無紡產(chǎn)品平均克重在線實時監(jiān)測裝置及方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種無紡產(chǎn)品平均克重在線實時監(jiān)測裝置和方法，該裝置包括重量監(jiān)測子系統(tǒng)、長度監(jiān)測子系統(tǒng)和控制器（8），控制器的合路器（11）、鍵盤（13）、累加器（14）分別通過導(dǎo)線與控制器的主控板（10）連接，主控板（10）產(chǎn)生的信號輸出到顯示器；重量監(jiān)測子系統(tǒng)包括稱重傳感器（1），稱重傳感器（1）通過導(dǎo)線與合路器（11）連接；長度監(jiān)測子系統(tǒng)包括均勻粘貼在收卷機驅(qū)動輪（2）側(cè)面的多支磁鐵（5）和磁性開關(guān)（4），磁性開關(guān)通過導(dǎo)線聯(lián)機到累加器（14）上。本發(fā)明的優(yōu)點是裝置結(jié)構(gòu)簡單、使用方便，能對產(chǎn)品進行在線實時監(jiān)測，采用本發(fā)明的方法測量的數(shù)值精確，能適時調(diào)整的無紡產(chǎn)品平均克重。
【專利說明】無紡產(chǎn)品平均克重在線實時監(jiān)測裝置及方法
[0001]

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0002]本發(fā)明涉及一種無紡行業(yè)用的檢測裝置，具體地說是一種無紡產(chǎn)品平均克重在線實時監(jiān)測裝置，主要應(yīng)用于地毯、土工布等無紡行業(yè)在生產(chǎn)過程中實時監(jiān)測每平方米產(chǎn)品的重量(以下簡稱克重)。
[0003]本發(fā)明還涉及一種無紡產(chǎn)品平均克重在線實時監(jiān)測方法。

【背景技術(shù)】
[0004]在土工布、地毯等無紡行業(yè)的生產(chǎn)過程中，克重是衡量產(chǎn)品質(zhì)量的重要指標，同時也是廠家衡量產(chǎn)品生產(chǎn)成本的重要指標。
[0005]傳統(tǒng)的測試紡織物克重的方法一般要經(jīng)過三個步驟:1、采樣，廠家會利用面積為100平方厘米的旋轉(zhuǎn)采樣刀對被測物進行取樣；2、稱重，廠家對取樣的紡織物進行稱重；3、計算，由于采樣的面積是100平方厘米，也就是0.01平方米，所以要換算成每平方米的克重，需要再乘以100。這種方法的缺點主要體現(xiàn)在以下幾個方面:1、實時性差:傳統(tǒng)克重檢測方法是對最終產(chǎn)品進行檢測，檢測的結(jié)果可以用于評定產(chǎn)品的等級，卻不能用來控制整個動態(tài)的生產(chǎn)過程，實時性較差。2、破壞性:傳統(tǒng)克重檢測方法依賴采樣刀對產(chǎn)品進行切割取樣，具有一定的破壞性。3、精度差:一方面，傳統(tǒng)采樣只采樣100平方厘米，也就是只有0.01平方米，這樣小的面積很難代表整卷乃至整批無紡布的平均克重，偶然的因素太多；另一方面，廠家普遍采用分度值為I克的電子秤進行測量，分度值為I克，也就是說稱量樣品的誤差在0.5克左右，然后根據(jù)面積數(shù)要乘以100，誤差同樣也要乘以100，那么這樣看來，一平方米的誤差至少是在50克左右，而這樣的測試結(jié)果對于偏差只允許10克的產(chǎn)品而言，幾乎沒有價值，即使是采用高精度的電子天平，可以避免稱量造成的不精確，也不能避免取樣造成的偏差，畢竟對于1600平方米的一卷紡織品，0.01平方米樣品很難代表全部。4、浪費嚴重:有些廠家為了控制產(chǎn)品克重，不得不先生產(chǎn)，再采樣，然后根據(jù)采樣的結(jié)果進行調(diào)整設(shè)備參數(shù)。如此反復(fù)幾次，直到達到客戶要求后再進行批量生產(chǎn)。這看似合理，但實際上存在嚴重的浪費。一方面，一般的無紡生產(chǎn)線從進料到收卷，整個生產(chǎn)線的長度大約在60米左右，如此反復(fù)幾次，就會造成大量浪費；另一方面，大部分生產(chǎn)線不可能只生產(chǎn)一種產(chǎn)品，產(chǎn)品比較豐富的廠家，3-5天左右就會變更一次克重指標，在這樣頻繁的變更下，進行上述操作很顯然會造成嚴重浪費。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種結(jié)構(gòu)簡單、使用方便，對產(chǎn)品進行在線實時監(jiān)測，測量數(shù)值精確，能適時調(diào)整的無紡產(chǎn)品平均克重在線實時監(jiān)測裝置。
[0007]本發(fā)明另一個要解決的技術(shù)問題是提供一種能對產(chǎn)品進行在線實時監(jiān)測、測量數(shù)值精確、能適時調(diào)整的無紡產(chǎn)品平均克重在線實時監(jiān)測方法。
[0008]針對無紡產(chǎn)品平均克重在線實時監(jiān)測裝置這一技術(shù)主題來說，本發(fā)明的無紡產(chǎn)品平均克重在線實時監(jiān)測裝置包括重量監(jiān)測子系統(tǒng)、長度監(jiān)測子系統(tǒng)、織物張力監(jiān)測子系統(tǒng)、收卷機子系統(tǒng)和控制器，所述控制器包括合路器、累加器、主控板、鍵盤及顯示器，所述合路器、鍵盤、累加器分別通過導(dǎo)線與主控板連接，主控板產(chǎn)生的信號輸出到顯示器；所述重量監(jiān)測子系統(tǒng)包括稱重傳感器，稱重傳感器通過導(dǎo)線與合路器連接，稱重傳感器的信號經(jīng)過合路器合并調(diào)理后聯(lián)機到主控板進行模數(shù)轉(zhuǎn)換，進而測得重量；收卷機子系統(tǒng)包括收卷機框架和收卷機驅(qū)動輪，所述稱重傳感器位于收卷機框架的底部；所述長度監(jiān)測子系統(tǒng)包括均勻粘貼在收卷機驅(qū)動輪側(cè)面的多支磁鐵和磁性開關(guān)，磁性開關(guān)通過導(dǎo)線聯(lián)機到累加器上，累加器與主控板相連，根據(jù)參數(shù)設(shè)置和累加的結(jié)果進而測得實際長度；織物張力監(jiān)測子系統(tǒng)包括由成對出現(xiàn)的兩只輕觸開關(guān)構(gòu)成的張力傳感器，輕觸開關(guān)通過導(dǎo)線連接到主控板上。
[0009]一般情況下，所述稱重傳感器的數(shù)量可以為4個，均勻布設(shè)在收卷機框架的底部四角；當(dāng)收卷機較長時，也可以設(shè)置6個稱重傳感器，即在收卷機框架的底部四角分別設(shè)一稱重傳感器，并在兩個長邊的中部各增加一個稱重傳感器。
[0010]優(yōu)選地，所述稱重傳感器為多支稱重傳感器。
[0011]優(yōu)選地，所述控制器還包括打印機，打印機與主控板相連，打印機可以記錄下整件產(chǎn)品不同位置的監(jiān)測結(jié)果。
[0012]此外，長度監(jiān)測也可以通過光電編碼輪完成，其理論精度更高，但使用過程中往往由于打滑而出現(xiàn)計量誤差。
[0013]工作時，先將無紡織物穿過兩個張力傳感器的間隙，這樣能保障控制器及時感知織物的張力大小，張力過大時上面的傳感器閉合，張力過小時下面的傳感器閉合。所述織物張力監(jiān)測子系統(tǒng)的作用是保障在監(jiān)測的整個過程中，織物張力不至于過大，影響重量監(jiān)測的結(jié)果。所述收卷機子系統(tǒng)的主要作用是通過驅(qū)動輪的旋轉(zhuǎn)將紡織物卷成成品。由于產(chǎn)品和驅(qū)動輪是等線速度運轉(zhuǎn)，所以驅(qū)動輪每旋轉(zhuǎn)一周的長度就是成品累加的長度。例如驅(qū)動輪周長是60厘米，如果在上面分布三個磁鐵那磁性開關(guān)每一次閉合就是20厘米；
所述按鍵是系統(tǒng)的輸入部分，用戶可以利用鍵盤進行參數(shù)的設(shè)定。
[0014]所述控制器是本發(fā)明的核心，主要是對采集到的重量、長度信息、結(jié)合鍵盤設(shè)置的相關(guān)參數(shù)進行克重的計算。顯示器可以顯示實時的監(jiān)測結(jié)果。
對于無紡產(chǎn)品平均克重在線實時監(jiān)測方法這一技術(shù)主題，本發(fā)明的無紡產(chǎn)品平均克重在線實時監(jiān)測方法包括如下步驟:
1)通過鍵盤設(shè)定參數(shù)，所述參數(shù)主要包括紡織物的寬度參數(shù)、每個脈沖等效的步進長度參數(shù)、平均克重的上下限參數(shù)，按鍵將輸入信號輸入到主控板；
2)合路器對所有的稱重傳感器的信號進行疊加整合后傳輸給主控板；
3)長度監(jiān)測子系統(tǒng)把長度信號傳輸給主控板；
4)控制器對克重進行度量計算并對各模塊進行協(xié)調(diào)，當(dāng)無紡產(chǎn)品的克重超出用戶設(shè)定的克重上下限時發(fā)出超限報警信號；主控板產(chǎn)生的信號輸出到顯示器。
[0015]進一步地，為了使本發(fā)明的無紡產(chǎn)品平均克重在線實時監(jiān)測方法達到更高的精度，進行上述步驟I)前，可以先將無紡產(chǎn)品自然放于收卷機上，然后打開電源，控制器對收卷機進行重量計算，并自動減除，此時稱量的重量數(shù)據(jù)就是產(chǎn)品的凈重量。
[0016]進一步地，所述步驟4)中，控制器對于克重的度量計算可以采用以下的一種或多種方法:方法一是對于整卷產(chǎn)品進行取樣，顯示器可以顯示總重量、總面積數(shù)和平均克重；方法二是基于時間的取樣，通過鍵盤設(shè)定取樣時間間隔，來檢測喂料變化引起的克重變化，此時顯示器可以提供的信息有:用戶指定單位時間內(nèi)增加的重量、增加的面積數(shù)和增加部分的平均克重；方法三是基于長度的取樣，針對總重量合格而克重不均勻的情況，工廠可以設(shè)定根據(jù)產(chǎn)出的長度進行取樣，此時顯示器可以提供的信息有:用戶指定單位長度內(nèi)變化的重量、變化的面積數(shù)和變化部分的平均克重。
[0017]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是:(I)計量準確，本發(fā)明以整卷的紡織物為樣本進行重量的稱量和面積數(shù)測算，使得計量更加準確；(2)實時性高，該裝置與收卷機相連，隨著收卷機的運轉(zhuǎn)，就可以實時顯示重量、長度、克重的變化，工廠可以隨時進行生產(chǎn)線參數(shù)調(diào)整來對生產(chǎn)過程進行優(yōu)化。(3)檢測過程對紡織物無害化，本發(fā)明不裁切織物，不中斷生產(chǎn)，大大降低了由此帶來的原料浪費。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0018]圖1為本發(fā)明結(jié)構(gòu)連接示意圖；
圖2為本發(fā)明控制器的各部件結(jié)構(gòu)連接示意圖；
圖3為本發(fā)明顯示器主視圖；
其中，1-稱重傳感器；2_收卷機驅(qū)動輪；3_張力傳感器；4_磁性開關(guān)；5-磁鐵；6-收卷機框架；7_成品卷材；8_控制器；9_顯示器；10_主控板；11_合路器；12_打印機；13_鍵盤；14_累加器。

【具體實施方式】
[0019]下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明作進一步說明。
[0020]如圖1所示的無紡產(chǎn)品平均克重在線實時監(jiān)測裝置，包括重量監(jiān)測子系統(tǒng)、長度監(jiān)測子系統(tǒng)、織物張力監(jiān)測子系統(tǒng)、收卷機子系統(tǒng)和控制器8 ;如圖2所示，所述控制器8包括合路器11、累加器14、主控板10、鍵盤13、打印機12及顯示器9，所述合路器11、鍵盤13、累加器14分別通過導(dǎo)線與主控板10連接，主控板10產(chǎn)生的信號輸出到顯示器，主控板10與打印機12相連；所述重量監(jiān)測子系統(tǒng)包括稱重傳感器1，稱重傳感器通過導(dǎo)線與合路器11連接，稱重傳感器I的信號經(jīng)過合路器11合并調(diào)理后聯(lián)機到主控板10進行模數(shù)轉(zhuǎn)換，進而測得重量；收卷機子系統(tǒng)包括收卷機框架6和收卷機驅(qū)動輪2，所述稱重傳感器為多支稱重傳感器，位于收卷機框架6的底部；所述長度監(jiān)測子系統(tǒng)包括均勻粘貼在收卷機驅(qū)動輪2側(cè)面的多支磁鐵5和磁性開關(guān)4，磁性開關(guān)4通過導(dǎo)線聯(lián)機到累加器14上，累加器與主控板10相連，根據(jù)參數(shù)設(shè)置和累加的結(jié)果進而測得實際長度；織物張力監(jiān)測子系統(tǒng)包括由成對出現(xiàn)的兩只輕觸開關(guān)構(gòu)成的張力傳感器3，輕觸開關(guān)通過導(dǎo)線連接到主控板10上。
[0021]生產(chǎn)中我們對于長度為4.8米，寬度為2.4米的收卷機部署稱重傳感器4只，在不進行螺栓固定的情況下，收卷機在運轉(zhuǎn)過程可以以0.1公斤的分辨率平穩(wěn)運行，如果每件無紡布的重量偏差控制在0.5公斤以內(nèi)，效果就非常理想。
工作時，先將無紡織物穿過兩個張力傳感器3的間隙，這樣能保障控制器8及時感知織物的張力大小，張力過大時上面的張力傳感器3閉合，張力過小時下面的張力傳感器3閉合。所述織物張力監(jiān)測子系統(tǒng)的作用是保障在監(jiān)測的整個過程中，織物張力不至于過大，影響重量監(jiān)測的結(jié)果。
[0022]本發(fā)明中，主控板10是本系統(tǒng)的核心，其采用微電腦設(shè)計。控制器8完成數(shù)據(jù)的計算和各部分的協(xié)調(diào)，并根據(jù)用戶設(shè)定的克重上下限進行超限報警。本發(fā)明中，控制器8提供了多種對于克重的度量計算方法，比如:(I)方法一、對于整卷產(chǎn)品進行取樣可以顯示總重量、總面積數(shù)和平均克重；(2)方法二、基于時間的取樣:工廠可以通過鍵盤設(shè)定取樣間隔例如工廠的生產(chǎn)線為60米，生產(chǎn)時收卷機以每分鐘3米的速度進行收卷，工廠就可以以20分鐘為一個取樣單位進行跟蹤，來檢測喂料變化引起的克重變化，以進一步提高精度，此時可以提供的信息有:用戶指定單位時間內(nèi)增加的重量、增加的面積數(shù)和增加部分的平均克重；(3)方法三、基于長度的取樣:針對總重量合格而克重不均勻的情況，工廠可以設(shè)定根據(jù)產(chǎn)出的長度進行取樣，例如每隔10米進行一次取樣，此時可以提供的信息有:用戶指定單位長度內(nèi)變化的重量、變化的面積數(shù)和變化部分的平均克重。
[0023]顯示器9可以顯示用戶采用不同檢測方法檢測出的成品卷材7的克重。在本實施例中，顯示屏設(shè)有兩組，如圖3，左邊的一組是對于整卷產(chǎn)品進行取樣，顯示的是總重量、總面積數(shù)和平均克重；右邊的一組可以由用戶根據(jù)需要選擇顯示上述基于時間的取樣或上述基于長度的取樣的平均克重。
[0024]鍵盤13是系統(tǒng)的輸入部分。用戶可以利用鍵盤進行參數(shù)的設(shè)定，主要的參數(shù)有四個:(1)紡織物的寬度:根據(jù)用戶要求的不同，紡織物會有不同的寬度，由于是既定寬度，可以由用戶通過鍵盤輸入；(2)每次磁性開關(guān)等效的步進長度:該參數(shù)由收卷機驅(qū)動輪的周長和磁鐵數(shù)量共同決定，例如試驗中采用驅(qū)動輪有3個磁鐵，收卷機驅(qū)動輪周長60厘米，那么步進長度參數(shù)取值為60 + 3為20厘米，也就是說磁性開關(guān)每閉合一次，紡織物長度增加
0.2米；(3)平均克重的上限，超過上限后，控制器會進行聲光告警；(4)平均克重的下限，超過下限后，控制器8會進行聲光告警。
[0025]工廠在日常使用時，為了達到較高的精度可以先將無紡產(chǎn)品自然放于收卷機上，然后打開本發(fā)明的電源，本發(fā)明會進行收卷機重量計算，并自動減除，此時稱量的重量數(shù)據(jù)就是產(chǎn)品的凈重量，同時其他參數(shù)也顯示為零，這一步驟完成后再進行日常的生產(chǎn)可以達到更高的精度。當(dāng)一卷產(chǎn)品生產(chǎn)完成后，可以進行數(shù)據(jù)清零，并進行下一步生產(chǎn)。
[0026]本系統(tǒng)在實際測試過程中，每卷無紡布重量的偏差在0.5-1公斤，長度的偏差可以限制在0.2米左右，考慮設(shè)備連線、震動等誤差因素在內(nèi)，最終產(chǎn)品的克重偏差也不會超過I克，大大優(yōu)化了企業(yè)的生產(chǎn)。
[0027]以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實施方式，應(yīng)當(dāng)指出:對于本【技術(shù)領(lǐng)域】的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以做出若干改進，這些改進應(yīng)視為本發(fā)明的保護范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種無紡產(chǎn)品平均克重在線實時監(jiān)測裝置，包括重量監(jiān)測子系統(tǒng)、長度監(jiān)測子系統(tǒng)、織物張力監(jiān)測子系統(tǒng)、收卷機子系統(tǒng)和控制器(8)，其特征在于:所述控制器(8)包括合路器(11)、累加器(14)、主控板(10)、鍵盤(13)及顯示器(9)，所述合路器(11)、鍵盤(13)、累加器(14)分別通過導(dǎo)線與主控板(10)連接，主控板(10)產(chǎn)生的信號輸出到顯示器；所述重量監(jiān)測子系統(tǒng)包括稱重傳感器(I )，稱重傳感器(I)通過導(dǎo)線與合路器(11)連接；收卷機子系統(tǒng)包括收卷機框架(6 )和收卷機驅(qū)動輪(2 )，所述稱重傳感器位于收卷機框架(6 )的底部；所述長度監(jiān)測子系統(tǒng)包括均勻粘貼在收卷機驅(qū)動輪(2)側(cè)面的多支磁鐵(5)和磁性開關(guān)(4)，磁性開關(guān)通過導(dǎo)線聯(lián)機到累加器(14)上；織物張力監(jiān)測子系統(tǒng)包括由成對出現(xiàn)的兩只輕觸開關(guān)構(gòu)成的張力傳感器(3)，輕觸開關(guān)通過導(dǎo)線連接到主控板(10)上。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無紡產(chǎn)品平均克重在線實時監(jiān)測裝置，其特征在于:所述稱重傳感器(I)的數(shù)量為4個，均勻布設(shè)在收卷機框架(6)的底部四角。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無紡產(chǎn)品平均克重在線實時監(jiān)測裝置，其特征在于:所述稱重傳感器(I)的數(shù)量為6個，分別設(shè)于收卷機框架(6)的底部四角以及收卷機框架(6)兩個長邊的中部。
4.根據(jù)權(quán)利要求1-3中任一項所述的無紡產(chǎn)品平均克重在線實時監(jiān)測裝置，其特征在于:所述稱重傳感器(I)為多支稱重傳感器。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無紡產(chǎn)品平均克重在線實時監(jiān)測裝置，其特征在于:所述控制器(8)還包括打印機(12)，打印機(12)與主控板(10)相連。
6.一種無紡產(chǎn)品平均克重在線實時監(jiān)測方法，包括如下步驟: 1)通過鍵盤(13)設(shè)定參數(shù)，所述參數(shù)主要包括紡織物的寬度參數(shù)、每個脈沖等效的步進長度參數(shù)、平均克重的上下限參數(shù)，按鍵將輸入信號輸入到主控板(10); 2)合路器(11)對所有的稱重傳感器的信號進行疊加整合后傳輸給主控板(10)； 3)長度監(jiān)測子系統(tǒng)把長度信號傳輸給主控板(10)； 4)控制器(8)對克重進行度量計算并對各模塊進行協(xié)調(diào)，當(dāng)無紡產(chǎn)品的克重超出用戶設(shè)定的克重上下限時發(fā)出超限報警信號；主控板(10)產(chǎn)生的信號輸出到顯示器(9)。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的無紡產(chǎn)品平均克重在線實時監(jiān)測方法，其特征在于:進行所述步驟I)前，先將無紡產(chǎn)品自然放于收卷機上，然后打開電源，控制器(8)對收卷機進行重量計算，并自動減除，此時稱量的重量數(shù)據(jù)就是產(chǎn)品的凈重量。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的無紡產(chǎn)品平均克重在線實時監(jiān)測方法，其特征在于:所述步驟4)中，控制器對于克重的度量計算可以采用以下的一種或多種方法:方法一是對于整卷產(chǎn)品進行取樣，顯示器可以顯示總重量、總面積數(shù)和平均克重；方法二是基于時間的取樣，通過鍵盤設(shè)定取樣時間間隔，來檢測喂料變化引起的克重變化，此時顯示器可以提供的信息有:用戶指定單位時間內(nèi)增加的重量、增加的面積數(shù)和增加部分的平均克重；方法三是基于長度的取樣，針對總重量合格而克重不均勻的情況，工廠可以設(shè)定根據(jù)產(chǎn)出的長度進行取樣，此時顯示器可以提供的信息有:用戶指定單位長度內(nèi)變化的重量、變化的面積數(shù)和變化部分的平均克重。
【文檔編號】G01G17/02GK104457933SQ201410713150
【公開日】2015年3月25日 申請日期:2014年12月1日 優(yōu)先權(quán)日:2014年12月1日
【發(fā)明者】楊海峰 申請人:楊海峰