纱线信号检测装置的信号处理方法及利用该方法的装置.pdf

本发明涉及一种纱线信号检测装置的信号处理方法，纱线信号检测装置包括具有反光功能的检测台面，设置在检测台面上方的固定座，该固定座上安装有光电发射管及光电接收管，光电接收管将接收的纱线光信号转换成纱线电信号后输出给纱线信号检测模块，其特征在于：纱线信号检测模块纱线信号检测模块确定一个有效纱线电信号的能量阈值；然后将光电接收管输出的纱线电信号进行信号放大、带通滤波、A/D转换；再将经过A/D转换后的纱线电信号的绝对值在一个设定的时间范围段内进行积分；如果积分值超过有效纱线电信号的能量阈值，则纱线信号检测模块给出纱线经过检测台面的信号，否则及给出纱线没有经过检测台面的信号。本发明检测效果较好，不会误检。

1、  一种纱线信号检测装置的信号处理方法，所述纱线信号检测装置包括用于让放出的纱线经过的具有反光功能的检测台面，设置在检测台面上方的固定座，该固定座在与检测台面相对应的面上安装有光电发射管及与光电发射管相配套使用的光电接收管，所述光电接收管将接收的纱线光信号转换成纱线电信号后输出给纱线信号检测模块，其特征在于：所述纱线信号检测模块根据光电接收管输出的纱线电信号按照以下方法进行分析处理，并输出正确的纱线是否经过检测台面的信号：
纱线信号检测模块确定一个有效纱线电信号的能量阈值；
纱线信号检测模块将光电接收管输出的纱线电信号进行信号放大及进行带通滤波；
纱线信号检测模块将经过信号放大及进行带通滤波后的纱线电信号进行A/D转换；
纱线信号检测模块将经过A/D转换后的纱线电信号的绝对值在一个设定的时间范围段内进行积分得到在该设定时间范围段内纱线电信号的总能量值；
如果在设定时间范围段内纱线电信号的总能量值超过有效纱线电信号的能量阈值，则纱线信号检测模块给出纱线经过检测台面的信号，否则及给出纱线没有经过检测台面的信号。

2、  根据权利要求1所述的纱线信号检测装置的信号处理方法，其特征在于：所述设定时间范围段的持续时间为100us～1s，该设定时间由纱线信号检测模块预先通过软件程序设定。

3、  根据权利要求1所述的纱线信号检测装置的信号处理方法，其特征在于：所述有效纱线电信号的能量阈值由纱线的粗细、纱线的颜色、纱线的材质决定，并且该有效纱线电信号的能量阈值由纱线信号检测模块预先通过软件程序设定。

4、  一种纱线信号检测装置，包括用于让放出的纱线经过的具有反光功能的检测台面，设置在检测台面上方的固定座，该固定座在与检测台面相对应的面上安装有光电发射管及与光电发射管相配套使用的光电接收管，所述光电接收管将接收的纱线光信号转换成纱线电信号后输出给纱线信号检测模块，其特征在于：所述纱线信号检测模块包括有：
存储模块，用于保存有效纱线电信号的能量阈值以及设定时间范围段的持续时间；
信号放大模块，用于将光电接收管输出的纱线电信号进行信号放大；
带通滤波模块，用于将信号放大后的纱线电信号进行带通滤波；
A/D转换模块，用于将经过带通滤波后的纱线电信号进行A/D转换；
积分计算模块，用于将经过A/D转换后的纱线电信号的绝对值在设定的时间范围段内进行积分得到在该设定时间范围段内纱线电信号的总能量值；
比较模块，用于对设定时间范围段内纱线电信号的总能量值及有效纱线电信号的能量阈值进行比较；
纱线信号检测结果输出模块，用于当设定时间范围段内纱线电信号的总能量值超过有效纱线电信号的能量阈值时，输出纱线经过检测台面的信号；当设定时间范围段内纱线电信号的总能量值没有超过有效纱线电信号的能量阈值时，输出纱线没有经过检测台面的信号。

纱线信号检测装置的信号处理方法及利用该方法的装置
技术领域
本发明涉及一种纱线信号检测装置的信号处理方法及利用该方法的装置。
背景技术
在纺织设备中，传统的纱线信号检测装置一般包括用于让放出的纱线经过的具有反光功能的检测台面，设置在检测台面上方的固定座，该固定座在与检测台面相对应的面上安装有光电发射管及与光电发射管相配套使用的光电接收管，光电接收管将接收的纱线光信号转换成纱线电信号后输出给纱线信号检测模块，而纱线信号检测模块一般采用全模拟电路设计，并且在判断是否有纱线经过检测台面时，采用的是纱线电信号峰值电压比较法，这种方法容易受干扰，而输出错误的纱线放出信号，造成后续的设备工作不良，产生布匹次品，产生错误的原因：
1、纱线的粗细范围较广，从10丹尼至300丹尼的纱线都有；
2、纱线的颜色多样化，从黑色到白色都有；
3、纱线的品种多样化，有光洁度较高的尼龙纱线，也有混合棉纱的毛羽较多的纱线，这些纱线通过圈孔板的光电对管后，光电对管输出所形成的电压信号的波形差异较大，幅度不等，如果纯粹采用幅度检测的方式，误检和漏检的情况会在较大程度上存在；
4、干扰通常以尖峰脉冲的方式出现，这些尖峰脉冲电压峰值往往高过判断的峰值电压标准，造成误检；
5、机器是在高频广谱震动的电机环境下工作，这种震动极易造成信号波形的不稳定和尖峰干扰；
6、纱线每次放出的时间和速度差异很大，造成波形差异较大。
例如，在对纱线信号进行检测时，如果出现一个干扰信号H(t)，其波形参见附图1所示，其中VSS是干扰脉冲的电压峰值，如果正常纱线信号的峰值为VPP，显然，干扰信号的波峰已经超过正常纱线信号的峰值VPP，即：VSS＞＞VPP，如果采用峰值电压检测法，我们就会将该信号判断为纱线信号，造成误检。
发明内容
本发明所要解决的第一个技术问题是针对上述现有技术提供一种能防止干扰信号、检测效果较好的纱线信号检测装置的信号处理方法。
本发明所要解决的第二个技术问题是针对上述现有技术提供一种能防止干扰信号、检测效果较好的纱线信号检测装置。
本发明解决上述第一个技术问题所采用的技术方案为：该纱线信号检测装置的信号处理方法，所述纱线信号检测装置包括用于让放出的纱线经过的具有反光功能的检测台面，设置在检测台面上方的固定座，该固定座在与检测台面相对应的面上安装有光电发射管及与光电发射管相配套使用的光电接收管，所述光电接收管将接收的纱线光信号转换成纱线电信号后输出给纱线信号检测模块，其特征在于：所述纱线信号检测模块根据光电接收管输出的纱线电信号按照以下方法进行分析处理，并输出正确的纱线是否经过检测台面的信号：
纱线信号检测模块确定一个有效纱线电信号的能量阈值；
纱线信号检测模块将光电接收管输出的纱线电信号进行信号放大及进行带通滤波；
纱线信号检测模块将经过信号放大及进行带通滤波后的纱线电信号进行A/D转换；
纱线信号检测模块将经过A/D转换后的纱线电信号的绝对值在一个设定的时间范围段内进行积分得到在该设定时间范围段内纱线电信号的总能量值；
如果在设定时间范围段内纱线电信号的总能量值超过有效纱线电信号的能量阈值，则纱线信号检测模块给出纱线经过检测台面的信号，否则及给出纱线没有经过检测台面的信号。
对于一个纱线电信号而言，具有一定幅度和信号产生后延续的时间，幅度的绝对值与时间的积分构成其能量，对于不同的纱线，虽然波形不同，最高峰值不同，但是他们具备一个共同特征，即具备一定的能量，将纱线电信号在设定的时间范围段内检测到的能量进行累计，如果其累计值超过有效纱线电信号的能量阈值，就可以判断纱线经过检测台面；如果光电接收管将接收只是一个干扰尖峰，虽然他有幅度，但是不构成足够的能量，即：对该干扰脉冲在设定时间范围段内积分，其积分值会大大低于正常纱线的信号积分值，我们即可判断这不是一个有效的纱线信号。
所述设定时间范围段的持续时间是一个经验值，经过长期实验证明，设定时间范围段的持续为100us～1s为佳，该设定时间由纱线信号检测模块预先通过软件程序设定。
所述有效纱线电信号的能量阈值由纱线的粗细、纱线的颜色、纱线的材质决定，并且该有效纱线电信号的能量阈值由纱线信号检测模块预先通过软件程序设定。
本发明解决上述第二个技术问题所采用的技术方案为：该纱线信号检测装置，包括用于让放出的纱线经过的具有反光功能的检测台面，设置在检测台面上方的固定座，该固定座在与检测台面相对应的面上安装有光电发射管及与光电发射管相配套使用的光电接收管，所述光电接收管将接收的纱线光信号转换成纱线电信号后输出给纱线信号检测模块，其特征在于：所述纱线信号检测模块包括有：
存储模块，用于保存有效纱线电信号的能量阈值以及设定时间范围段的持续时间；
信号放大模块，用于将光电接收管输出的纱线电信号进行信号放大；
带通滤波模块，用于将信号放大后的纱线电信号进行带通滤波；
A/D转换模块，用于将经过带通滤波后的纱线电信号进行A/D转换；
积分计算模块，用于将经过A/D转换后的纱线电信号的绝对值在设定的时间范围段内进行积分得到在该设定时间范围段内纱线电信号的总能量值；
比较模块，用于对设定时间范围段内纱线电信号的总能量值及有效纱线电信号的能量阈值进行比较；
纱线信号检测结果输出模块，用于当设定时间范围段内纱线电信号的总能量值超过有效纱线电信号的能量阈值时，输出纱线经过检测台面的信号；当设定时间范围段内纱线电信号的总能量值没有超过有效纱线电信号的能量阈值时，输出纱线没有经过检测台面的信号。
与现有技术相比，本发明的优点在于：通过确定一个有效纱线电信号的能量阈值，将光电接收管输出的纱线电信号进行信号放大、带通滤波、A/D转换后，在一个设定的时间范围段内将其绝对值进行积分得到在该设定时间范围段内纱线电信号的总能量值，然后将设定时间范围段内纱线电信号的总能量值与有效纱线电信号的能量阈值进行比较，如果超过有效纱线电信号的能量阈值，就可以判断纱线经过检测台面；如果光电接收管将接收只是一个干扰尖峰，虽然他有幅度，但是不构成足够的能量，即：对该干扰脉冲在设定时间范围段内积分，其积分值会大大低于正常纱线的信号积分值，我们即可判断这不是一个有效的纱线信号，本发明提供的信号处理方法能有效判断哪些是正确的纱线信号，哪些是干扰信号，纱线信号的检测效果较好。
附图说明
图1为现有技术中出现干扰信号的波形；
图2为本实用新型实施例纱线信号检测装置的结构示意图；
图3为本实用新型实施例中纱线信号检测模块的结构框图；
图4为本实用新型实施例中正常纱线电信号的波形示意图；
图5为本实用新型实施例处理过程的流程图。
具体实施方式
以下结合附图实施例对本发明作进一步详细描述。
如图2、3所示的纱线信号检测装置，包括用于让放出的纱线经过的具有反光功能的检测台面，设置在检测台面上方的固定座，该固定座在与检测台面相对应的面上安装有光电发射管及与光电发射管相配套使用的光电接收管，所述光电接收管将接收的纱线光信号转换成纱线电信号后输出给纱线信号检测模块，纱线信号检测模块也安装在固定座上，其中纱线信号检测模包括有：
存储模块，用于保存有效纱线电信号的能量阈值以及设定时间范围段的持续时间；
信号放大模块，用于将光电接收管输出的纱线电信号进行信号放大；
带通滤波模块，用于将信号放大后的纱线电信号进行带通滤波；
A/D转换模块，用于将经过带通滤波后的纱线电信号进行A/D转换；
积分计算模块，用于将经过A/D转换后的纱线电信号的绝对值在设定的时间范围段内进行积分得到在该设定时间范围段内纱线电信号的总能量值；
比较模块，用于对设定时间范围段内纱线电信号的总能量值及有效纱线电信号的能量阈值进行比较；
纱线信号检测结果输出模块，用于当设定时间范围段内纱线电信号的总能量值超过有效纱线电信号的能量阈值时，输出纱线经过检测台面的信号；当设定时间范围段内纱线电信号的总能量值没有超过有效纱线电信号的能量阈值时，输出纱线没有经过检测台面的信号。
纱线信号检测模块按照以下方法分析处理，并输出正确的纱线是否经过检测台面的信号，流程图参见图5所示：
纱线信号检测模块确定一个有效纱线电信号的能量阈值和设定时间范围段的持续时间；设定时间范围段的持续时间是一个经验值，经过长期实验证明，设定时间范围段的持续为100us～1s为佳，本是实施例为200us，并且该设定时间由纱线信号检测模块预先通过软件程序设定。有效纱线电信号的能量阈值由纱线的粗细、纱线的颜色、纱线的材质决定，并且该有效纱线电信号的能量阈值由纱线信号检测模块预先通过软件程序设定。例如直径为15丹尼，颜色为白色或透明色的化纤纱线，其能量阈值一般可以设为250～350之间，以300为佳；直径为20丹尼，颜色为白色或透明色的化纤纱线，其能量阈值一般可以设为350～450，以400为佳；其他种类的化纤或纱线，能量阀值更高。
纱线信号检测模块实时采集光电接收管输出的纱线电信号，并将纱线电信号进行信号放大及进行带通滤波；
纱线信号检测模块将经过信号放大及进行带通滤波后的纱线电信号进行A/D转换；
纱线信号检测模块将经过A/D转换后的纱线电信号的绝对值在设定的时间范围段内进行积分得到在该设定时间范围段内纱线电信号的总能量值；
如果在设定时间范围段内纱线电信号的总能量值超过有效纱线电信号的能量阈值，则纱线信号检测模块给出纱线经过检测台面的信号，否则及给出纱线没有经过检测台面的信号。
例如，采用本发明提供的方法对一个纱线信号进行检测，参见图4所示，其中F(t)为经过信号放大、带通滤波和A/D转换以后的纱线电信号，T0～T1为设定时间范围段，VPP为纱线电信号峰值，将F(t)取绝对值，对|F(T)|从T0～T1进行积分得到T0～T1段内纱线电信号的中能量值P|T0～T1＝∫|F(T)|dt|(T0----T1)；这时，只要P|T0～T1大于有效纱线电信号的能量阈值就可以判断纱线经过检测台面；否则可以判断纱线没有经过检测台面。
同样的，采用本发明提供的方法对附图1中干扰信号H(t)进行检测时，就不会出现误检，因为虽然干扰信号H(t)的峰值很高，超过正常纱线电信号峰值，但是本发明对该干扰波形在T0至T1范围内实现积分：
W|T0～T1＝∫|H(T)|dt|T0----T1
这时W|T0～T1很难超过有效纱线电信号的能量阈值，所以可以判断该信号为一个干扰信号。