一種清紗器及紗疵儀的設(shè)計方法技術(shù)

本發(fā)明專利技術(shù)公開了一種電子清紗器和紗疵分級儀的設(shè)計方法，其特點是各錠代替全體試樣紗條平均粗度的設(shè)定電平Ｖ－［１］，由各錠獨自產(chǎn)生，且同步跟隨各錠檢測靈敏度Ｋ變化；提供了用連續(xù)的足夠長度的紗條片段平均粗度代替全體紗條平均粗度對應(yīng)于檢測靈敏度的電平作為設(shè)定電平的方法，并推導(dǎo)出二種傳感形式的理論設(shè)定精度；提出了根據(jù)遲緩試驗理論用積分電路從各錠的符合Ｖ＝Ｋ.Ｓ的最終電信號Ｖ中直接獲得Ｖ－［１］的方法，并給出了２個實施例。（*該技術(shù)在2006年保護過期，可自由使用*）

【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術(shù)涉及紡織附屬電子設(shè)備電子清紗器及檢測儀器紗疵分級儀的設(shè)計方法。 現(xiàn)在的清紗器型號很多，由其傳感形式可分為光電式和電容式兩大類別。清紗器的目地是對紗疵的粗度和長度作出準確判斷和處理，其中對紗疵粗度的判別精度是清紗器的主要精度基礎(chǔ)，尤為重要。對于這一點，現(xiàn)有各型清紗器在設(shè)計方法上有著共同之處，并成為這一領(lǐng)域共同遵守的設(shè)計原則，這些可以概括如下 (1)無論采用何種方法取得代替全體紗樣紗條平均截面粗度X(假定用質(zhì)量表征)的電平，現(xiàn)有技術(shù)都由控制箱根據(jù)這一基準電平給出一個確定的紗疵粗度設(shè)定電平，并統(tǒng)一給予各錠檢測放大單元; (2)現(xiàn)有技術(shù)強調(diào)各錠檢測放大單元的靈敏度必須高度調(diào)準在設(shè)計規(guī)定值，高品質(zhì)的清紗器必須保證靈敏度長期穩(wěn)定不變。 現(xiàn)有的清紗器由于(1)中的取得代替X的電平手段的不同，以及(2)中的各錠檢測靈敏度由于自調(diào)功能的有無、多少及強弱而表現(xiàn)的長期穩(wěn)定性差異，形成了各型清紗器主要的品質(zhì)差異。 根據(jù)有關(guān)資料及個人實踐，認為現(xiàn)有技術(shù)需作進一步探討。現(xiàn)綜合分析如下 紗條通過各錠檢測放大單元的檢測頭，紗條的截面粗度物理信息線性轉(zhuǎn)變成連續(xù)的初始電信號。采用電容式傳感方式時，初始電信號反映了紗條長度方向的線密度變化，對應(yīng)于紗條各點的電信號，可以理解為用質(zhì)量(即截面點單位長度重量)表征紗條該點的截面粗度;采用光電式傳感時，初始電信號反映了紗條長度方向上各點正對投影方向的紗徑變化，可以理解為用紗條的投影直徑來表征紗條的截面粗度。初始電信號的幅度除了線性反映紗條的截面粗度外，受制于整個檢測系統(tǒng)的一切影響因素，也受制于紗條其它較為穩(wěn)定的物理因素，如含濕量、材料值、色度、拈度、支數(shù)偏差以及環(huán)境對各錠影響差異等綜合因素。實踐表明由于檢測電容工藝參數(shù)的不一致(電容傳感)，或者光電器件轉(zhuǎn)換效率的不一致(光電傳感)，以及各錠檢測頭所受環(huán)境影響的不同，各錠對同一試樣粗度轉(zhuǎn)換的初始電信號的幅值均不相同，在長期運行中，由于檢測電容的容量變異或者光電轉(zhuǎn)換器件轉(zhuǎn)換效率的變異，以及以上列舉的整個系統(tǒng)的其它較為穩(wěn)定因素的緩慢變異，某一確定試樣的初始電信號也隨之變異，由于初始電信號太小，不能直接用來“測量”，一般在取得初始電信號后，后續(xù)一個放大器，或者取其全部或者只取紗疵增值信號，將他們放大成可供測量的最終電信號V。如把V表示于縱軸，把紗條截面S或紗疵增值粗度△S表示于橫軸，制成圖1中的圖1-1。那么，當(dāng)紗條具有確定的粗度時必然有一確定的V對應(yīng)，形成了紗條粗度同最終電信號的轉(zhuǎn)換特性曲線。一般來說，現(xiàn)有技術(shù)的光電式或電容式這二種傳感形式在一定的條件下都能保證這條曲線的線性度，這是二種傳感形式的檢測系統(tǒng)賴以存在的基礎(chǔ)。因此，可把其看作直線，那么這一直線的斜率即可表示為清紗器的某錠在某時刻的靈敏度。 紗疵粗度設(shè)定是以全體試樣紗條的平均粗度的倍率表征的，因此代表全體紗條平均粗度X的電平構(gòu)成了整個清紗器設(shè)計的精度基準，不管代表X的電平如何取得，其內(nèi)涵都應(yīng)該是X粗度的紗條對應(yīng)于某一靈敏度最終電信號幅度值。如果以X的電平V1示于縱軸，以檢測系統(tǒng)的靈敏度K(即圖1-1中不同的從原點出發(fā)直線的斜率)表示于橫軸，可制得圖1中的圖1-5。圖中直紗C即表明了V1同K的對應(yīng)關(guān)系。不難看出，對于某一確定的試樣，C具有確定的斜率，但是對于某一確定試樣的C的斜率卻很難用實驗求得。因為其先決條件必須是靈敏度的穩(wěn)定，如果檢測系統(tǒng)設(shè)備本身具有充分的穩(wěn)定性，由于最終電信號幅度并非單純地決定于紗條粗度，紗條的其它影響靈敏度的物理因素很多，而且因紗條來源而異，甚至于同一試樣在不同的長度段這些因素也有差異，因此嚴格說來，必須對紗條的其它物理狀態(tài)給予嚴格的限制，才能按照紗條粗度制得圖1-5中C直線的斜率。現(xiàn)有技術(shù)預(yù)先規(guī)定了清紗器的靈敏度，各型清紗器通過各自認為合理的和合適的辦法從圖1-5中代表相應(yīng)試樣直線C上找到對應(yīng)于該靈敏度的電平，以此為基準根據(jù)工藝要求形成紗疵設(shè)定電平。現(xiàn)有清紗器的絕大多數(shù)都采用這種形式工作，這類清紗器在設(shè)計時就規(guī)定了對一切試樣都以同一靈敏度工作，在圖1-1中就是硬性規(guī)定了一條直線(不妨設(shè)之為α)為清紗器各錠靈敏度初調(diào)及統(tǒng)調(diào)的規(guī)范這就產(chǎn)生了一個調(diào)準環(huán)節(jié)。 實踐證明，清紗器靈敏度的調(diào)整歷來是一個薄弱環(huán)節(jié)，原則上可以通過初始電信號后續(xù)放大器的增益調(diào)整而獲得。但是，由于找不到被測試樣X的完全等效的模擬物，準確地調(diào)準非常困難。因此多錠靈敏度的一致也只能有限地滿足，所以實際運行的清紗器的各錠，其靈敏度不可能都重合于圖1-1中的直線a，呈現(xiàn)出一定的離散性。如用b、c表示最大的離散界，那么各錠靈敏度將是在b、c二直線范圍內(nèi)的一束從原點發(fā)散的直線。在長期運行中，對于缺少自調(diào)功能或自調(diào)功能較弱的清紗器，這種離散性被進一步擴大了。實踐證明光電式傳感的靈敏度大多如圖1-4中靈敏度下降的a曲線那樣，造成漏疵，電容式傳感則象b那樣，造成靈敏度趨高的空切、誤切。這種由于靈敏度偏離帶來的誤差，可以稱之為檢測誤差，其本質(zhì)同靈敏度調(diào)準精度不夠，以及各錠靈敏度一致性差引入的誤差是一樣的，都可以在圖1-5中得到表達我們把某錠實際的靈敏度對應(yīng)于C電平看成是應(yīng)給予電平，設(shè)計規(guī)定靈敏度對應(yīng)于C電平看成實際給予電平。因此，靈敏度變異引入的檢測誤差其實質(zhì)是應(yīng)給予電平同實際給予電平的差值一開始就因靈敏度難以調(diào)準就存在，而且在長期運行中被進一步擴大了。低級清紗器由于不具備自調(diào)功能而只能依靠定期統(tǒng)調(diào)，高級清紗器則必須具有靈敏度自調(diào)功能。由于強制要求靈敏度的穩(wěn)定，只能賦予電路的自調(diào)功能去適應(yīng)由于機器系統(tǒng)、紗條除卻粗度的其它影響靈敏度的因素以及環(huán)境等因素引起的靈敏度變化。但是，影響檢測靈敏度的因素實在太多，一種線路自調(diào)功能只能解決一個至幾個影響因素，一些清紗器被迫采取多重自調(diào)功能電路，以求對盡可能多的影響較大的因素作出自調(diào)反應(yīng)，更有一些清紗器考慮了清紗器靈敏度難予調(diào)準，根據(jù)紗條號數(shù)等因素選擇X的電平很難保證足夠的精度而賦予線路更強的自調(diào)功能。這些措施改善了清紗器的性能，獲得了較好的工藝效果，但是，從根本上全部解決一切影響因素仍然存在差距，這種單純從電路自調(diào)功能穩(wěn)定靈敏度的做法仍屬相對穩(wěn)定，清除由此而引進的檢測誤差也只能相對滿足，其帶來的另一很難令人滿意的問題是電路日趨復(fù)雜，故障率將因此而不可避免地增加，以至于影響可靠性，對原器件選擇更加苛刻，成本被迫提高，對于用戶來說，為了獲得較好的工藝性能，不得不付出高的經(jīng)濟代價和承擔(dān)較大技術(shù)難度的壓力，增加了管理困難。 以設(shè)計角度給出一個紗疵粗度設(shè)定電平，引入了較大的設(shè)定誤差，這是現(xiàn)有技術(shù)的另一缺陷。眾所周知，全體試樣紗條的X屬于統(tǒng)計學(xué)中的位置特征數(shù)，是一確實存在而又預(yù)先不可知的量，按照有限的幾個條件由機器給出紗疵粗度設(shè)定電平，其內(nèi)涵是預(yù)先用一個量代替X。完全或部分忽略了試樣實際號數(shù)同公稱號數(shù)的允許偏差，以及試樣在含濕量、材料值、色度、拈度等方面的差異在物理量轉(zhuǎn)換為電量上的差異，引入了設(shè)定誤差。請看圖1中的圖1-2，用設(shè)定電壓V1表示于縱軸，用時間t表示于橫軸，用C表示X對應(yīng)于設(shè)計靈敏度的電平，那么按照紗條公稱號數(shù)等幾個因素定的實際給予電平，在全號數(shù)紗條復(fù)蓋時，其設(shè)定電平在二直線aa'范圍之內(nèi)，aa'同C的差距即是設(shè)定誤差，它不僅因紗本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護點】
一種電子清紗器及紗疵分級儀的設(shè)計方法，其特征是：無論是采用光電式還是電容式檢測手段，各錠的檢測放大單元，把通過檢測頭的試樣紗條在長度方向各點的粗度Ｓ或紗疵增值粗度△Ｓ轉(zhuǎn)換放大成最終電信號Ｖ，使Ｖ滿足表達式Ｖ＝Ｋ.Ｓ或Ｖ＝Ｋ.△Ｓ，式中Ｋ為某錠的紗條長度方向各點的Ｓ或△Ｓ轉(zhuǎn)換放大成最終電信號Ｖ的系數(shù)，用來表征該錠檢測放大單元在某一時刻的靈敏度，允許各錠的Ｋ值互不相等，允許某一錠的Ｋ值在長期運行中發(fā)生變異，Ｋ值的變化范圍以最終電信號Ｖ的幅值滿足電路測量為原則，同時各錠獨立產(chǎn)生代替全體紗條平均粗度Ｓ＇的設(shè)定電平Ｖ１，使Ｖ１＝Ｋ.Ｓ＇，參照國家標準或工藝要求，以及選擇的電路程式使Ｖ滿足的表達式，恰當(dāng)選擇增益，各錠按照乘法原則以各自的Ｖ１為基準，以選擇的同樣增益建立一個或一組紗疵設(shè)定電平，同最終電信號Ｖ進行電平比較，完成紗疵粗度的判別或狀態(tài)描述，同時把紗疵的計算長度（在采用紗疵的粗度和長度乘積超過規(guī)定即以切除的程式時）或?qū)嶋H長度（在按照國家標準的紗疵有效長度的規(guī)定時）轉(zhuǎn)換成等效長度的脈沖。

【技術(shù)特征摘要】
1、一種電子清紗器及紗疵分級儀的設(shè)計方法，其特征是無論是采用光電式還是電容式檢測手段，各錠的檢測放大單元，把通過檢測頭的試樣紗條在長度方向各點的粗度S或紗疵增值粗度△S轉(zhuǎn)換放大成最終電信號V，使V滿足表達式V=K·S或V=K·△S，式中K為某錠的紗條長度方向各點的S或△S轉(zhuǎn)換放大成最終電信號V的系數(shù)，用來表征該錠檢測放大單元在某一時刻的靈敏度，允許各錠的K值互不相等，允許某一錠的K值在長期運行中發(fā)生變異，K值的變化范圍以最終電信號V的幅值滿足電路測量為原則，同時各錠獨立產(chǎn)生代替全體紗條平均粗度S’的設(shè)定電平V1，使V1=K·S’，參照國家標準或工藝要求，以及選擇的電路程式使V滿足的表達式，恰當(dāng)選擇增益，各錠按照乘法原則以各自的V1為基準，以選擇的同樣增益建立一個或一組紗疵設(shè)定電平，同最終電信號V進行電平比較，完成紗疵粗度的判別或狀態(tài)描述，同時把紗疵的計算長度(在采用紗疵的粗度和長度乘積超過規(guī)定即以切除的程式時)或?qū)嶋H長度(在按照國家標準的紗疵有效長度的規(guī)定時)轉(zhuǎn)換成等效長度的脈沖。2、一種代替全體紗條平均粗度設(shè)定電平的方法，其特征是以連續(xù)的足夠長度的片段紗條平均粗度S″代替全體紗條平均粗度S′的對應(yīng)于檢測靈敏度K的電平V1作為設(shè)定電平，其V1的表達式相應(yīng)改為V1＝K·S″。3、一種同時滿足權(quán)利要求1和2的方法，其特征是從...

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：成春生，
申請(專利權(quán))人：成春生，
類型：發(fā)明
國別省市：32[中國|江蘇]