一种自适应测量距离（一定范围内）的细纱机断线检测传感装置，包含钢丝圈、钢领、钢圈外侧的检测探头和自适应传感器距离变化的信号处理电路。工作时钢丝圈在钢领上高速旋转。在钢圈附近固定所述断线检测传感器，装置内包含超薄传感器线圈（厚度小于0.3mm）以及可感知磁场微小变化的检测电路和自适应传感器距离变化的信号处理电路，可以检测到所述钢丝圈的周期运动。该装置检测距离范围大，灵敏度高，具有较强的抗干扰能力，且体积较小安装方便，不影响原有工作位置布局。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及测量距离的检测传感技术，尤其是纺织行业细纱机工作时纱锭断线的实时检测。
技术介绍
随着纺织行业的快速发展，实现细纱机断线检测的传统方式一人工巡检，由于存在工作强度大、效率较低的弊端，已经无法满足行业需求。为此很多纺织技术人员做了大量科研工作，探索如何自动检测细纱机的纺线断线。目前，一种可以实现细纱机断线检测的方式是采用光电式断线传感器，即传感器发射头工作时射出一束光束，该光束穿透检测区域将光斑投射的光电接收头上，断纱传感器通过光电探头获取动态的开关信号，当有断纱通过光束时，检知器会通过相应的接口输出有效信号。由于细沙纺机的纱线很细，纺纱车间灰尘多等因素的影响，在使用中误报率偏高，该方式在实际的断线检测中应用很少。另一种实现细纱机断线检测的方式是采用电磁方式，将被磁化的钢圈作为检测目标。这种方法的检测效果受钢圈磁化效果的影响较大，随着使用时间的增加，钢圈的剩磁变化较大，分散性相应加大，检测结果的精度和可靠性会逐渐降低，其电磁检测电路简单，虽然磁化后的钢丝圈对线圈的影响比没有磁化前成倍增加，但信号还是很弱，检测距离受到影响，一般低于5mm，误报率高。有的采用图像处理技术实现纱线断线检测的方式，即将反射式光电传感器置于导纱钩和纱管之间，探测纱线运动状态，从而达到检测纱线断纱的目的。该方法不足之处:由于需要依靠光发射器和接收器实现信号的采集，结果容易受到纺织场所内光线发射和接收装置之间漂浮纤维和其他飞尘影响，导致误报；长时间工作在生产车间内，光发射和接收探头容易附着大量油污和微尘，导致传感器的识别率下降；由于细纱机纱锭数目众多，机构复杂且工作空间狭小，清洗光线发射和接收装置的探头费时费力，影响正常工业生产。但是由于细纱机工作时机体占空间大线距宽，故实现成本偏高，很难在实际中实现规模化应用。最近出现了一种方案是使用永久磁铁及传感线圈作为检测的敏感元件，永磁体在前，线圈在后组成传感器，传感器靠近钢领，当钢丝圈经过传感器时，永磁体磁路的磁通发生变化，从而在传感器线圈上感应出信号电压，实现纱线断线检测。该方案不足之处:永磁铁靠近钢领会对钢领及钢丝圈有磁化作用，钢丝圈经过时永磁铁对钢丝圈有吸引力，阻碍钢丝圈的运动，改变了纺纱机原来无阻力的运动状态，长时间运行会增加断线概率；另外，传感器安装在细纱机的铁质台面上，永磁铁的磁力线会向磁导率更高的铁质台面聚集，导致传感线圈所处空间内磁力线密度减小，降低检测的灵敏度和有效检测距离，实际检测距离很难超过5_。由于细纱纺织机台很难改造为非铁质材料，这些干扰因素很难排除。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种装置，实现细纱机断线的长距离(2-10mm)、实时精确检测。本专利技术利用电涡流效应实现细纱机断纱检测。钢丝圈与钢领是细纱机原有的机构组成零件，所述装置工作时，所述传感器感应线圈需要安装于钢领轨道外侧有效检测范围内。检测传感装置内部包含传感器线圈及支架、可感知磁场微小变化的检测电路和自适应传感器距离变化的信号处理电路，可以探测到所述钢领上钢丝圈的周期运动。实现本专利技术细纱机断线检测的技术方案如下。1、断线检测电路。( 1)线圈传感器作为振荡电路的电感，振荡电流流过线圈，在周围产生交变磁场，钢领上产生电涡流，当钢丝圈经过时，电涡流会发生变化，改变线圈的阻抗和等效品质因数，振荡电压发生变化，钢丝圈根据电压信号调制振荡信号。(2)将步骤(1)产生的电压信号进行解调，进行滤波处理。(3)将步骤(2)中的电压信号进行具有自动增益控制的放大处理。(4)将步骤(3)中的电压信号通过比较器进行变换，使步骤(3)中的电压信号变成一定频率和幅度的矩形波，该方波频率即为钢丝圈绕钢领旋转的频率。(5)对步骤(4)中的矩形波信号，进行频率判断。(6)所述步骤(5)之后，若方波频率高于设定值，则传感器输出端输出持续的低电平信号，表示没有断线。(7)所述步骤(5)之后，若无方波，频率为0，则传感器输出端输出高电平信号，表示断线。2、米用超薄感应线圈。(1)根据文献仪器仪表学报，2007年6期，于亚婷，杜平安等文章“线圈形状及几何参数对电涡流传感器性能的影响”可知，线圈匝数一定时，内径越大、外径越大、厚度越小，传感器阻抗提离高度变化梯度越大，即灵敏度越高，线性范围越小；当线圈匝数密度相同时，线圈内径越小、外径越大、厚度越大时，传感器的灵敏度越高，线性范围越小。(2)在(1)实验数据的基础上，选择0.1mm线径、厚度小于0.3mm的超薄线圈，灵敏度高，线性范围较大，满足了测量需求。3、采用自动增益控制的放大电路。(1)为了实现信号放大倍数在一定范围内根据信号的大小自动调节，需要采用自动增益控制放大对信号进行处理。传感器线圈距离钢领近信号就大，放大倍数就小一些，距离远信号就小，放大器的放大倍数就大一些，使得传感器在一定距离(10mm)范围内，都能检测钢丝圈经过的信号。根据本专利技术的第一方面的实施例，提出一种自动增益控制的放大电路，包括第一级自动增益放大控制器(13)和第二级自动增益放大控制器(14)，所述第一级自动增益放大控制器(13)中电阻R3两端连接放大器的反相输入端和信号输出端，电阻R2、R4、Rw及场效应管Q1和二极管D1、电容C4组成的反馈回路与电阻R3并联实现第一级级信号放大的自动增益控制；所述第二级自动增益放大控制器(14)中电阻R7两端连接放大器的反相输入端和信号输出端，电阻R8及并联的二极管D2、D3组成的反馈回路与电阻R3并联实现第二级信号放大的自动增益控制。(2)进一步的，根据所述第一级自动增益放大控制器(13)的电路，Q1栅极电压为0V时，漏源等效电阻近似导通状态，当放大器同相输入端输入电压信号达到一定幅值，二极管D1导通，电阻R2、R4、Rw及场效应管Q1和二极管D1、电容C4组成的反馈回路决定放大电路的增益。号小时，栅极电压小Q1漏源间等效电阻小，放大倍数大，反之，放大倍数就小。(3)进一步的，根据所述所述第二级自动增益放大控制器(14)的电路，当放大器同相输入端输入信号信号小时，D2、D3不导通，放大倍数有R7、R5决定，放大倍数大；信号大D2、D3等效电阻变小，反馈电阻由R8和二极管D2、D3等效电阻串联后等效电阻再与R7并联决当前第1页1 2 本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种用于细纱机断线检测的传感器装置，其特征在于：包含钢丝圈（7）和钢领（4），钢丝圈（7）的钢领轨道（3）水平面内安装有固定的断线检测传感器（8），所述传感器包括保护壳（9）、导线（11）、超薄传感线圈（10）以及自适应传感器距离变化的信号处理电路（12）。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：杜清府，董文斌，周岩，
申请(专利权)人：山东大学威海，
类型：发明
国别省市：山东;37
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