O têxtil é um pilar importante da nossa economia popular e uma fonte importante de dinheiro para as exportações, e o equipamento de tecido moderno é a garantia de alta produção têxtil. Equipamento de tecido moderno conjunto de usinagem de precisão, eletrônica elétrica, hidráulica, pneumática, instrumentos, banho de óleo, * lubrificação, controle de computador no corpo, o resultado do desenvolvimento de ciência e tecnologia multidisciplinar composta. O processo de fiato de pasta é o coração da fábrica têxtil, "minuto de fiato de pasta, máquina de tecido por turno", também há um bom fiato de pasta, igual a metade do tecido. No entanto, a máquina de fiado é a base para a realização dos objetivos do processo de fiado, como o "sistema nervoso" de vários sensores da máquina de fiado é o elemento essencial para a detecção automática e o controle de vários objetivos de processo, é a expressão específica da tecnologia eletrônica no campo têxtil moderno da mecanoeletrificação, é um sinal importante da diferença entre a máquina de fiado moderna e a máquina de fiado tradicional. A tendência de desenvolvimento das máquinas de fio de pasta modernas é a automação (detecção e controle automáticos) e a informatização (o feedback e o processamento oportunos, precisos, abrangentes, literais, gráficos e em rede). O uso de sensores é uma pré-condição para a automação e a construção informatizada de máquinas de lama modernas. Os técnicos de engenharia têxtil devem abandonar a filosofia do passado de "separação entre manutenção mecânica e manutenção elétrica, gerentes, funcionários de processamento e funcionários de manutenção de equipamentos", para se adaptar à nova situação de "mecatronização, processo e equipamento se infiltram e se fundiram". A aplicação específica da tecnologia de alta tecnologia em máquinas de filamento pode ajudar os técnicos a dominar o desempenho integral do equipamento, estabelecendo a base para a manutenção do equipamento, a transformação técnica e a melhoria do produto. Portanto, é necessário explorar aplicações específicas em máquinas de fio de sensor.

1, os principais tipos de sensores usados ​​em máquinas de fio de pasta e avaliação de desempenho

1.1 Definição e tipos principais

De acordo com a norma doméstica GB7665-87, um par de sensores é definido como um dispositivo ou dispositivo que pode sentir um sinal medido e ser convertido em um sinal disponível de acordo com uma regra determinada, geralmente composto por componentes sensíveis e componentes de conversão. Os sensores são um dispositivo de detecção e atendem aos requisitos de transmissão, processamento, armazenamento, exibição, registro e controle de informações e, portanto, são uma premissa para a detecção e o controle automático e a informatização. Os sensores usados ​​no novo tipo de máquina de fio de pasta seguem o princípio de funcionamento: divididos em resistência (principalmente sensível ao calor, à umidade, etc.), indução, Hall, ultra-som, variável de tensão, fotoeletricidade e outros sensores. Sensores de força, deslocamento, velocidade, temperatura, umidade e ângulo em termos físicos medidos.

1.2 Avaliação do desempenho

O desempenho do sensor é medido pelas suas características estáticas e dinâmicas, com as principais características estáticas como: linearidade, sensibilidade, resolução e retardo. As características dinâmicas são frequentemente representadas por respostas escalonadas e frequências.

2, a aplicação de sensores em novos tipos de máquinas de fiado

Os sensores são usados ​​em novas máquinas de lama para o diâmetro de retorno do eixo longitudinal, a taxa de retorno de umidade, a temperatura do secador e do tanque, a tensão das zonas, o alongamento das zonas, a velocidade de operação, a detecção e muito mais.

2.1 Sensores de temperatura termoresistentes de platina para detecção e controle de temperatura

2.1.1 Escolha dos sensores

Em aplicações industriais, a detecção de temperatura, há termopares e resistência térmica em duas formas, termopares são geralmente adequados para medir temperaturas mais altas acima de 500 ℃. Para temperaturas médias e baixas abaixo de 500 ℃, o potencial térmico da saída do termopar é muito pequeno, o que exige um amplificador do medidor secundário, medidas anti-interferência, etc., caso contrário é difícil realizar a medição; Além disso, nas áreas de baixa temperatura, os erros relativos causados ​​pela mudança da temperatura do extremo frio também são muito salientes. Portanto, o uso de medidores de temperatura de resistência térmica para medir baixas e médias temperaturas é mais adequado. A temperatura de secagem do secador da máquina de fiado de pasta é inferior a 150 ° C, a temperatura da pasta é inferior ou igual a 100 ° C, então o sensor de resistência térmica pode ser tomado.

2.1.2 Princípio de medição de temperatura e seleção de sensores de resistência térmica

A resistência térmica é uma medição de temperatura baseada no efeito térmico da resistência, ou seja, a propriedade de que o valor da resistência muda com a mudança de temperatura. Portanto, a temperatura pode ser medida sempre que a resistência térmica sensível for alterada. Existem principalmente dois tipos de termoresistores metálicos e semicondutores. A resistência térmica metálica é caracterizada por medição precisa, boa estabilidade, desempenho confiável e sua ampla aplicação no controle de engenharia.

Os valores de resistência e temperatura podem ser aproximados da seguinte forma:

Rt = Rt0 [1 + α(tt0)]

Rt é a resistência à temperatura t; Rt0 corresponde ao valor da resistência à temperatura t0 (normalmente t0 = O ℃); α é o sistema de temperatura.

2.1.3 Aplicação de sensores de resistência térmica de platina em máquinas de fiado

Máquinas de fiado de pasta são usadas principalmente por sensores de resistência térmica de platina metálica. Zheng filadora GA308, SUCKER-S432 máquina de fio de pasta, etc. máquina de fio de pasta é a resistência térmica de platina Pt-100, faixa de medição de 0 ~ 200 ℃, zui grande corrente 20mA, em relação à resistência de cobre, alta precisão da resistência de platina, aplicável a meios neutros e oxidantes, boa estabilidade, com um determinado não linear, maior a temperatura, menor a taxa de variação da resistência.

O sensor de temperatura de resistência térmica de platina detecta e combina a unidade de controle para controlar a temperatura da pasta e a temperatura de secagem dentro da faixa do processo. Este sensor é um sensor termorrestor.

2.1.4 Método de detecção de temperatura com sensor de resistência térmica de platina

Temperatura do secador ou da pasta detectada pelo sensor de temperatura da resistência térmica da platina, após a saída da ponte e o sinal de tensão proporcional à temperatura, através do amplificador operacional para o conversor A / D, convertendo o sinal analógico de tensão em sinal de palavra, através do isolador fotoelétrico para a CPU do microprocessador, a diferença de temperatura real e a temperatura prevista é calculada pela CPU de acordo com a regra de operação, após o isolador fotoelétrico, o convertidor D / A e a unidade formam o sinal de corrente analógica; A unidade de controle usa o modo de controle desconectado ou em bits, o modo de controle desconectado é controlado pela válvula eletromagnética para controlar a abertura e fechamento da válvula de filme, quando a temperatura está abaixo do valor definido, o vapor é aberto. Este método é muito pobre para a precisão de detecção de secadores com grande inércia térmica, e agora foi substituído pelo modo de controle em bits com função de regulação PID.

GA308、 O uso deste método é caracterizado pela capacidade de ajustar linearmente a abertura da válvula do cilindro através da válvula proporcional para controlar o fluxo de vapor, isto é, quanto mais perto do valor de configuração, a válvula de vapor é menor e menor, e vice-versa, para controlar a temperatura.

2.2 Sensor de deslocamento ultrasônico aplicado à detecção de diâmetro de retorno longitudinal

Garantir que a tensão de retorno do fio entre os eixos longitudinais da área de retorno seja um conteúdo importante do controle do processo do fio de pasta. Máquina de fiado tradicional usa a fita de pinça de quilômetro combinada com a força de freio de ajuste do pinça do eixo longitudinal para controlar a tensão de retorno do eixo longitudinal, para garantir que a tensão de retorno do eixo longitudinal seja uniforme para reduzir o retorno do fio branco, Zucker SUCKER-S432 novo tipo de máquina de fiado AB regulador de tensão usa um dispositivo de detecção de tensão mecânica para detectar a tensão de retorno, válvula de regulação proporcional pneumática de feedback após a comparação com o valor definido, sinal de pressão de saída para ajustar a tensão de retorno, ainda é um tipo de feedback mecânico, dispositivo de controle.

A máquina de filamento de pasta GA301 da Zhengspinning usa um sensor de ultra-som para detectar o diâmetro de retorno do eixo longitudinal, e o controle de computador ajusta automaticamente a pressão do cilindro de freio para manter a tensão de retorno constante. Os sensores de ultra-som usam as propriedades de reflexão do ultra-som para medições espaciais e posicionamento. Como a distância de teste é curta, sua degradação pode ser ignorada.

2.3 Sensores de umidade para detecção e feedback da taxa de retorno de umidade

A taxa de retorno de umidade do fio de pasta é um indicador importante para medir a qualidade do fio de pasta. A taxa de retorno de umidade afeta diretamente a elasticidade da película de pasta, a resistência ao desgaste do fio de pasta, a clareza da abertura de tecido e a taxa de retorno de umidade excessiva também podem levar a um tecido de tamanho estreito. Portanto, a detecção e o controle da taxa de retorno são importantes. A máquina de fio de pasta usa um sensor de resistência à umidade para testar a taxa de retorno do fio de pasta.

2.3.1 Princípio do teste

A condutividade elétrica dos materiais têxteis varia de acordo com o conteúdo de água, e a taxa de retorno de umidade e a resistência do fio de pasta correspondem às seguintes relações:

W = um + blgr

Fórmula: W é a taxa de humidade do fio de pasta (%); R é a resistência do fio (MΩ); A, B é normalmente determinado pelo tipo de fibra e densidade do fio.

Devido à proporção da resistência e da taxa de retorno, quando a taxa de retorno ocorre uma pequena mudança, o valor da resistência varia muito, portanto, o instrumento de medição projetado de acordo com este princípio pode alcançar uma alta sensibilidade e precisão.

2.3.2 Métodos de teste

Como o sensor de umidade de umidade para o fio de pasta mais a tensão de medição quantitativa, com a mudança da taxa de retorno de umidade, a resistência do fio de pasta muda, a corrente através do fio de pasta também muda de acordo, a corrente de mudança é amplificada no controlador e convertida em sinal de tensão, em comparação com a tensão predefinida da taxa de retorno de umidade, em seguida, o circuito de controle emite um sinal de pulso para controlar a velocidade de elevação e redução da máquina de pasta (em combinação com o gerador de medição de velocidade Hall) para controlar a taxa de retorno de umidade.

A máquina de filamento de pasta GA301 usa o medidor de umidade M601 da empresa Strandberg; A máquina de filamento Zucker SUCKER-S432 usa o medidor de umidade RMSR-7K, etc., todos pertencem ao sensor de resistência à umidade.

2.4 Sensor de tensão de deformação de resistência para detectar a tensão do fio de pasta

A tensão de cada área de fiato de pasta é um conteúdo importante do processo de fiato de pasta, o princípio de controle da tensão de cada área de fiato de pasta é: pequena tensão de retorno, tensão de micro-tanque de pasta, tensão de secagem uniforme, tensão de divisão média, tensão de enrolamento grande. Para alcançar este objetivo do processo, é necessário testar todas as áreas do fio de pasta, que é a pré-condição do controle de regulação do processo.

2.4.1 Aplicação de sensores de tensão de variação de tensão

O sensor de tensão de fragmento de tensão é usado para detectar o tamanho da tensão em todas as áreas da máquina de filamento (lavagem, secagem, trituração e enrolamento) e usa um canhão de ferro bicurvo (como a máquina de filamento Zucker SUCKER-S432), um canhão de ferro bicurvo + XP1 (como a máquina de filamento Taiwanesa Daya TAYA500, Zheng Ga301, etc.) e um regulador de frequência de cada área para controlar a velocidade do motor de uma unidade (como a máquina de filamento Zheng Ga308, Suzhou San Yuan ASGA368) para ajustar a relação de velocidade de cada área para ajustar a tensão.

A máquina de fio de Kalmyer e Tsuda usa um sensor de pressão de corte de tensão para detectar a tensão de retorno, a força conjunta da tensão do fio no sensor de pressão localizado na parte inferior do rolamento de rolo de detecção, o sistema de controle de entrada de sinal de corrente ou tensão emitido pelo sensor, o sistema de controle comparará os valores de medição e definição, calculará, alterará a corrente ou tensão de controle da válvula proporcional de controle eletrônico, ajustará a pressão de saída da válvula proporcional, para que o cilindro pressionado mude a amortiguação do freio do eixo transversal, o valor de medição direta é igual ao valor definido. Assim, mantendo a tensão de retorno constante, esta forma de controle devido à fixação do rolo de detecção, precisa oscilar, pode reduzir o efeito da inércia, a sensibilidade é maior do que a máquina de fio de pasta de Zucker.

2.4.2 Princípio de funcionamento do sensor de tensão de resistência

Com base no princípio do efeito de tensão de resistência, o fio de resistência de metal é feito em uma tensão de resistência e colado no elastômero. Durante a medição, quando o elastômero é deformado pela força, a rede sensível da variável de tensão também é deformada, e seus valores de resistência mudam de acordo e são convertidos em mudanças de tensão ou corrente através do circuito de conversão.

O tensômetro de resistência converte a tensão mecânica em R / R (R é a variação do valor de resistência, R é o valor de resistência). As mudanças de resistência de tensão são muito pequenas, de modo que pequenas mudanças de resistência são difíceis de medir diretamente e podem ser tratadas diretamente. Portanto, é necessário usar um circuito de conversão para converter a mudança de R / R do tensômetro em mudanças de tensão ou corrente. Essa conversão é geralmente realizada usando circuitos de ponte de Whiston.

As vantagens da ponte Whiston são a inibição dos efeitos das mudanças de temperatura, a inibição das interferências, a facilidade de compensação e muito mais. Ponte como mostrado na Figura 2, U0 é a tensão de alimentação da ponte, R1, R2, R3, R4 é o braço da ponte e Usc é a tensão de saída da ponte. Quando a ponte é equilibrada com Usc = 0, a condição de equilíbrio é: R1 / R2 = R4 / R3 ou R1R3 = R2R4, o que significa que para que a ponte seja equilibrada, a relação entre as resistências dos braços adjacentes deve ser igual ou o produto da resistência dos braços é igual. Ligar a deformação como resistência do braço ao circuito da ponte, quando a força elástica é deformada, o valor da resistência da deformação muda de acordo, deixando a ponte desequilibrada, Usc≠0， O valor da tensão de saída da ponte é proporcional à força do sensor.

2.4 Sensor de tensão de deformação de resistência para detectar a tensão do fio de pasta

A tensão de cada área de fiato de pasta é um conteúdo importante do processo de fiato de pasta, o princípio de controle da tensão de cada área de fiato de pasta é: pequena tensão de retorno, tensão de micro-tanque de pasta, tensão de secagem uniforme, tensão de divisão média, tensão de enrolamento grande. Para alcançar este objetivo do processo, é necessário testar todas as áreas do fio de pasta, que é a pré-condição do controle de regulação do processo.

2.4.1 Aplicação de sensores de tensão de variação de tensão

O sensor de tensão de fragmento de tensão é usado para detectar o tamanho da tensão em todas as áreas da máquina de filamento (lavagem, secagem, trituração e enrolamento) e usa um canhão de ferro bicurvo (como a máquina de filamento Zucker SUCKER-S432), um canhão de ferro bicurvo + XP1 (como a máquina de filamento Taiwanesa Daya TAYA500, Zheng Ga301, etc.) e um regulador de frequência de cada área para controlar a velocidade do motor de uma unidade (como a máquina de filamento Zheng Ga308, Suzhou San Yuan ASGA368) para ajustar a relação de velocidade de cada área para ajustar a tensão.

A máquina de fio de Kalmyer e Tsuda usa um sensor de pressão de corte de tensão para detectar a tensão de retorno, a força conjunta da tensão do fio no sensor de pressão localizado na parte inferior do rolamento de rolo de detecção, o sistema de controle de entrada de sinal de corrente ou tensão emitido pelo sensor, o sistema de controle comparará os valores de medição e definição, calculará, alterará a corrente ou tensão de controle da válvula proporcional de controle eletrônico, ajustará a pressão do ar de saída da válvula proporcional, para que o cilindro pressionado mude a amortiguação do freio do eixo transversal, o valor de medição direta é igual ao valor definido. Assim, mantendo a tensão de retorno constante, esta forma de controle devido à fixação do rolo de detecção, precisa oscilar, pode reduzir o efeito da inércia, a sensibilidade é maior do que a máquina de fio de pasta de Zucker.

2.4.2 Princípio de funcionamento do sensor de tensão de resistência

Com base no princípio do efeito de tensão de resistência, o fio de resistência de metal é feito em uma tensão de resistência e colado no elastômero. Durante a medição, quando o elastômero é deformado pela força, a rede sensível da variável de tensão também é deformada, e seus valores de resistência mudam de acordo e são convertidos em mudanças de tensão ou corrente através do circuito de conversão.

O tensômetro de resistência converte a tensão mecânica em R / R (R é a variação do valor de resistência, R é o valor de resistência). As mudanças de resistência de tensão são muito pequenas, de modo que pequenas mudanças de resistência são difíceis de medir diretamente e podem ser tratadas diretamente. Portanto, é necessário usar um circuito de conversão para converter a mudança de R / R do tensômetro em mudanças de tensão ou corrente. Essa conversão é geralmente realizada usando circuitos de ponte de Whiston.

As vantagens da ponte Whiston são a inibição dos efeitos das mudanças de temperatura, a inibição das interferências, a facilidade de compensação e muito mais. Ponte como mostrado na Figura 2, U0 é a tensão de alimentação da ponte, R1, R2, R3, R4 é o braço da ponte e Usc é a tensão de saída da ponte. Quando a ponte é equilibrada com Usc = 0, a condição de equilíbrio é: R1 / R2 = R4 / R3 ou R1R3 = R2R4, o que significa que para que a ponte seja equilibrada, a relação entre as resistências dos braços adjacentes deve ser igual ou o produto da resistência dos braços é igual. Ligar a deformação como resistência do braço ao circuito da ponte, quando a força elástica é deformada, o valor da resistência da deformação muda de acordo, deixando a ponte desequilibrada, Usc≠0， O valor da tensão de saída da ponte é proporcional à força do sensor.

2.5.2 Codificadores fotoeletrônicos para detecção de alongamento do fio de pasta

O codificador fotoelétrico é um tipo de dispositivo de detecção de ângulo (velocidade angular), que inserirá a quantidade de ângulo do eixo, usando o princípio de conversão fotoelétrica para converter em pulso elétrico ou quantidade de palavras correspondentes, o codificador fotoelétrico típico consiste em um disco de código, uma rede de detecção (máscara), um circuito de conversão fotoelétrica (incluindo a fonte de luz, um dispositivo sensível à luz, um circuito de conversão de sinal), componentes mecânicos, etc.

2.5.2 Codificadores fotoeletrônicos para detecção de alongamento do fio de pasta

O fotocodificador é um tipo de dispositivo de detecção de ângulo (velocidade angular), que inserirá a quantidade de ângulo do eixo, usando o princípio de conversão fotoelétrica para converter em pulso elétrico ou quantidade de palavras correspondentes, o codificador fotoelétrico típico é composto por um disco de código (Disco, ver Figura 3), uma rede de detecção (Máscara), circuito de conversão fotoelétrica (incluindo fonte de luz, dispositivo fotosensível, circuito de conversão de sinal), componentes mecânicos, etc.

O anel interno é um anel de corrente, principalmente para melhorar as características dinâmicas do sistema, manter uma corrente constante grande durante a inicialização para obter uma inicialização rápida, etc. O anel externo é um anel rotativo que forma um sistema de regulação de velocidade em anel fechado com um motor de corrente contínua com feedback de medição de velocidade de corrente contínua. O gerador de medição de velocidade de corrente contínua mede os valores de velocidade e faz um feedback negativo para corrigir a velocidade através de um link de feedback de velocidade comparado com o valor definido.

A máquina GA301 usa um sistema de transmissão de velocidade reguladora de frequência. Durante o processo, o gerador de medição de velocidade de corrente contínua converte a velocidade real do motor em sinal de tensão de corrente contínua, o valor real medido é comparado pelo comparador de feedback com o valor definido, seu desvio é fornecido pela conversão A / D para a máquina única, a frequência do sinal de controle de ajuste de corte, para que a velocidade real do motor esteja estável na configuração, para melhorar a precisão da regulação da velocidade e eliminar a mudança de velocidade do motor causada pela mudança de carga operacional de fiado.

3 - Conclusão

Vários sensores eletrônicos são uma pré-condição para o controle de processo de máquinas de fiado de pasta modernas e são um sinal importante de máquinas de fiado de pasta modernas.

A temperatura de secagem da máquina de fio de pasta é detectada com um sensor de temperatura de resistência térmica de platina; Detecção de diâmetro de retorno longitudinal com sensor de deslocamento ultrasônico; Detecção da taxa de retorno de umidade usando sensores de resistência à umidade; Determinação da tensão do fio de pasta usando um sensor de deformação de resistência; O alongamento do fio e a velocidade do veículo podem ser detectados com sensores de proximidade e codificadores fotoeletrônicos; Os geradores de medição de velocidade Hall são usados ​​em sistemas de regulação de velocidade de máquinas de fio.