CN114016172B - 用于超细纤维的捻线机断纱检测装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种用于超细纤维的捻线机断纱检测装置，包括光电检测装置，在光电检测装置设有“U”形通道，在“U”形通道的两侧设有光电发射装置和光电接收装置，光电发射装置发射的光束被光电接收装置接收，在“U”形通道内设有紊流振膜，紊流振膜用于使通过“U”形通道的纱线产生振动，以切割光束在光电接收装置产生脉冲信号。通过在光电检测装置设置的紊流振膜，使空气产生振动，从而带动纱线振动，振动的纱线切割光束，使光电检测装置的断纱检测更为准确，避免捻线机在多股加捻时出现单股断纱的缺股现象。而且检测精度高，可靠性高。

Description

用于超细纤维的捻线机断纱检测装置

技术领域

本发明涉及断纱检测领域，特别是一种用于超细纤维的捻线机断纱检测装置。

背景技术

当前科技技术高速发展，工业自动化已经是生产中非常重要的一个因素。工业自动化水平越高，对于提高生产效率、降低生产成本、提升生产安全、促进经济发展的效果越明显。工业自动化离不开电子技术，电子技术是根据电子信号，完成对生产过程的控制。工业自动化是利用传感器进行数据收集，通过内部处理单元进行处理，最后控制执行件进行操作。纺织行业捻线机的加捻过程的质量会直接影响后续产品的品质，因此，为了提高产品的质量，需要严格控制加捻过程，特别是不允许多股加捻时出现单股断纱的缺股现象。目前多股捻线机断纱检测现状如下：

在进行合股加捻的过程中，多采用机械式组合断纱检测装置对初捻各纱线的状态进行检测，例如中国专利文献CN 203904580 U中记载的母纱整经机断纱检测集合装置，设置了杠杆开关和光电传感器组成的双重检测结构，用于检测是否断纱。CN 110894636 A记载的整经机集丝板式断纱检测装置，导纱钩在纱的张力作用下被提起，光电发射头射出的光束照射在光电接收头上，纱断时，导纱钩靠自重落下，遮挡住光束，光电接收头发出断纱信号。通过摆杆通过重心调整达到配重目的，使纱线的路径发生变化切割光束的方案，可以满足12tex以下玻璃纤维纱，在20g张力以上时的正常检测，但无法完成20g张力以下的纱线检测工作。目前玻璃纤维品种中，3tex~5tex的超细纤维已具有成熟的拉丝和加捻工艺，形成批量化生产，纱道张力通常控制在12g以下，当继续增加张力时纱线很容易产生断裂或毛羽。而若张力不足，缺乏机械式断纱检测装置配合的光电检测装置不能有效的检测纱线状态，例如在CN2844157Y、CN108061733A等直接对纱线进行检测的方案中，3tex~5tex的超细纤维检测准确度较低，或者很容易出现误报。客户在生产过程中，单股断纱时还需要靠人工巡检，但纱线比头发还细，肉眼很难观察，增加了用工和操作者劳动强度，严重影响产品质量和生产效率。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种用于超细纤维的捻线机断纱检测装置，能够在无机械接触的条件下，大幅提高超细纤维的断纱检测精度，提高产品质量和生产效率。

为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：一种用于超细纤维的捻线机断纱检测装置，包括光电检测装置，在光电检测装置设有“U”形通道，在“U”形通道的两侧设有光电发射装置和光电接收装置，光电发射装置发射的光束被光电接收装置接收，在“U”形通道内设有紊流振膜，紊流振膜用于使通过“U”形通道的纱线产生振动，以切割光束在光电接收装置产生脉冲信号。

优选的方案中，所述的紊流振膜为电磁振膜，“U”形通道的底侧为开放侧，电磁振膜位于远离“U”形通道开放侧的位置；

与电磁振膜相比，纱线更靠近“U”形通道开放侧；

电磁振膜发出脉冲振动，以使纱线随之产生振动切割光束在光电接收装置产生脉冲信号。

优选的方案中，所述的紊流振膜为可振动的膜片，紊流振膜与纱线大致平行；

紊流振膜位于远离“U”形通道开放侧的位置，与紊流振膜相比，纱线更靠近“U”形通道开放侧；

紊流振膜的一端与光电检测装置固定连接，另一端为自由端；

在紊流振膜的一侧设有气管，气管喷出的气流使紊流振膜产生振动，以使纱线随之产生振动切割光束在光电接收装置产生脉冲信号。

优选的方案中，所述的气管上设有电磁阀，由电磁阀的交替通断产生脉冲气流。

优选的方案中，所述的气管上设有与气管连通的涡腔，涡腔内设有滚珠，由滚珠在涡腔内的滚动产生脉冲气流。

优选的方案中，所述的气管上设有振动装置，振动装置设有与气管连通的振动腔，振动腔为矩形腔，振动片位于振动腔内，振动片的中部设有转轴，转轴与振动腔可转动的连接，振动片沿着气流方向布置，由振动片在振动腔内的摆动产生脉冲气流。

优选的方案中，光电检测装置中，光电检测主控装置通过启用选择开关与光电发射装置电连接，光电检测主控装置与光电接收装置电连接；

光电检测主控装置还与捻线机主控装置和电源电连接。

优选的方案中，所述的光电检测装置为多个，启用选择开关相应的为多个，每个启用选择开关对应控制一个光电检测装置启用或关闭。

优选的方案中，光电检测装置的上游设有第一导纱孔，光电检测装置的下游设有第二导纱孔；

工作时，纱线依次穿过第一导纱孔、光电检测装置的“U”形通道和第二导纱孔，第一导纱孔与第二导纱孔之间不设有可动的机械构件；

第一导纱孔的上游设有纱线张力装置，第二导纱孔的下游设有超喂装置。

优选的方案中，光电发射装置的透镜为散射透镜，光电接收装置的透镜为收敛透镜；

第一导纱孔的第二导纱孔的位置被设置成，使穿过的纱线与光电接收装置相比，更靠近但是不接触光电发射装置。

本发明提供的一种用于超细纤维的捻线机断纱检测装置，通过在光电检测装置设置的紊流振膜，使空气产生振动，从而带动纱线振动，振动的纱线切割光束，使光电检测装置的断纱检测更为准确，避免捻线机在多股加捻时出现单股断纱的缺股现象。而且检测精度高，可靠性高。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明：

图1为本发明的结构示意图。

图2为本发明的优选结构示意图。

图3为本发明的另一优选结构局部放大示意图。

图4为本发明的另一优选结构局部放大示意图。

图5为本发明的另一优选结构局部立体示意图。

图6为本发明的连接框图。

图7为本发明的光电检测装置的光路示意图。

图中：光电检测装置1，光电发射装置101，光电接收装置102，启用选择开关2，纱线张力装置3，第一导纱孔4，纱线5，第二导纱孔6，超喂装置7，收卷卷装8，紊流振膜9，限位块10，涡腔11，滚珠12，气管13，振动装置14，振动腔141，振动片142，转轴143，光电检测主控装置15，捻线机主控装置16，电源17，收卷装置18，集气管19，电磁阀20，电磁振膜21。

具体实施方式

实施例1：

如图1中，一种用于超细纤维的捻线机断纱检测装置，包括光电检测装置1，在光电检测装置1设有“U”形通道，在“U”形通道的两侧设有光电发射装置101和光电接收装置102，光电发射装置101发射的光束被光电接收装置102接收，在“U”形通道内设有紊流振膜9，紊流振膜9用于使通过“U”形通道的纱线5产生振动，以切割光束在光电接收装置102产生脉冲信号。紊流振膜9的振动来源于气流的扰动，例如，风的流动，由捻线机上散热风扇或旋转部件带来的空气流动，或者由纱线5运行带来的风的流动，在紊流振膜9产生紊流，而在“U”形通道的紊流又带动纱线5产生振动，如图7中所示，纱线5切割光束，使光电接收装置102接收到明暗变化的光脉冲信号。

优选的方案如图6中，光电检测装置1中，光电检测主控装置15通过启用选择开关2与光电发射装置101电连接，启用选择开关2能够选择启用哪一个位置的光电发射装置101，光电检测主控装置15与光电接收装置102电连接；光电检测主控装置15将明暗变化的光脉冲信号，转换成方波脉冲信号。

光电检测主控装置15还与捻线机主控装置16和电源17电连接。电源用于给光电检测装置1供电，光电检测主控装置15将方波脉冲信号发送至捻线机主控装置16，通常若方波脉冲信号停止设定的时间段，则捻线机主控装置16判断为断纱，采取后继处置措施。优选的，光电检测主控装置15采用单片机，例如STM系列单片机，捻线机主控装置16采用PLC。

实施例2：

在实施例1的基础上，优选的方案如图5中，所述的紊流振膜9为电磁振膜21，电磁振膜21的结构采用音响振膜，以预设的频率振动，从而带动“U”形通道的空气振动，“U”形通道的底侧为开放侧，电磁振膜21位于远离“U”形通道开放侧的位置；

与电磁振膜21相比，纱线5更靠近“U”形通道开放侧；纱线5不与电磁振膜21接触。

电磁振膜21发出脉冲振动，以使纱线5随之产生振动切割光束在光电接收装置102产生脉冲信号。

实施例3：

在实施例1的基础上，优选的方案如图2中，所述的紊流振膜9为可振动的膜片，例如采用尼龙、PC和钢振膜等材质，为便于产生振动，紊流振膜9的一端与光电检测装置1的机架固定连接，另一端则为自由端，紊流振膜9与纱线5大致平行；

紊流振膜9位于远离“U”形通道开放侧的位置，与紊流振膜9相比，纱线5更靠近“U”形通道开放侧；

紊流振膜9的一端与光电检测装置1固定连接，另一端为自由端；

在紊流振膜9的一侧设有气管13，优选的，气管13位于紊流振膜9与“U”形通道的顶部之间，气管13喷出的气流使紊流振膜9产生振动，以使纱线5随之产生振动切割光束在光电接收装置102产生脉冲信号。

优选的方案如图2中，所述的气管13上设有电磁阀20，由电磁阀20的交替通断产生脉冲气流。由此结构，使振动的产生更为可靠。

优选的方案如图3中，所述的气管13上设有与气管13连通的涡腔11，涡腔11内设有滚珠12，由滚珠12在涡腔11内的滚动产生脉冲气流。该方案的优势是无需额外的控制装置。

优选的方案如图4中，所述的气管13上设有振动装置14，振动装置14设有与气管13连通的振动腔141，振动腔141为矩形腔，振动片142位于振动腔141内，振动片142的中部设有转轴143，转轴143与振动腔141可转动的连接，振动片142沿着气流方向布置，由振动片142在振动腔141内的摆动产生脉冲气流。

实施例4：

在实施例1~3的基础上，优选的方案如图5、6中，所述的光电检测装置1为多个，启用选择开关2相应的为多个，每个启用选择开关2对应控制一个光电检测装置1启用或关闭。由此结构，能够独立控制光电检测装置1是否参与工作。

实施例5：

在实施例1~4的基础上，优选的方案中，光电检测装置1的上游设有第一导纱孔4，光电检测装置1的下游设有第二导纱孔6；由此结构，使纱线5的振动在合适的范围内。例如，纱线5振动能够可靠的切割光束但是不会触碰“U”形通道的侧壁。

工作时，纱线5依次穿过第一导纱孔4、光电检测装置1的“U”形通道和第二导纱孔6，第一导纱孔4与第二导纱孔6之间不设有可动的机械构件；由此结构，避免超细直径的纱线断裂或产生毛羽。

第一导纱孔4的上游设有纱线张力装置3，第二导纱孔6的下游设有超喂装置7。

优选的方案如图7中，光电发射装置101的透镜为散射透镜，光电接收装置102的透镜为收敛透镜；图7中透镜的具体形状仅为示意，应以光束的形态为准。

第一导纱孔4的第二导纱孔6的位置被设置成，使穿过的纱线5与光电接收装置102相比，更靠近但是不接触光电发射装置101。由此结构，使超细纤维的纱线5在振动过程中能够阻挡足够多的光束，从而能够更好的输出脉冲波动。

上述的实施例仅为本发明的优选技术方案，而不应视为对于本发明的限制，本发明的保护范围应以权利要求记载的技术方案，包括权利要求记载的技术方案中技术特征的等同替换方案为保护范围。即在此范围内的等同替换改进，也在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种用于超细纤维的捻线机断纱检测装置，包括光电检测装置（1），在光电检测装置（1）设有“U”形通道，在“U”形通道的两侧设有光电发射装置（101）和光电接收装置（102），光电发射装置（101）发射的光束被光电接收装置（102）接收，其特征是：在“U”形通道内设有紊流振膜（9），紊流振膜（9）被动或主动的产生振动，紊流振膜（9）用于使通过“U”形通道的纱线（5）产生振动，以切割光束在光电接收装置（102）产生脉冲信号；

所述的紊流振膜（9）为可振动的膜片，紊流振膜（9）与纱线（5）大致平行，纱线（5）不与紊流振膜（9）接触；

紊流振膜（9）位于远离“U”形通道开放侧的位置，与紊流振膜（9）相比，纱线（5）更靠近“U”形通道开放侧；

紊流振膜（9）的一端与光电检测装置（1）固定连接，另一端为自由端；

在紊流振膜（9）的一侧设有气管（13），气管（13）喷出的气流使紊流振膜（9）产生振动，以使纱线（5）随之产生振动切割光束在光电接收装置（102）产生脉冲信号；光电检测装置（1）的上游设有第一导纱孔（4），光电检测装置（1）的下游设有第二导纱孔（6）；

工作时，纱线（5）依次穿过第一导纱孔（4）、光电检测装置（1）的“U”形通道和第二导纱孔（6），第一导纱孔（4）与第二导纱孔（6）之间不设有可动的机械构件；

第一导纱孔（4）的上游设有纱线张力装置（3），第二导纱孔（6）的下游设有超喂装置（7）。

2.根据权利要求1所述的一种用于超细纤维的捻线机断纱检测装置，其特征是：所述的气管（13）上设有电磁阀（20），由电磁阀（20）的交替通断产生脉冲气流。

3.根据权利要求1所述的一种用于超细纤维的捻线机断纱检测装置，其特征是：所述的气管（13）上设有与气管（13）连通的涡腔（11），涡腔（11）内设有滚珠（12），由滚珠（12）在涡腔（11）内的滚动产生脉冲气流。

4.根据权利要求1所述的一种用于超细纤维的捻线机断纱检测装置，其特征是：所述的气管（13）上设有振动装置（14），振动装置（14）设有与气管（13）连通的振动腔（141），振动腔（141）为矩形腔，振动片（142）位于振动腔（141）内，振动片（142）的中部设有转轴（143），转轴（143）与振动腔（141）可转动的连接，振动片（142）沿着气流方向布置，由振动片（142）在振动腔（141）内的摆动产生脉冲气流。

5.根据权利要求1~4任一项所述的一种用于超细纤维的捻线机断纱检测装置，其特征是：光电检测装置（1）中，光电检测主控装置（15）通过启用选择开关（2）与光电发射装置（101）电连接，光电检测主控装置（15）与光电接收装置（102）电连接；

光电检测主控装置（15）还与捻线机主控装置（16）和电源（17）电连接。

6.根据权利要求5所述的一种用于超细纤维的捻线机断纱检测装置，其特征是：所述的光电检测装置（1）为多个，启用选择开关（2）相应的为多个，每个启用选择开关（2）对应控制一个光电检测装置（1）启用或关闭。

7.根据权利要求1所述的一种用于超细纤维的捻线机断纱检测装置，其特征是：光电发射装置（101）的透镜为散射透镜，光电接收装置（102）的透镜为收敛透镜；

第一导纱孔（4）的第二导纱孔（6）的位置被设置成，使穿过的纱线（5）与光电接收装置（102）相比，更靠近但是不接触光电发射装置（101）。

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