[发明专利]并条机牵伸力在线检测装置及方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种牵伸力在线检测的装置及其方法。

背景技术

牵伸力是纺织过程中一个重要概念，它反映了牵伸区中快速纤维和慢速纤维的相对运动。牵伸区中把以前罗拉速度运动的全部快速纤维，从以后罗拉速度运动的慢速纤维中抽引出来，克服摩擦力总和所用的力成为牵伸力(drafting force)。牵伸力波动的大小对纺出条子的质量有很大影响，影响着条子的长、短片断不匀，所以在纺织过程中合理控制牵伸力是保证质量的一个关键问题。

纺纱牵伸理论的研究自H.A.瓦西里耶夫1915年导出第1个牵伸方程以来，至今已近90年。这期间，国外众多学者采用不同方法，进行了更深入的研究：或对牵伸区中须条截面纤维端头密度分布进行数理分析；或从纤维相对位移出发，探讨牵伸区中纤维的运动规律；或以运动力学为基础，描绘牵伸区中，受前后罗拉控制的纤维的运动形态。50年代，Margarett Hannah用力学观点导出了罗拉牵伸方程，此后的研究中，人们多以相近的力学方法探讨牵伸工艺。还有人进行了一些专门性的试验研究，以探讨纤维在牵伸区的运动规律以及牵伸力的变化规律。

用以实现牵伸的装置称为牵伸装置，目前应用最广泛的牵伸装置是由罗拉组成，每队罗拉组成一个有力的钳口，两对罗拉有一定的距离，罗拉要连续不断的回转，且速度有异。组成慢速钳口的一对罗拉称为后罗拉，组成块速钳口的一对罗拉称为前罗拉，前、后罗拉钳口之间组成牵伸区，两者之间的距离称为隔距。

对罗拉牵伸装置，牵伸力的测量早在四十年代就有人开始研究，几十年间国外专家学者对牵伸力的测试和研究作了较多的工作。大多数的研究采用两对或三对简单罗拉牵伸或皮圈装置作为研究对象。

例如美国奥尔逊(OLSEN)利用霍尔效应功率表作为测量传感器，直接串接在驱动前罗拉回转的微型电机电源电路中，以测量条子的动态牵伸力。格莱汉姆(GRAHAM)和泰勒1979年利用线性差动变压器作为传感器测量皮圈牵伸装置，研究棉纤维性质与牵伸力波动的关系。还有很多学者分别制作了各自不同的牵伸装置，用来测量牵伸力。以下是国外几项主要的研究成果：

1、The American viscose Corporation Fiber Drafting Force Analyzer，如图1。

其基本测量原理是，把一个动滑轮连到张力传感器上，纤维条180°的包绕在滑轮上，所以所得的牵伸力是张力传感器定量的1/2，是一种试验室方法。

2、HARVEY R POLNSKERAND SCANLEY BACKER装置，如图2所示。在牵伸过程中前罗拉系统是可动的，前罗拉系统同张力检测装置相连。当牵伸时水平方向力的平衡可得出，牵伸力同传感器组成线性关系。用这种测量方法的还有Bartlett and Thompson，Wegener and Bechlenber。

3、S.OLSEN装置，如图3所示。

其测定方法为：在上罗拉上放一胶合板，胶合板的一端放在前罗拉上并加压，另一端放在支撑罗拉上，在这一端用结实的绳固定于一柱体上，绳通过一张力计所反映出的电信号进行描述，牵伸力的大小和电信号电量的大小是呈线性关系的，这一信号经过放大处理后可以采样得到牵伸力的动态状况。

4、日本近田，黑崎等，如图4所示。

牵伸倍数为：3.66～8.70，测试原理：用一长度比梳条长的测量棒，垂直压入棉层5mm，测量棒和压力传感器构成一体，总重量为100g，测量系统固有频率20Hz。在牵伸过程中牵伸力和测量系统的重量有一力的平衡，所以牵伸力的变化可有压力传感器的电量变化得到，信号经过放大，滤波，A/D转换，通过计算机处理最后得出结果。

以上的例子可以看出国外对牵伸的研究他们采用的测量装置大都是以棉型牵伸装置中的罗拉牵伸作为研究对象。各种测试模型也都是在特定的仪器上完成

的，没有在实际生产机器上进行测试的先例。所以得到的结果，对于实际生产而言，作用不是很明显。

发明内容

本发明的目的是提供并条机牵伸力的在线检测装置及其检测方法，用于测定并条机瞬时牵伸力值，并可以连续记录并保存牵伸力数值的相关数据。解决了关于纺纱并条工序中牵伸力大小的检测问题，与以往的人为判定相比较，使用量化数据更准确。

为解决上述技术问题，本发明是这样实现的：