[发明专利]一种基于硬件FFT滤波的电子清纱器

说明书

本发明涉及一种基于硬件FFT滤波的电子清纱器，包括主控单元、通讯单元、电源管理单元、采集单元和信号检测及预处理单元；所述电源管理单元用于提供稳定的工作电源；所述通讯单元用于组成通讯网络，保证数据的快速传输；所述信号检测及预处理单元用于快速地检测纱线的变化，对纱线信号进行滤波处理；所述采集单元用于对滤波处理后的纱线信号进行高速模数转换；所述主控单元采用FPGA对纱线进行硬件FFT滤波处理。本发明能够快速、稳定、低成本的来对纱线信号进行处理。

技术领域

本发明涉及纺织纱线质量检测技术领域，特别是涉及一种基于硬件FFT滤波的电子清纱器。

背景技术

纱线是布料的基本组成，在生产纱线的过程中由于材料和机械的原因难免会出现各种各样的疵点。纱线疵点的出现将会对纱线的质量以及后续织成的布料质量产生严重的影响，所以如何有效地减少纱线疵点和提高纱线质量备受纺织行业的关注。

电子清纱器是控制纱线质量的主要工具，通常安装在络筒机上。现有的电子清纱器主要有电容式和光电式，其中电容式清纱器主要由两块平行的电容极板组成，利用纱线经过检测区域时改变介电常数来检测是否有疵点。光电式清纱器是利用发光管和接收管检测纱线遮光线的光阻量来检测纱线是否有疵点。无论是哪种电子清纱器都需要对纱线信号进行处理，以往的信号处理大多使用软件实现FFT运算，不能很好地满足高速运动的纱线。目前也有使用面向FFT的专用集成电路(ASIC)，但是它的设计周期长、开发费用高、纯硬件结构不灵活、可编程能力有限。在产品的展过程中，不太适合处理算法和参数经常改变的场合。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种基于硬件FFT滤波的电子清纱器，能够快速、稳定、低成本的来对纱线疵点进行处理。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：提供一种基于硬件FFT滤波的电子清纱器，包括主控单元、通讯单元、电源管理单元、采集单元和信号检测及预处理单元；所述电源管理单元用于提供稳定的工作电源；所述通讯单元用于组成通讯网络，保证数据的快速传输；所述信号检测及预处理单元用于快速地检测纱线的变化，对纱线信号进行滤波处理；所述采集单元用于对滤波处理后的纱线信号进行高速模数转换；所述主控单元采用FPGA对纱线进行硬件FFT滤波处理。

所述电源管理单元包括第一电源管理芯片和第二电源管理芯片，所述第一电源管理芯片的型号为LM2596，所述第一电源管理芯片的第一管脚通过保险熔断器与电源端相连，所述第一电源管理芯片的第一管脚还分别通过滤波电解电容和滤波电容接地；所述第一电源管理芯片的第二管脚与第四管脚之间连接有滤波电感；所述第一电源管理芯片的第二管脚还通过防反接二极管接地；所述第一电源管理芯片的第四管脚还分别通过滤波电解电容、滤波电容和分压电阻接地；所述第二电源管理芯片的型号为RT9193-33GB；所述第二电源管理芯片的第一管脚和第四管脚之间连接有滤波电解电容，所述第二电源管理芯片的第一管脚还与第一电源管理芯片的第四管脚相连；所述第二电源管理芯片的第四管脚还接地；所述第二电源管理芯片的第三管脚通过滤波电容接地；所述第二电源管理芯片的第二管脚还分别通过滤波电解电容、滤波电容和分压电阻接地；所述第二电源管理芯片的第五管脚通过下拉电阻接地。

所述通讯单元包括RS485通信芯片，所述RS485通信芯片的型号为MAX487CSA，所述RS485通信芯片的第七管脚与第三分压电阻的一端相连，所述第三分压电阻的另一端通过下拉电阻接地，所述RS485通信芯片的第六管脚与第四分压电阻的一端相连，所述第四分压电阻的另一端通过上拉电阻与电源端相连；所述RS485通信芯片的第八管脚通过滤波电容接地；所述RS485通信芯片的第八管脚、第三分压电阻的另一端和第四分压电阻的另一端分别通过各自的瞬态电压抑制二极管接地。

所述信号检测及预处理单元包括电容传感器、滤波电容、第一滤波电感和第二滤波电感；所述滤波电容依次与第一滤波电感、第二滤波电感和电容传感器相连形成回路；所述电容传感器和滤波电容之间还连接有低通滤波电路。