CN102680486B - 一种灵敏度大幅提高的拉幅探测器及其探测方法 - Google Patents

Abstract

一种灵敏度大幅提高的拉幅探测器及其探测方法。本发明关于拉幅机使用的拉幅探测器(Tenter feeler)及其探测方法，其组成包括探测普通面料的第1感光器和探测混合面料的第2感光器，本发明使用10KHz左右的红外线光束，经投射、感光后通过带通滤波器进行滤波，除去干扰信号和噪声，不仅能够探测普通面料和混合面料，而且能够探测整体反光量或部分反光量较低的面料，对其进行控制。

Description

一种灵敏度大幅提高的拉幅探测器及其探测方法

技术领域

本发明关于拉幅机使用的拉幅探测器(Tenter feeler)及其探测方法，具体说明为，其组成包括探测移动的普通面料的第1感光器和探测混合面料的第2感光器，使用10KHz左右的红外线光束，经投射、感光后进行滤波，除去干扰信号和噪声，不仅能够探测普通面料和混合面料，而且能够探测整体反光量或部分反光量较低的面料，对其进行控制。

背景技术

一般来说，拉幅机(Tenter Machine)是对纤维面料按宽度进行排列及固定后，对面料(纤维面料)进行熨烫、蜡染、丝印加工的干燥机的一种，能够通过拉幅引导部的引脚(Pin，或夹子)把持面料两侧边(边缘部)，在维持预定宽度的状态下将温度升高到预定温度，对面料进行固定。

所述拉幅(Tenter)引导部必须能够探测识别面料宽度变化，使引脚根据面料宽度变化快速运动，为满足所述要求，使用了能够探测面料边缘部的红外线传感器；和以所述红外线传感器输入的信号为基准，控制拉幅引导部的电机的拉幅探测器，通过所述拉幅探测器控制拉幅引导部的电机的正/反转状态和转速以及停止，最终完成钉扎(Pinning)。

图1及图2是现有拉幅探测器示意图，由需要供给驱动电源6的红外线发光器件3、红外线感光器件4、放大器7、控制器8以及驱动拉幅引导部的电机9构成，通过红外线发光器件3投射的红外线光束(光束)到达面料表面后，部分红外线光束将入射到红外线感光器件4，经放大器7放大后输入到控制器8，与基准信号进行比较，判断是否存在面料，并驱动面料宽度调节装置，将面料的两侧宽度调整整齐。

如图2所示，所述现有的拉幅探测器向红外线发光器件3导入预定周期(或预定占空比)的脉冲，实现间歇式发光，从面料表面反射后入射的接收光信号非常微弱，即使使用高增益的低噪声放大器(Low Noise Amplifier)7进行放大，也会由于噪声一并放大，造成信噪比降低，使探测错误率上升。

所述拉幅探测器为了获取高强度接收光信号，向红外线发光器件3导入额定电流以上的大电流，提高发光量，但是超过额定电流的大电流会使红外线发光器件3发热，热负荷压力不仅会大大缩短器件使用寿命，还会增加电力消耗。

虽然现有技术通过向红外线发光器件3导入约10倍额定电流大小的强电流，获取100ms的周期，以牺牲红外线发光器件3使用寿命为代价进行面料探测，但是，对于发光量较低或光吸收率较高的特殊面料，仍然存在很高的探测错误率或根本无法探测。

例如，如图3及图4所示，对于由密度较高的普通面料2和密度较低的网纱面料5a交替织造的混合面料5，现有技术根本无法探测，因此，如图6所示，虽然在普通面料2部分能够进行正常钉扎，但是在网纱面料5a部分则由于无法探测而造成钉扎线21、22反复出入网纱面料5a内部，电机9和传动装置(齿轮箱等)容易磨损，缩短使用寿命，另一方面，在拉幅探测器底部设置能够接触面料的机械式接触杆，专门探测网纱面料是否移动，但这种方法仍然无法解决探测错误率及产品不良率较高的问题。

另外，对于接收的光信号，需要在光投射时间内对在短暂的100ms内进行投射及反射的入射光进行放大及分析，即使红外线发光器件的投射量较多，由于外部(拉幅机周边)流入的光线(荧光灯、白炽灯等)被一并接收，在对微弱的接收光信号进行放大的过程中，外部流入的光线也被大幅放大，造成探测错误及误操作，由于上述原因，无法过度提高放大器的增益，致使无法探测反射率较低的面料。

另外，红外线感光器件4虽然接收红外线，但同时对其它可见光甚至紫外线也有响应，造成信噪比(S/N比)变差，降低探测效率，如果不对所述干扰光进行过滤，就很难进行正常探测。因此，为了过滤外部入射的可见光或紫外线等，使用了滤膜，但是，在操作人员或操作物向拉幅探测器附近移动或进行操作时，也会由于流动性阴影或反射光造成干扰，出现探测错误及误操作现象。

发明内容

本发明是为解决上述问题而提出，其目的是提供一种拉幅机使用的由探测移动的普通面料的第1感光器和探测混合面料或探测密度不均匀面料的第2感光器组成，能够准确探测混合面料等密度不均匀的面料并进行控制的灵敏度大幅提高的拉幅探测器及其探测方法。

本发明目的还在于，提供一种向红外线发光器件导入10KHz左右的脉冲(高频)，并通过带通滤波器滤除接收信号中的干扰信号和噪声，从而不受外部光线影响或干扰，通过适当调整灵敏度，不仅能够探测混合面料，而且对于整体反射量或部分反射量较低的普通面料或特殊面料也能够进行准确探测及控制的拉幅探测器及其探测方法。

为达到上述目的，本发明的拉幅探测器，其组成包括：由红外线发光、感光器件构成，探测普通面料的第1感光器；与所述第1感光器相隔预定距离，由红外线发光、感光器件构成，探测混合面料的第2感光器。

本发明的拉幅探测器，其组成包括：10KHz左右的高频电源振荡器；将导入所述高频电源后产生的红外线光束投射到面料表面的第1感光器、第2感光器的发光器件；接收从所述面料表面反射的红外线光束的多个红外线感光器件；对所述多个红外线感光器件的信号进行选择输出的多工器；滤除输出到所述多工器的信号中干扰信号的带通滤波器；对通过所述带通滤波器得到的信号进行低噪声高增益放大的放大器；将通过所述放大器放大的信号转换为数字信号的A/D转换器；将所述数字信号与基准信号进行比较，输出电机控制信号的MCU(Micro-Control Unit)。

所述MCU由设置部和显示部构成，其中，所述设置部的组成包括：自动/手动开关(A/M Switch)；左/右开关(L/R Switch)；正常开关(Normal SW)；混合开关(Combi Switch)；灵敏度调节用增强开关(Up Switch)及减弱开关(DN Switch)，所述设置部的组成包括：混合指示灯(Combi Lamp)；正常指示灯(Normal Lamp)；灵敏度等级指示器(Level Indicator)；显示电机反转状态的反转指示灯(Left Lamp)；显示电机正转状态的正转指示灯(RightLamp)。

本发明的拉幅探测器的探测方法，包括：第1感光器和第2感光器的发光器件分别发光并投射到面料表面的步骤；通过第1感光器的第1、2、3、4、5、6感光器件和第2感光器的感光器件分别接收从所述面料表面反射的红外线光束的步骤；通过多工器对所述接收光信号进行选择的步骤；利用A/D转换器将接收的光信号转换为数字信号的步骤；分别计算所述第1感光器的第1、2、3感光器件接收的信号总和以及第1感光器的第4、5、6感光器件接收的信号总和后进行比较的步骤；根据所述比较结果，判断拉幅引导部的电机的正/反转和停止状态以及转速，输出相应控制信号的步骤；在所述第2感光器的感光器件没有感光信号时，输出电机停止信号的步骤。

发明效果

本发明使用能够探测普通面料的第1感光器和能够探测混合面料的第2感光器，不仅能够探测普通面料和混合面料，对于整体反射量或部分反射量较低的面料也能够进行准确探测及控制(捕获)。

另外，本发明使用10KHz左右的红外线光束进行投射/接收后通过滤波除去干扰信号和噪声，不受荧光灯、白炽灯、卤素灯等外部光线影响，不会出现误操作，从而无需设置滤膜对外部光线进行过滤。

另外，本发明不受噪声(Noise)影响，信噪比大幅提高，能够加大增益，根据面料种类和状态适当设定灵敏度，因此，对于反射率较低的面料也能够进行探测。

另外，黑色或吸光结构的面料由于光线反射量较低，很难进行面料探测，因此，现有探测器使用机械式接触杆探测面料边缘部，但本发明无需设置所述接触杆。

另外，本发明向红外线发光器件导入额定电流以下的电流，能够很自然地维持钉扎位置，延长部件使用寿命，减少故障发生率。

另外，本发明的钉扎(Pinning)作业比较均匀，能够显著降低面料损耗，具有提高产业竞争力的效果，而且，通过提高拉幅机效率，能够防止纤维面料的损坏，将经济损失降到最低，最大程度地提高拉幅机使用时的满意度及可信性。

附图说明

图1是拉幅探测器使用的红外线发光/感光器件的工作原理示意图；

图2是现有拉幅探测器使用的电路示意图；

图3是现有拉幅探测器探测混合面料的工作状态示意图；

图4是混合面料实施例的平面示意图；

图5是使用现有拉幅探测器对混合面料进行拉幅的工作状态平面示意图；

图6是本发明一种实施例涉及的拉幅探测器电路模块示意图；

图7是本发明另一种实施例涉及的拉幅探测器电路模块示意图；

图8是本发明一种实施例涉及的拉幅探测器的外观示意图；

图9是本发明一种实施例涉及的拉幅探测器的平面示意图；

图10是本发明一种实施例涉及的拉幅探测器的底面示意图；

图11是本发明一种实施例涉及的普通面料探测状态示意图；

图12是本发明一种实施例涉及的混合面料探测状态示意图；

图13是使用本发明的拉幅探测器探测混合面料状态的仰视图；

图14是本发明一种实施例涉及的流程图。

附图标记

2：普通面料                           5：混合面料

5a：网纱面料                          12：振荡部

10、29、30、31、32、39：发光器件      13：调制器

11、33、34、35、36、37、38、40：感光器件

14：带通滤波器                        15：放大器

16：A/D转换器                         17：MCU

18：电机                              19：多工器

21、22：钉扎线                        25：拉幅探测器

25a：拉幅探测器底面                   27：第1感光器

28：第2感光器                         46：自动/手动开关

47：左/右开关                         48：增强开关

49：减弱开关                          50：混合开关

51：正常开关                          52：自动/手动开关显示部

53：左/右开关显示部                   54：反转指示灯

55：混合指示灯                        56：正转指示灯

57：正常指示灯                        58：等级指示器

A、B：方向                            AM：AC电机

CC：通道选择部                     D：显示部

DM：DC电机                         I：输入部

L：第1感光器和第2感光器之间间隔    M：存储部

0：假想中心线                      O：输出部

OD：数字输出部                     OP：PWM输出部

S：设置部。

具体实施方式

下面参照附图对本发明实施例进行详细说明。以下说明中，对于相同组成部件，在附图中尽可能使用相同符号标记，同时为避免对本发明主旨造成混淆，省略对相关已知功能的详细说明。

为方便起见，本发明以探测混合面料进行拉幅引导的实例进行说明，但不仅是混合面料，对于整体反射量或部分反射量较低的普通面料或特殊面料，通过适当调节灵敏度，同样可以进行准确探测和控制。

图8是本发明一种实施例涉及的拉幅探测器25的外观斜视图，图9是其平面示意图，图10是其底面示意图，如图14所示，拉幅探测器分别设置在面料2的两侧边缘部，通过对边缘部分别探测的方法进行控制。

本发明增设了混合面料探测用感光器，即，增设了探测普通面料2边缘部的第1感光器以及与所述第1感光器在一条直线上相隔预定距离的探测混合面料5的第2感光器，进行综合控制，彻底解决了加工混合面料5时存在的问题。

所述混合面料5如图4所示，由普通面料2和网纱面料5a交替连接或织造而成，探测混合面料5边缘部时，由于发光/接收器件在网纱面料5a区间无法进行探测，造成不能在正确位置进行钉扎(Pinning)，电机反复进行正转和反转，传动装置也随电机一起工作，致使钉扎位置如图5所示，沿钉扎线21持续在混合面料5的内侧和外侧移动，降低产品质量。

因此，本发明在设置了探测普通面料2的第1感光器27的拉幅探测器25一侧增设了探测混合面料的第2感光器28，在网纱面料5a区间无法探测混合面料5时，通过阻断面料追踪信号使电机18停止转动，防止钉扎位置出错，造成品质缺陷。

即，如果第1感光器27和第2感光器28同时启动，MCU 17就判断为普通面料2区间，输出电机18控制信号，正常进行钉扎作业，如果第2感光器28的感光器件40无法探测到接收信号，MCU 17就判断为网纱面料5a区间，停止输出电机18控制信号(面料追踪信号)，防止钉扎误操作，避免混合面料5出现不良加工。另外，能够防止电机18反复进行正转和反转的现象，显著降低电机18和作为传动装置的齿轮箱(Gear Box)的磨损度，延长整机使用寿命。

图6是本发明一种实施例涉及的第1感光器27和第2感光器28的电路模块示意图，其中发射部的组成包括：产生10KHz左右高频的振荡部12；对所述高频进行调制，使第1感光器27、第2感光器28的发光器件发光的调制器13；将通过调制信号发光的红外线光束投射到面料表面的第1感光器27、第2感光器28的发光器件。

接收部的组成包括：分别接收从所述面料表面反射的红外线光束的第1感光器27、第2感光器28的感光器件；依次对多个第1感光器27的感光器件及第2感光器28的感光器件接收的信号进行选择输出的多工器19；滤除多工器19输出信号中包含的干扰信号和噪声的10KHz频段带通滤波器14：对滤除了干扰信号和噪声的信号进行低噪声高增益放大的放大器15；将放大后的模拟信号变换为数字信号的A/D转换器16；将变换后输入的数字信号和基准信号进行比较，控制拉幅引导部的电机18进行正传、反转、变速、停止，从而控制面料钉扎的MCU 17，其中，所述发光器件及感光器件均由红外线LED构成。另外，所述感光器件还可以采用红外线光电晶体管构成。

如图10所示，所述第1感光器27由红外线LED构成的发光器件29、30、31、32和红外线LED或红外线光电晶体管构成的感光器件33、34、35、36、37、38构成，通过MCU 17的振荡部12供给的10KHz左右的高频脉冲使发光器件29、30、31、32发光并投射。投射的红外线光信号(红外线光束)经面料表面反射后，一部分入射到感光器件33、34、35、36、37、38被接收。

所述第2感光器28由红外线LED构成的发光器件39和红外线LED或红外线光电晶体管构成的感光器件40组成，通过MCU 17的振荡部12供给的10KHz左右的高频脉冲使发光器件39发光并投射。投射的红外线光信号(红外线光束)经面料表面反射后，一部分入射到感光器件40被接收。

本发明的红外线感光器件33、34、35、36、37、38虽然接收红外线，但是对于其它可见光甚至是紫外线也有响应，必须滤除所述干扰光线，才能确保正常工作。因此，需要滤除外部入射的可见光或紫外线。

即，通过10KHz左右的高频脉冲对红外线LED或红外线光电晶体管构成的发光器件33、34、35、36、37、38进行开/关(ON/OFF)控制，并通过带通滤波器14从接收信号中选取10KHz左右频段的所需信号，进行低噪声高增益放大，最终得到所需强度的信号。

本发明可以通过改变发光器件29、30、31、32、39的发光量及/或放大器15的增益调节灵敏度。

即，同时改变流过发光器件29、30、31、32、39的电流大小和脉冲宽度这两个参数，使发光量具有较大的变化范围，就可以从反射率较低的面料到反射率较高的面料，全部进行探测。

例如，如图11及图12所示，第1感光器27的发光器件29、30、31、32共由4个组成，感光器件33、34、35、36、37、38共由6个排列组成，根据6个感光器件33、34、35、36、37、38是否在各自位置探测到普通面料2，所接收的反射信号强度或强或弱，6个接收信号输入到多工器19并依次输出，通过带通滤波器14进行滤波后被放大器15放大，再通过A/D转换器16变换为数字信号后输入到MCU 17进行比较、判断和处理。

本发明的拉幅探测器25在面对面料的底面25a一侧设置了探测普通面料2的第1感光器27，在另一侧设置了探测混合面料5的第2感光器28，所述第1感光器27和第2感光器28保持充分间距L，避免相互干扰。

所述拉幅探测器25的上表面(或侧面)分别设置或放置了相当于设置部S的多个开关和相当于显示部D的显示部件。

所述第1感光器27由多个发光器件29、30、31、32和多对第1、2、3、4、5、6感光器件33、34、35、36、37、38组成，第2感光器28由一对发光器件39和感光器件40构成，所述发光器件29、30、31、32、39和感光器件33、34、35、36、37、38、40分别由红外线LED构成。

所述第1感光器27的发光器件29、30和其余另外两个发光器件31、32成对构成，能够获得更多的红外线光束，另外，即使一侧发光器件出现故障，也能通过另一侧发光器件继续发光，确保正常工作。

如图10、图11、图12所示，所述第1感光器27由与左侧发光器件29、30组成一组的第1感光器件33、第2感光器件34、第3感光器件35和与右侧发光器件31、32组成一组的第4感光器件36、第5感光器件37、第6感光器件38组成，左侧发光器件29、30及第1感光器件33、第二2感光器件34、第3感光器件35和右侧发光器件31、32及第4感光器件36、第5感光器件37、第6感光器件38之间相隔预定距离设置，确保它们之间不会相互干扰(光干扰)。

另外，第1感光器件33、第2感光器件34、第3感光器件35、第4感光器件36、第5感光器件37、第6感光器件38在面料边缘部排成一列，本发明通过比较输入到第1感光器件33、第2感光器件34、第3感光器件35中的接收信号总和及输入到第4感光器件36、第5感光器件37、第6感光器件38中的接收信号总和，判断面料2的偏离程度。

即，如图11所示，以作为拉幅基准的边缘部的假想中心线0为基准，如果面料2向B方向移动，面料的侧边(边缘部)亦将向B方向移动，使输入到第1感光器件33、第2感光器件34、第3感光器件35的反射光量减少，据此MCU 17可以判断面料2向B方向移动，反转电机18，使面料2向A方向移动，调整面料2的位置，直到入射到第1感光器件33、第2感光器件34、第3感光器件35的反射光量和入射到第4感光器件36、第5感光器件37、第6感光器件38的反射光量一致，就无需再使面料向左侧或右侧移动，因此，停止电机18。

如图13所示，本发明的拉幅探测器25分别设置在面料2的两侧边缘部，能够如上所述(例如，B方向或A方向)，对面料的两侧边缘部进行分别控制，确保面料不会偏向一侧，完成拉幅加工。为方便理解，图13采用了从底面向上望去的仰视图。

所述发光器件29、30、31、32、39通过从振荡部12导入的10KHz左右的脉冲电源发射脉冲型红外线光束并投射到面料表面，从面料表面反射的红外线光束分别被感光器件33、34、35、36、37、38、40接收并进行信号处理。

图7是本发明一种实施例涉及的拉幅探测器25的电路结构示意图，在具备存储部M的MCU(Micro-control Unit)17的输入部I连接了设置部S，设置部S由多个开关构成，能够设定各种工作状态和工作模式以及输入数据，MCU 17的输出部O连接了显示部D，所述显示部D是能够显示设置状态、工作状态等并显示等级的指示器等。

MCU 17的振荡部12连接了探测普通面料2的第1感光器27的红外线发光器件29、30、31、32和探测混合面料5的第2感光器28的红外线发光器件39，所述振荡部12分别向红外线发光器件29、30、31、32、39导入10KHz左右的脉冲电源，向面料表面投射10KHz左右的红外线光束。

MCU 17的通道选择部CC连接了多工器19，并输出对输入到多工器19的多个接收信号进行选择的通道选择信号。

所述多工器19的输入端分别连接了第1感光器27的红外线感光器件33、34、35、36、37、38和第2感光器28的红外线感光器件40。

所述多工器19的输出端连接了从红外线感光器件接收的红外线信号中选择10KHz左右所需信号的带通滤波器(BPF)14，所述带通滤波器14的输出端连接了低噪声高增益放大器15，所述放大器15的输出端与MCU 17的A/D转换器16连接，使面料探测信号输入到MCU 17，与基准信号进行比较、判断及处理。

MCU 17的PWM输出部OP连接了DC电机DM，MCU 17的数字输出部OD连接了AC电机AM，根据拉幅引导部的使用环境，从DC电机DM或AC电机AM中选择一种进行使用。

所述AC电机AM的控制信号以0～10VDC的数字控制信号形式输出，其中包含AC电机AM的转速信号和正转/反转信号以及停止信号。

所述DC电机DM的控制信号以-10VDC～+10VDC的PWM控制信号形式输出，“-”信号代表DC电机DM沿逆时针方向反转，“+”信号代表DC电机DM沿顺时针方向正转。

所述多工器19将从第1感光器27和第2感光器28的感光器件40接收的光信号输入到带通滤波器14，所述带通滤波器14根据从MCU 17的通道选择部CC接收的地址(Address)信号，使第1感光器27的6个接收信号和第2感光器28的1个接收信号依次输入到带通滤波器14。所述带通滤波器14可以采用L/C带通滤波器(BPF)。

所述带通滤波器14对多工器19输入的7个模拟光信号进行滤波，只允许与发光器件29、30、31、32、39投射的10KHz左右信号具有相同频率的光信号通过，其余噪声信号则被阻断，因此，不会受到外部光线的影响，能够提高信号灵敏度。

所述带通滤波器14依次输出的7个信号(带通信号)比较微弱，经过噪声特性优良的低噪声高增益放大器15放大后，将具备能够被MCU 17识别的充分强度。

经所述放大器15放大的信号输入到MCU 17的A/D转换器16，变换为数字信号后与基准信号进行比较、判断及处理。

所述MCU 17通过对所有输入/输出信号的接收和发送，控制拉幅探测器25的所有功能。

即，输出驱动第1感光器27、第2感光器28的发光器件29、30、31、32、39的10KHz左右的脉冲信号；输出接收信号的通道选择信号，依次控制多工器19工作；对低噪声高增益放大器15输出的信号进行A/D转换，根据各信号的强度分析状态，并根据分析结果输出DC电机DM控制信号和AC电机AM控制信号以及面料位置显示信号。

电机18控制信号同时输出DC电机DM控制信号和AC电机AM控制信号，用户可以根据当前使用的电机18种类选择连接相应的输出端。

所述设置部S的组成包括：自动/手动开关(A/M Switch)46；左/右开关(L/R Switch)47；正常开关(Normal SW)51；混合开关(Combi Switch)50；灵敏度调节用增强开关(Up Switch)48及减弱开关(DN Switch)49。

所述自动/手动开关46，处于自动档时，电机18控制输出由第1感光器27、第2感光器28和MCU 17控制，处于手动档时，电机18控制输出与第1感光器27、第2感光器28无关，由左/右开关47控制。

所述左/右开关47只有在自动/手动开关46处于手动档时才会启动，左/右开关47处于左(L)档位时，输出使电机18反转的控制信号，处于右(R)档位时，输出使电机18正转的控制信号。

所述正常开关51是普通面料2进入时使用的开关，按下正常开关51，正常指示灯57会被点亮，第2感光器28将停止工作，电机18将在所有区间内持续工作。

所述混合开关50是混合(Combi)面料5进入时使用的开关，按下混合开关50，混合指示灯55会被点亮，探测混合面料5的第2感光器28将启动，电机18在网纱面料5a区间将停止工作。

所述增强开关48是用于加强第1感光器27、第2感光器28灵敏度的开关，只有在自动/手动开关46处于手动档时才工作，按下增强开关48，等级指示器(Level Indicator)58的指示等级就会增加，提高第1感光器27、第2感光器28的灵敏度。

所述减弱开关49是用于降低第1感光器27、第2感光器28灵敏度的开关，只有在自动/手动开关46处于手动档时才工作，按下减弱开关49，等级指示器(Level Indicator)58的指示等级就会减小，降低第1感光器27、第2感光器28的灵敏度。

所述显示部D的组成包括：混合指示灯(Combi Lamp)55；正常指示灯(Normal Lamp)57；等级指示器(Level Indicator)58；显示电机18反转状态的反转指示灯(Left Lamp)54；显示电机18正转状态的正转指示灯(RightLamp)56；位于自动/手动开关46一侧的自动/手动开关显示部52；位于左/右开关47一侧的左/右开关显示部53。

所述混合指示灯55，在混合(Combi)面料5进入时按下混合开关50，混合指示灯55会被点亮，探测混合面料的第2感光器28将启动。

所述正常指示灯57，在普通面料2进入时按下正常开关51，正常指示灯57会被点亮，探测混合面料的第2感光器28将停止工作。

所述等级指示器58，在自动/手动开关46处于手动(Manual)档时，显示通过增强开关48和减弱开关49设定的灵敏度等级(Level)。

所述反转指示灯54在电机18沿逆时针方向进行反转，使拉幅引导部向左侧移动时被点亮。

所述正转指示灯56在电机18沿顺时针方向进行正转，使拉幅引导部向右侧移动时被点亮。

所述拉幅探测器25的一侧设置了输入/输出接头44以及将拉幅探测器25固定在拉幅机上的固定部45，拉幅探测器25的两侧面通过销钉43设置了框架41，所述框架41的中央下方设置了向下凸出型接触杆42，能够在面料被切断或第1感光器27、第2感光器28出现故障时强制停止拉幅机并发出警报(Alarm)。

本发明可以通过USB通信方式、RS232C或RF无线通信方式、蓝牙、Zigbee等通信方式进行远程控制。

下面对本发明的灵敏度大幅提高的拉幅探测器的探测方法进行说明。

首先，本发明的组成包括：第1感光器和第2感光器的发光器件分别发光并投射到面料表面的步骤；通过第1感光器的第1、2、3、4、5、6感光器件和第2感光器的感光器件分别接收从所述面料表面反射的红外线光束的步骤；通过多工器对所述接收光信号进行选择的步骤；利用A/D转换器将接收的光信号变换为数字信号的步骤；分别计算所述第1感光器的第1、2、3感光器件接收的信号总和以及第1感光器的第4、5、6感光器件接收的信号总和后进行比较的步骤；根据所述比较结果，判断拉幅引导部的电机的正/反转和停止状态以及转速，输出相应控制信号的步骤；在所述第2感光器的感光器件没有感光信号时，输出电机停止信号的步骤。

图14是本发明一种实施例涉及的拉幅探测器探测方法的流程图。

具体流程如下：通过设置部S对MCU 17的设置状态进行初始化及/或重新设定的步骤S1；第1感光器27和第2感光器28的发光器件29、30、31、32、39发光并投射到面料表面的步骤S2；通过第1感光器27和第2感光器28的感光器件33、34、35、36、37、38、40分别接收从所述面料表面反射的红外线光束的步骤S3；通过多工器19选择所述感光器件33、34、35、36、37、38、40的接收通道的步骤S4；利用A/D转换器16将所述接收信号变换为数字信号的步骤S5；分别计算所述第1感光器27的第1感光器件33、第2感光器件34、第3感光器件35接收的信号总和以及第1感光器27的第4感光器件36、第5感光器件37、第6感光器件38接收的信号总和的步骤S6；对计算得到的第1感光器件33、第2感光器件34、第3感光器件35接收的信号总和以及第4感光器件36、第5感光器件37、第6感光器件38接收的信号总和进行比较的步骤S7；根据比较结果判断电机18的正/反转状态及是否停止运转，并通过显示部D显示面料种类的步骤S8；在通过操作人员操作的手动模式和通过第1感光器27、第2感光器28工作的自动模式之间进行选择的自动/手动模式选择步骤S9；在所述自动/手动模式选择步骤S9中选择自动模式时，判断是否处于混合面料5探测模式的步骤S10；所选模式为混合面料自动模式时，判断是否为混合面料的步骤S15；如果不是混合面料，停止AC电机AM及DC电机DM运转的步骤S16；在停止AC电机AM及DC电机DM运转的步骤S16中，如果需要调节第1感光器27、第2感光器28的灵敏度，通过增强/减弱开关48、49输入灵敏度设置值的步骤S13；在输入灵敏度设置值的步骤S13中输入灵敏度设置值后，根据灵敏度设置值调整发光器件脉冲宽度，并通过等级指示器58显示调整后的灵敏度强度的步骤S14；如果没有输入灵敏度设置值，返回到第1感光器27和第2感光器28的红外线发光器件发光并投射到面料表面的步骤S2。

在所述判断是否为混合面料5的步骤S15中，如果判断为不是混合面料5，转到运算DC电机DM的控制值并输出DC电机DM控制信号PWM的步骤S11及运算AC电机AM的控制值并输出AC电机AM控制信号的步骤S12；在所述步骤S12中，如果需要调节第1感光器27、第2感光器28的灵敏度，通过增强/减弱开关48、49输入灵敏度设置值的步骤S13；在输入灵敏度设置值的步骤S13中输入灵敏度设置值后，根据灵敏度设置值调整发光器件脉冲宽度，并通过等级指示器58显示调整后的灵敏度强度的步骤S14；完成灵敏度调节后，流程结束或返回到第1感光器27和第2感光器28的红外线发光器件发光并投射到面料表面的步骤S2。

在所述自动/手动模式选择步骤S9中，如果选择手动模式，转到通过正/反转开关47输入电机18正/反转信号的步骤S17；在所述步骤中如果没有输入电机18正/反转信号，返回到第1感光器27和第2感光器28的红外线发光器件发光并投射到面料表面的步骤S2；如果输入了电机18的正/反转信号，转到修正DC电机DM的控制值的步骤S18及修正AC电机AM的控制值的步骤S19。

本发明通过第2感光器28对混合面料5进行探测及控制，因此如图13所示，能够在混合面料5的边缘部保持笔直的钉扎线20或钉扎位置，使拉幅引导部的电机和传动装置正常工作，防止所述部件的使用寿命缩短，避免面料发生加工不良。

另外，本发明投射10KHz左右的红外线，并从接收的红外线信号中滤取10KHz频段的信号用于控制，因此大幅提高了信噪比，通过适当调节灵敏度，不仅能够探测混合面料5，对于反射光量较低或光吸收率较高的特殊面料，也能够进行准确探测及控制，另外，使用的电流为额定电流，能够防止发光器件29、30、31、32、39的使用寿命缩短，同时避免电力浪费。

本发明的发光器件29、30、31、32、39导入在振荡部12中脉冲调制或PWM调制产生的大约10KHz左右的电源，能够连续并持续地发光，输出红外线光束，发射的10KHz左右的连续光到达面料表面后经反射被感光器件33、34、35、36、37、38、40接收，接收的光信号中包含的外部光线或阴影等造成的干扰信号和噪声等被10KHz频段的带通滤波器14滤除，能够防止误操作，通过调节接收信号的增益和灵敏度，能够探测反射率不均匀的面料。

另外，所述接收信号中外部光线的频率(频段)不同于信号频率，能够被带通滤波器14滤除，因此，不会造成任何影响，即使接收信号比较微弱，只要低噪声高增益放大器15的增益足够大，就可以得到充分的强度的输出电压。

本发明不仅能够延长红外线发光器件29、30、31、32、39的使用寿命，而且对于光反射率较低的面料也能够进行准确探测，又由于不会受到荧光灯、白炽灯、卤素灯等外部光源的影响，能够避免外部光线造成的误操作或干扰，无需设置滤膜对外部光线进行过滤，另外，由于不受噪声影响，能够改善信噪比，提高增益，因此，相比现有技术，对于反射率较低的面料及混合面料也能够进行准确的探测及控制。

另外，对于面料表面比较粗糙、密度较低、因颜色为黑色或接近黑色而光吸收率较高的情形，由于光的反射量较低，不易探测面料，因此，现有的拉幅探测器设置了机械式接触杆，对边缘部进行探测，但本发明无需设置所述接触杆，当然，为以防万一，在实际运用时也可以设置所述接触杆。

另外，本发明通过增设的第2感光器28对混合面料5等反射光量较低或几乎没有反射光量的面料进行探测。

对于所述情形，投射的红外线光束在普通面料2区间能够经反射被感光器件40接收，在网纱面料5a区间，由于没有反射光或反射量低于基准值，使感光器件40无法接收光信号或接收到低于基准值的光信号，也就不会有光信号输入到MCU 17，据此，MCU 17可以判断是普通面料2还是网纱面料。

探测混合面料的第2感光器28的光投射量与第1感光器27连动地可调，同样可以通过改变导入到发光器件39的电流大小和脉冲宽度这两个参数调节灵敏度，也可以通过改变放大器15的增益调节灵敏度。

所述第2感光器28由各自1个的发光器件39和感光器件40构成一对，当然，也可以设置2个以上构成多对，达到提高光量和灵敏度的目的。

本发明并不局限于所述实施例及附图，在不脱离本发明技术思想的范畴内，可以进行多种置换、变形及变更，这些变形实施例仍应属于本发明权利要求范围。

Claims (2)

1.一种探测灵敏度大幅提高的拉幅探测器，具体说明为，一种由红外线发光、感光器件构成的拉幅探测器，其特征在于，组成包括：

由红外线发光、感光器件构成，探测普通面料的第1感光器；

与所述第1感光器相隔预定距离，由红外线发光、感光器件构成，探测混合面料的第2感光器；

10KHz左右的高频电源振荡器；

将导入所述高频电源后产生的红外线光束投射到面料表面的第1、第2感光器的发光器件；

接收从所述面料表面反射的红外线光束的多个红外线感光器件；

对所述多个红外线感光器件的信号进行选择输出的多工器；

滤除输出到所述多工器的信号中的干扰信号的带通滤波器；

对通过所述带通滤波器得到的信号进行低噪声高增益放大的放大器；

将通过所述放大器放大的信号转换为数字信号的A/D转换器；

将所述数字信号与基准信号进行比较、并根据所述比较结果判断拉幅引导部电机的正/反转和停止状态以及转速、输出电机控制信号的MCU，其中所述MCU还用于在所述第2感光器的感光器件没有感光信号时，输出电机停止信号。

2.一种探测灵敏度大幅提高的拉幅探测器的探测方法，其特征在于，该方法包括：

第1感光器和第2感光器的发光器件分别发光并投射到面料表面的步骤；

通过第1感光器的第1、2、3、4、5、6感光器件和第2感光器的感光器件分别接收从所述面料表面反射的红外线光束的步骤；

通过多工器对所述接收光信号进行选择的步骤；利用A/D转换器将接收的光信号转换为数字信号的步骤；

分别计算所述第1感光器的第1、2、3感光器件接收的信号总和以及第1感光器的第4、5、6感光器件接收的信号总和后进行比较的步骤；

根据所述比较结果，判断拉幅引导部电机的正/反转和停止状态以及转速，输出相应控制信号的步骤；

在所述第2感光器的感光器件没有感光信号时，输出电机停止信号的步骤。