专利名称：纺织用转速检测装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种纺织用转速检测装置，更具体地说，本实用新型涉及一种纺织用纱线、锭子及罗拉等转速测定用的转速检测装置。
本领域技术人员公知，纱线的拈度、支数及条干均匀度是决定纱线质量的三大工艺指标，而其中正确、良好的拈度又是保证纱线的强度、光洁度及条干均匀度的必要条件。
另一方面，纱线、锭子及罗拉等的转速适当、均匀与否又是决定纱线的拈度、牵伸(即，支数)的重要因素。为全面、有效地控制好纺纱锭子的良好工艺性能，迄今为止，通过定期的锭速普查或在每一个纱锭上配备纱线拈度检测装置，对纱线转速、锭速等进行监控。然后，在实验室中采用纱线退绕方法，求得拈度量，再根据所测得的拈度，对纱线的转速、锭速等进行调节。
显然可见，上述传统的测试方法效率低，测试、调节麻烦，无法有效、及时地进行调节。
再有，以往的“审查拈度抽样测定”方法的抽样的比例通常只占纱锭总数的数百分之一至数千分之一。这样的测试方法漏洞很大。
近年来，有人发明了“闪光测试仪”、“红外线测试仪”及“纱线拈度监测装置”。所述“闪光测试仪”具有对各种旋转物体进行非接触式的直接测量的实用效果，但由于在实际使用中，必须手工调节闪光频率和用目光判断跟踪效果，其测试效果受到人为限制。另外，须再进行实测参数与指标值之间的对比运算，才能得到正确结论，由此，也使得测量效果再次受到限制。
“红外线测试仪”具有自动测速、能耗小及机动性强的优点，但存在的不足之处是使用时，须在被测物体上粘贴红外线反射材料，而这样必须在机器停止运转时才行。对于须多锭连续运转的纺织行业来说，这几乎是不可能。
“纱线拈度监测装置”。作为纺织后道工序中的粗、细纱等纺纱阶段中的纱线、锭子及罗拉等转速的转速测定，是在细纱机的每一锭的纱线通道上设置一个“纱线拈度监测头”，以便在生产过程中连续监测纱线拈度。当所测得的拈度信息与对比信息不一致时，即通过信号进行反馈，提示操作人员进行处理。该装置就一个纱锭而言，其检测效果固然不错，但由于细纱机的每机纱锭数较多(四、五百个)，一台细纱机所需配备的纱线拈度监测头数目即很大。对于配备数十台细纱机的厂方来说，其所耗费用极为昂贵，无法适用。
鉴于上述，本实用新型的目的是提供一种纱线转速检测装置，所述转速检测装置系采用光电传感器，利用红外线载负的纱线回转信号进行转速测定，其测定简便、快速、高效。
本实用新型的另一目的是提供一种纺织用锭子转速测定及纺织用罗拉等部件转速的转速检测装置，所述锭子及罗拉的转速检测装置系采用光电传感器，利用红外线载负的纱线回转信号进行转速的测定，其测定简便、快速、高效。
本实用新型的转速检测装置系由高精度传感器、检测线路、单片计算机等所构成一体化的测量装置，具有鉴别极其细微高速运转物体的转速的能力，可直接运算评估转速的差异量，并具备检测信息的长期储存和检索功能。
由于本实用新型的转速检测装置系采用光电传感器，利用红外线载负的纱线回转信号，对纱线、锭子及罗拉的转速进行测定，所以，本实用新型的转速检测装置可在二、三秒内完成单锭纱线的回转速度的测定，并由于所述转速检测装置具备转速差异信号显示，所以，省去了使用者判断实测转速和心算转速差异百分比的时间，进一步提供检测效率。并便于藉由信息的储存，便于检测人员即时进行分析和处理。
本实用新型的转速检测装置由检测电路和运算电路所构成。
所述检测电路包括光电传感器、与光电传感器连接的信号放大器、与所述信号放大器、CPU、工作状况指示器及灵敏度调节元件同时连接的脉冲整形组件，与上述脉冲整形组件连接的灵敏度调整元件及同时与脉冲整形组件及CPU连接的工作状况指标器等。所述电路为进行检测信号的输入、放大、整形等的模拟电路。
所述运算电路包括作为核心部件的单片计算机(CPU)，与CPU连接的键盘，与CPU连接的液晶显示器(LCD)，与CPU及存储器连接的晶振发生器，与CPU连接的存储器，与CPU连接的偏差指示器，与CPU及工作状况指示器同时连接的电源控制器。所述电路系进行测量结果、提供检测效率及进行储存的数字电路。
在上述电路中，所述光电传感器采用红外发射和接受装置，所述信号放大器为三极管放大器。所述脉冲整形组件由比较触发器、整流管及电阻构成。所述灵敏度调整元件的功能由一电阻完成，而所述工作状况指示器为一发光二极管，可分别以绿色光、红色光及熄灭显示待测、测定及完成测量等的工作状况。所述偏差指示器也是一发光二极管，可分别以绿色光、红色光及黄色光显示符合偏差、高于偏差及低于偏差指标的三种测量结果的状态。
本实用新型的转速检测装置的作用原理是光电传感器的红外发射装置发出红外光；在纱线回转的有效距离内，通过旋转着的被测纱线的反射(或旋转物体的反光条反射)，由光敏元件接受纱线回转信号；所述信号经放大电路放大，再经过脉冲整形之后，输入单片计算机进行计数和运算；运算所得到的转速数据经单片计算机记录储存的同时，由液晶显示器显示输出，并由工作状况指示器及双色LED(偏差显示器)显示器显示转速状态。
更具体地，参照附图，本实用新型的转速检测装置的测量电路工作包括如下4个工作阶段1．“0”态阶段按下开关键，前级电源接通，各个电源引入端VDD同时供给工作电流。单片计算机CPU处于零态，显示器LCD显示“0”。
2．测速准备“待测”阶段按下测速键，单片机输出检测电路的测速信号，测速电路的VDD电源提供测速工作电流，此时，工况指示器L’亮绿色信号灯，表示进入测速准备阶段。
3．测速阶段光电传感器的红外线接受管BG2接受到转速信号后，产生与转速同步的测速信息，经放大，整形和灵敏度调整后，输出工计算机CPU使用的方形脉冲信号；所述脉冲信号的一部分供给至工作状况指示器电路，工作状况指示器L2亮红色信号灯，表示接受到测速信号；所述脉冲信号的另一部分供给至计算机CPU，在这里，脉冲信号与4MHz的晶振发生器频率进行比较运算，根据预先输入的计算程序，定时向液晶显示器LCD提供实测数据。
4．测试结果的比较、输出阶段计算机CPU根据预先设定的完成测速的周期(时间)，自行结束检测运算，输出停止测速的指令和偏差范围信息，测速电路接受停测指令之后，VDD停止提供电流；偏差指示器接受到实测状态信息后，其显示器L4、L5(即，偏差范围显示器，又称双色LED显示器，分别由发光二极管D9、D10构成)分别、或共同闪亮绿、红、黄色光。液晶显示器保留测速数据。
本实用新型的转速检测装置也可在测速之前，预先进行转速指标数据的设定(设定1)及偏差许可范围的设定(设定2)，并编入运算程序，便于转速测定时的及时的比较等的利用。
本实用新型的转速检测装置也可在测速之前，预先储存多个与测速有关的资料、数据等，以供转速测定时的利用。
本实用新型的转速检测装置电路中的存储器可以储存多达999个信息，所以，可以方便地作多类数据的预先设定和储存，更加提供测速效率。
在本实用新型的转速检测装置的检测电路中，优选的是，所述光电传感器的信号放大器BG1为9015型三极管放大器；所述光电传感器的红外线接受管BG2，所述开关管BG3、BG4、BG7分别为9012、9012及9013型三极管。组成所述脉冲整形组件的比较触发器ICA、ICC、ICD为LM3234型。所述整流管D9、D10分别为2AP9及4148型。
在上述的检测电路中，R4、R19的阻值在26-30K欧姆、优选的是27K欧姆；R6、R7的阻值在1-2K欧姆、优选的是1K欧姆；R9、R11、R12的阻值在14-18K欧姆，优选的是15K；R166的阻值在100-110K欧姆、优选的是，102K欧姆。
在本实用新型的转速检测装置的检测电路中，起灵敏度调整元件功能的电阻R5的阻值为40-60K。
在本实用新型的转速检测装置的运算电路中，R1的阻值在180-240欧姆、优选的是，190-200欧姆；R2的阻值在280-340欧姆、优选的是，290-300欧姆；R3的阻值在9-10K欧姆；2个R6的阻值在6-7K欧姆、优选的是，6．0-6．5K欧姆；R23的阻值在95-105K欧姆、优选的是，100K欧姆。C1、C2的电容值为20-22PF。
在本实用新型的转速检测装置的运算电路中，开关管BG5、BG6为9012型。所述存储器IC1为CIP6型。D1-D8为键盘电路中所使用的二极管。
图1所示为本实用新型的转速检测装置的电路结构原理图。
图2所示为本实用新型的转速检测装置的具体电路图。
图3所示为本实用新型的转速检测装置的外形正面图。
图4所示为本实用新型的转速检测装置与以往的“闪光测试仪”、“红外线测试仪”及“纱线拈度监测装置”等测试仪器等的测试效率比较图。
图中，1为检测电路部分，2为运算电路部分，3为键盘部分，4为晶振发生器。5为CPU，6为存储器。7为工作状况指示器，8为偏差范围显示器，9为测速键，10为开关键。VDD为各个电源引入端。LCD为转速检测装置的液晶显示器，CPU为单片机(中央处理器)。IC1为存储器，BG1-BG6为三极管，R1、R2、R7、R10、R13、R14、R20及R23等分别为电阻，L1、L2、L3、L4、L5等分别为发光二极管，D9、D10分别为整流管。ICA，ICD为触发比较器。
本实用新型的转速检测装置的工作电压采用直流电源4．5V。
以下，参照附图，结合实施例和测试例，更详细地说明本实用新型。
实施例1本实用新型的转速检测装置的配制按附图2所示电路，配制转速检测装置。在所述检测电路中，所述光电传感器的信号放大器BG1为9015型三极管放大器；所述光电传感器的红外线接受管BG2，所述开关管BG3、BG4、BG7分别为9012、9012及9013型三极管。组成所述脉冲整形组件的比较触发器ICA、ICC、ICD为LM3234型。所述整流管D9、D10分别为2AP9及4148型。
在上述的检测电路中，R4、R19的阻值为27K欧姆；R6、R7的阻值在为1K欧姆；R9、R11、R12的阻值取15K；R14的阻值为8．2K。R16的阻值取100K欧姆。
所述起灵敏度调整元件功能的电阻R5的阻值为47K。
在本实用新型的转速检测装置的运算电路中，R1的阻值取200欧姆；R2的阻值取300欧姆；R3的阻值为10K欧姆；2个R6的阻值在6．1K欧姆；R23的阻值取100K欧姆。C1、C2的电容值为20PF，C3的电容值编号为104。
在本实用新型的上述运算电路中，所述CPU为DIP18型，所述存储器为CIP6型号。
测试例1纱线转速的测试本测试例的电路工作原理如下将本实用新型的转速检测装置的测试头对准运行中、位于导钩和锭子上端之间的高速回转纱线，距离小于1厘米。
本测试例的电路工作情况如下按下开关键，前级电源接通单片机CPU的电源引入端VDD、存储器IC1的电源引入端VDD及测量电路的电源引入端VDD同时供给工作电流。
1．单片机通电进入工作阶段对显示器LCD的信号电路提供“0”信号，则LCD显示“0”。对晶振发生器的工作电路提供工作电流，产生并接受4MHZ晶振信号；通过对存储器ICI的信息电路，完成测量资料随时存取的准备；通过与键盘的指令电路完成执行准备。
另外，通过电阻R23令开关管BG6截至。致使开关管BG5不工作，测量电路无电流提供，不工作。
在上述阶段，可以完成以下工作根据预定指标设定标准转速；根据计数要求设定允许的偏差范围；也可进行以前资料的检索等。
2．测速准备(待测)阶段按下测速键，进入测试准备工作程序。单片机输出测速信号，经R23，导通开关管BG6。开关管BG5的控制极因开关管BG6导通，由电流通过，BG5导通。测量电路中的工作电流由UDD经BG5、R20、L3回负极。红外线发光二极管L3通电后工作，产生红外线光源供测量使用。
当光电传感器未进入有效测量区时，红外线接受管BG2因接受不到被纱线反射回来的红外光，处于截至状态。放大器BG1控制极因BG2截至，无电流通过，构成截至条件。无信号输出。
由于前级无信号，ICA输出端同样无信号输出。开关管BG7因控制极无信号而截至。整流管D10因BG7截至而形成反向电势，开关管BG4由于控制极受D10的反向电势的影响而截至。由此，使得BG3控制极电位降低，满足该管导通条件，BG13导通。测量电路中，工作电流由UDD经BG5、BG3、R7及L1回至负极。工作状况指示器L1通电后工作，产生绿色信号，表示处于待测状态。
3．测速工作阶段当光电传感器进入有效测量区之后，红外线接受管BG2接受到高速纱线反射回来的红外线光，满足该管的导通条件。此时，BG2形成与回转纱线速度同步的通断状态。串接在BG2发射极和控制极之间的R10和ICC用于控制BG2的工作电位和构成BG2自身放大。
BG2的通断状态通过该管的集电极直接控制放大器BG1，进行信号放大。BG1放大后的转速脉冲信号经R14、IC；C及R12反馈控制和D9的整流控制，完成脉冲整形任务。整形后的转速信号由W1调整信号强度和电位后，提供给比较器ICA，作为信号输出灵敏度控制。IC；A的输出的转速脉冲信号满足运算电路的应用要求。
ICA输出的脉冲信号经R4令开关管BG7导通。BG7导通后，整流管D10负极电位降低，满足开关管BG4的导通条件，BG4导通。测量电路中工作电流由UDD经BG5、BG4、R18及L2回至负极。工作状况指示器L2通电后工作，产生红色信号，表示处于测试状态。
BG4导通后，引起BG3的控制极的电位升高，致使BG3截至，L1无工作电流，自行熄灭。
在上述的测量过程中，因ICA输出的是脉冲转速信号，工作状况指示电路通断互换，所以，使得L1和L2交替亮灭。
4．测试结果的比较、输出阶段ICA输出的脉冲信号同时通过单片机CPU的输入与机内的晶振信号进行频率比较，通过机内运算取得的结果定时向显示器LCD提供测量信息。藉由LCD通过液晶定时变更最新测量记录。
当单片机在满足设定的工作要求，即，“连续三次测量运算结果基本一致，即完成测量任务”之后，自动进行实测指示与标准转速指示的对比运算，并换算成百分比差值。该差值再与原先设定的允许偏差值百分比范围进行比较，得到三种结果符合偏差指标；高于偏差指标；低于偏差指标。
上述三种结果分别化成指令信号，由单片机输出，经R2，L5或R1，L4，或共同进行后返回单片机CPU，完成最后的测量程序偏差指示器L5或L4，或共同进行闪烁提示，然后熄灭。恢复至开机状态。保留最后测量记录，重新进入待测状态或关机。
使用本实用新型的转速检测装置，可以方便地对纱线转速进行测试，通常。可在二、三秒内测得一个锭子上方的纱线转速。藉由所述转速测定，可以方便地通过公式得出纱线拈度，从而，可以根据要求，对纱线的拈度、转速等作出调整。
另外，由于本实用新型的转速检测装置可以储存多达999个的信息，所以，本实用新型得到转速检测装置可在测速之前，预先根据所需所需的各项指标，作转速指标数据的设定(设定1)及偏差许可范围的设定(设定2)，编入运算程序便于转速测定的即时利用。
测试例2纱锭转速的测定首先，在空纱管上方套上热缩套管，在热缩套管上粘贴反光条，作为测量锭子转速的专用纱管。然后，将转速检测装置的检测头靠近旋转着反光条，距离1厘米，其余操作同上。二秒内可测得一个锭子的转速。
测试例3罗拉转速的测定首先，在罗拉不停止转动的情况下，在罗拉一端粘贴反光块，便于测得罗拉转速。然后，将转速检测装置的检测头靠近旋转着的罗拉反光块，距离0．5-1厘米，其余操作同上。二秒内可测得一个罗拉的转速。
本实用新型的转速检测装置的外壳形状可作成各种形状，其中，从使用方便考虑，以类似通常的电器遥控器的薄块矩形状为宜。
本实用新型的转速检测装置系由高精度传感器、检测线路、单片计算机等组成一体化的测量装置，具有鉴别极其细微高速运转物体的转速的能力，可直接运算评估转速的差异量，并具备检测信息的长期储存和检索功能。
由此，本实用新型的转速检测装置可不必作任何测试准备，在二、三秒内完成单锭纱线的回转速度的测定，并由于所述转速检测装置具备转速差异信号显示，所以，省去了使用者判断实测转速和心算转速差异百分比的时间，进一步提供检测效率。从附图4可见，本实用新型的转速检测装置可以获得极高的转速测定效率。并藉由信息的储存，本实用新型的转速检测装置便于检测人员即时进行分析和处理。
不言而喻，本实用新型的转速检测装置不光可用于纱线、纱锭及罗拉等的转速测定，且也可用于其它纺织部件等的转速测定。本实用新型的转速检测装置的测速范围在100-60，000rpm，其测量精度的误差小于±1‰，其被测纱线直径≥0．7mm，被测轴径≥10mm。另外，本实用新型的转速检测装置只需使用直流电源，如，三节五号干电池即可。所以，本实用新型的转速检测装置是一种包括纱线转速在内的简便、高效、理想的纺织用转速检测装置。
权利要求1．一种纺织用转速检测装置，其特征在于，所述转速检测装置电路由检测电路和运算电路所构成；所述检测电路包括光电传感器，与光电传感器连接的信号放大器，与所述信号放大器、CPU、工作状况指示器及灵敏度调节元件同时连接的脉冲整形组件，与上述脉冲整形组件连接的灵敏度调整元件及同时与脉冲整形组件及CPU连接的工作状况指标器；所述运算电路包括作为核心部件的单片计算机CPU，与CPU连接的键盘，与CPU连接的液晶显示器，与CPU及存储器连接的晶振发生器，与CPU连接的存储器，与CPU连接的偏差指示器，与CPU及工作状况指示器同时连接的电源控制器。
2．如权利要求1所述的转速检测装置，其特征在于，在上述电路中，所述光电传感器采用红外发射和接受装置，所述信号放大器为三极管放大器。
3．如权利要求1所述的转速检测装置，其特征在于，在上述电路中，所述脉冲整形组件包括比较触发器、整流管及电阻。
4．如权利要求1所述的转速检测装置，其特征在于，在上述电路中，所述灵敏度调整元件的功能由一电阻完成，而所述工作状况指示器为一发光二极管。
5．如权利要求1所述的转速检测装置，其特征在于，所述作为灵敏度调节元件的电阻R5的阻值在40-60K欧姆。
6．如权利要求5所述的转速检测装置，其特征在于，所述电阻R5的阻值为47K。
7．如权利要求1所述的转速检测装置，其特征在于，在上述电路中，所述光电传感器的信号放大器BG1为9015型三极管放大器；所述光电传感器的红外线接受管BG2，所述开关管BG3、BG4、BG7分别为9012、9012及9013型三极管。
8．如权利要求1所述的转速检测装置，其特征在于，组成所述脉冲整形组件的比较触发器ICA、ICC、ICD为LM3234型，所述整流管D9、D10分别为2AP9及4148型。
9．如权利要求1所述的转速检测装置，其特征在于，所述运算电路中的C1、C2的电容值为20-22PF。
专利摘要一种纺织用转速检测装置,包括:由光电传感器、信号放大器、脉冲整形组件、灵敏度调整元件及工作状况指示器等构成的检测电路,和由单片机、键盘、液晶显示器、晶振发生器、偏差指示器等构成的运算电路。光电传感器接受被测纱线的红外线载负的反射信号,经放大和脉冲整形之后,输入CPU进行计算。所得数据在记录储存的同时,由液晶显示器显示输出,LED显示器显示转速状态。本实用新型为一简便、高效的纺织用转速检测装置。
文档编号G01P3/36GK2417183SQ99252138
公开日2001年1月31日 申请日期1999年12月16日 优先权日1999年12月16日
发明者刘大宝, 陈厦新, 王迅, 陈立新, 朱建锋 申请人:上海恒源祥绒线有限公司