一、前言 探絲傳感器 是化纖牽伸設(shè)備中必不可少的斷絲檢測裝置。傳統(tǒng)的探絲傳感器大多采用電荷感應(yīng)式,其 檢測靈敏度高,但受環(huán)境溫度及濕度的影響較大,從而影響其可靠性和準確性。光電式探絲傳感器可以彌補以上檢測方法的不足,從而大大提高了斷絲檢測的準確性和可靠性。 二、光電式探絲傳感器 的原理 光電式探絲傳感器 能對紡織機械紡的纖維進行非接觸斷絲檢測,并能配合切絲器及時切斷斷絲,以防止纖維纏繞機器部件。 光電式探絲傳感器 利用紅外光電原理對纖維的運動狀態(tài)進行檢測,當纖維正常時,由于機器的牽伸或卷繞等動作,位于傳感器u形槽中的纖維會有微小的抖動,此抖動會不斷地遮擋u形槽中左右兩邊紅外光的發(fā)射和接收,使其產(chǎn)生連續(xù)的紅外脈沖;當纖維絲斷開以后,該連續(xù)的紅外脈沖減少或消失,探絲器通過檢測和判斷紅外脈沖的頻率即可判斷纖維是否已斷開。 三、電路設(shè)備及功能實現(xiàn) 電路組成:紅外發(fā)射電路、紅外接收電路、放大電路、整形調(diào)制電路、解調(diào)電路、觸摸感應(yīng)延時電路 、過流保護電路及輸出電路。 1. 紅外發(fā)射及接收電路 為了使發(fā)光二極管的亮度始終保持一定,由 led1 、n1 、r0 、zd1 和r1構(gòu)成恒流源紅外發(fā)射電路,ic 2b,ph,r2~r4構(gòu)成紅外接收電路,信號通過c1耦合輸出。當ph接受到的紅外光能不變時,ic 2b的7腳輸出電平不變,則c1無耦合信號輸出。當由于絲線的擺動而不斷重復地切割紅外光束使ph所接收到的光能改變時,c1耦合輸出相同頻率的脈動信號。見圖1。
圖1 紅外發(fā)射及接收電路 2. 前級放大及整形調(diào)制電路 由r5~r9及ic 2a組成前級放大電路,由r5、r6輸入偏置靜態(tài)工作點,對c1耦合過來的微弱尖脈沖信號進行放大,其增益的大小取決于r8和r9的比值。整形調(diào)制電路由r11~r13、c3及ic 2d組成,將前級尖脈沖信號整形調(diào)制為等幅方波脈沖信號。見圖2。圖2 前級放大及整形調(diào)制電路 3. 解調(diào)電路 由d1、r15~r18、c6及ic 2c組成,由r18引入正反饋。當前級信號頻率低于一定值f1時,ic 2c的8腳輸出低電平;當前級信號頻率高于一定值f2時,ic 2c的8腳輸出高電平。臨界過渡區(qū)頻率范圍fw=f2-f1,適當?shù)膄w可以有效防止檢測信號臨界過渡區(qū)的輸出振蕩,使得檢測動作可靠。 4. 觸摸感應(yīng)延時電路、過流保護電路及輸出電路 ic 1d、c8、r24及d4構(gòu)成觸摸延時控制。當斷絲或引絲 狀態(tài)時,由于脈沖信號f小于f1值,圖四的信號輸入端為低電平,探絲器輸出信號;當觸摸延時感應(yīng)端時, ic 1d的14腳輸出高電平,對c8進行快速充電,輸出截止。延時時間由c8及r24決定。通過這個觸摸延時,可以進行伸頭引絲操作。過流保護電路由ic 1c及r 27組成, r27可以限制峰值電流,同時將過流信號反饋至ic 1a的10腳,使輸出快速截止。d5起續(xù)流作用,可以防止感性負載通斷時損壞電路。 四、結(jié)論 該紅外光電式探絲傳感器 經(jīng)過反復的設(shè)計和試驗, 各項技術(shù)指標均達到較好的水平,其低電平輸出小于0.1v,正常功耗小于0.3w,負載電流可達800ma,短路保護電流為1a,斷絲響應(yīng)時間小于0.5s,電源延遲時間為4s,觸摸延時時間為15s,可以檢測不同材質(zhì)種類的斷絲。