纱线张力检测和调节系统
技术领域
本发明涉及纺织领域，特别是涉及一种纱线张力检测和调节系统。
背景技术
在纺织领域，如经编机中，纱线张力直接影响产品的质量。纱线张力不稳定不利于面料的编织，而断线的存在会造成产品缺陷，增加次品率。
需要设计一种能够实时检测纱线张力并根据检测结果确定是否需要对纱线张力进行调整的系统，以克服或至少解决一些现有技术中存在的问题。
发明内容
本发明设计了一种纱线张力检测和调节系统。本系统通过单独检测每一根纱线的实时张力，反馈信息给纱线张力调节装置，保障纱线张力的稳定性，有利于面料的编织，减少断纱，降低产品次品率。另外，通过张力的大小可以判断纱线是否断线，如果断线，则由控制装置发出信号，及时停机，并显示出断线的位置。
应当理解，本发明中可能出现的方向性术语“前”、“侧”、“顶”、“内”、“水平”、“垂直”等等仅为相对概念，不应被解释为对本发明范围的限制。
本发明首先提供了一种纱线张力检测系统，该系统包括纱线、纱线固持装置、纱线张力压电检测组件、信号采集装置和控制装置，所述纱线张力压电检测组件包括压电元件和耐磨件，所述耐磨件固定至所述压电元件的表面；所述纱线固持装置将纱线固持成对所述耐磨件施加一压力；所述信号采集装置与所述压电元件的电极电连接，用于采集由于所述纱线对所述耐磨件施加的所述压力的改变而由压电元件产生的电信号，并将所述电信号转换成通讯信号，发送给所述控制装置；所述控制装置用于产生控制信号。
纱线张力检测系统可用于实时检测纱线张力的改变，特别是可用于检测是否存在断线，并在断线时输出控制信号，及时停机，并显示出断线的位置。
本发明进一步提供了一种纱线张力检测和调节系统。本发明的纱线张力检测和调节系统包括纱线、纱线固持装置、纱线张力压电检测组件、信号采集装置、控制装置和纱线张力调节装置，所述纱线张力压电检测组件包括压电元件和耐磨件，所述耐磨件固定至所述压电元件的表面；所述纱线固持装置将纱线固持成对所述耐磨件施加一压力；所述信号采集装置与所述压电元件的电极电连接，用于采集由于所述纱线对所述耐磨件施加的所述压力的改变而由压电元件产生的电信号，并将所述电信号转换成通讯信号，发送给所述控制装置；所述控制装置用于产生控制信号，并将控制信号发送给所述纱线张力调节装置。
在具体实施中，所述纱线张力压电检测组件集成在检测用线路板上。
在具体实施中，所述压电元件为压电振子、压电单晶片或压电双晶片。
在具体实施中，所述耐磨件为金属耐磨件或陶瓷耐磨件。
在具体实施中，所述纱线固持装置为分纱针，且所述分纱针与所述压电元件组件分离设置。
在具体实施中，所述纱线固持装置为纱线路径约束件，所述纱线路径约束件固定在所述压电元件组件的所述耐磨件上。
在具体实施中，所述纱线固持装置将所述纱线固持成与所述耐磨件的水平方向成一夹角。
在具体实施中，所述信号采集装置包括电信号接收模块、电信号放大模块和电信号转换模块，所述电信号转换模块用于将所述电信号转换成通讯信号。
在具体实施中，所述纱线张力压电元件组件平行设置或交叉设置成平行的多排。
本发明还提供了一种纱线张力压电检测组件，包括压电元件和耐磨件，所述耐磨件固定至所述压电元件的表面。
本发明至少具有以下优点：在线实时检测每根纱线张力，并根据检测结果确定是否启用纱线张力调节装置调节纱线张力至所需范围；通过纱线张力检测结果判断纱线是否断线，如果断线，则由控制装置发出信号，及时停机，并显示出断线的位置；提高产品质量。
附图说明
图1为本发明的纱线张力检测和调节系统的结构示意图，其中压电检测组件中的压电元件为压电振子；
图2为本发明的压电检测组件和纱线的位置关系示意图；
图3为本发明的信号采集装置的结构示意图；
图4a为本发明的一种压电检测组件与纱线固持装置的位置关系正视截面示意图；
图4b为图4a中的压电检测组件与纱线固持装置的位置关系侧视截面示意图；
图5为本发明的另一种压电检测组件与纱线位置关系及排布方式示意图；以及
图6为本发明中压电元件采用压电单晶片或压电双晶片时压电检测组件和线路板的位置关系图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步说明。应该清楚，附图中所描述的本发明的具体实施例仅为示意性说明本发明用，其并非按实际尺寸和比例严格绘制。因此，本发明中的附图不应解释为对本发明的任何限制。本发明的保护范围由权利要求书进行限定。
如图1所示，本发明的纱线张力检测和调节系统100包括检测用线路板10、纱线30、纱线固持装置20、信号采集装置40、控制装置60和纱线张力调节装置70。
检测用线路板10包括至少一个纱线张力压电检测组件110。纱线张力压电检测组件110的数量可根据纱线30的数量进行设置，从而使得能够单独检测每一根纱线的实时张力。
纱线张力压电检测组件110可以相互平行的方式（参见图1）设置在电路板10上，但并不局限于此。例如，如图5所示，纱线张力压电检测组件110也可以交叉设置成平行的两排。这种设置对于纱线较密集的小机号，如E32针（针距约为0.8mm）尤其适用，以实现纱线张力压电检测组件110的集成化、小型化。
同时参照图2、图3。如图2所示，纱线张力压电检测组件110包括压电元件1102、耐磨件1101，以及第一电极1103和第二电极1104。耐磨件1101（如金属耐磨件或陶瓷耐磨件）固定至压电元件1102（本实施例中采用压电振子）的表面。耐磨件1101可采用适当的方式，包括但不限于粘结的方式固定至所述压电振子1102的表面。
纱线固持装置20将纱线30固持成对所述耐磨件1101施加一压力。该压力可根据实际需要由本领域的技术人员进行设定。为了保证纱线30对所述耐磨件1101施加压力，纱线30优选被纱线固持装置20固持成与所述耐磨件1101的水平方向成一角度。图1、图5、图6中的箭头方向为水平方向。
如图1所示，纱线固持装置20可为分纱针，与纱线张力压电检测组件110分离设置。作为另外一种选择，纱线固持装置20也可设置在压电元件组件110的纱线进入端。如图4a、图4b所示，纱线固持装置20可为纱线路径约束件，其可为环状物，固定在压电元件组件110的纱线进入端以限制纱线的走向。当然，纱线路径约束件也可设计成其它结构，只要能实现限制纱线的走向的目的。纱线路径约束件20也可以固定在压电元件组件110上的其它位置，甚至可以固定在压电元件组件110外的其它位置，只要能够保证纱线30对所述耐磨件1101施加压力。
分纱针可采用现有的分纱针，对于本领域的技术人员而言是熟知的，在此不予赘述。
信号采集装置40与压电振子1102的第一电极1103和第二电极1104电连接，用于采集由于纱线30对耐磨件1101施加的压力的变化而由压电振子1102产生的电信号，并将电信号处理成通讯信号，发送给控制装置60。相应地，如图3所示，信号采集装置40包括电信号接收模块410、电信号放大模块420和电信号转换模块430。电信号转换模块430将放大后的电信号转换成通讯信号，然后传送给控制装置60。
控制装置60根据所接收的通讯信号进行判断，当判断出纱线30的张力超过预定范围时，产生控制信号，并将控制信号发送给纱线张力调节装置70进行纱线张力调节。
当控制装置60根据所接收的通讯信号判断出纱线30的张力过小或没有张力时，则证明该纱线即将断线或已断线，此时由控制装置60发出信号，及时停机，并显示出断线的位置。
除压电振子外，本发明中的压电元件1102也可为压电单晶片和压电双晶片。
当采用压电单晶片或压电双晶片时，纱线张力压电检测组件110可相对于线路板10设置为悬臂结构，如图6所示。纱线对纱线张力压电检测组件110施加压力后，压电陶瓷片产生弯曲变形，产生电学性能变化，从而输出相应的电信号。
虽然本发明的附图中示出了纱线张力压电检测组件110集成在线路板10上，但应当理解，本发明的纱线张力压电检测组件110并不必须集成在线路板10上。
本领域的技术人员知道，上述提及的信号采集装置40及其中包含的电信号接收模块410、电信号放大模块420和电信号转换模块430，控制装置60都可以采用本领域的现有技术进行构造。纱线张力调节装置70也可选用现有的张力调节装置。当不包括纱线张力调节装置70时，本发明可仅用作纱线断线检测系统。
信号采集装置40可采用插接或者排线焊接的方式与线路板10电连接。
基于对本发明优选实施方式的描述，应该清楚，由所附的权利要求书所限定的本发明并不仅仅局限于上面说明书中所阐述的特定细节，未脱离本发明宗旨或范围的对本发明的许多显而易见的改变同样可能达到本发明的目的。
