喷气织机的探纬装置.pdf

本发明涉及一种喷气织机的探纬装置，包括探纬传感器、前置放大器、鉴别单元以及逻辑单元，在前置放大器与鉴别单元之间还电连接有极性归一单元，所述的极性归一单元将经过前置放大器输出的电信号都归一成极性相同的信号，并将该信号输入至鉴别单元从而实现一组鉴别单元同时鉴别极性不同的纱线信号。通过在前置放大器与鉴别单元之间设置了极性归一单元，电路得到了明显的简化，实现将白纱与黑纱二个鉴别通道合并为一个鉴别通道。特别在需要提高鉴别通道的鉴别效果因而鉴别通道的设计趋于复杂的情况下，能够省去一组鉴别通道电路具有重大的技术意义。

1、  一种喷气织机的探纬装置，包括用于检测纬纱信号的探纬传感器(1)、输入端与所述的探纬传感器(1)相电连接用于将探纬传感器(1)的电信号进行放大的前置放大器(2)、用于判断有无纱线从所述的探纬传感器(1)前飞过的鉴别单元(3)以及与鉴别单元(3)的输出端相电连接用于输出高低电平信号的逻辑单元(4)，其特征在于：在所述的前置放大器(2)与鉴别单元(3)之间还电连接有极性归一单元(5)，所述的极性归一单元(5)将经过前置放大器(2)输出的电信号都归一成极性相同的信号，并将该信号输入至鉴别单元(3)从而实现一组鉴别单元(3)同时鉴别极性不同的纱线信号。

2、  根据权利要求1所述的喷气织机的探纬装置，其特征在于：所述的极性归一单元(5)为由运算放大器及其外围元器件组成的模拟电路。

3、  根据权利要求1所述的喷气织机的探纬装置，其特征在于：所述的极性归一单元(5)为一开关切换电路，所述的开关切换电路包括两条支路，其一路将所述的前置放大器(2)输出的电信号连接到鉴别单元(3)，另一路将前置放大器(2)输出的电信号通过一个反向放大器连接到所述的鉴别单元(3)。

4、  根据权利要求3所述的喷气织机的探纬装置，其特征在于：所述的开关切换电路中的支路转换开关为电子开关，该电子开关由外部控制信号控制切换。

5、  根据权利要求4所述的喷气织机的探纬装置，其特征在于：所述的外部控制信号为纬纱选择信号或由纬纱选择信号生成的切换信号。

6、  根据权利要求1所述的喷气织机的探纬装置，其特征在于：所述的极性归一单元(5)为一数字运算单元，该数字运算单元由可编程器件实现。

7、  根据权利要求6所述的喷气织机的探纬装置，其特征在于：所述的极性归一单元(5)包括一模数转换器，所述的模数转换器对前置放大器(2)输出的模拟信号变成数字信号后送入所述的数字可编程器件。

8、  根据权利要求7所述的喷气织机的探纬装置，其特征在于：所述的模数转换器集成在所述的可编程器件中。

9、  根据权利要求6所述的喷气织机的探纬装置，其特征在于：所述的可编程器件为CPU、MPU、DSP、FPGA、CPLD中的一种或一种以上的组合。

喷气织机的探纬装置
技术领域
本发明涉及一种喷气织机，尤其涉及喷气织机上的探纬装置。
背景技术
喷气织机依靠气流引纬，纬纱在气流的引导下自由飞行。纬纱在飞行过程中可能产生长纬、短纬、弯纬、断纬等“织疵”，因此需要“探纬”装置来检测并防止“织疵”的发生。可以说“探纬”是喷气织机不可缺少的一部分。目前“探纬”装置的基本工作原理，可以概括为如下过程：传感器检测纬纱信号并转换为电信号，经过放大器放大后将电信号送入鉴别单元，鉴别单元将鉴别结果送入逻辑单元。鉴别单元的任务是判断有无纱线从传感器前飞过，逻辑单元则根据鉴别单元的鉴别结果判断是否有“织疵”发生。目前的“探纬”装置多采用二个传感器的探纬方案，这二个探纬传感器分别称为H1、H2，在引纬出口处间隔一定距离安装。正常引纬时，纬纱长度落在H1、H2之间，因此H1可以检出纱线信号而H2不应检出纱线信号。如果H1没有检出纱线信号或者H2也检出纱线信号，都说明引纬异常。如果用“1”表示检出纬纱，用“0”表示未检出纬纱，则用H1、H2二个探纬传感器的逻辑可表示如下：
H1 H2：1 0 正常
H1 H2：0 0 异常
H1 H2：0 1 异常
H1 H2：1 1 异常
以上探纬方案被目前的喷气织机普遍采用。
纬纱的种类很多，不同的纬纱在经过传感器后会表现出不同的电信号，如何正确识别纬纱信号，是鉴别单元的重要特性。例如对于反射型光电式传感器而言，纱线在筘背景前飞行，纱线反射的信号与筘背景反射的信号一起被传感器检测到。当纱线反射率较高，例如白纱，则纱线信号大于背景信号；当纱线反射率较低，例如黑纱，则纱线信号小于背景信号。鉴别单元首先需要区分这二种不同的纱线情况。以国外某公司的探纬装置为例，其鉴别单元同时设置了“白纱通道”和“黑纱通道”，如图5所示，分别有电位器可以调节各自的通道增益。这样的设计能够很好地适应纱线是一白一黑的情况。但是多数情况下纱线并不是一白一黑，有可能有多种纱线都属于白纱，也可能有多种纱线属于黑纱的情况，但是纱线的种类不同，因而纱线反射的信号强度也不同，此时，只能通过调节电位器，寻找合适的通道增益，“兼顾”不同的纱线，如果“兼顾”的范围不能很好地覆盖织造中的各种纱线，就会出现探纬不良。
在现实织造中，只有色织会用到黑纱及具有“黑纱”特性的反射率较低的纱线，在大量织造活动中，并不使用“黑纱”，此时探纬装置中的“黑纱通道”实际闲置不用，这是一种浪费，也是现有技术的缺陷。
发明内容
本发明目的就是提供一种结构简单、检测精度较高的喷气织机的探纬装置。
为了达到上述发明目的，本发明的技术方案为：一种喷气织机的探纬装置，包括用于检测纬纱信号的探纬传感器、输入端与所述的探纬传感器相电连接用于将探纬传感器的电信号进行放大的前置放大器、用于判断有无纱线从所述的探纬传感器前飞过的鉴别单元以及与鉴别单元的输出端相电连接用于输出高低电平信号的逻辑单元，在所述的前置放大器与鉴别单元之间还电连接有极性归一单元，所述的极性归一单元将经过前置放大器输出的电信号都归一成极性相同的信号，并将该信号输入至鉴别单元从而实现一组鉴别单元同时鉴别极性不同的纱线信号。
作为本发明的进一步优选方案，所述的极性归一单元为由运算放大器及其外围元器件形成的模拟电路。
所述的极性归一单元为一开关切换电路，所述的开关切换电路包括两条支路，其一路将所述的前置放大器输出的电信号连接到鉴别单元，另一路将前置放大器输出的电信号通过一个反向放大器连接到所述的鉴别单元。
所述的开关切换电路中的支路转换开关为电子开关，该电子开关由外部控制信号控制切换。
所述的外部控制信号为纬纱选择信号或由纬纱选择信号生成的切换信号。
作为本发明的另一优选方案，所述的极性归一单元为一数字运算单元，该数字运算单元由可编程器件实现。
所述的极性归一单元包括一模数转换器，所述的模数转换器对前置放大器输出的模拟信号变成数字信号后送入所述的数字可编程器件。
所述的模数转换器集成在所述的可编程器件中。
所述的可编程器件为CPU、MPU、DSP、FPGA、CPLD中的一种或一种以上的组合。
由于上述技术方案的运用，本发明具有下列优点：通过在前置放大器与鉴别单元之间设置了极性归一单元，电路得到了明显的简化，实现将白纱与黑纱二个鉴别通道合并为一个鉴别通道。特别在需要提高鉴别通道的鉴别效果因而鉴别通道的设计趋于复杂的情况下，能够省去一组鉴别通道电路具有重大的技术意义。
附图说明
附图1为本发明总体技术方案电路框图；
附图2为本发明极性归一单元模拟电路原理图；
附图3为本发明极性归一单元为开关切换电路原理图；
附图4为本发明极性归一单元可编程器件实现电路框图；
附图5为现有技术电路框图。
其中：1、传感器；2、前置放大器；3、鉴别单元；4、逻辑单元；5、极性归一单元；
具体实施方式
下面将结合附图对本发明优选实施方案进行详细说明：
图1所示为本发明总体技术方案电路框图，其包括两路纬纱信号检测输入，每组依次包括一传感器1、前置放大器2、极性归一单元5、鉴别单元3和逻辑单元4，与图5中现有技术对比，可以清楚地看出，在增加了一个极性归一单元之后，原来的白纱通道和黑纱通道合并为一个鉴别通道，实际上图1中的鉴别通道与图5中的白纱通道的电路是完全一样的。没有纬纱的时候，传感器检测到筘背景信号，经过放大之后，表现为一个有波动的电平信号；当纬纱到来的时候，如果是白纱，会在筘背景信号上迭加一个上升沿信号；如果是黑纱，会在筘背景信号上迭加一个下降沿信号，而鉴别通道的主要功能正是检测这个上升/下降沿。通常对于白纱通道而言，是检测上升沿；对于黑纱通道而言，是检测下降沿；归一单元将这二种信号归一为上升沿(或下降沿)，就可以只用一个鉴别通道完成鉴别任务了。当传感器采用红外光传感器时，为了抗外界干扰，常对发射的红外光进行调制，这样在前置放大器中需要对调制信号解调，这些常用的技术措施在此不再赘述，本发明的核心技术措施是对白纱信号与黑纱信号进行极性归一，然后可以一同送入鉴别通道。
附图2为本发明极性归一单元通过模拟电路实现的电路图。该电路图主要由运算放大器及电阻、二极管等元件构成，图中电阻R1＝R2＝R3＝R5＝2R4，在满足此条件的情况下，可以将负极性的信号转换成正极性的信号。同时电路中的隔直电容C是必要的。该电路是常用的精密全波检波电路，也称绝对值电路，其工作原理不再赘述。由于二极管的存在，使极性归一能够自动完成。
但是二极管的正向压降会对信号有影响，特别当信号比较弱的情况下。另外，这个电路需要正、负电源对运算放大器供电，在需要简化供电电源的场合，这个方案的应用会有些受限。
图3所示的是极性归一单元通过开关切换电路实现的原理图，图中S1、S2是电子开关，由切换控制信号控制，且这二个切换控制信号是反相的，因此这二个开关的状态永远是相反的，即S1闭合则S2打开，S1打开则S2闭合，这样保证输入信号Vi或者通过S2直接连接到输出端Vo，或者通过S1连接到一个反相放大器到Vo，当R1＝R2时，放大器增益为-1，这样就实现了极性归一。这个电路没有二极管，因此没有因为二极管引起的缺点，但是它不能自动实现信号归一，需要外部提供一个切换控制信号。这个控制信号可以直接取自织机的纬纱选择信号，或者由织机的纬纱选择信号通过简单逻辑产生。该电路可以单电源供电，也可以用于低电压供电的场合。
图4所示的是极性归一单元以及鉴别单元和逻辑单元都通过一可编程逻辑器件实现的原理框图，大规模可编程器件可优选MCU，通常在MCU中集成有模数转换器A/D，探纬传感器将检测的信号通过前置放大器放大后输入至模数转换器，从而将模拟信号变成数字信号，当模拟信号数字化之后，归一化工作以及鉴别单元和逻辑单元都可以由MCU完成。
本发明在前置放大器与鉴别单元之间连接一个极性归一单元，不论是白纱信号还是黑纱信号在经过所述的归一单元之后都归一成极性相同的信号，此信号送入鉴别单元即可实现一组鉴别单元同时鉴别白纱信号与黑纱信号的功能。
上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。