CN216132920U - 一种织物定形机尾气湿度检测装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型一种织物定形机尾气湿度检测装置，涉及定形机参数检测领域，包括：温度检测模块，信号处理模块，数据处理模块；所述温度检测模块，包括：ASE宽带光源、三端口光纤环形器、光纤Bragg光栅湿度传感器；所述ASE宽带光源与三端口光纤环形器电连接；所述三端口光纤环形器与光纤Bragg光栅湿度传感器双向电连接；所述信号处理模块，包括：边缘滤波器、光电转换电路、线性放大电路、低通滤波器、暗电流补偿电路；所述边缘滤波器与所述三端口光纤环形器电连接；所述边缘滤波器与光电转换电路、线性放大电路、低通滤波器、暗电流补偿电路依次电连接；所述数据处理模块，包括：上位机；所述上位机与所述暗电流补偿电路电连接。
Description
技术领域
本实用新型涉及工业高温湿度检测技术领域，尤其涉及一种织物定形机尾气湿度检测装置。
背景技术
织物定形机是利用热空气对织物进行干燥和整理并使之定型的装置，烘干过程中对湿度要求非常高，湿度是影响织物定型效果的重要因素。由针织物定形机排气温度可高达90℃左右，一般生活中常见的电阻式湿度检测装置在此温度区域内很难正常工作，所以在此工业环境下对湿度进行比较精确的检测是非常困难的。
现在工业生产中主要依靠熟练工人凭借经验，对烘干进程进行估计，但是，这种方法不仅主观性较强，并且在实际的生产过程中还可能出现″过烘″或者″欠烘″的现象。不仅影响产品的质量，还会造成资源的浪费，增加企业成本，降低经济效益。
目前在自动检测方面，针对针织物定形机尾气湿度检测的传感设备主要以二氧化锆作传感探头，待测环境中的水分子会与二氧化锆传感器吸附层内的氢离子结合，当湿度升高时，传感器吸附层的电流就容易流动，其阻抗也就越小，根据阻抗的变化，计算尾气湿度。但是这种方法存在一定的弊端，二氧化锆传感器探头在工作过程中会有一定的消耗，需要每三年更换一次且检测精度低，维护难度大并且维护成本较高，增加了企业成本。
实用新型内容
为了解决上述技术问题，针对以上问题点，本实用新型公开了一种织物定形机尾气湿度检测装置，解决了现有技术中人工估计主观性强，产品质量不稳定，基于二氧化锆作传感探头需要每三年更换一次且检测精度低，维护难度大并且维护成本较高的问题。
为了达到上述目的，本实用新型提供了一种织物定形机尾气湿度检测装置，包括：
温度检测模块1，信号处理模块2，数据处理模块3；
所述温度检测模块1，包括：ASE宽带光源1-1、三端口光纤环形器 1-2、光纤Bragg光栅湿度传感器1-3；
所述ASE宽带光源1-1与三端口光纤环形器1-2电连接；
所述三端口光纤环形器1-2与光纤Bragg光栅湿度传感器1-3双向电连接；
所述信号处理模块2，包括：边缘滤波器2-1、光电转换电路2-2、线性放大电路2-3、低通滤波器2-4、暗电流补偿电路2-5；
所述边缘滤波器2-1与所述三端口光纤环形器1-2电连接；
所述边缘滤波器2-1与光电转换电路2-2、线性放大电路2-3、低通滤波器2-4、暗电流补偿电路2-5依次电连接；
所述数据处理模块3，包括：上位机3-1；
所述上位机3-1与所述暗电流补偿电路2-5电连接。
在一个实施例中，所述ASE宽带光源1-1，具体为：C波段ASE光源、用于为所述湿度检测装置提供恒定功率的近红外光。
在一个实施例中，所述光纤Bragg光栅湿度传感器1-3，具有含氟聚酰亚胺湿敏涂覆层。
在一个实施例中，所述光纤Bragg光栅湿度传感器1-3的反射光，被分成等强度的两路光，一路作为参考光束，另一路作为测量光束经过所述边缘滤波器2-1滤波，两者相减得到测量光束和参考光束的光强差。
在一个实施例中，所述光电转换电路2-2，包括：PIN光电二极管和电流电压转换电路。
实施本实用新型实施例，具有如下有益效果：
本实用新型提供的一种织物定形机尾气湿度检测装置，外界湿度变化引起光纤Bragg光栅上的聚酰亚胺湿度敏感薄膜形变，进而引起光纤 Bragg光栅的栅格间距发生改变，光纤Bragg光栅中心波长发生漂移，通过信号处理模块将光信号转换成数字信号传入上位机，上位机根据环境温度对数字信号进行温度补偿，解决交叉敏感问题，实现湿度反演计算得到定形机内环境湿度，根据湿度可控制定形机排风速率，提高生产效率，节能减排的同时保证产品质量。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型所述的一种织物定形机尾气湿度检测装置，下面将对实施例所需要的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它附图。
图1为本实用新型实施例提供的一种织物定形机尾气湿度检测装置的硬件结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
需要说明的是，本实用新型的说明书和权利要求书及上述附图中的术语″第一″、″第二″等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本实用新型的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语″包括″和″具有″以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、***、产品或服务器不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
请参阅图1，为了达到上述目的，本实用新型提供了一种织物定形机尾气湿度检测装置，包括：
温度检测模块1，信号处理模块2，数据处理模块3；
所述温度检测模块1，包括：ASE宽带光源1-1、三端口光纤环形器 1-2、光纤Bragg光栅湿度传感器1-3；
所述ASE宽带光源1-1与三端口光纤环形器1-2电连接；
所述三端口光纤环形器1-2与光纤Bragg光栅湿度传感器1-3双向电连接；
所述信号处理模块2，包括：边缘滤波器2-1、光电转换电路2-2、线性放大电路2-3、低通滤波器2-4、暗电流补偿电路2-5；
所述边缘滤波器2-1与所述三端口光纤环形器1-2电连接；
所述边缘滤波器2-1与光电转换电路2-2、线性放大电路2-3、低通滤波器2-4、暗电流补偿电路2-5依次电连接；
所述数据处理模块3，包括：上位机3-1；
所述上位机3-1与所述暗电流补偿电路2-5电连接。
在一个实施例中，所述ASE宽带光源1-1，具体为：C波段ASE光源、用于为所述湿度检测装置提供恒定功率的近红外光。
在一个说明书实施例中，所述光纤Bragg光栅湿度传感器1-3，具有含氟聚酰亚胺湿敏涂覆层，所述光纤Bragg光栅湿度传感器上的聚酰亚胺涂覆层采用聚酰亚胺材料制备，改性的聚酰亚胺涂覆层其湿膨胀系数为 (6～9)×10-5/％，当湿度变化时，由于涂覆的形变，导致光纤Bragg光栅发生应变，从而对湿度传感。
外界湿度变化引起聚酰亚胺湿度敏感薄膜形变，进而引起光纤Bragg 光栅栅格间距发生改变，光纤Bragg光栅中心波长发生漂移，通过建立传感模型得出中心波长漂移量与外界湿度变化之间的数量关系，并通过信号处理模块将光信号转换成数字信号传入上位机，上位机根据环境温度对数字信号进行温度补偿，解决交叉敏感问题，实现湿度反演计算得到定形机内环境湿度，根据湿度可控制定形机排风速率，提高生产效率，节能减排的同时保证产品质量。
在一个说明书实施例中，所述光纤Bragg光栅湿度传感器1-3的反射光，被分成等强度的两路光，一路作为参考光束，另一路作为测量光束经过所述边缘滤波器2-1滤波，两者相减得到测量光束和参考光束的光强差。
在一个说明书实施例中，所述光电转换电路2-2，包括：PIN光电二极管和电流电压转换电路。
在一个说明书实施例中，所述光电转换电路2-2将测量光的光强转换成电压信号，电压信号需要经过线性放大电路2-3进行放大之后再通过低通滤波器2-4，进行滤波处理去除高频噪声干扰，最后经过暗电流补偿电路 2-5将由PIN光电二极管自身暗电流造成的测量误差进行补偿，电信号传输到数据处理模块3进行A/D采样。
在一个说明书实施例中，光纤Bragg光栅1-3根据环境湿度反射特定波长的光信号再经三端口光纤环形器1-2到达信号处理模块3，包括边缘滤波器2-1、光电转换电路2-2、线性放大电路2-3、低通滤波电路2-4、暗电流补偿电路2-5。
本实施例所采用的边缘滤波器为深圳中科传感科技有限公司所提供的透射型滤波光纤啁啾光栅，将光纤Bragg光栅中心波长的漂移量，与滤波之后的光强变化量对应起来。
在一个说明书实施例中，采用北京敏光科技有限公司提供的 LSIPD-UL0.3-PIN铟镓砷光电二极管和AD825电流电压转换电路芯片组成光电转换电路2-2，将边缘滤波器2-1发出的光信号转换成微弱的电压值，并采用NE5532芯片设计线性放大电路2-3对电压信号进行放大，方便后面的A/D采样。之后采用MAX275ACWP设计二阶巴特沃斯的低通滤波器2-4对放大后的信号进行处理，消除高频噪声的干扰。最后采用 NE5532设计暗电流补偿电路2-5，抵消由于暗电流所产生的误差。
在一个说明书实施例中，数据处理模块的上位机3-1选用JZ2440核心板，主要是在JZ2440嵌入式开发板上实现对光纤Bragg光栅中心波长的补偿和湿度反演计算，为了最大限度的利用湿度标定所得到的数据实现湿度反演。
实施本实用新型实施例，具有如下有益效果：
本实用新型提供的一种织物定形机尾气湿度检测装置，外界湿度变化引起光纤Bragg光栅上的聚酰亚胺湿度敏感薄膜形变，进而引起光纤 Bragg光栅的栅格间距发生改变，光纤Bragg光栅中心波长发生漂移，通过信号处理模块将光信号转换成数字信号传入上位机，上位机根据环境温度对数字信号进行温度补偿，解决交叉敏感问题，实现湿度反演计算得到定形机内环境湿度，根据湿度可控制定形机排风速率，提高生产效率，节能减排的同时保证产品质量。
需要说明的是：上述本实用新型实施例先后顺序仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。且上述对本说明书特定实施例进行了描述。其它实施例在所附权利要求书的范围内。在一些情况下，在权利要求书中记载的动作或步骤可以按照不同于实施例中的顺序来执行并且仍然可以实现期望的结果。另外，在附图中描绘的过程不一定要求示出的特定顺序或者连续顺序才能实现期望的结果。在某些实施方式中，多任务处理和并行处理也是可以的或者可能是有利的。
本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。尤其，对于装置和服务器实施例而言，由于其基本相似于方法实施例，所以描述的比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。
本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例的全部或部分步骤可以通过硬件来完成，也可以通过程序来指令相关的硬件完成，所述的程序可以存储于一种计算机可读存储介质中，上述提到的存储介质可以是只读存储器，磁盘或光盘等。
以上所揭露的仅为本实用新型实施一种较佳实施例而已，当然不能以此来限定本实用新型实施之权利范围，因此依本实用新型实施权利要求所作的等同变化，仍属本实用新型所涵盖的范围。
Claims (4)
1.一种织物定形机尾气湿度检测装置，其特征在于，包括：
温度检测模块(1)，信号处理模块(2)，数据处理模块(3)；
所述温度检测模块(1)，包括：ASE宽带光源(1-1)、三端口光纤环形器(1-2)、光纤Bragg光栅湿度传感器(1-3)；
所述ASE宽带光源(1-1)与三端口光纤环形器(1-2)电连接；
所述三端口光纤环形器(1-2)与光纤Bragg光栅湿度传感器(1-3)双向电连接；
所述信号处理模块(2)，包括：边缘滤波器(2-1)、光电转换电路(2-2)、线性放大电路(2-3)、低通滤波器(2-4)、暗电流补偿电路(2-5)；
所述边缘滤波器(2-1)与所述三端口光纤环形器(1-2)电连接；
所述边缘滤波器(2-1)与光电转换电路(2-2)、线性放大电路(2-3)、低通滤波器(2-4)、暗电流补偿电路(2-5)依次电连接；
所述数据处理模块(3)，包括：上位机(3-1)；
所述上位机(3-1)与所述暗电流补偿电路(2-5)电连接。
2.如权利要求1所述的织物定形机尾气湿度检测装置，其特征在于，所述ASE宽带光源(1-1)，具体为：C波段ASE光源，用于为所述湿度检测装置提供恒定功率的近红外光。
3.如权利要求1所述的织物定形机尾气湿度检测装置，其特征在于，所述光纤Bragg光栅湿度传感器(1-3)，具有含氟聚酰亚胺湿敏涂覆层。
4.如权利要求1所述的织物定形机尾气湿度检测装置，其特征在于，所述光电转换电路(2-2)，包括：PIN光电二极管和电流电压转换电路。
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