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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(cè)裝置。傳統(tǒng)的探絲傳感器大多采用電荷感應(yīng)式，其 檢測(cè)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(zhǔn)確性。光電式探絲傳感器可以彌補(bǔ)以上檢測(cè)方法的不足，從而大大提高了斷絲檢測(cè)的準(zhǔn)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(duì)紡織機(jī)械紡的纖維進(jìn)行非接觸斷絲檢測(cè)，并能配合切絲器及時(shí)切斷斷絲，以防止纖維纏繞機(jī)器部件。 
    
    光電式探絲傳感器利用紅外光電原理對(duì)纖維的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)進(jìn)行檢測(cè)，當(dāng)纖維正常時(shí)，由于機(jī)器的牽伸或卷繞等動(dòng)作，位于傳感器u形槽中的纖維會(huì)有微小的抖動(dòng)，此抖動(dòng)會(huì)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(dāng)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(cè)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(shí)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(shí)電路 、過流保護(hù)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(hào)通過c1耦合輸出。當(dāng)ph接受到的紅外光能不變時(shí)，ic 2b的7腳輸出電平不變，則c1無耦合信號(hào)輸出。當(dāng)由于絲線的擺動(dòng)而不斷重復(fù)地切割紅外光束使ph所接收到的光能改變時(shí)，c1耦合輸出相同頻率的脈動(dòng)信號(hào)。見圖1。

圖1 紅外發(fā)射及接收電路
2. 前級(jí)放大及整形調(diào)制電路
    
    由r5～r9及ic 2a組成前級(jí)放大電路，由r5、r6輸入偏置靜態(tài)工作點(diǎn)，對(duì)c1耦合過來的微弱尖脈沖信號(hào)進(jìn)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(jí)尖脈沖信號(hào)整形調(diào)制為等幅方波脈沖信號(hào)。見圖2。

圖2 前級(jí)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(dāng)前級(jí)信號(hào)頻率低于一定值f1時(shí)，ic 2c的8腳輸出低電平；當(dāng)前級(jí)信號(hào)頻率高于一定值f2時(shí)，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(dāng)?shù)膄w可以有效防止檢測(cè)信號(hào)臨界過渡區(qū)的輸出振蕩，使得檢測(cè)動(dòng)作可靠。
    
    4. 觸摸感應(yīng)延時(shí)電路、過流保護(hù)電路及輸出電路
    
    ic 1d、c8、r24及d4構(gòu)成觸摸延時(shí)控制。當(dāng)斷絲或引絲 狀態(tài)時(shí)，由于脈沖信號(hào)f小于f1值，圖四的信號(hào)輸入端為低電平，探絲器輸出信號(hào)；當(dāng)觸摸延時(shí)感應(yīng)端時(shí)， ic 1d的14腳輸出高電平，對(duì)c8進(jìn)行快速充電，輸出截止。延時(shí)時(shí)間由c8及r24決定。通過這個(gè)觸摸延時(shí)，可以進(jìn)行伸頭引絲操作。過流保護(hù)電路由ic 1c及r 27組成， r27可以限制峰值電流，同時(shí)將過流信號(hào)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(fù)載通斷時(shí)損壞電路。
    
    四、結(jié)論 
    
    該紅外光電式探絲傳感器經(jīng)過反復(fù)的設(shè)計(jì)和試驗(yàn), 各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)均達(dá)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(fù)載電流可達(dá)800ma，短路保護(hù)電流為1a，斷絲響應(yīng)時(shí)間小于0.5s，電源延遲時(shí)間為4s，觸摸延時(shí)時(shí)間為15s，可以檢測(cè)不同材質(zhì)種類的斷絲。