传感器在现代浆纱机在线检测和信息化中的实际应用
卡尔迈耶、津田驹HS20、HS40、祖克S432浆纱机等采用此方式,其特点是可以通过比例阀线性调节气缸阀开度,控制蒸汽流量,即越接近设定值,蒸汽阀门越开越小,反之亦然,以控制温度,其原理框图见图1。
2.2超声波位移传感器应用于经轴退绕直径检测
保证退绕区各经轴间经纱退绕张力一致是浆纱工艺控制的重要内容。传统浆纱机采用千米夹纸条结合经轴夹调节制动力来控制经轴的退绕张力,保证各个经轴退绕张力均匀一致,以减少机白回丝,祖克SUCKER-S432新型浆纱机的AB张力调节器采用机械张力检测装置检测退绕张力,反馈至气动比例调节阀与设定值比较后,输出气压信号来调节退绕张力,仍是一种机械式反馈、控制装置。
郑纺机的GA301浆纱机采用超声波传感器检测经轴的退绕直径,电脑控制自动调整制动气缸的气压来保持退绕张力的恒定。超声波传感器利用的是超声波的反射特性进行空间测量和定位。由于测试距离很短,故其衰减性可以忽略不计。
2.3测湿传感器用于回潮率的检测、反馈
浆纱回潮率是衡量浆纱质量的重要指标。回潮率直接影响浆膜的弹性、浆纱耐磨性、织造开口清晰度、回潮率过高还会导致窄幅长码布。因而对回潮率的检测与控制具有至关重要的意义。浆纱机采用湿敏电阻传感器测试浆纱回潮率。
2.3.1测试原理
纺织材料的导电性随含水量而异,回潮率与浆纱电阻符合如下关系:
W=A+BlgR
式中:W为浆纱回潮率(%);R为浆纱电阻(MΩ);A,B为常数,由纤维的种类、纱线密度决定。
由于电阻和回潮率的对数成比例关系,当回潮率发生很小变化时,电阻值却变化很大,因而根据这种原理设计的测量仪器能达到很高的灵敏度和精度。
2.3.2测试方法
作为测湿传感器的测湿电极给浆纱加上一定量的测量电压,随回潮率的变化,浆纱电阻发生变化,通过浆纱的电流也相应变化,变化的电流在控制仪中放大并转化成电压信号,与预设的回潮率电压相比较,然后由控制电路发出脉冲信号,控制浆纱机升降速(结合霍尔测速发电机)以控制回潮率。
GA301浆纱机采用美国Strandberg公司生产的M601测湿仪;祖克SUCKER-S432浆纱机采用RMSR-7K测湿仪等,均属于湿敏电阻传感器。
电阻应变片式张力传感器检测浆纱张力#e#
2.4电阻应变片式张力传感器检测浆纱张力
浆纱各区张力是浆纱重要工艺内容,一般浆纱各区张力的控制原则是:小退绕张力、微浆槽张力、匀烘燥张力、中分绞张力、大卷绕张力。为实现这一工艺目的,就需要对浆纱个各区进行检测,这是工艺调节控制的前提。
2.4.1应变片张力传感器的应用
应变片式张力传感器用来检测浆纱机各区(浆槽、烘燥、分绞及卷绕)的张力大小,并采用双曲线铁炮(如祖克SUCKER-S432浆纱机)、双曲线铁炮+XP1(如台湾大雅TAYA500、郑纺机GA301浆纱机等)以及较为先进的各区变频调速器控制个单元电机速度(如郑纺机GA308,苏州圣元 ASGA368)以调节各区速比以调节张力。
卡尔迈耶、津田驹浆纱机采用应变片式压力传感器来检测退绕张力,经纱张力的合力作用于位于检测辊轴承底部的压力传感器,传感器发出的电流或电压信号输入控制系统,控制系统将测量值和设定值进行比较、计算,改变对电控比例阀的控制电流或电压,调整比例阀的输出气压,使加压气缸改变对经轴的制动阻尼,直至测量值与设定值相等。从而保持退绕张力的恒定,这种控制形式由于检测辊固定,不需摆动,可以减少惯性的影响,灵敏度高于祖克浆纱机。
2.4.2电阻应变式传感器工作原理
基于电阻应变效应原理,用金属电阻丝制作成电阻应变片,将其粘贴在弹性体上。测量时,当弹性体受力变形时,应变片的敏感栅也随同变形,其电阻值发生相应变化,通过转换电路转换为电压或电流的变化。
电阻应变计把机械应变转换成△R/R后(△R为阻值绝对变化量,R为电阻值)。应变电阻变化一般都很微小,这样小的电阻变化既难以直接精确测量,又不便直接处理。因此,必须采用转换电路,把应变计的△R/R变化转换成电压或电流变化。通常采用惠斯登电桥电路实现这种转换。
惠斯登电桥的优点是抑制温度变化的影响、抑制干扰、补偿方便等。电桥如图2所示,U0为供桥电源电压,R1,R2,R3,R4为桥臂,Usc为电桥输出电压。 Usc=0时电桥平衡,则平衡条件为:R1/R2=R4/R3或R1R3=R2R4这说明要使电桥平衡,其相邻两臂电阻的比值应相等或相对两臂电阻的乘积相等。将应变片作为臂电阻接在电桥电路,当弹性体力变形时,应变片电阻值发生相应变化,使电桥失去平衡,Usc≠0
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