[发明专利]一种纬斜信号处理电路

说明书

技术领域

本发明属于光电技术领域中用于织物纬斜检测装置的信号处理电路，具体涉及一种纬斜信号处理电路。 

背景技术

由织机生产出的织物一开始纬线是直的，但是一旦经过烫染和其他特殊处理后，由于处理过程中的热作用以及不可避免的拉力作用，会使织物的纬线发生变形，不再是直的，这样会使织物纺织产品的外观非常难看，而且还会不符合纺织品的相关标准，严重影响纺织品的等级，给纺织企业带来巨大的损失。在这种背景情况下，产生了各种整纬装置用于检测织物纬线的倾斜角度，即纬斜信息。 

目前，比较先进且应用最为广泛的整纬装置是光电整纬装置（详见《基于数字信号处理技术的探纬检测设备研制》，浙江理工大学硕士学位论文，作者张波）。如图2所示，光电整纬装置的核心是纬斜自动检测装置。纬斜自动检测装置一般由光源和检测头两部分组成。检测头一般包含聚焦成像透镜、光电池和纬斜信号处理电路。检测头的设计形式多种多样，比如如图1所示检测头是固定光电池角度型，另外还有旋转探头型等等。但是无论采取什么形式，他们的工作原理都相同，都是使用光源发射平行光，平行光照射织物纬纱经聚焦成像透镜成像到检测头的光电池上，光电池将光信号转换成相应的电信号，电信号再经过纬斜信号处理电路进行处理并检测出织物的纬斜信息，然后将纬斜信息传送给上位机，使之驱动相应矫正装置。例如使用13路具有固定角度的光电池， 

光源发出的平行光将织物的纱线结构成像到检测头上的13路具有固定角度的光电池上，当织物纬纱的像与某路光电池平行时（即织物纬纱像挡住某路光电池时），此光电池输出的电流信号经纬斜信号处理电路处理后转换成的电压信号幅度最大，如图3所示。如果最大幅度的信号来自于图1中的+8°那路光电池，就表示纬纱倾斜角度为+8°；如果最大幅度的信号来自于图1中的-4°那路光电池，就表示纬纱倾斜角度为-4°，依此类推。这样就准确的检测出了织物的纬斜角度。 

目前很多纬斜信号处理电路都或多或少的存在一些问题，主要集中在两个方面：一是电路的结构比较复杂，调试难度大，使用的器件虽然性能可靠，但是价格昂贵，性价比不高，不具有实用性；二是抗干扰能力比较差，由于滤波电路设计不合理同时没有做额外的除噪处理，纬斜信号里面包含很多杂波，可能会引起单片机的误判断，导致系统 工作不稳定甚至运行错误。 

发明内容

本发明的目的在于提供一种纬斜信号处理电路，能够实时、精确、快速地测量织物的纬斜信息。 

为了解决上述技术问题，本发明提供一种纬斜信号处理电路，包括电流电压转换器及低通滤波器电路、交流放大及高通滤波电路、整形电路和限幅电路；电流电压转换器及低通滤波器电路、交流放大及高通滤波电路、整形电路和限幅电路依次连接。 

本发明与现有技术相比，其显著优点在于，（1）电路的结构简单，功能上本发明电路包括电流-电压转换器、低通滤波器、交流放大电路、高通滤波器、整形电路、限幅电路等多个电路模块，但是本发明电路通过多功能整合设计，用一两个电路模块实现多种功能，例如：电流-电压转换器和低通滤波器两种功能直接通过一个电路模块实现，高通滤波器和交流放大电路两种功能也是使用一个电路模块来实现两种功能，这样不仅使电路结构简单，给电路中的器件选型留出了较大空间，可以进一步通过选择一些常见的性价比较高的器件来降低电路的成本；（2）抗干扰能力强，本发明非常注重噪声的控制，在每一个电路模块中都对电源纹波进行了滤除处理，并且实现了两次高通滤波和两次低通滤波，极大地提高了电路的信噪比，使得本发明在应用场合为粉尘和强电干扰比较大的环境中具有较高抗干扰能力，能够稳定可靠地工作。 

附图说明

图1是现有技术中具有固定角度的13路光电池。 

图2是现有技术中纬斜自动检测装置的检测原理图。 

图3是本发明纬斜信号处理电路的结构框图。 

图4是本发明电流电压转换器及低通滤波器电路图。 

图5是本发明实验中是电流电压转换器及低通滤波器电路输出信号波形。 

图6是本发明交流放大及高通滤波电路图。 

图7是本发明实验中是交流放大及高通滤波电路输出信号波形。 

图8是本发明整形电路图。 

图9是本发明实验中整形电路图输出信号波形。 

图10是本发明限幅电路图。 

图11是本发明实验中0°角光电池未被遮挡时本发明电路输出信号波形。 

图12是本发明实验中0°角光电池被纬纱遮挡后本发明电路输出信号波形。 

具体实施方式