專利名稱：一種紗線運(yùn)動狀態(tài)的檢測裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種紗線運(yùn)動狀態(tài)的檢測裝置。
技術(shù)背景紡紗機(jī)在工作過程中需要檢測紗線的運(yùn)動狀態(tài)， 一旦檢測到紗線停止運(yùn)動或者斷 紗則需要及時(shí)控制主機(jī)停轉(zhuǎn)，以防止因?yàn)閿嗉喍纬煽椩烀媪嫌衅贫?、斷針或跳紗?缺陷。現(xiàn)有技術(shù)中，如專利號為ZL92104754.1 (公告號為CN1052209C)的中國發(fā)明專利 《由光傳感器前紗線運(yùn)動來定紡織機(jī)中的狀態(tài)的方法及裝置》公開了一種用于確定被 送入紡織機(jī)器中的紗線運(yùn)動或停止?fàn)顟B(tài)的方法和裝置，該專利采用將被測紗線放置于 光發(fā)射器和光電感應(yīng)器中間的方法，根據(jù)紗線的形狀和位置的變化產(chǎn)生電信號，并通 過該電信號來操作紡織機(jī)的操作部件。但是采用上述專利的檢測方法是通過前后紗線 的形狀或位置來確定紗線的運(yùn)動狀態(tài)，涉及形狀或位置檢測的算法相對復(fù)雜，而且需 要用到較為昂貴的PSD傳感器，由于紗線本身投影面積小，在實(shí)際檢測時(shí)只能依靠增 加PSD傳感器的感應(yīng)區(qū)長度或增加光發(fā)射管的數(shù)量來加大紗線的有效感應(yīng)區(qū)，由于該 PSD傳感器的高輸出阻抗和低信號幅度，對前置信號放大電路有很高的要求，而且對 于細(xì)小紗線比較不敏感。又如專利號為ZL200820082364.9的中國實(shí)用新型《一種紗線運(yùn)動狀態(tài)光電檢測裝 置》涉及一種紗線運(yùn)動狀態(tài)光電檢測裝置，該裝置以非接觸的方式檢測紗線，在紗線 的同一側(cè)設(shè)置光發(fā)射單元和光接收單元，光發(fā)射單元所射出的光線與被測紗線所構(gòu)成 的夾角為A，反射光線與被測紗線所構(gòu)成的夾角為e，光接收單元將反射光線的光強(qiáng) 度轉(zhuǎn)換成電壓信號輸送至電壓信號處理模塊。本專利通過將光信號轉(zhuǎn)換為電信號的方 式實(shí)現(xiàn)對紗線運(yùn)動狀態(tài)的檢測，比前一專利的檢測方法要簡單，但是，在本專利中， 光發(fā)射單元和光接收單元位于紗線的同一側(cè)，為了有效檢測紗線的運(yùn)動狀態(tài)，需要合理的設(shè)置發(fā)射光和紗線的角度入、接受光和紗線的角度e以及光發(fā)射強(qiáng)度這幾個(gè)參數(shù)，特別是對于角度A和角度e設(shè)計(jì)要求較高，增加了設(shè)計(jì)難度，而且檢測時(shí)調(diào)試角 度的過程也較為麻煩，因此，還有待于作進(jìn)一步的改進(jìn)。實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型所要解決的第一個(gè)技術(shù)問題是針對上述現(xiàn)有技術(shù)現(xiàn)狀而提供一種結(jié)構(gòu)簡單、成本低的紗線運(yùn)動狀態(tài)的檢測裝置。本實(shí)用新型解決上述技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案為該裝置包括有一可產(chǎn)生平行 光的光發(fā)射單元和一具有光敏表面的光接收單元，其中，所述的光發(fā)射單元包括有一 具有寬幅射角的光發(fā)射器以及一設(shè)置在該光發(fā)射器前方的透鏡，所述光發(fā)射器發(fā)射的 光信號經(jīng)所述透鏡即形成所述的平行光區(qū)域，所述紗線在該平行光區(qū)域內(nèi)自由運(yùn)動， 所述光接收單元的光敏表面直接接收所述平行光區(qū)域的光信號，并且，所述光接收單 元通過一檢測電路將所述光接收單元接收到的平行光區(qū)域的光強(qiáng)度變化轉(zhuǎn)換為指示所 述的紗線運(yùn)動狀態(tài)的輸出信號。作為優(yōu)選，所述的光發(fā)射器可為普通的發(fā)光二級管或者紅外發(fā)光二極管，所述的 光接收單元為孿生PIN型光敏二極管，釆用孿生PIN型光敏二極管可以有效避免環(huán)境光 變化的干擾，提高檢測精度。作為優(yōu)選，所述檢測電路可以以單片機(jī)為核心，還包括有運(yùn)放、第一電容和第二 電容，其中，所述的發(fā)光二極管的陽極和直流電源正極相連，該發(fā)光二極管的陰極經(jīng) 第四電阻和所述單片機(jī)的P1.7引腳相連，所述PIN型光敏二極管的第一光敏二極管的陰極和所述直接電源正極相連，該第一光敏二極管的陽極一路經(jīng)第一電阻接地，另一路經(jīng)所述的第一電容和所述運(yùn)放的負(fù)極輸入端相連，所述PIN型光敏二極管的第二光敏二極管的陰極和所述直流電源正極相連，該第二光敏二極管的陽極一路經(jīng)第二電阻接 地，另一路經(jīng)第二電容和所述運(yùn)放的正極輸入端相連，所述運(yùn)放的輸出端經(jīng)第五電阻和所述單片機(jī)的P3.2腳相連，所述運(yùn)放的負(fù)極輸入端經(jīng)第三電阻和該運(yùn)放的輸出端相 連，所述單片機(jī)的？1.2引腳產(chǎn)生所述的輸出信號和紡紗機(jī)的控制信號端相連。考慮到 運(yùn)放只有在正負(fù)輸入端有壓差時(shí)才會產(chǎn)生觸發(fā)信號，采用孿生PIN型光敏二極管作為光 接收單元可以避免環(huán)境光強(qiáng)弱的變化引起的干擾，提高檢測的可靠性。所述的光接收單元可以為現(xiàn)有的各種光敏元器件，作為優(yōu)選，還可以采用硅光電 池，硅光電池具有和孿生PIN型光敏二極管相同的特性，可以避免環(huán)境光變化的干擾， 提高檢測精度。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)在于采用將光信號強(qiáng)度轉(zhuǎn)換為電信號的方 法實(shí)現(xiàn)對紗線運(yùn)動狀態(tài)的檢測，光信號強(qiáng)度的檢測可以采用現(xiàn)有各種光敏元器件，光 敏元器件相比較于位置和圖像傳感器更為容易獲得且成本較低，實(shí)用性更強(qiáng)；并且， 本實(shí)用新型的檢測電路只需分析在固定時(shí)間間隔內(nèi)是否有光強(qiáng)度變化的信號輸入，若 有，則紗線為正常運(yùn)動狀態(tài)，若無，則紗線為停止或斷紗狀態(tài)，這種檢測方法使得更 為簡單，檢測過程更加容易，不僅降低了設(shè)計(jì)成本，也提高了檢測效率。


圖l為本實(shí)用新型實(shí)施例的紗線檢測裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2為本實(shí)用新型實(shí)施例的紗線檢測電路原理圖。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖實(shí)施例^f本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳細(xì)描述。如圖1所示，為本實(shí)用新型實(shí)施例的紗線檢測裝置的結(jié)構(gòu)示意圖，該裝置包括有分 別位于紗線4兩側(cè)的一可產(chǎn)生平行光的光發(fā)射單元1和一具有光敏表面211的光接收單元 2組成，其中，光發(fā)射單元l包括有一具有寬幅射角的光發(fā)射器ll以及一設(shè)置在該光發(fā) 射器11前方的透鏡12，為能保證經(jīng)光發(fā)射器11發(fā)射的光源能形成一平行光區(qū)域3，所述 的透鏡12為一凸透鏡，光信號經(jīng)該凸透鏡后即形成平行光區(qū)域3，紗線4在該平行光區(qū) 域3內(nèi)自由運(yùn)動，光接收單元1的光敏表面直接接收平行光區(qū)域3的光信號，并且，光接 收單元1通過一檢測電路將光接收單元2接收到的平行光區(qū)域3的光強(qiáng)度變化轉(zhuǎn)換為指示 紗線運(yùn)動狀態(tài)的輸出信號。本實(shí)施例的紗線運(yùn)動檢測方法如下設(shè)置一個(gè)由光發(fā)射單元1直接產(chǎn)生的平行光區(qū)域3，光接收單元2在該平行光區(qū)域3 內(nèi)檢測紗線4的運(yùn)動狀態(tài)；紗線4通過平行光區(qū)3域送入紡紗機(jī)，并且，該紗線4可自由移動地通過平行光區(qū)域3;相對光接收單元2的光敏表面211，確認(rèn)移動的紗線4在固定時(shí)間間隔內(nèi)所引起的平 行光區(qū)域3的光強(qiáng)度變化，基于該平行光區(qū)域3的光強(qiáng)度變化，產(chǎn)生一可變的電信號；在固定時(shí)間間隔內(nèi)，電信號相對于參考信號的變化，產(chǎn)生一指明紗線運(yùn)動狀態(tài)的 輸出信號；紡紗機(jī)的操作部件接收所述輸出信號并執(zhí)行停機(jī)或正常工作的操作指令。 為了獲得較好的檢測效果，防止環(huán)境光變化對光強(qiáng)度變化檢測的干擾，本實(shí)施例在發(fā)射端采用了發(fā)光二極管作為光發(fā)射器，而在接收端采用了孿生PIN型光敏二極管作為光接收單元。圖2為本實(shí)施例的檢測電路原理圖，該檢測電路以一單片機(jī)U2為核心，還包括有 運(yùn)放U1、第一電容C1和第二電容C2，其中，作為光發(fā)射器的發(fā)光二極管IDR的陽極和 直流電源正極VCC相連，該發(fā)光二極管IDR的陰極經(jīng)第四電阻R4和單片機(jī)U2的P1.7引 腳相連，PIN型光敏二極管D的第一光敏二極管D1的陰極和直接電源正極VCC相連，該 第一光敏二極管D1的陽極一路經(jīng)第一電阻R1接地GND，另一路經(jīng)第一電容C1和運(yùn)放 Ul的負(fù)極輸入端b相連，PIN型光敏二極管D的第二光敏二極管D2的陰極和直流電源正 極VCC相連，該第二光敏二極管D2的陽極一路經(jīng)第二電阻R2接地，另一路經(jīng)第二電容 C2和運(yùn)放Ul的正極輸入端a相連，運(yùn)放Ul的輸出端c經(jīng)第五電阻R5和單片機(jī)U2的P3.25腳相連，運(yùn)放Ul的負(fù)極輸入端b經(jīng)第三電阻R3和該運(yùn)放Ul的輸出端c相連，單片機(jī)U2 的P1.2引腳產(chǎn)生一輸出信號out和紡紗機(jī)的控制信號端相連。 該檢測電路的工作原理為經(jīng)發(fā)光二極管IDR發(fā)出的光源通過透鏡12形成平行光區(qū)域3，并照射到PIN型光敏 二極管D的光敏表面211上，紗線4和平行光區(qū)域3是垂直的。當(dāng)紗線4處于靜止或者斷紗(無紗線)狀態(tài)時(shí)，PIN型光敏二極管D直接接收發(fā)光 二極管IDR的光信號，且PIN型光敏二極管D上的光強(qiáng)度不變，這樣一來，設(shè)定當(dāng)運(yùn)放 Ul的負(fù)極輸入端b和正極輸入端a之間沒有壓差時(shí)，該運(yùn)放Ul的輸出端c無變化的電信 號，于是，當(dāng)單片機(jī)112的？3.2引腳輸入無變化電信號時(shí)，該單片機(jī)112在？1.2引腳就輸 出一低電平或高電平作為輸出信號給紡紗機(jī)的控制器，告知當(dāng)前紗線為靜止或斷紗 (無紗線)狀態(tài)；當(dāng)紗線4處于正常運(yùn)動狀態(tài)時(shí)，因?yàn)榧喚€表面并非光滑，分布有不均勻布置的毛 剌，并且，紗線在運(yùn)動過程中會有微弱的擺動，這樣一來，光接收端的PIN型光敏二極 管D的光敏表面由于受紗線的遮擋而會產(chǎn)生變化的光強(qiáng)度信號，由于第一光敏二極管 Dl和第二光敏二極管D2分別和運(yùn)放Ul的正極輸入端a和負(fù)極輸入端b相連，使得運(yùn)放 Ul的正極輸入端a和負(fù)極輸入端b之間會產(chǎn)生一定的壓差，變化的光強(qiáng)度信號于是通過 運(yùn)放U1放大后送入單片機(jī)U2，設(shè)定當(dāng)運(yùn)放Ul的正極輸入端a和負(fù)極輸入端b之間有壓差 時(shí)，該運(yùn)放Ul的輸出端c會產(chǎn)生變化的電信號，于是，當(dāng)單片機(jī)U2的P3.2引腳接收到 變化的電信號時(shí)，該單片機(jī)112的？1.2引腳就輸出一低電平或高電平作為輸出信號給紡 紗機(jī)的控制器，告知當(dāng)前紗線為正常運(yùn)動狀態(tài)?？紤]到運(yùn)放Ul只有當(dāng)正極輸入端a和負(fù)極輸入端b有壓差時(shí)才會在輸出端c產(chǎn)生觸 發(fā)信號，為了避免環(huán)境光強(qiáng)弱變化引起的光強(qiáng)度變化的干擾，因此，在本實(shí)施例中采 用了孿生P1N型光敏二極管D，該孿生PIN型光敏二極管D包括有第一光敏二極管D1和 第二光敏二極管D2，可以分別和運(yùn)放Ul的正極輸入端a和負(fù)極輸入端b相連，運(yùn)放U1只 能將紗線運(yùn)動而產(chǎn)生的光強(qiáng)度變化信號放大，可以有效避免環(huán)境光強(qiáng)弱變化而引起的 光強(qiáng)度變化干擾，提高了檢測精度，保證了檢測的可靠性。
權(quán)利要求1、一種紗線運(yùn)動狀態(tài)的檢測裝置，其特征在于該裝置包括有一可產(chǎn)生平行光的光發(fā)射單元(1)和一具有光敏表面(211)的光接收單元(2)，其中，所述的光發(fā)射單元(1)包括有一具有寬幅射角的光發(fā)射器(11)以及一設(shè)置在該光發(fā)射器(11)前方的透鏡(12)，所述光發(fā)射器(11)發(fā)射的光信號經(jīng)所述透鏡(12)即形成所述的平行光區(qū)域(3)，所述紗線(4)在該平行光區(qū)域(3)內(nèi)自由運(yùn)動，所述光接收單元(2)的光敏表面(211)直接接收所述平行光區(qū)域(3)的光信號，并且，所述光接收單元(2)通過一檢測電路將所述光接收單元(2)接收到的平行光區(qū)域(3)的光強(qiáng)度變化轉(zhuǎn)換為指示所述的紗線運(yùn)動狀態(tài)的輸出信號。
2、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的紗線運(yùn)動狀態(tài)的檢測裝置，其特征在于所述的光發(fā)射 器(11)為發(fā)光二級管(IDR)，所述的光接收單元(2)為孿生PIN型光敏二極管(D)。
3、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的紗線運(yùn)動狀態(tài)的檢測裝置，其特征在于所述檢測電路 以單片機(jī)(U2)為核心，還包括有運(yùn)放(U1)、第一電容(C1)和第二電容(C2)，其中，所述 的發(fā)光二極管(IDR)的陽極和直流電源正極(VCC)相連，該發(fā)光二極管(E)R)的陰極經(jīng)第 四電阻(R4)和所述單片機(jī)(U2)的P1.7引腳相連，所^PIN型光敏二極管(D)的第一光敏二 極管(D1)的陰極和所述直接電源正極(VCC)相連，該第一光敏二極管(D1)的陽極一路經(jīng) 第一電阻(R1)接地，另一路經(jīng)所述的第一電容(Cl)和所述運(yùn)放(Ul)的負(fù)極輸入端(b)相 連，所述PIN型光敏二極管(D)的第二光敏二極管(D2)的陰極和所述直流電源正極(VCC) 相連，該第二光敏二極管(D2)的陽極一路經(jīng)第二電阻(R2)接地，另一路經(jīng)第二電容(C2) 和所述運(yùn)放(Ul)的正極輸入端(a)相連，所述運(yùn)放(Ul)的輸出端(c)經(jīng)第五電阻(R5)和所 述單片機(jī)(112)的？3.2腳相連，所述運(yùn)放(Ul)的負(fù)極輸入端(b)經(jīng)第三電阻(R3)和該運(yùn)放( Ul)的輸出端(c)相連，所述單片機(jī)(U2)的P1.2引腳產(chǎn)生所述的輸出信號(out)和紡紗機(jī)的 控制信號端相連。
4、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的紗線運(yùn)動狀態(tài)的檢測裝置，其特征在于所述的光接收 單元為硅光電池。
專利摘要一種紗線運(yùn)動狀態(tài)的檢測裝置，其特征在于該裝置包括有一可產(chǎn)生平行光的光發(fā)射單元和一具有光敏表面的光接收單元，其中，光發(fā)射單元包括有一具有寬幅射角的光發(fā)射器以及一設(shè)置在該光發(fā)射器前方的透鏡，光發(fā)射器發(fā)射的光信號經(jīng)透鏡即形成所述的平行光區(qū)域，紗線在該平行光區(qū)域內(nèi)自由運(yùn)動，光接收單元的光敏表面直接接收平行光區(qū)域的光信號，并且，光接收單元通過一檢測電路將光接收單元接收到的平行光區(qū)域的光強(qiáng)度變化轉(zhuǎn)換為指示紗線運(yùn)動狀態(tài)的輸出信號。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型的檢測電路只需分析在固定時(shí)間間隔內(nèi)是否有光強(qiáng)度變化的信號輸入，若有，則紗線為正常運(yùn)動狀態(tài)，若無，則紗線為停止或斷紗狀態(tài)，這種檢測方法使得更為簡單，檢測過程更加容易，不僅降低了設(shè)計(jì)成本，也提高了檢測效率。
文檔編號D01H13/32GK201406511SQ20092011998
公開日2010年2月17日 申請日期2009年5月15日 優(yōu)先權(quán)日2009年5月15日
發(fā)明者山 高 申請人:慈溪市太陽紡織器材有限公司