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气体传感器

一种新型断条光电自停装置的设计

发布日期:2022-04-18 点击率:96

     0 引 言
     
并条机断条自停装置(简称自停装置)的可靠性直接影响并条机的产条质量,堵条、罗拉缠绕和积花(通称为堵条)则会影响生产效率,甚至会损坏设备。因此对并条断条、堵条的快速、准确检测具有实际意义。早期的自停装置为机械接触式,因可靠性差、与棉条接触和设备运行速度的提高等因素而逐步被淘汰,高架并条机已不采用,现在广泛应用的是光电对射式自停装置。并条机断条自停装置一般不具有堵条自停功能,存在易损坏、智能化程度低和调试应用不便的缺点,检测单元的位置和角度稍有变化即会影响检测的可靠性,造成漏检和误停车。随着变频器应用的增多,抗干扰能力弱的缺点也显现出来。
     光电自停装置的工作原理与对射式光电接近传感器的原理基本相同,一般采用红外发射二极管发射某一频率的红外光,用光敏器件接收透射光并转换为电信号,含有光路状态信息的信号由放大器放大并经检波,确定是否有物体经过光路。为提高可靠性,接收器件常用滤光封装滤除自然光,避免光电转换器件饱和;采用特定频率的红外调制光,抑制环境突变光干扰。随着技术的进步,集成化、智能化的光电传感器也不断出现。但并条机应用的各种光电自停装置一般不具有智能化检测特点,集成化程度较低,光电转换器大多采用光敏二极管或光敏三极管分离元件构成,接收器件仅完成光电信号转换功能,信号放大和检波需设计外围电路支持,因此接收器件的性能是光电自停装置电路设计的技术关键。为此,基于集成化IRM设计了一种新型智能化自停装置,统一了并条机前后光电路设计,在FA302,FA306等型号的并条机上应用证明,其检测可靠,避免了设备误停。

1 自停装置系统构成
1.1 系统构成与设计特点

     如图1所示,新型光电自停装置由四路对射式光电断条检测单元、两通道对射式光电堵条检测单元和自停控制器构成。控制器具有双控功能,断条自停和堵条自停分别输出,与检测单元采用三总线连接,为检测单元提供电源和接收停车信号。检测单元由红外线发射器和接收器组成,前后光电检测单元的电路原理相同,因安装方式不同其外观尺寸有差别。发射器工作状态受接收器控制,二者通过光路构成一个闭环检测系统。为防止光路间相互干扰,发射与接收器均安装光学透镜系统,使发射光到达接收器的光斑直径约为20 cm,因此,接收器具有较大的接收和调整范围。

     断条检测单元具有自动复位功能,检测到断条后输出停车信号1 s即自动复位,当接收器持续接收不到光信号时间超过5 s,则发出故障指示,提醒维护。堵条检测单元检测到堵条故障,则持续输出停车信号,防止启动设备造成设备故障,堵条故障被排除后方能自动停止输出停车信号。考虑电缆连接的可靠性与方便性,发射器和接收器采用电话水晶头连接器与总线连接,安装、更换方便。
1.2 检测单元构成框图
     
参见图2,发射与接收单元虽是分体结构,但电路设计为一整体系统。主要由微处理器电路、动态光强控制电路、红外发射电路、IRM接收电路及输出电路构成,由控制器提供工作电源。微处理器作为智能控制单元,与动态光强控制电路、发射电路、IRM接收电路,通过光路构成一闭环控制系统,使发射与接收具有智能化检测的特点。停车信号通过输出电路送到自停控制器,控制设备停车。

     考虑到应用环境存在飞花、落尘和设备震动等因素,提出一种以微处理器为核心的检测方案,采用在遥控领域应用广泛的IRM作为检测器件,简化电路设计,提高稳定性;应用调制红外光发射,排除环境光干扰;以发射、接收检测反馈应答工作模式,提高检测可靠性;利用智能化的可变光强发射技术,抑制因透镜面落尘、发射器与接收器位置变化造成的误检测。应用证明在透镜稍有落尘的情况下,检测可靠。 </font

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