[发明专利]一种纱线张力检测方法及装置

说明书

本发明公开了一种纱线张力检测方法及装置，包括：基于激光位移传感器实时测量运动纱线的横向振动位移信号；对横向振动位移信号进行处理，得到纱线的第一阶振动频率；实时测量运动纱线的运动速度；基于纱线的第一阶振动频率和运动速度，计算出纱线的实时张力。本发明的检测方法与纱线无接触，能够高效、准确的检测出运动纱线任意位置处张力，检测的便利度和灵活度显著提高。

技术领域

本发明涉及纺织系统技术领域，具体涉及一种纱线张力检测方法及装置。

背景技术

在纺织品生产过程中，纱线张力对产品质量、生产效率和后续加工的顺利进行具有关键性因素。张力过大，纱线容易产生应力松弛和蠕变，甚至断裂；张力过小时，影响产品质量。因此，人们对纱线张力的检测和控制一直十分关注。目前，纺织设备的机速在不断提高，纱线张力波动越大，需要更为精确的来确保纱线张力的稳定，从而对纱线的张力检测提出了更高的要求，在运动纱线的任意位置实现张力的测量。

现有技术对纺织生产过程中纱线张力检测大多为接触式张力检测，接触式纱线张力检测分为：电容式、电磁感应式、电阻应变式等方法，上述方法为纱线与力传感器作用转化为电信号实现纱线张力的测量，实现上述方法的装置存在寿命短、附加摩擦力大、纱线容易断头、信号不稳定等问题，使用过程中故障率较高；同时接触式纱线张力测量，也会对纱线自身动力学行为产生影响。

目前也提出了多种非接触式张力检测方法，如利用CCD等技术进行纱线张力的测量，但这种方法需要建立复杂的数学模型，处置效率偏低。

发明内容

针对现有技术中存在的上述问题，本发明提供一种纱线张力检测方法及装置，其通过激光位移传感器测量纱线第一阶振动频率，以实现纱线张力的测量。

本发明公开了一种纱线张力检测方法，包括：

基于激光位移传感器实时测量运动纱线的横向振动位移信号；

对所述横向振动位移信号进行处理，得到纱线的第一阶振动频率；

实时测量运动纱线的运动速度；

基于纱线的第一阶振动频率和运动速度，计算出纱线的实时张力；其中，

式中，f₁为纱线的第一阶振动频率，V为纱线的运动速度，F为纱线的张力，α和β为预设系数。

作为本发明的进一步改进，所述横向振动位移信号的处理，包括：

对所述横向振动位移信号进行A/D转换和小波变换，得到纱线的横向振动频率；

对纱线的横向振动频率进行卡尔曼滤波，去除外部干扰频率且保留纱线自由振动频率，得到纱线的第一阶振动频率。

作为本发明的进一步改进，纱线的运动速度V为：

式中，r为罗拉半径，M为一个测量周期内伺服电机的脉冲次数，C为由伺服电机参数确定的常数，T₀为伺服电机测量M次脉冲所用的时间，n为伺服电机到送纱罗拉的传动比。

作为本发明的进一步改进，还包括：

对纱线的实时张力进行记录和显示。

本发明还公开了一种纱线张力检测装置，包括：激光位移传感器、送纱罗拉、伺服电机和信号处理器；

所述激光位移传感器布置在垂直于纱线轴向的上方，用于实时测量运动纱线的横向振动位移信号；所述纱线布设在所述送纱罗拉上，所述送纱罗拉与所述伺服电机传动连接；

所述信号处理器与所述激光位移传感器和伺服电机相连，用于：

对所述横向振动位移信号进行处理，得到纱线的第一阶振动频率；