專利名稱：鋼簾線捻度及斷絲檢測監(jiān)控系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型屬于鋼絲捻度檢測技術(shù)類，特別涉及一種鋼簾線捻度 及斷絲的檢測和監(jiān)控裝置。
背景技術(shù)：
所謂的鋼簾線，就是把多條纖細(xì)的鋼絲運用物理學(xué)原理擰合成一 股，并與橡膠等化工原料捻合而成的工業(yè)產(chǎn)品。它兼具剛韌二性，廣 泛應(yīng)用于機械制造、汽車制造等行業(yè)中，其中最為突出的就是用作汽 車輪胎骨架制造的基本材料。但是，目前鋼簾線的生產(chǎn)工藝尚不能保證其內(nèi)層的鋼絲能夠被外 層的鋼絲完全緊固，很容易造成鋼簾線捻度的降低以及內(nèi)層的斷絲現(xiàn)象，給加工和生產(chǎn)帶來諸多不便；而作為汽車輪胎骨架制造的基本材 料，還會直接影響到汽車輪胎的質(zhì)量，導(dǎo)致汽車的安全隱患問題。人 為的質(zhì)量檢測目前已經(jīng)很難對其內(nèi)層斷絲和捻度作出正確的評估。實用新型內(nèi)容本實用新型針對以上現(xiàn)象，提供了一套鋼簾線捻度及斷絲檢測監(jiān) 控系統(tǒng)，可實現(xiàn)對鋼簾線捻度及斷絲的在線檢測與監(jiān)控。鋼簾線捻度及斷絲檢測監(jiān)控系統(tǒng)，由信號處理器、傳感器、繼電
器控制器、語音信號指示模塊、串行口通訊模塊組合而成，其特征在 于所述的鋼簾線捻度及斷絲檢測監(jiān)控系統(tǒng)以信號處理器為核心，分 別與波形轉(zhuǎn)換電路、繼電器控制器、語音報警電路、狀態(tài)指示與報警 電路以及外部顯示設(shè)備相連接；所述的傳感器架構(gòu)在波形轉(zhuǎn)換電路 上；所述的繼電器控制器通過放大電路與信號處理器相連接；所述的 語音報警電路和狀態(tài)指示與報警電路構(gòu)成語音信號指示模塊。所述的可顯示波形數(shù)據(jù)圖的外部顯示設(shè)備通過串行口與信號處 理器相連接。所述的繼電器控制器是一種由弱電控制強電的器件，內(nèi)部由線圈 和開關(guān)組成。所述的信號處理器中單片機的輸出端口后設(shè)置了三極管驅(qū)動電路。所述的信號處理器中單片機為20腳封裝的P87LPC767 (型號)； 所述的信號處理器中單片機的5號引腳接地；所述的信號處理器中單 片機的18號引腳與C 電容串聯(lián)并接地；所述的信號處理器中單片 機的15號引腳與C1()電容串聯(lián)并接地。所述的放大電路中，所述的三極管SS8050的基極通過電阻R904 與所述的信號處理器中單片機的3號引腳相連接；所述的三極管 SS8050的發(fā)射極接地；所述的三極管SS8050的集電極通過穩(wěn)壓二極 管IN4007與所述的繼電器控制器相連。所述的狀態(tài)指示與報警電路中LED2的2號、3號引腳分別與所 述的信號處理器中單片機的7號、8號引腳相連；所述的狀態(tài)指示與
報警電路中LED2的1號引腳通過電阻R,與電源電路連接。所述的狀態(tài)指示與報警電路中LED3的2號、3號引腳分別與所述的信號處理器中單片機的9號、10號引腳相連；所述的狀態(tài)指示與報警電路中LED3的1號引腳通過電阻R2與電源電路連接。所述的波形轉(zhuǎn)換電路分為波形轉(zhuǎn)換降幅電路、波形轉(zhuǎn)換增強驅(qū)動電路和波形轉(zhuǎn)換分壓電路，其中(A) 所述的波形轉(zhuǎn)換降幅電路中，光電耦合器的3號引腳通過 電阻Rw與所述的信號處理器中單片機的20號引腳相連；(B) 所述的波形轉(zhuǎn)換增強驅(qū)動電路中，所述的信號處理器中單 片機的6號引腳通過R13電阻與三極管SS8050相連接；(C) 所述的波形轉(zhuǎn)換分壓電路中，電阻Rn、電阻Ru串聯(lián)與所 述的信號處理器中的單片機相連。所述的信號處理器中單片機的19、 17、 16、 14號引腳分別通過電阻Rs、 R4、 Re、 R3接地，構(gòu)成薄膜按鍵電路。所述的鋼簾線捻度及斷絲檢測監(jiān)控系統(tǒng)內(nèi)部設(shè)有電源轉(zhuǎn)換電路。 本實用新型通過以上的系統(tǒng)，對鋼簾線捻度及斷絲的檢測作出了正確的評估，并能實現(xiàn)實時監(jiān)控，保證了在生產(chǎn)過程中次品率的降低。


圖1是本鋼簾線捻度及斷絲檢測監(jiān)控系統(tǒng)原理結(jié)構(gòu)框圖；圖2是單片機信號處理器；圖3是放大電路與繼電器控制電路；
圖4是狀態(tài)指示與報警電路；圖5是波形轉(zhuǎn)換降幅電路；圖6是波形轉(zhuǎn)換增強驅(qū)動電路；圖7是波形轉(zhuǎn)換分壓電路；圖8是薄膜按鍵電路原理圖；圖9是薄膜按鍵界面；圖IO是電源轉(zhuǎn)換電路；圖ll是軟件流程圖；圖12是鋼絲固定結(jié)構(gòu)示意圖；圖12中l(wèi)-固定圓盤；2-傳感器；3-鋼簾線；具體實施方式
鋼簾線捻度及斷絲檢測監(jiān)控系統(tǒng)，由信號處理器、傳感器、繼電 器控制器、語音信號指示模塊、串行口通訊模塊組合而成，其特征在 于所述的鋼簾線捻度及斷絲檢測監(jiān)控系統(tǒng)以信號處理器為核心，分 別與波形轉(zhuǎn)換電路、繼電器控制器、語音報警電路、狀態(tài)指示與報警 電路以及外部顯示設(shè)備相連接；所述的傳感器架構(gòu)在波形轉(zhuǎn)換電路 上；所述的繼電器控制器通過放大電路與信號處理器相連接；所述的 語音報警電路與狀態(tài)指示與報警電路構(gòu)成語音信號指示模塊。所述的信號處理器是整個系統(tǒng)的控制核心，當(dāng)整定信號時，信號 處理器首先將用戶設(shè)定的三個檢測點的信號經(jīng)過采樣、放大和處理 后，存入內(nèi)存中作為與今后檢測時的判斷依據(jù)。信號處理器通過循環(huán) 按鍵識別功能，來監(jiān)測四個按扭是否被按下， 一旦被按下，則表示用
戶已經(jīng)確定一個檢測點的值，可以將其存入內(nèi)存單元。當(dāng)三個點的值都確定后，系統(tǒng)自動將檢測點的值存入EPROM ( Erasable Programmable ROM,可擦除可編程ROM)。所述的語音報警提示模塊采用Smiphis公司的單片機實現(xiàn)語音處 理功能。在信號正常時，語音處理器不發(fā)出任何聲音。當(dāng)信號處理器 檢測到非正常信號后，通過端口送出兩個指示信號，語音處理器在檢 測到指示信號后，即啟動放音功能。在三個不同狀態(tài)下，揚聲器中播 放不同的聲音。在捻度一般降低時，播放警告，捻度降低；在捻度下降嚴(yán)重時，播放警告，捻度嚴(yán)重降低；當(dāng)檢測到有斷絲出現(xiàn)時，播放有斷絲，請立即停止生產(chǎn)。使用Sunplus公司的A2000音頻壓 縮的算法，可以在縮小文件的同時，保證音頻文件的播放效果，仍然 可以高保真的輸出預(yù)先設(shè)置的音頻文件。語音報警與指示燈報警完全 同步進行，并且只有在檢測信號正常后才解除語音報警，如果檢測信 號不能達到正常水平，將持續(xù)報警。所述的繼電器控制器是一種由弱電控制強電的器件，其內(nèi)部是線 圈和開關(guān)。當(dāng)外部電源給線圈充電使線圈產(chǎn)生一定的磁場后，線圈將 開關(guān)吸合，可控制外部的強電。本設(shè)計通過繼電器來控制照明燈的開 啟與關(guān)閉。由于單片機端口的驅(qū)動能力有限，不足以驅(qū)動繼電器的線 圈。因此，必須在單片機的輸出端口后加入三極管驅(qū)動電路來驅(qū)動繼 電器。當(dāng)單片機輸出為低電平時，三極管工作在截止?fàn)顟B(tài)，集電極與 發(fā)射極之間的電阻很大，而繼電器的線圈電阻很小，因此兩者分壓之 后，繼電器分得的電壓很小，UcE接近電源電壓。此時，繼電器處于
斷開狀態(tài)，LED指示燈熄滅。當(dāng)單片機輸出為高電平時，三極管工 作在飽和狀態(tài)，集電極與發(fā)射極之間的電阻很小。繼電器線圈上的分 壓較大，電源給線圈充電，此時，線圈產(chǎn)生磁性，吸合開關(guān)，LED 指示燈點亮。所述的傳感器采用電磁感應(yīng)原理，通過外加磁場對鋼絲產(chǎn)生作 用，并且在同一段的接受器接收返回信號，通過磁通量的變化來檢測 在固定區(qū)域內(nèi)通過的鋼簾線的質(zhì)量。傳感器具有整定的功能，所謂整 定就是設(shè)置傳感器返回信號的上限和下限。繞制鋼簾線所用鋼絲的股 數(shù)也將會在一定程度影響到輸出的模擬信號。對于多規(guī)格鋼簾線的檢 測，采用的整定方案是將最粗的鋼簾線合格的部分作為整定的上限 值，將最細(xì)的鋼簾線的斷絲部分作為整定的下限值。這樣可以保證傳 感器能夠?qū)Χ喾N規(guī)格的鋼簾線產(chǎn)品作出識別。利用此原理可以有效地 測出鋼絲捻度的變化和是否存在斷絲現(xiàn)象。所述的串行口通訊采用實時數(shù)據(jù)傳輸，可以通過串行口將所測得 的數(shù)據(jù)發(fā)送至電腦中，利用電腦顯示器的平臺將所測得數(shù)據(jù)的波形圖 顯示在電腦屏幕上，便于直觀的了解所測得的數(shù)據(jù)和進一步分析處 理。本實用新型檢測方法和裝置能有效檢測鋼簾線的捻度和鋼簾線 斷絲位置，檢測方法方便、快捷，檢測結(jié)果可靠。 具體實施例首先要準(zhǔn)備一根有部分?jǐn)嘟z的鋼簾線，將其固定在六個圓盤的中 間，在固定過程中要保持鋼簾線呈直線狀態(tài)不被彎曲，固定的效果要
使鋼絲能夠橫向運動但不易縱向運動，且保證六個圓盤可以隨其拉動 而轉(zhuǎn)動。將傳感器裝在指定的位置，調(diào)整傳感器到鋼絲的距離約1厘米左 右，距離調(diào)整不必很精確，后面可根據(jù)實際情況再作調(diào)整。將傳感器 對準(zhǔn)鋼絲中好的一段。在傳感器的圓形區(qū)域內(nèi)，鋼絲必須至少繞有兩 段。把電源接上后開始上電運行，上電運行時的正常情況是電源指示燈點亮，雙色LED先全部點亮隨后熄滅，繼電器沒有跳動。因此上 電時要特別注意觀看電源指示燈是否亮，雙色LED是否為全亮，繼 電器是否有跳動。接下去是調(diào)試過程中最關(guān)鍵的一步——整定。步驟如下一、 先按下整定按扭(整定按鈕是鋁盒上方的1號按扭)，每次 按下后都能聽到繼電器的跳動聲，等看到2號指示燈有閃爍后松開按 鈕。二、 將傳感器對準(zhǔn)鋼絲中有斷絲的一段，按下整定按鈕，聽到繼 電器跳動的聲音后松開按鈕。三、 移動鋼絲，將傳感器對準(zhǔn)鋼絲中好的一段，按下整定按鈕， 聽到繼電器跳動的聲音后松開按鈕。四、 如果整定成功，指示燈會在間隔為1秒的閃爍三次后熄滅。 如果整定失敗，指示燈會快速閃爍后熄滅。五、 整定失敗的可能原因是傳感器距離鋼絲過遠，此時應(yīng)該調(diào)整 距離，使傳感器更加靠近鋼絲，然后重新進整定。
整定結(jié)束后，應(yīng)再次拉動鋼絲，觀察在斷絲處是否會產(chǎn)生報警(報警狀態(tài)是LED出現(xiàn)雙紅色，并且3號繼電器變?yōu)閿嚅_狀態(tài))，如果在 斷絲處未產(chǎn)生報警也應(yīng)該重新整定。如果連續(xù)多次出現(xiàn)整定失敗的情況，則應(yīng)該優(yōu)先檢測鋼簾線的擺 放位置是否正確，若不然則需更換傳感器，或者更換電路板。在整定完畢后，傳感器對綱簾線進行檢測，輸出兩路信號，其中 一路為數(shù)字信號，用于整定成功與失敗的確認(rèn)。另一路為模擬信號， 即鋼簾線的檢測信號。因為傳感器的信號并不能讓單片機直接識別， 因此需要在前端加入信號轉(zhuǎn)換電路。信號處理器，將轉(zhuǎn)換后得到的信 號與先前整定時設(shè)定的信號比較，當(dāng)發(fā)現(xiàn)當(dāng)前捻度降低到一定程度 時，系統(tǒng)會點亮報警指示燈1,提示用戶生產(chǎn)的鋼絲的捻度有所下降， 但仍然在合格的范圍之內(nèi)。當(dāng)捻度繼續(xù)降低時，系統(tǒng)會點亮報警指示 燈2，提示用戶捻度下降嚴(yán)重，已經(jīng)在不合格的邊緣。當(dāng)有斷絲出現(xiàn)， 系統(tǒng)會點亮錯誤指示燈，提醒用戶目前生產(chǎn)的鋼絲是不合格產(chǎn)品，同 時啟動繼電器停止整個生產(chǎn)設(shè)備的運行工作。此系統(tǒng)的三個報警點均 帶有語音報警功能。信號處理器通過串行口將所測得的數(shù)據(jù)發(fā)送至電腦中，利用電腦 顯示器的平臺將所測得數(shù)據(jù)的波形圖顯示在電腦屏幕上，便于直觀的 了解所測得的數(shù)據(jù)和進一步分析處理。本實用新型的主控芯片有單片機P87LPC767和單片機 SPCE061A。前者主要用于信號處理的模塊設(shè)計，而后者則是用于語 音處理模塊的實現(xiàn)。
權(quán)利要求1、鋼簾線捻度及斷絲檢測監(jiān)控系統(tǒng)，由信號處理器、傳感器、繼電器控制器、語音信號指示模塊、串行口通訊模塊組合而成，其特征在于所述的剛簾線捻度及斷絲檢測監(jiān)控系統(tǒng)以信號處理器為核心，分別與波形轉(zhuǎn)換電路、繼電器控制器、語音報警電路、狀態(tài)指示與報警電路以及外部顯示設(shè)備相連接；所述的傳感器架構(gòu)在波形轉(zhuǎn)換電路上；所述的繼電器控制器通過放大電路與信號處理器相連接；所述的語音報警電路與狀態(tài)指示與報警電路構(gòu)成語音信號指示模塊。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋼簾線捻度及斷絲檢測監(jiān)控系統(tǒng)，其 特征在于所述的可顯示波形數(shù)據(jù)圖的外部顯示設(shè)備通過串行口與信 號處理器相連接。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋼簾線捻度及斷絲檢測監(jiān)控系統(tǒng)，其 特征在于所述的繼電器控制器是一種由弱電控制強電的器件，內(nèi)部 由線圈和開關(guān)組成。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋼簾線捻度及斷絲檢測監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于所述的信號處理器中單片機的輸出端口后設(shè)置了三極管驅(qū)動電路。
5、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋼簾線捻度及斷絲檢測監(jiān)控系統(tǒng)，其 特征在于所述的信號處理器中單片機為20胸封裝的P87LPC767型 號；所述的信號處理器中單片機的5號引腳接地；所述的信號處理器 中單片機的18號引腳與C 電容串聯(lián)并接地；所述的信號處理器中 單片機的15號引腳與Qo電容串聯(lián)并接地。
6、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋼簾線捻度及斷絲檢測監(jiān)控系統(tǒng)，其 特征在于所述的放大電路中，所述的三極管SS8050的基極通過電 阻R904與所述的信號處理器中單片機的3號引腳相連接；所述的三 極管SS8050的發(fā)射極接地；所述的三極管SS8050的集電極通過穩(wěn) 壓二極管IN4007與所述的繼電器控制器相連。
7、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋼簾線捻度及斷絲檢測監(jiān)控系統(tǒng)，其 特征在于-(A) 所述的狀態(tài)指示與報警電路中LED2的2號、3號引腳分 別與所述的信號處理器中單片機的7號、8號引腳相連；所述的狀態(tài) 指示與報警電路中LED2的1號引腳通過電阻R,與電源電路連接；(B) 所述的狀態(tài)指示與報警電路中LED3的2號、3號引腳分 別與所述的信號處理器中單片機的9號、10號引腳相連；所述的狀 態(tài)指示與報警電路中LED3的1號引腳通過電阻R2與電源電路連接。
8、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋼簾線捻度及斷絲檢測監(jiān)控系統(tǒng)，其 特征在于所述的波形轉(zhuǎn)換電路分為波形轉(zhuǎn)換降幅電路、波形轉(zhuǎn)換增 強驅(qū)動電路和波形轉(zhuǎn)換分壓電路，其中(A) 所述的波形轉(zhuǎn)換降幅電路中，光電耦合器的3號引腳通過 電阻R^與所述的信號處理器中單片機的20號引腳相連；(B) 所述的波形轉(zhuǎn)換增強驅(qū)動電路中，所述的信號處理器中單 片機的6號引腳通過R13電阻與三極管SS8050相連接；(C) 所述的波形轉(zhuǎn)換分壓電路中，電阻Rn、電阻R,2串聯(lián)與所 述的信號處理器中的單片機相連。
9、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋼簾線捻度及斷絲檢測監(jiān)控系統(tǒng)，其 特征在于所述的信號處理器中單片機的19、 17、 16、 14號引腳分別通過電阻R5、 R4、 R6、 R3接地，構(gòu)成薄膜按鍵電路。
10、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋼簾線捻度及斷絲檢測監(jiān)控系統(tǒng)，其 特征在于所述的鋼簾線捻度及斷絲檢測監(jiān)控系統(tǒng)內(nèi)部設(shè)有電源轉(zhuǎn)換 電路。
專利摘要本實用新型的鋼簾線捻度及斷絲檢測監(jiān)控系統(tǒng)，由信號處理器、傳感器、繼電器控制器、語音信號指示模塊、串行口通訊模塊組合而成，其特征在于所述的剛簾線捻度及斷絲檢測監(jiān)控系統(tǒng)以信號處理器為核心，分別與波形轉(zhuǎn)換電路、繼電器控制器、語音報警電路、狀態(tài)指示與報警電路以及外部顯示設(shè)備相連接；所述的傳感器架構(gòu)在波形轉(zhuǎn)換電路上；所述的繼電器控制器通過放大電路與信號處理器相連接；所述的語音報警電路與狀態(tài)指示與報警電路構(gòu)成語音信號指示模塊；在初期整定完畢的情況下，通過信號處理器內(nèi)預(yù)設(shè)的程序，對鋼簾線捻度及斷絲進行檢測，能在鋼簾線生產(chǎn)過程中很好地控制捻度降低及斷絲的現(xiàn)象，為鋼簾線產(chǎn)品的生產(chǎn)質(zhì)量提供了檢測手段。
文檔編號G08B21/00GK201215554SQ20082005703
公開日2009年4月1日 申請日期2008年4月8日 優(yōu)先權(quán)日2008年4月8日
發(fā)明者程 張, 軍 林, 斌 王 申請人:上海師范大學(xué)