。通过电容测量电路（CV电路）可精确测量电容变化量，从而转换为丝线张力大小。此外，屏蔽壳91与屏蔽盖92将感应电容包围在内，降低外部电磁干扰对感应电容的影响。

本实施例的一种电容感应丝线张力测量设备，将丝线张力转换为感应电容阵列的相对旋转角度，改变感应电容的面积，通过电容测量电路检测电容变化量，从而反应丝线张力的大小。