KR19990014557A

KR19990014557A - 정전용량식 위사감지장치

Info

Publication number: KR19990014557A
Application number: KR1019980050127A
Authority: KR
Inventors: 김종진
Original assignee: 김종진
Priority date: 1998-11-20
Filing date: 1998-11-20
Publication date: 1999-02-25

Abstract

본 발명은 위사 감지방법 및 그 장치에 관한 것으로, 상세하게는 위사(緯絲)와 같은 감지대상물이 지나가는 길목에 한 쌍의 전극판(電極板)을 적당한 거리로 이격 설치하여 위사의 이동에 따라 정전용량(靜電容量)이 변화되도록 하고, 정전용량 변화에 따라 위사 감지회로의 발진주파수가 가변 또는 정지되게 하여 위사의 주행상태를 정확히 감지하도록 하고, 면사와 같이 보푸라기가 발생되는 위사도 오류없이 정확히 감지할 수 있게 한 것이다.

즉, 직기(織機)등에 고정되는 케이스의 선단부에 개구부가 형성된 헤드(head)를 설치하여 위사(weft)와 같은 감지대상물의 주행여부를 감지하도록 하고, 위사가 통과 또는 접촉되는 헤드는 세라믹 재질로 형성하여 위사의 접촉성 마모를 방지하도록 하고, 케이스의 내부 수납실에 위사감지 회로를 매입 설치한 다음 몰딩시켜 수밀 유지하고, 표시등과 이득조정용 가변저항기(VR)는 케이스의 바깥으로 노출시켜 이득조정과 회로의 동작상태를 확인할 수 있도록 한다.

또한, 헤드의 선단부에 위사가 지나가는 개구부를 형성하고, 헤드의 뒤쪽면에 위사를 정전용량(electrostatic capacity) 방식으로 감지할 수 있는 한 쌍의 금속 감지편을 이격 설치하여 주행하는 위사를 감지할 수 있도록 한 것이다.

Description

정전용량식 위사감지장치.

본 발명은 위사(weft)(또는 실) 감지방법 및 그 장치에 관한 것으로, 상세하게는 위사(緯絲)와 같은 감지대상물이 지나가는 길목에 위사 감지회로에 접속된 한 쌍의 전극판(電極板)을 이격 설치하여 위사의 주행에 따라 정전용량(靜電容量)이 변화하도록 하고, 정전용량(electrostatic capacity) 변화에 따라 위사 감지회로의 발진주파수가 가변 또는 정지되게 함으로써 정확한 감지를 할 수 있도록 하고, 또한 면사와 같이 보푸라기가 발생되는 위사(또는 실)도 오류없이 정확히 감지할 수 있게 한 것이다.

일반적으로 각종 직기에 사용되는 위사 감지기에는 감지방법에 따라 접촉(터치)방식, 투ㆍ수광기를 이용한 광센서 방식 등으로 구분할 수 있으며, 접촉식은 미세한 진동에도 영향을 받아 오동작을 일으킬 뿐 아니라 접촉되는 위사를 상하게 하고 저장력 프로세서에는 적용할 수 없는 문제점이 있고, 광센서 방식은 스판이나 필라멘트사는 이상없이 감지할 수는 있으나 보푸라기가 발생되는 면사의 경우 상기 보푸라기가 투ㆍ수광부에 흡착되므로 감도가 저하되어 오동작하는 요인이 있으며, 또한 위사가 정지되거나 트래버스바(traverse bar)가 정지되었을 때에도 위사가 투광빔을 차단하면서 위사 감지신호가 입력되므로 오동작 요인이 있다.

즉, 정밀성과 실용성이 요구되는 위사감지기가 상기와 같은 이유로 상당한 오감지와 오동작이 발생하기 때문에 작업능률을 향상시키기에는 적당하지 못한 편이며, 고도의 정밀성이 요구되는 워트 젯트 직기와 같은 고속직기의 경우 사종에 관계없이 신속하고 확실한 감지가 요구된다 할 것이다.

따라서, 본 발명은 위사(緯絲)와 같은 감지대상물이 주행할 때에만 정전용량(靜電容量)이 변화되게 함으로써 감지 대상물을 정확히 감지할 수 있도록 함을 목적으로 한다.

상기목적을 달성하기 위하여 위사(緯絲)와 같은 감지 대상물이 지나가는 길목에 한 쌍의 전극판(電極板)을 적당한 거리로 이격 설치하여 위사의 주행(이동)에 따라 정전용량(靜電容量)이 변화되도록 하고, 정전용량 변화에 따라 위사 감지회로의 발진주파수가 가변 또는 정지되게 함으로써 위사의 주행을 정확히 감지하도록 하고, 또한 면사와 같이 보푸라기가 발생되는 실(위사)도 오류없이 정확히 감지할 수 있게 한다.

즉, 직기(織機) 등에 고정되는 케이스의 선단부에 개구부가 형성된 헤드(head)를 설치하여 위사와 같은 감지대상물이 지나갈 수 있도록 하고, 헤드의 뒤쪽면에는 반원형의 요입홈을 형성한 다음 한 쌍의 감지편을 이격 설치하여 적당한 값의 정전용량(electrostatic capacity)을 가지도록 함으로써 감지대상물을 정전용량 방식으로 감지할 수 있도록 한다.

또한, 위사가 통과 또는 접촉되는 헤드(head)는 세라믹과 같은 비금속 재질로 형성하여 위사의 접촉성 마모를 방지하면서 정전용량 값이 전달되도록 하고, 케이스의 내부에는 수납실을 형성하여 위사감지 회로를 매입 설치한 다음 몰딩시켜 수밀 유지할 수 있도록 하고, 표시등과 이득조정용 가변저항기(VR)는 케이스의 바깥으로 노출시켜 이득조정과 회로의 동작상태를 확인할 수 있도록 한다.

또한, 상기 위사 감지편은 황동이나 알루미늄 또는 구리와 같은 도전성 금속을 반원형상으로 형성하고, 감지편의 중앙 부분에는 단자를 일체형으로 형성하여 감지회로에 접속할 수 있게 한다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부한 도면에 따라 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 1 - 본 발명의 외관 사시도.

도 2 - 본 발명의 단면 구성도.

도 3 - 본 발명의 헤드부분 외관 사시도.

도 4 - 본 발명 헤드 부분 정면도.

도 5 - 본 발명의 일 실시 예 회로도.

도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명

(2)--위사감지기 (4)--케이스

(6)--헤드 (8)--위사

(10)--개구부 (12)--수납실

(14)--프린트 기판 (16)--표시등

(18)--요입홈 (20)(22)--감지편

(24)(26)--단자 (28)--피스

(30)--통공 (32)--케이블선

(34)--콘넥터 (R1)~(R10)--저항

(C1)~(C7)--캐패시터 (U1)--OP 앰프

(U2)--비교 증폭기 (Vdd)--동작전원

(VR)--가변저항기

본 발명의 가장 큰 특징은 위사(緯絲)가 지나가는 길목에 한 쌍의 전극판을 적당한 거리로 이격 설치하여 위사의 주행(이동)에 따라 정전용량(靜電容量)이 변화하도록 하고, 정전용량 변화에 따라 위사 감지회로의 발진주파수가 가변 또는 정지되게 함으로써 위사의 주행여부를 정확히 감지하도록 하며, 또한 면사와 같이 보푸라기가 발생되는 위사(실)도 오류없이 감지할 수 있게 한 것이다.

도 1은 본 발명 정전용량식 위사감지기(2)의 외관을 도시한 사시도로, 직기 등에 고정되는 케이스(4)의 선단부에 헤드(6)를 끼워 고정하고, 헤드(6)의 선단부에 개구부(10)를 형성하여 위사(8)와 같은 감지대상물의 주행이나 정지 및 위치이탈에 따라 변화하는 정전 용량값을 이용하여 위사(8)의 주행여부를 감지하도록 한다.

상기에서 위사(8)가 통과 또는 접촉되는 헤드(6)는 세라믹과 같은 비금속성 재질로 형성하여 위사(8)의 접촉성 마모를 방지와 더불어 위사(8)를 정전용량 방식으로 감지할 수 있는 여건을 조성하도록 한다.

상ㆍ하 또는 양측으로 결합되는 케이스(4)의 내부에는 도 2와 같이 수납실(12)을 형성하여 위사감지 회로가 구성되는 프린트 기판(14)을 매입 설치한 다음 몰딩시켜 수밀 유지할 수 있도록 하고, 표시등(16)과 이득조정용 가변저항기(VR)는 케이스(4)의 바깥으로 노출시켜 감지신호의 이득조정과 회로의 동작상태를 확인할 수 있도록 한다.

케이스(4)의 선단부에 설치되는 상기 헤드(6)는 도 3과 같이 대체로 말발굽 형상이며, 헤드(6)의 가운데 부분에는 전방으로 열린 개구부(10)가 형성되어 위사(8)가 지나갈 수 있도록 하고, 헤드(6)의 뒤쪽면에는 반원형의 요입홈(18)을 형성하여 위사(8)를 정전용량 방식으로 감지할 수 있는 한 쌍의 감지편(20)(22)을 설치하도록 한다.

상기에서 위사 감지편(20)(22)은 황동이나 알루미늄 또는 구리와 같은 도전성 금속을 이용하여 반원형상으로 형성하고, 감지편(20)(22)의 중앙 부분에는 위사감지 회로에 접속되는 단자(24)(26)를 일체형으로 형성하여 도 4와 같이 요입홈(18)의 상ㆍ하부에 접합(접착)하거나 또는 억지끼움 방식으로 고정하되, 감지편(20)(22) 끼리 적당한 간격을 유지하도록 함으로써 전기적인 단락(short)을 방지하고 또한 적당한 값의 정전용량(靜電容量)을 가지도록 한다.

상기에서 헤드(6)는 양분되는 케이스(4)의 선단부에 끼워 결합시킨 다음 상ㆍ하부 케이스(4)를 피스(28)로 체결시켜 고정함으로써 사후에 감지편(20)(22)을 교체하거나, 이격거리 및 단위 면적이 다른 감지편(20)(22)을 교체하거나, 감지편(20)(22)의 이격거리 조정 등의 방법으로 정전용량 및 감도를 변경시킬 수 있도록 한다.

케이스(4)의 후단부에는 통공(30)을 형성하여 동작전원 공급과 위사(8) 감지신호가 출력되는 케이블선(32)을 케이스(4)의 바깥으로 인출시키고, 케이블선(32)의 단부에는 콘넥터(34)를 접속시켜 직기 등의 콘트롤 박스에 전기적으로 접속할 수 있게 한다.

도 5는 본 발명 위사감지장치(2)에 사용되는 일 실시 예의 회로도로, 풀업저항(R1)이 접속된 캐패시터(C1)의 일측에 전류제한 저항(R2)(R3)과 감지편(20)(22) 및 저항(R6)을 폐회로가 되게 접속하여 수백㎐~수㎑의 주파수가 발생되는 CR 발진회로를 구성하고, 상기 감지편(20)(22)의 단자는 OP앰프(U1)의 반전단자(-)와 비반전단자(+)를 각각 접속하여 미약하게 검출되는 위사(8) 감지신호를 큰 세력의 신호로 증폭할 수 있도록 한다.

풀업저항(R1)과 캐패시터(C1)의 접속점에 바이어스용 캐패시터(C2)와 저항(R5)을 접속하고, OP앰프(U1)의 출력과 OP앰프(U1)의 반전단자(-)에 접속된 저항(R4) 사이에 저항(R3)을 접속하여 출력신호의 일부를 피드백시켜 OP앰프(U1)가 안정적으로 동작하도록 한다.

OP앰프(U1)의 출력에 저항(R7)과 이득을 제어할 수 있는 가변저항기(VR)와, 신호 중 직류성분을 제거하는 캐패시터(C4)와, 비교증폭기(U2)의 반전단자를 차례로 접속하고, 비교증폭기(U2)의 비반전 단자와 풀업저항(R1)사이에 캐페시터(C3)와 저항(R8)으로 구성된 기준전위 회로를 접속하여 비교증폭기(U2)의 반전단자로 입력되는 신호 중 기준전위 이상의 전위를 갖는 신호성분이 제거 출력되게 하고, 비교증폭기(U2)의 출력에 캐패시터(C5)와 저항(R9)으로 구성된 파형 정형회로와 바이어스 저항(R10)을 접속하여 비교 증폭된 신호가 도 6과 같이 파형 정형된 다음 콘넥터(34)로 출력되게 하고, 콘넥터(34)에는 상기 신호 출력선 이외에도 전원(Vdd)공급선과 접지선 및 발광 다이오드(LED)와 같은 표시등(16)이 접속된다.

상기에서 콘넥터(34)에 접속된 표시등(16)은 전류제한 저항을 통하여 비교증폭기(U2)의 출력단자에 접속할 수도 있다.

전원(Vdd)과 접지 사이에 접속되는 캐패시터(C6)과 캐패시터(C7)에 의해 순간정전 등에 의한 전원의 급강하로 발생되는 에러가 방지되고, 전원 중의 리플이 제거되된다.

한편, 이격된 감지편(20)(22)에 의해 발생되는 정전용량 값은 저항(R4)와 저항(R6)사이로 인가되고 폐회로로 결선된 캐패시터(C1)와 저항(R2)의 협조하에 발진회로가 구성되기는 하나 감지편(20)(22)으로 위사(8)가 주행하면 감지편(20)(22)의 정전용량 값이 상승하여 비로서 수백㎐~수㎑의 주파수가 발진 출력되며, 반대로 감지편(20)(22)으로 위사(8)가 유입되지 않거나, 감지편(20)(22)으로 유입된 위사(8)가 절사되거나 정지되면 발진이 멈추므로 도 6과 같이 ㉮, ㉯, ㉰ 부분으로 감지신호의 출력이 없는 H 상태의 신호가 출력된다.

또한, 감지편(20)(22)으로 위사(8)가 주행하면 도 6과 같이 ㉮, ㉯, ㉰부분으로 위사(8) 감지신호가 검출 및 증폭 출력되며, OP앰프(U1)로 증폭된 위사(8) 감지신호가 비교증폭기(U2)의 반전단자로 입력된 다음 기준전위 이상의 전위를 갖는 신호성분이 제거 출력되며, 이 때 비교증폭기(U2)의 출력에 접속된 캐패시터(C5)와 저항(R9)으로 구성된 파형 정형회로에 의해 펄스신호가 도 6과 같이 구형파로 정형되어 출력되므로 정확한 감지가 이루어지며, 상기신호는 콘넥터(34)를 경유하여 직기의 콘트록 박스로 인입되어 직기가 제어된다.

이상과 같이 본 발명은 정전용량 변화에 의한 비접촉 방식으로 위사를 감지하므로 먼지와 진동, 외부온도 등의 특성에 안정하고, 운전 중 실이 걸리더라도 100% 감지가 가능해진다.

또한, 표시등(16)은 위사(8)가 유입되지 않거나 정지한 경우 또는 사절된 경우에는 점등되며, 위사(8)가 정상적으로 주행 감지되는 경우 표시등(16)은 점멸되므로 육안으로 확인할 수 있게 된다.

또한, 본 발명은 개구부(10)에 투입된 위사가 헤드(6)에 접촉되더라도 이상없이 감지되므로 접촉식 또는 비접촉식으로도 사용할 수도 있으며, 사종(絲種)에 따라 센서의 감도를 자유자재로 조정할 수 있으며, 직기 등에 설치되는 콘트롤 박스에 자체적으로 각각의 센서 감도를 조절할 수 있는 기능을 설치할 수도 있다.

본 발명에서 감지할 수 있는 실(Yarn)의 범위는 5~2,000 데니어(denier)로 감지대상이 매우 큰 편이며, 실의 이송속도는 1분당 10m~5,000m까지 허용할 수 있어서 감지대역폭이 넓고 안정적인 감지가 이루어진다.

본 발명의 적용분야는 합사기, 와인더기, 정경기, 비밍기, 제직기, 연조기, 인터레스기, 카바링기, 정방기, 기타 섬유기계 및 여타의 산업기계에 적용할 수 있으며, 그 작용효과는 물론 본 발명과 동일시된다.

이상과 같이 본 발명은 정전용량 변화에 의한 비접촉 방식으로 위사를 감지하므로 먼지와 진동, 외부온도 등의 특성에 안정하고, 운전 중 실이 걸리더라도 100% 감지가 가능한 등의 효과가 있다.

또한, 접촉식 또는 비접촉식으로 사용할 수도 있으며, 사종에 따라 센서의 감도를 자유자재로 조정할 수 있으며, 메인박스에 자체적으로 각각의 센서 감도를 조절할 수 있는 기능을 설치할 수 있다.

감지할 수 있는 실(Yarn)의 범위는 5~2,000데니어(denier) 이며, 실의 이송속도는 1분당 10m~5,000m까지 허용할 수 있어서 감지대역폭이 넓고 안정적인 등의 효과가 있는 매유 유용한 발명이다.

Claims

위사 감지장치에 있어서, 위사가 지나가는 길목에 한 쌍의 전극판(電極板)을 적당한 거리로 이격 설치하여 위사의 이동에 따라 정전용량(靜電容量)이 변화되도록 하고, 정전용량 변화에 따라 위사 감지회로의 발진주파수가 가변 또는 정지되게 함으로써 위사의 주행상태를 정확히 감지하도록 한 정전용량식 위사감지장치.
제 1 항에 있어서, 케이스(4)의 선단부에 개구부(10)가 형성된 헤드(6)를 끼워 고정하고, 헤드(6)의 뒤쪽면에 반원형의 요입홈(18)을 형성한 다음 한 쌍의 감지편(20)(22)을 이격 설치하여 위사(8)를 정전용량 방식으로 감지할 수 있도록 하고, 감지편(20)(22)의 단자(24)(26)는 위사감지 회로에 접속하고, 동작전원 공급과 위사(8) 감지신호가 출력되는 케이블선(32)은 케이스(4)의 바깥으로 인출시켜서 된 정전용량식 위사감지장치.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 풀업저항(R1)이 접속된 캐패시터(C1)의 일측에 전류제한 저항(R2)(R3)과 감지편(20)(22) 및 저항(R6)으로 구성된 발진회로를 구성하고, 감지편(20)(22)의 단자에 OP앰프(U1)의 반전단자(-)와 비반전단자(+)를 각각 접속하고, OP앰프(U1)의 출력과 저항(R4) 사이에 피드백 저항(R3)을 접속하고, OP앰프(U1)의 출력에 이득을 제어할 수 있는 가변저항기(VR)와, 신호 중 직류성분을 제거하는 캐패시터(C4)와, 비교증폭기(U2)의 반전단자를 차례로 접속하고, 비교증폭기(U2)의 비반전 단자와 풀업저항(R1)사이에 캐페시터(C3)와 저항(R8)으로 구성된 기준전위 회로를 접속하고, 비교증폭기(U2)의 출력에 캐패시터(C5)와 저항(R9)으로 구성된 파형 정형회로를 접속하여 파형 정형된 감지신호가 출력되게 함을 특징으로 하는 정전용량식 위사감지장치.