[发明专利]一种卷绕物综合传感器

说明书

技术领域

本发明涉及一种传感器，特别是涉及一种关于卷绕物在卷绕过程中的卷径实时检测、线速度实时检测、卷绕长度实时检测等多信号输出的卷绕物综合传感器。适用于各类带材、线材、塑性管材等加工、生产过程中对卷径、线速度、卷绕长度的测控。

背景技术

在诸如软包装印刷、塑料薄膜、纸品、纺织物、胶带、金属箔带、电线电缆、绳缆等各类带材、线材、及塑性管材等加工、生产及卷绕过程中，卷径检测、线速度检测、卷绕长度计量等测控是上述各类生产中的基本要求，并希望传感器输出的信号要方便于后续不同需求的处理。而现有的此类传感器均无法兼容对卷径、线速度、卷绕长度的检测(注：此类长度检测也称计长)，目前还没有可以集卷径实时检测、线速度实时检测、卷绕长度实时检测于一体的卷绕物综合传感器。尤其是卷径的检测，一般都是自成产品。现有的卷径传感器类型主要是：一是基于超声波测距原理的传感器，其在不同的应用场合都需作标定处理，安装方式较严格，且价格昂贵，如日本NIRECO公司、德国P+F公司的产品等；二是机械摆臂靠轮式，通过机械摆臂上的电位器检测摆臂摆角再换算成卷径的方式，其不足点是检测机构有非线性、精度较低、还存在着机构复杂并有机械跳动干扰等问题；三是作为附属于特定仪表或系统(如国产专用于卷绕张力控制的艾默森异步电机变频器)中的卷径检测模块。此外，也有使用厚度积分法，但在该法中需设定初始卷径及卷绕物的每层厚度，其不足点是使用不方便、精度低、尤其是塑性卷绕物在卷绕中的厚度会因受力而变化。再者，在线速度检测、卷绕长度计量方面也存在着适应的车速不高、后续的信号处理不够便捷等问题。

发明内容

本发明的目的是克服现有相关传感器的不足，提供一种结构简单、通用性强、安装方便，具有集卷径实时检测、线速度实时检测、卷绕长度实时检测于一体的卷绕物综合传感器。

本发明包括外壳，外壳两侧对称设置有两个相同规格的滚轮，两个滚轮的轮心与穿过外壳的转轴连接。外壳内平行设置有两个相同规格和形状的正交编码盘，两个正交编码盘的盘心与转轴固定连接。正交编码盘为圆片型，盘心设置有安装孔，沿圆周方向间隔设置有检测齿和检测槽，每个正交编码盘的检测齿和检测槽数量和形状相同。两个正交编码盘的检测齿和检测槽错开设置，错开位置的大小为一个检测齿的一半。外壳内对应于两个正交编码盘设置有两个槽形光电开关，每个槽形光电开关的发射端和接收端设置在正交编码盘的两侧，并与检测齿和检测槽位置对应，槽形光电开关的信号输出端与外壳内的信号处理电路板连接。外壳上固定设置有航空连接件，外壳外设置有霍尔开关，航空连接件分别与霍尔开关和信号处理电路板连接。

信号处理电路板的印刷电路板上固定设置有光电开关信号输入连接件、霍尔开关信号输入连接件、RC滤波器、施密特触发器、CPLD芯片(可编程逻辑器件)、OC门驱动器、卷径信号输出转换器、有源晶振、5V稳压电源、3.3V稳压电源、信号输出连接件。其中，光电开关信号输入连接件和霍尔开关信号输入连接件的输入端分别与槽形光电开关和霍尔开关的信号输出端连接，其输出端与RC滤波器的输入端连接，RC滤波器的输出端与施密特触发器的输入端连接，施密特触发器的输出端与CPLD芯片连接；信号输出连接件的输出端与航空连接件连接，其输入端与OC门驱动器和卷径信号输出转换器的输出端连接，OC门驱动器和卷径信号输出转换器的输入端与CPLD芯片连接，有源晶振与CPLD芯片信号连接；5V稳压电源的输出端分别与光电开关信号输入连接件、霍尔开关信号输入连接件、RC滤波器、施密特触发器、OC门驱动器、卷径信号输出转换器和3.3V稳压电源的输入端电连接，信号输出连接件与5V稳压电源的输入端连接，3.3V稳压电源的输出端与有源晶振和CPLD芯片连接。

本发明中的槽形光电开关、光电开关信号输入连接件、霍尔开关信号输入连接件、RC滤波器、施密特触发器、CPLD芯片、OC门驱动器、5V稳压电源、3.3V稳压电源、有源晶振、信号输出连接件和航空连接件均采用现有的成熟产品，可以通过市场取得。例如：光电开关信号输入连接件、霍尔开关信号输入连接件和信号输出连接件采用CH2.54型连接件、施密特触发器采用CD40106施密特触发器、CPLD芯片采用EPM3064ATC44可编程逻辑器件、OC门驱动器采用MC1413 OC门驱动器、卷径信号输出转换器采用TCL2262运算放大器、5V稳压电源采用LM7805稳压电源、3.3V稳压电源采用DF1117-3.3稳压电源、有源晶振采用2.048MHz-3.3V有源晶振，航空连接件采用Y11-10TK/10ZJ航空连接件。