一种可实时显示压纱棒压力状态的压纱装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种可实时显示压纱棒压力状态的压纱装置，包括压纱棒、压力检测电路和显示装置；压力检测电路主要由电源和电阻应变片R1～R4组成，R1和R2为正应变片，R3和R4为负应变片，R1～R4贴附在压纱棒的周面上，且顺序串联成回路，电源的负极与R1和R3的共同连接端连接，电源的正极与R2和R4的共同连接端连接，R1和R4的共同连接端为输出a端，R2和R3的共同连接端为输出b端，输出a端与输出b端之间的电压为输出端电压；显示装置同时与输出a端和输出b端连接用于定量或定性显示压纱棒压力状态。本发明专利技术的装置可自动检测和显示压纱棒压力状态，有利于纺丝生产的管理和产品质量的提高，具有推广价值。

A real-time display of the pressure state of the roller

【技术实现步骤摘要】
一种可实时显示压纱棒压力状态的压纱装置
本专利技术属于纺织器械
，涉及一种可实时显示压纱棒压力状态的压纱装置。
技术介绍
在纺丝过程中各个环节张力控制与检测非常重要，对张力的控制能力直接影响到纺丝产品的品质。实际纺丝生产中，纺丝设备上的惯性力、摩擦阻力以及纺丝工艺中的风速、上油率、加热温度、牵伸比和卷绕速度都会影响纺丝的张力。化纤纺丝过程中对张力的控制通常采用张力检测仪进行人工在线检测，但是在高速纺丝的情况下，进行人工在线检测张力比较困难，而且额外添加张力检测环节很容易造成对产品质量的影响。另外，由于管理的不足，常会出现定时检测环节缺省，导致张力控制出现问题但没有被及时发现，给企业造成更大损失。在目前的化纤纺丝生产过程中，化纤生产厂商使用的压纱棒皆为传统的简单的棒状机械结构，一端夹持在套筒结构中，另外一端悬空起到压紧和牵引化纤丝线的作用，这种传统的压纱棒不能对化纤纺丝的张力进行检测。因此，研究一种具有张力检测功能的压纱棒具有十分重要的意义，化纤丝线在经过压纱棒处的张力的分量为径向压力，径向压力的值可以换算为张力的值，如能获知压纱棒的压力状态将有利于获知压纱棒的张力状态。
技术实现思路
本专利技术的目的是解决现有技术中压纱棒不具有化纤纺丝张力检测功能的问题，提供一种可实时显示压纱棒压力状态的压纱装置，压力与张力存在一定的关联，通过压纱棒的压力状态即可得到压纱棒的张力。为达到上述目的，本专利技术采用的技术方案如下：一种可实时显示压纱棒压力状态的压纱装置，包括压纱棒，还包括压力检测电路和显示装置；压力检测电路主要由电源和电阻应变片R1～R4组成，R1和R2为正应变片，R3和R4为负应变片(拉伸为正应变，压缩为负应变，棒发生弯曲时，既有拉伸也有压缩，因此应变片有正有负)，R1、R3、R2和R4贴附在压纱棒的周面上，且顺序串联成回路，电源的负极与R1和R3的共同连接端连接，电源的正极与R2和R4的共同连接端连接，R1和R4的共同连接端为输出a端，R2和R3的共同连接端为输出b端，输出a端与输出b端之间的电压为输出端电压；显示装置同时与输出a端和输出b端连接连接，用于定量或定性显示压纱棒压力状态；定量显示是指根据历史数据确定压纱棒受到的径向压力与输出端电压之间的定量关系，将当前输出端电压转化成当前压纱棒受到的径向压力后显示；其中，输出端电压与压纱棒受到的径向压力成正比：F(压纱棒受到的径向压力)＝k(系数)*U(输出端电压)，向压纱棒施加F1，记录输出端电压U1；向压纱棒施加F2，记录输出端电压U2；给压纱棒施加F3，记录输出端电压U3；……以此类推，绘制U-F图，斜率即为k；定性显示是指根据历史数据确定压纱棒压力状态发生改变时对应的输出端电压，进而确定阈值，根据阈值确定当前输出端电压所属的等级后，显示与该等级对应的信号。本专利技术采用电源和贴附在压纱棒上的电阻应变片R1～R4组成压力检测电路，其压力检测的原理具体为：由于化纤丝线经过压纱棒时，会对压纱棒产生一个有一定倾角的径向压力，压纱棒在该压力下会产生形变，因此，贴附在其上的电阻应变片也会产生形变；发生形变的电阻应变片在形变前后的电阻值不同，则形变前后电路中电阻应变片的两端的电压也不同，这种变化可以用输出端电压数值大小变化来体现；因此，可以通过电压的变化来测试压力的变化。基于上述的压力变化，进一步地采用与压力检测电路连接的显示装置来显示压纱棒的压力状态，这种显示可以分为定量显示和定性显示；通过历史数据可以确定压纱棒受到的径向压力与输出端电压之间的关系为：输出端电压与压纱棒受到的径向压力成正比：F(压纱棒受到的径向压力)＝k(系数)*U(输出端电压)，因此，当压力检测电路的输出端电压变化时，可以根据该关系式计算得到对应的径向压力；如果通过历史数据确定了阈值，且设定阈值所对应的等级，可以显示对应等级的信号，从而实现定性显示。作为优选的技术方案：如上所述的一种可实时显示压纱棒压力状态的压纱装置，R1、R3、R2和R4依次以横竖交替的状态在压纱棒的周面上间隔分布，在检测压纱棒上拉应力和压缩应力时，受力较为均匀。如上所述的一种可实时显示压纱棒压力状态的压纱装置，R1～R4包含误差补偿片，误差补偿片利用数学公式推导出补偿温度误差，可大大提高精度。如上所述的一种可实时显示压纱棒压力状态的压纱装置，显示装置主要由顺序连接的线路、嵌入式控制器、串口和上位机组成，线路同时与输出a端和输出b端连接连接，嵌入式控制器内置ADC采集模块，嵌入式控制器用于采集输出端电压并将其转化成压纱棒受到的径向压力。如上所述的一种可实时显示压纱棒压力状态的压纱装置，嵌入式控制器还内置具有Internet数据传输功能和数据存储功能的功能扩展模块。如上所述的一种可实时显示压纱棒压力状态的压纱装置，显示装置为指示灯电路，包括指示灯、电压放大电路和由多个比较器组成的逻辑电路；阈值为VCC1*n和VCC2*n，n为电压放大电路的放大倍数，VCC1为历史数据中，压纱棒压力状态为正常时，输出端电压的最小值，VCC2为历史数据中，压纱棒压力状态为正常时，输出端电压的最大值；当前输出端电压经电压放大电路放大后大于VCC2*n，压纱棒压力状态为过载，指示灯显示红灯；当前输出端电压经电压放大电路放大后小于VCC1*n，压纱棒压力状态为松弛，指示灯显示黄灯；当前输出端电压经电压放大电路放大后大于等于VCC1*n且小于等于VCC2*n，压纱棒压力状态为正常工作，指示灯显示绿灯。如上所述的一种可实时显示压纱棒压力状态的压纱装置，还包括固定装置，主要由底座和连接块组成，底座为匚形块状，由一中间块体和两相对的侧块体组成；连接块的一端穿过一侧块体穿入匚形块的开口中，另一端附近设有带槽通孔，连接块与侧块体通过螺纹连接，压纱棒的一端部附近设有凸台，压纱棒插入连接块内，凸台与带槽通孔静连接。如上所述的一种可实时显示压纱棒压力状态的压纱装置，中间块体上设有多个螺纹通孔。如上所述的一种可实时显示压纱棒压力状态的压纱装置，其特征在于，R1～R4与连接块之间的距离范围为3d～5d(距离过小，压纱棒形变不明显，距离过大，可能会碰到纱线)，d为压纱棒的直径。有益效果：(1)本专利技术的一种可实时显示压纱棒压力状态的压纱装置，可以在不改变压纱棒的原工作方式和作用的情况下，新增压力检测的功能；(2)本专利技术的一种可实时显示压纱棒压力状态的压纱装置，通过对压力进行自动检测和显示，可以大大降低人力成本，有利于纺丝生产的管理和产品质量的提高，具有推广价值。附图说明图1～2为可实时显示压纱棒压力状态的压纱装置的结构示意图；图3为电阻应变片所在平面展开图；图4为化纤丝线与压纱棒接触示意图；图5为压力检测电路示意图；图6为纺丝压力的数据采集流程图；图7为指示灯电路原理示意图；图8为指示灯与输出端电压关系图；其中，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种可实时显示压纱棒压力状态的压纱装置，包括压纱棒，其特征是：还包括压力检测电路和显示装置；/n压力检测电路主要由电源和电阻应变片R1～R4组成，R1和R2为正应变片，R3和R4为负应变片，R1、R3、R2和R4贴附在压纱棒的周面上，且顺序串联成回路，电源的负极与R1和R3的共同连接端连接，电源的正极与R2和R4的共同连接端连接，R1和R4的共同连接端为输出a端，R2和R3的共同连接端为输出b端，输出a端与输出b端之间的电压为输出端电压；/n显示装置同时与输出a端和输出b端连接连接，用于定量或定性显示压纱棒压力状态；/n定量显示是指根据历史数据确定压纱棒受到的径向压力与输出端电压之间的定量关系，将当前输出端电压转化成当前压纱棒受到的径向压力后显示；/n定性显示是指根据历史数据确定压纱棒压力状态发生改变时对应的输出端电压，进而确定阈值，根据阈值确定当前输出端电压所属的等级后，显示与该等级对应的信号。/n

【技术特征摘要】
1.一种可实时显示压纱棒压力状态的压纱装置，包括压纱棒，其特征是：还包括压力检测电路和显示装置；
压力检测电路主要由电源和电阻应变片R1～R4组成，R1和R2为正应变片，R3和R4为负应变片，R1、R3、R2和R4贴附在压纱棒的周面上，且顺序串联成回路，电源的负极与R1和R3的共同连接端连接，电源的正极与R2和R4的共同连接端连接，R1和R4的共同连接端为输出a端，R2和R3的共同连接端为输出b端，输出a端与输出b端之间的电压为输出端电压；
显示装置同时与输出a端和输出b端连接连接，用于定量或定性显示压纱棒压力状态；
定量显示是指根据历史数据确定压纱棒受到的径向压力与输出端电压之间的定量关系，将当前输出端电压转化成当前压纱棒受到的径向压力后显示；
定性显示是指根据历史数据确定压纱棒压力状态发生改变时对应的输出端电压，进而确定阈值，根据阈值确定当前输出端电压所属的等级后，显示与该等级对应的信号。


2.根据权利要求1所述的一种可实时显示压纱棒压力状态的压纱装置，其特征在于，R1、R3、R2和R4依次以横竖交替的状态在压纱棒的周面上间隔分布。


3.根据权利要求1所述的一种可实时显示压纱棒压力状态的压纱装置，其特征在于，R1～R4包含误差补偿片。


4.根据权利要求1所述的一种可实时显示压纱棒压力状态的压纱装置，其特征在于，显示装置主要由顺序连接的线路、嵌入式控制器、串口和上位机组成，线路同时与输出a端和输出b端连接连接，嵌入式控制器内置ADC采集模块，嵌入式控制器用于采集输出端电压并将其转化成压纱棒受到的径向压力。


5.根据权利要求4所述的一种可实时显...

【专利技术属性】
技术研发人员：周其洪，吴光宗，张倩，王绍宗，陈广锋，占齐宸，
申请(专利权)人：东华大学，北京机科国创轻量化科学研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：上海;31