CN114059205A - 一种纱线质量在线监控方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种纱线质量在线监控方法，其特点是监控装置中的光电模组包括一个发射管和两个接收管，使用壳体和分隔板分隔围成两个独立的光通道作为主测端和对比端，每个光通道分别设置一个光通量调节阀和一个接收管，发射管所发射的光分别通过两个光通道照射到接收管产生光电信号，主测端的光通道中设置纱线通道，使待检纱线通过主测端的光通道对照射主测端接收管的光产生遮挡；监控过程根据纱线是否移动分为静态工作状态和动态跟踪状态，监控每次启动时由控制软件控制自动切换，通过对主测端和对比端电信号的对比，能够对主测传感器工作进行实时监控并能实现测量误差准确补偿和报警，确保主测传感器工作在理想状态，提高测量精度和速度。

Description

一种纱线质量在线监控方法

技术领域

本发明属于纱线制造质量控制和检测技术领域，尤其与一种纱线质量在线监控方法有关。

背景技术

纱线是织物的基本材料，在生产纱线的过程中由于原材料、生产设备、工作环境、操作人员等因素，难免会出现各种疵点，纱线的毛羽、CV值等参数在实际生产中需要在线监控。纱线的质量成为织物品质影响的主要因素。所以如何有效地进行纱线质量在线监控从而提高纱线质量备受纺织行业的关注。

电子清纱器是一种控制纱线质量的主要装置，通常安装在纱线卷绕设备上，根据检测结果通过切刀机构将纱疵切断剔除，纱疵剔除后重新接头卷绕。依据检测原理，目前电子清纱器主要有电容式和光电式。现有的光电式清纱器通过一个发光管和一个作为光电传感器的接收管配对形成光通路，待检纱线通过发光管和接收管之间的光通路，利用发光管和接收管形成的光通路检测纱线遮光通量来检测纱线是否有疵点。纱线粗细不同和毛羽多少都能从纱线光通量的遮挡来反映。光电式清纱器受到环境湿度影响较小，对环境要求较低，日益受到纺织企业的关注。现有的光电式清纱器都是采用一组光电发射和接收管形成的光路，不能很好的判断光路的污染情况和光电器件的老化状况，不能准确补偿电路误差带来的测量误差；现有的清纱器测量精度相对较低，能测量的参数较少，不能满足纺织企业对在线检测纱线参数需求。

发明内容

本发明的目的旨在解决现有光电式电子清纱器无法根据光路污染和器件老化状况进行测量误差准确补偿的缺陷，提供一种能实现测量误差准确补偿和报警的纱线质量在线监控方法。

为此，本发明采用以下技术方案：一种纱线质量在线监控方法，使用主要由ARM处理器、零点调整控制模块、光电模组、电源***模块、两个LED指示灯和切刀机构组成监控装置，多个监控装置的ARM处理器与一台上位机信号连接组成监控***，上位机和ARM处理器上安装对应的控制软件，电源***模块与ARM处理器连接为监控装置提供电源能量，切刀机构由所述ARM处理器通过切刀控制***控制，两个LED指示灯由所述ARM处理器控制亮和灭；其特征是，所述的光电模组包括一个发射管和两个接收管，使用壳体和分隔板分隔围成两个独立的光通道，每个光通道分别设置一个光通量调节阀和一个所述的接收管，发射管所发射的光分别通过所述的两个光通道照射到接收管产生光电信号，其中一路光通道作为主测端，另一路光通道作为对比端，主测端的光通道中设置纱线通道，使待检纱线通过主测端的光通道对照射主测端接收管的光产生遮挡；ARM处理器与零点调整控制模块信号连接，主测端接收管和对比端接收管各自通过一个信号处理电路与ARM处理器连接，由ARM处理器进行数据传输和处理实现对零点调整控制模块和光电模组的控制；使用零点调整控制模块控制发射管的电流大小；在监控***首次使用前先对光电模组进行调试，通过零点调整控制模块控制发射管的电流大小从而设定使接收管光电信号电平值达到设定零点的光通量；通过调整主测端光通道和对比端光通道上的光通量调节阀，使主测端光通道和对比端光通道上的两个接收管获得的电平相等，调试完成后对两个所述光通量调节阀漆封固定；当所述纱线通道中无纱线通过时主测端和对比端所产生的电信号电平值出现偏差，如果电平值偏差在预先设定的允差范围内则进行电信号补偿，该电平差值作为补偿量，如超出允差范围则报警；其监控过程根据纱线是否移动分为静态工作状态和动态跟踪状态，监控每次启动时，按下述步骤运行并由所述控制软件控制自动切换：

第一步，自动进入静态工作状态，上位机与ARM处理器通讯，通过软件按以下流程依次执行：静态工作初始化，等待地址分配，判断地址是否分配，否则返回等待地址分配，是则进入门限处理，零点补偿处理，静态纱疵处理，通讯处理，检查命令处理，纱线运行状态判断，判断纱线信号是否进入动态，否则返回零点补偿处理，是则进入纱线跟踪状态，置动态标志；在完成静态纱疵处理的同时完成按键处理、LED处理和报警处理；所述的静态工作初始化是置相关标志、CPU功能功能单元定义、启动对比端和主测端AD转换，包括以下功能：置开始标志，初始化变量，初始化定时器1，初始化定时器2，启动AD1，启动AD2；

第二步，纱线动态判断监测到纱线运动，纱线信号进入动态，则进入动态跟踪状态，通过软件按以下流程依次执行：动态跟踪初始化，两组AD值读取，判断是否首次进入，是则进入初次均值处理、调整增益，否则进行纱线运行状态判断，判断纱线信号是否进入静态，是则进入静态工作状态，否则进入纱线信号补偿，常见纱疵类型处理，判断是否有纱疵，是则进入置纱疵、切刀标志和切刀处理，完成切刀处理后返回动态跟踪状态开始，否则进行PC纱疵处理，判断是否有纱疵，是则进入置纱疵、切刀标志和切刀处理，完成切刀处理后返回动态跟踪状态开始，否则依次进入均值跟踪，CV值处理，动态LED处理，产量统计，通讯处理；所述的动态跟踪初始化包括以下功能：初始化定时器1，初始化定时器2，启动AD1，启动AD2。

所述零点补偿处理包括对比端零点处理、主测端零点处理、主测端电平值偏差是否超出设定允差调整范围判断，如果电平值偏差在预先设定的允差范围内则进行电信号零点补偿，该电平差值作为补偿量，如超出允差范围则报警。

所述检查命令处理包括是否有检查命令判断和功能检查，有检查命令则进行以下功能检查：灵敏度检查、噪声检查、通讯检查、零点检查、均值面积检查、零点处理、切刀检查。检查命令是上位机依据人机互动结果发出，监控装置接收到命令后进行执行检查命令，并把执行结果上报上位机。

所述的纱疵类型处理包括：错支处理、纱线毛羽处理、TL1纱疵处理、TL2纱疵处理、TL3纱疵处理、TL4纱疵处理、TL5纱疵处理、TL6纱疵处理、TX1纱疵处理、TX2纱疵处理、TX3纱疵处理。

本发明可以达到以下有益效果：采用具有主测端和对比端两个光通道的光电模组实现电信号的对比，能够对主测传感器工作进行实时监控，确保主测传感器工作在理想状态，并能根据对比差值进行电信号的补偿或报警，提高了测量精度和速度，实现了纱线品质多参数测试。

附图说明

图1是本发明方法使用的监控装置的原理框图。

图2是本发明方法使用的光电模组的结构原理示意图。

图3是本发明静态工作状态流程图。

图4是本发明动态跟踪状态流程图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的具体实施方式进行详细描述，所描述的实施例只是对本发明创造的说明和解释，并不构成对本发明创造的唯一限定。

如图1所示，本发明方法使用主要由ARM处理器、零点调整控制模块、光电模组、电源***模块、LED R和LED G两个LED指示灯和切刀机构组成监控装置，多个监控装置的ARM处理器与一台上位机信号连接组成监控***，上位机和ARM处理器上安装对应的控制软件。上位机主要为人机交互，实现为下位机发送命令，接收下位机的纱线处理数据，将数据进行存储、分类统计；ARM为本发明的核心器件，主要功能完成纱线信号处理。电源***模块与ARM处理器连接为监控装置提供电源能量，含5V、3.3V数字、3.3V模拟电源。切刀机构由所述ARM处理器通过切刀控制***控制；切刀机构根据工作需求切断纱线。LED R和LED G两个LED指示灯由所述ARM处理器控制亮和灭。LED R指示灯为红灯控制，指示装置报警状态，LEDG指示灯为绿灯控制，指示纱线运行状态，LED R指示灯和LED G指示灯联合指示切刀动作状态。

如图2所示，光电模组包括一个发射管1和两个接收管，两个接收管分别为第一接收管3和第二接收管2，使用壳体6和分隔板7分隔围成两个独立的光通道，每个光通道分别设置一个光通量调节阀和一个所述的接收管，两个光通量调节阀分别为第一光通量调节阀5和第二光通量调节阀4，发射管1所发射的光分别通过两个光通道照射到接收管产生光电信号，设置第一接收管3的一路光通道作为主测端，设置第二接收管2的一路光通道作为对比端，主测端的光通道中设置垂直于光通道的纱线通道8，使待检纱线通过主测端的光通道对照射第一接收管3的光产生遮挡。ARM处理器与零点调整控制模块信号连接，主测端第一接收管3和对比端第二接收管2各自通过一个信号处理电路与ARM处理器连接，由ARM处理器进行数据传输和处理实现对零点调整控制模块和光电模组的控制。使用零点调整控制模块控制发射管的电流大小。连接主测端第一接收管3的信号处理电路信号处理过程是：先一级放大，完成对主测信号正弦波放大；再检波，对主测正弦波信号进行包络检波；然后二级放大，对主测直流信号进行放大；然后信号分两路，一路进行程控放大，一路送ARM进行AD转换，程控放大根据设定纱线品种和首次均值测试数据调整放大器的增益值，实现纱线信号归一化处理，将放大电压送ARM进行AD转换，完成数字化处理。连接对比端第二接收管2的信号处理电路信号处理过程是：先一级放大，完成对对比端信号正弦波放大，再检波，对对比端正弦波信号进行包络检波，然后二级放大，对对比端直流信号进行放大，送ARM进行AD转换。

在监控***首次使用前先对光电模组进行调试，通过零点调整控制模块控制发射管的电流大小从而设定使接收管光电信号电平值达到设定零点的光通量；通过调整第一光通量调节阀5和第二光通量调节阀4，使第一接收管3和第二接收管2获得的电平相等，调试完成后对第一光通量调节阀5和第二光通量调节阀4漆封固定。当纱线通道8中无纱线通过时主测端和对比端所产生的电信号电平值出现偏差，如果电平值偏差在预先设定的允差范围内则进行电信号补偿，该电平差值作为补偿量，如超出允差范围则报警。其监控过程根据纱线是否移动分为静态工作状态和动态跟踪状态，监控每次启动时，按下述步骤运行并由所述控制软件控制自动切换。

第一步，自动进入静态工作状态，主要是在纱线没有运行状态下，装置软件要完成的功能，上位机与ARM处理器通讯，通过软件按如图3所示流程依次执行：静态工作初始化，等待地址分配，判断地址是否分配，否则返回等待地址分配，是则进入门限处理，零点补偿处理，静态纱疵处理，通讯处理，检查命令处理，纱线运行状态判断，判断纱线信号是否进入动态，否则返回零点补偿处理，是则进入纱线跟踪状态，置动态标志；在完成静态纱疵处理的同时完成LED处理、按键处理和报警处理。所述的静态工作初始化是置相关标志、CPU功能功能单元定义、启动对比端和主测端AD转换，包括以下功能：置开始标志，初始化变量，初始化定时器1，初始化定时器2，启动AD1，启动AD2。地址是由上位机根据监控装置所在设备上的位置给予分配，和设备的位置相关联，确保多个装置有不同地址，便于管理。门限处理由上位机设定传到装置，是每个通道切除纱疵的依据。零点补偿处理包括对比端零点处理、主测端零点处理、主测端电平值偏差是否超出设定允差调整范围判断，是对比端与主测端AD转换数据处理后，对两组AD值进行处理，并做对比，如果电平值偏差在预先设定的允差范围内则进行电信号零点补偿，该电平差值作为补偿量，如超出允差范围则报警。LED处理是根据指示装置工作状态的需要控制LED R指示灯和LED G指示灯的亮和灭。静态纱疵处理为检测纱线结头是否满足设定要求。按键处理功能是完成装置复位，短按为要求调整零点，长按为要求重新测试均值，LED配合指示两种按键状态。报警处理可以实现零点报警、积灰报警、通讯报警、CV值报警、毛羽报警；通讯处理是与上位机通讯，传输上位机的门限、命令，将纱线处理结果上报。检查命令处理包括是否有检查命令判断和功能检查，有检查命令则进行以下功能检查：灵敏度检查、噪声检查、通讯检查、零点检查、均值面积检查、零点处理、切刀检查。检查命令是上位机依据人机互动结果发出，监控装置接收到命令后进行执行检查命令，并把执行结果上报上位机。纱线动态判断是判断是否有投纱，纱线是否在运动，如果纱线运动，软件流程切换到动态跟踪状态。

第二步，纱线动态判断监测到纱线运动，纱线信号进入动态，则进入动态跟踪状态，通过软件按如图4所示流程依次执行：动态跟踪初始化，两组AD值读取，判断是否首次进入，是则进入初次均值处理、调整增益，否则进行纱线运行状态判断，判断纱线信号是否进入静态，是则进入静态工作状态，否则进入纱线信号补偿，常见纱疵类型处理，判断是否有纱疵，是则进入置纱疵、切刀标志和切刀处理，完成切刀处理后返回动态跟踪状态开始，否则进行PC纱疵处理，判断是否有纱疵，是则进入置纱疵、切刀标志和切刀处理，完成切刀处理后返回动态跟踪状态开始，否则进入均值跟踪，CV值处理，产量统计，通讯处理；所述的动态跟踪初始化包括以下功能：初始化定时器1，初始化定时器2，启动AD1，启动AD2。纱疵类型处理包括：错支处理、纱线毛羽处理、TL1纱疵处理、TL2纱疵处理、TL3纱疵处理、TL4纱疵处理、TL5纱疵处理、TL6纱疵处理、TX1纱疵处理、TX2纱疵处理、TX3纱疵处理。

Claims (4)

1.一种纱线质量在线监控方法，使用主要由ARM处理器、零点调整控制模块、光电模组、电源***模块、两个LED指示灯和切刀机构的组成监控装置，多个监控装置的ARM处理器与一台上位机信号连接组成监控***，上位机和ARM处理器上安装对应的控制软件，电源***模块与ARM处理器连接为监控装置提供电源能量，切刀机构由所述ARM处理器通过切刀控制***控制，两个LED指示灯由所述ARM处理器控制亮和灭；其特征在于：所述的光电模组包括一个发射管和两个接收管，使用壳体和分隔板分隔围成两个独立的光通道，每个光通道分别设置一个光通量调节阀和一个所述的接收管，发射管所发射的光分别通过所述的两个光通道照射到接收管产生光电信号，其中一路光通道作为主测端，另一路光通道作为对比端，主测端的光通道中设置纱线通道，使待检纱线通过主测端的光通道对照射主测端接收管的光产生遮挡；ARM处理器与零点调整控制模块信号连接，主测端接收管和对比端接收管各自通过一个信号处理电路与ARM处理器连接，由ARM处理器进行数据传输和处理实现对零点调整控制模块和光电模组的控制；使用零点调整控制模块控制发射管的电流大小；在监控***首次使用前先对光电模组进行调试，通过零点调整控制模块控制发射管的电流大小从而使接收管光电信号电平值达到设定零点的光通量；通过调整主测端光通道和对比端光通道上的光通量调节阀，使主测端光通道和对比端光通道上的两个接收管获得的电平相等，调试完成后对两个所述光通量调节阀漆封固定；当所述纱线通道中无纱线通过时主测端和对比端所产生的电信号电平值出现偏差，如果电平值偏差在预先设定的允差范围内则进行电信号补偿，该电平差值作为补偿量，如超出允差范围则报警；其监控过程根据纱线是否移动分为静态工作状态和动态跟踪状态，监控每次启动时，按下述步骤运行并由所述控制软件控制自动切换：

第一步，自动进入静态工作状态，上位机与ARM处理器通讯，通过软件按以下流程依次执行：静态工作初始化，等待地址分配，判断地址是否分配，否则返回等待地址分配，是则进入门限处理，零点补偿处理，静态纱疵处理，通讯处理，检查命令处理，纱线运行状态判断，判断纱线信号是否进入动态，否则返回零点补偿处理，是则进入纱线跟踪状态，置动态标志；在完成静态纱疵处理的同时完成按键处理、LED处理和报警处理；所述的静态工作初始化是置相关标志、CPU功能功能单元定义、启动对比端和主测端AD转换，包括以下功能：置开始标志，初始化变量，初始化定时器1，初始化定时器2，启动AD1，启动AD2；

第二步，纱线动态判断监测到纱线运动，纱线信号进入动态，则进入动态跟踪状态，通过软件按以下流程依次执行：动态跟踪初始化，两组AD值读取，判断是否首次进入，是则进入初次均值处理、调整增益，否则进行纱线运行状态判断，判断纱线信号是否进入静态，是则进入静态工作状态，否则进入纱线信号补偿，常见纱疵类型处理，判断是否有纱疵，是则进入置纱疵、切刀标志和切刀处理，完成切刀处理后返回动态跟踪状态开始，否则进行PC纱疵处理，判断是否有纱疵，是则进入置纱疵、切刀标志和切刀处理，完成切刀处理后返回动态跟踪状态开始，否则依次进入均值跟踪，CV值处理，动态LED处理，产量统计，通讯处理；所述的动态跟踪初始化包括以下功能：初始化定时器1，初始化定时器2，启动AD1，启动AD2。

2.根据权利要求1所述的一种纱线质量在线监控方法，其特征在于：所述零点补偿处理包括对比端零点处理、主测端零点处理、主测端电平值偏差是否超出设定允差调整范围判断，如果电平值偏差在预先设定的允差范围内则进行电信号零点补偿，该电平差值作为补偿量，如超出允差范围则报警。

3.根据权利要求1所述的一种纱线质量在线监控方法，其特征在于：所述检查命令处理包括是否有检查命令判断和功能检查，有检查命令则进行以下功能检查：灵敏度检查、噪声检查、通讯检查、零点检查、均值面积检查、零点处理、切刀检查。

4.根据权利要求1所述的一种纱线质量在线监控方法，其特征在于：所述的纱疵类型处理包括：错支处理、纱线毛羽处理、TL1纱疵处理、TL2纱疵处理、TL3纱疵处理、TL4纱疵处理、TL5纱疵处理、TL6纱疵处理、TX1纱疵处理、TX2纱疵处理、TX3纱疵处理。

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