一种基于压力的纱线检测方法

摘要

纱线质量检测是纺织工艺中的关键步骤之一，属于决定织物品质高低的重要环节。目前，纱线质量检测大多数为基于金属应变的电阻式、纱线密度的电容式、纱线外形的光电式和图像传感的机器视觉等仪器测试和人工目测样纱抽检，这些检测手段或者劳动量大且易受检测人员经验水平影响，或者外界环境湿度、飞花等干扰而不稳定导致测量精度低，或者成本高昂维护复杂难以普遍推广，或者单独复检容易造成纱线和成本浪费，在日益激烈的市场竞争中制约着纺织行业生产效率和生产质量的提升。本文提出一种基于压力的纱线在线检测方法，利用压电陶瓷片做成压电传感器，安装在纱路上用来检测纱线张力信号，根据固定检测片段上所受张力与纱线线密度的比例关系，将张力信号转换为电压信号，采用自适应的方式进行相对测量，从而得到待测纱线的纱疵及条干信息。本检测方法环境适应性强，检测系统稳定可靠，成本低廉，可以用来实现纱线信息的实时在线采集与处理显示。
　　由于采集到的纱线信号携带了大量机械振动所产生的高次谐波信号，因而在硬件设计上，首先对原始纱线信号进行了RC无源低通滤波，然后通过双有源二阶低通滤波器构成Butterworth滤波器对模拟信号进行信噪分离，提取出目标信号。放大环节采用集成运算放大器构成模拟积分电路对纱线信号进行时域上的累积与叠加，以实现纱疵分类;采用程控运算放大器构成阈值门限变化和增益线性增加的等比例放大电路，使本系统能够适应较多的纱支种类。
　　基于常规纱疵检测基础之上的波谱图分析，不仅可以对纺织生产工艺的完善提供技术参考，同时能对及时诊断纺织机械故障提供理论依据。本文打破传统采用傅里叶变换的方式进行波谱图计算的方法，针对纱线信号变化的非平稳特性，对采集到的纱线信号使用小波变换的方式进行时频域分解，根据其时移和频移特性，利用5层分解得到85个频道进行抽取采样，即用85个带通滤波器对离散后的纱线信号进行滤波，遵循方差最小和逼近信号平方和最大的原则选取自构造小波函数进行变换，得到纱线信号的波谱图。最后，以基于电容检测的国内成熟设备DQSS-60电子清纱器和YG135条干仪的检测结果作为基准，采用回倒法将同种纱线在本系统中得出的检测结果与标准检测值进行比较，均得到比较满意的效果，可以进一步优化推广应用。

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摘要

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缩略语对照表

第一章 绪论

1．1 课题背景

1．2 国内外研究现状

1．3 研究意义和研究内容

第二章 纱线检测技术及相关理论

2．1 纱线及常见分类

2．2 纱疵形成及常见分类

2．3 常见纱线检测方法及理论

2．3．1 电阻式检测

2．3．2 电容式检测

2．3．3 光电式检测

2．3．4 基于机器视觉的在线纱线检测

2．4 基于压电的在线纱线检测

2．4．1 压电材料及压电效应

2．4．2 压电材料的主要特性参数

2．5 纱线张力检测及疵点判断

第三章 信号处理理论与分析

3．1 滤波器设计

3．1．1 一阶无源高通滤波器

3．1．2 二阶有源低通滤波器

3．2 运算放大电路

3．2．1 反相运算放大电路

3．2．2 程控增益放大电路

3．2．3 积分电路

3．3 小波变换

3．4 波谱图

3．4．1 波谱分析原理

3．4．2 利用傅里叶变换求波谱图

第四章 压电式纱线检测系统实现

4．1 系统构成

4．1．1 电源箱

4．1．2 压电陶瓷传感器

4．1．3 处理板

4．1．4 控制箱

4．2 软件设计

4．2．1 控制箱软件

4．2．2 处理器软件

第五章 检测结果对比分析

5．1 常规参数检测

5．1．1 ‘纱疵检测与处理

5．1．2 质量变异系数CVm计算

5．1．3 相对线密度(支数)AF计算

5．2 波谱计算

5．2．1 小波分析

5．2．2 复morIet小波与自构造小波

5．2．3 波谱计算

5．3 实验结果对比

5．3．1 试样测试

5．3．2 测试结果与电子清纱器对比

5．3．3 波谱功能对比

6．1 主要研究内容总结

6．2 目前存在的问题与未来研究改进的方面

参考文献

致谢

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