喷气织机引纬气流压力流量测试系统的制作方法
喷气织机引纬气流压力流量测试系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种喷气织机引玮气流参数测试方法和技术应用，主要对其主喷嘴和辅助喷嘴的气流进行测量与分析，也实用于其他设备中气流的测量和分析。
【背景技术】
[0002]气流引玮是喷气织机的核心，掌握了喷气织机气流引玮技术便掌握了织机的精髓。在研宄喷气织机时，发现主辅喷嘴气流配置、气流场参数、玮纱飞行速度等因素都会对纱线引玮产生较大的影响，因此研宄织机引玮气流的测试系统，保证气流的稳定对提高织机纺纱的质量具有非常实际的意义。同时，引玮气流测试系统的建立也有助于我们在完成引玮条件下，尽量选择较小的喷射张角，进行柔和的引玮、减少玮纱断头及压缩空气的消耗。
[0003]目前喷气织机引玮测量系统测量参数主要是压力。采用静态测试方法，检测喷嘴气压是否正常。检测时直接将探头放在需要测量的位置进行测量，其特点简单，但测量结果不稳定。
[0004]西安工程科技学院张平国教授等人研制的SX-1型喷气织机气流测试仪，主要采用三维位移探头、智能张力测试仪及计算机系统进行压力的采集，数据通过绘图仪和打印机进行打印，其特点是一种便携式的引玮气流压力的测量装置。
[0005]CN101463525 B(喷气织机引玮时玮纱引导端运动状态的测量装置)涉及一种喷气织机引玮时玮纱引导端运动状态的测量装置，包括多个光电探玮头、测量器、引玮运动曲线分析器、主控板，通过在异型钢筘上设置光电探玮头对玮纱的到达进行采集，并通过测量器对采集的信息数据如运动件的运动速度进行处理。
[0006]ZL200710044684.5( —种喷气织机引玮系统压力测试方法)提出了另外一种喷气织机引玮系统的压力测试方法，采用压力传感器和计算机采集系统进行压力的测量，绘制相应的图表供分析人员分析。其优点在于消除了静态测试方法中完全由人为控制带来的不稳定因素，方便了对测得的数据保存和绘图分析。但是缺乏一定实时在线监控能力。
[0007]201220495004(喷气织机引玮系统的检测装置)喷气织机引玮系统的检测装置，其特征是:在基块上顶面气流孔内装有压力表，气流孔的下端头与装在基块左侧下端螺孔内的测试头连接，测量压力值。
[0008]上述测量装置和测量原理都是关于压力对纱线的影响，测量参数单一，不足以全面表现引玮气流的状态。本发明涉及喷气织机引玮过程中流速、压力、压差、温度等参数在线测量，并根据设定的理想值自动调整和监控的方法。
【发明内容】
[0009]本发明测试系统主要内容:利用压力、流量、流速、温度等传感器，采集数据，检测喷气织机引玮气流的状态，数据传给采集单元送至数据采集卡，通过LabVIEW所构建的测试系统进行数据采集，进行图像与数据的显示和保存，以便后期进行分析。将其测试值与设定的经验值相比较，经验值为最佳工作状态参数，采用闭环控制系统，控制溢流阀的开启闭合实现实时调控喷气织机气流参数，使其达到最佳工作状态。
[0010]其技术方案如下:
[0011]1、采用传感器测量单元、伺服控制单元、接口单元及计算机构建系统，对情况进行监测，并将数据传输给采集模块；
[0012]2、在PC机设计的界面上，输入命令，通过USB接口输送给接口单元，由接口单元控制传感器工作状态，并读出测试结果。
[0013]3、在通过USB 口输送到计算机，与控制流量、压力、流速数值的比较，给出调整值，通过伺服控制单元控制喷嘴内引玮气体PVT值。
[0014]对一个动态运行的喷气织机流量测试系统进行测试和控制，关键是提取和处理该系统中压力、流量、温度等随时间动态变化的物理量，因此，构建以计算机为核心的基于虚拟仪器的喷气织机流量测量系统和控制系统，以便能较高精度、较高灵敏度、较高效率的获得压力、流量和温度等参数值。并利用微机对于数据的处理能力，最大限度地消除测量的随机误差和系统误差以及干扰，完成自动校正零点，自动显示、输出实验数据和实验曲线的功能。系统根据测试值和经验值进行比较，通过闭环控制系统调整伺服控制单元，调整伺服阀开口量，使其达到最佳工作状态。
【附图说明】
[0015]以下借助实施例参照附图更详细地说明本发明的方法。其中:
[0016]图1本发明的喷气织机主辅喷嘴结构示意图；
[0017]图2本发明的喷气织机引玮气流压力流量测量系统图(工作原理、工作流程图如图2所示)；
[0018]图3本发明的喷气织机引玮气流压力流量测量系统控制系统接线图；
[0019]图4本发明的喷气织机引玮气流压力流量测量系统软件后面板图；
[0020]图5本发明的喷气织机引玮气流压力流量测量系统单边快速傅里叶变换的程序框图；
【具体实施方式】
[0021]本发明喷气织机引玮气流测控系统【具体实施方式】如下:
[0022]参照附图1所示，喷气织机的总流量和每组辅助喷嘴的总流量采用大流量传感器1000L/MIN对应接头。主喷嘴1、主辅喷嘴2、辅助喷嘴3的流量采用小流量传感器100L/MIN对应接头，如果测量的装置口径不相符则采用转换接头。
[0023]附图2喷气织机引玮气流测控系统由传感器测量单元压力传感器、流量传感器、温度传感器、压差传感器，伺服控制单元流量伺服阀、压力伺服阀，接口单元USB接口，数据采集卡以及PC机及软件平台组成。先做好硬件方面的工作，安装完硬件后，分别安装驱动及设备管理，此后要进行配置，包括运行管理程序，添加硬件以及硬件的测试。具体工作过程为引玮气流中的相应参数通过流量传感器、压力变送器、温度传感器、压差传感器进行数据采集，检测喷气织机引玮气流的状态，数据传给采集单元，再经过信号调理电路，把模拟信号变换为用于数据采集、控制过程、执行计算显示读出或其他目的的数字信号，将数字信号送至数据采集卡，可以对气流进行测试。将数据采集卡的信息接入电脑，通过LabVIEW所构建的测试系统进行数据采集，最后在程序界面进行图像与数据的显示和保存，完成测试的一个循环，这部分为气流测控系统打印和储存部分。
[0024]数据通过计算机进行处理后，将其测试值与设定的经验值相比较，经验值为最佳工作状态参数，采用闭环控制系统，控制溢流阀的开启闭合实现实时调控喷气织机气流参数，使其达到最佳工作状态，此部分为气流测控系统控制部分。
[0025]喷气织机引玮测控装置通过USB线与计算机建立连接，将喷气织机引玮气流测控装置箱体外接220V电源。接通相应的测试气源(如果测量接口不同可以外接转换接头)，测控装置的一端与进气口相接，另一端与出气口相接。打开总电源开关，打开相应的流量传感器的电源开关，如附图3所示。
[0026]打开喷气织机气流系统，运行软件，进入测试，本发明系统软件，先将被测对象各参考量通过各种元件适当转换后，再经过信号处理、采样、编码、传输、送到控制器进行数据处理和存储记录的过程。此后构建数据采集系统:创建VI，用来显示所采集数据，同时分别设计打开采集设备，关闭采集设备和实施数据采集功能，模块之间进行连接，最后将测量到的数据送至示波器现实空间上。开发设计的软件有开关、旋钮、图形以及其他控制和显示对象，使用输入控制和输出显示来构成。控制是用户输入数据到程序的接口，而显示是输出程序产生的数据接口。对于测试系统界面进行设计，系统的开始和停止可以通过按钮实现，采集到的压力和流量信息可以通过图形与数据同时显示出来。可实现对压力、流量的单独测量，也可实现对二者的同时在线监控，并且将采集数据按一定比例显示在数据采集显示框中，同时可对压力、流量进行波形显示，并可存储参数，存储和打印流量-压力特性曲线，如附图4所示。
[0027]程序框图面板功能设计框图是定义VI功能的图形化源代码。在框图中对于VI编程的主要工作就是从前面板上的输入控件获得用户信息，然后进行计算和处理，最后在输出控件中把处理结果反馈给用户。框图上的编程元素除了包括与前面板上的控制和显示端子对应的连线端子之外，还有函数、子V1、常量、结构和连线等。框图相当于仪器内的的功能部件，一些情况下，框图可以仿真标准仪器。对于已经采集到的信号，需要进行信号处理与分析，对于信号处理，应用到LabVIEW中的频谱分析。通过对于采样频率与样本数设置，在时域信号序列与频谱中显示出来，即对信号进行频谱分析，将信号源发出的信号强度按频率顺序展开，使其成为频率的函数，并考察变化规律，称为频谱分析。对于采集到信号来说，要分模拟信号与数字信号。对于模拟信号来说，往往对其进行抽样，然后进行快速傅里叶变换，然后对其幅度和相位的图像进行分析。对于数字信号，则可直接进行快速傅里叶变换。如附图5则是单边快速傅里叶变换的程序框图。
【主权项】
1.本发明涉及一种基于PC机运用虚拟仪器技术适用于喷气织机运行过程中喷嘴喷出气体的测量方法，其特征是非电量的电子测量方法，结合传感器技术、信号处理技术等，搭建硬件设备，建立气体压力、流量等参数的在线监控系统，实现对测控系统的调节和控制。2.按照权利要求1所述的方法，其特征在于首先采用传感器连接系统，对情况进行监测，并将数据传输给采集模块，其次要进行数据传输和处理，利用计算机进行编程和运算，最后由采集处理后的数据与标准数据比较，给出比较数值，调控相应阀，以达到标准所需状态。建立传感器和数据采集卡组成的测控系统，准确检测气流的压力和流量，并进行调控，通过虚拟仪器实现了实时显示状态参数。3.按照权利要求1所述的方法，其特征在于非电量的电子测量方法，系统采用PC机运用虚拟仪器(LabVIEW)技术图形化编程，构建数据采集系统完成了信号的采集、显示、分析与数据的保存等一些功能。
【专利摘要】本发明涉及一种基于PC机运用虚拟仪器技术适用于喷气织机运行过程中喷嘴喷出气体的测量方法，特征是非电量的电子测量方法。首先采用传感器连接系统对情况进行监测，将数据传输给采集模块，其次进行数据传输和处理，用计算机进行编程运算，最后由处理后的数据与标准数据比较，给出比较值，调控相应阀以达到标准状态。系统利用压力、流量等传感器搭建硬件平台，采用LabVIEW建立数据采集系统进行调试检测气流状态，根据测试值和经验值设置工作状态参数，使其达到最佳工作状态。气流测试系统应用于生产过程产生良好的经济效益，有利于产品质量的提高并使设备的能耗降低。其优点克服了静态测试中人为控制不稳定因素，解决了实时在线监控的难题。
【IPC分类】G01D21/02, D03D47/30
【公开号】CN104894731
【申请号】CN201510108616
【发明人】杜玉红, 周国庆, 赵地, 董广宇, 王加富, 吴晨, 罗永恒, 李兴, 马婷, 常运
【申请人】天津工业大学
【公开日】2015年9月9日
【申请日】2015年3月12日
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种喷气织机引玮气流参数测试方法和技术应用，主要对其主喷嘴和辅助喷嘴的气流进行测量与分析，也实用于其他设备中气流的测量和分析。
【背景技术】
[0002]气流引玮是喷气织机的核心，掌握了喷气织机气流引玮技术便掌握了织机的精髓。在研宄喷气织机时，发现主辅喷嘴气流配置、气流场参数、玮纱飞行速度等因素都会对纱线引玮产生较大的影响，因此研宄织机引玮气流的测试系统，保证气流的稳定对提高织机纺纱的质量具有非常实际的意义。同时，引玮气流测试系统的建立也有助于我们在完成引玮条件下，尽量选择较小的喷射张角，进行柔和的引玮、减少玮纱断头及压缩空气的消耗。
[0003]目前喷气织机引玮测量系统测量参数主要是压力。采用静态测试方法，检测喷嘴气压是否正常。检测时直接将探头放在需要测量的位置进行测量，其特点简单，但测量结果不稳定。
[0004]西安工程科技学院张平国教授等人研制的SX-1型喷气织机气流测试仪，主要采用三维位移探头、智能张力测试仪及计算机系统进行压力的采集，数据通过绘图仪和打印机进行打印，其特点是一种便携式的引玮气流压力的测量装置。
[0005]CN101463525 B(喷气织机引玮时玮纱引导端运动状态的测量装置)涉及一种喷气织机引玮时玮纱引导端运动状态的测量装置，包括多个光电探玮头、测量器、引玮运动曲线分析器、主控板，通过在异型钢筘上设置光电探玮头对玮纱的到达进行采集，并通过测量器对采集的信息数据如运动件的运动速度进行处理。
[0006]ZL200710044684.5( —种喷气织机引玮系统压力测试方法)提出了另外一种喷气织机引玮系统的压力测试方法，采用压力传感器和计算机采集系统进行压力的测量，绘制相应的图表供分析人员分析。其优点在于消除了静态测试方法中完全由人为控制带来的不稳定因素，方便了对测得的数据保存和绘图分析。但是缺乏一定实时在线监控能力。
[0007]201220495004(喷气织机引玮系统的检测装置)喷气织机引玮系统的检测装置，其特征是:在基块上顶面气流孔内装有压力表，气流孔的下端头与装在基块左侧下端螺孔内的测试头连接，测量压力值。
[0008]上述测量装置和测量原理都是关于压力对纱线的影响，测量参数单一，不足以全面表现引玮气流的状态。本发明涉及喷气织机引玮过程中流速、压力、压差、温度等参数在线测量，并根据设定的理想值自动调整和监控的方法。
【发明内容】
[0009]本发明测试系统主要内容:利用压力、流量、流速、温度等传感器，采集数据，检测喷气织机引玮气流的状态，数据传给采集单元送至数据采集卡，通过LabVIEW所构建的测试系统进行数据采集，进行图像与数据的显示和保存，以便后期进行分析。将其测试值与设定的经验值相比较，经验值为最佳工作状态参数，采用闭环控制系统，控制溢流阀的开启闭合实现实时调控喷气织机气流参数，使其达到最佳工作状态。
[0010]其技术方案如下:
[0011]1、采用传感器测量单元、伺服控制单元、接口单元及计算机构建系统，对情况进行监测，并将数据传输给采集模块；
[0012]2、在PC机设计的界面上，输入命令，通过USB接口输送给接口单元，由接口单元控制传感器工作状态，并读出测试结果。
[0013]3、在通过USB 口输送到计算机，与控制流量、压力、流速数值的比较，给出调整值，通过伺服控制单元控制喷嘴内引玮气体PVT值。
[0014]对一个动态运行的喷气织机流量测试系统进行测试和控制，关键是提取和处理该系统中压力、流量、温度等随时间动态变化的物理量，因此，构建以计算机为核心的基于虚拟仪器的喷气织机流量测量系统和控制系统，以便能较高精度、较高灵敏度、较高效率的获得压力、流量和温度等参数值。并利用微机对于数据的处理能力，最大限度地消除测量的随机误差和系统误差以及干扰，完成自动校正零点，自动显示、输出实验数据和实验曲线的功能。系统根据测试值和经验值进行比较，通过闭环控制系统调整伺服控制单元，调整伺服阀开口量，使其达到最佳工作状态。
【附图说明】
[0015]以下借助实施例参照附图更详细地说明本发明的方法。其中:
[0016]图1本发明的喷气织机主辅喷嘴结构示意图；
[0017]图2本发明的喷气织机引玮气流压力流量测量系统图(工作原理、工作流程图如图2所示)；
[0018]图3本发明的喷气织机引玮气流压力流量测量系统控制系统接线图；
[0019]图4本发明的喷气织机引玮气流压力流量测量系统软件后面板图；
[0020]图5本发明的喷气织机引玮气流压力流量测量系统单边快速傅里叶变换的程序框图；
【具体实施方式】
[0021]本发明喷气织机引玮气流测控系统【具体实施方式】如下:
[0022]参照附图1所示，喷气织机的总流量和每组辅助喷嘴的总流量采用大流量传感器1000L/MIN对应接头。主喷嘴1、主辅喷嘴2、辅助喷嘴3的流量采用小流量传感器100L/MIN对应接头，如果测量的装置口径不相符则采用转换接头。
[0023]附图2喷气织机引玮气流测控系统由传感器测量单元压力传感器、流量传感器、温度传感器、压差传感器，伺服控制单元流量伺服阀、压力伺服阀，接口单元USB接口，数据采集卡以及PC机及软件平台组成。先做好硬件方面的工作，安装完硬件后，分别安装驱动及设备管理，此后要进行配置，包括运行管理程序，添加硬件以及硬件的测试。具体工作过程为引玮气流中的相应参数通过流量传感器、压力变送器、温度传感器、压差传感器进行数据采集，检测喷气织机引玮气流的状态，数据传给采集单元，再经过信号调理电路，把模拟信号变换为用于数据采集、控制过程、执行计算显示读出或其他目的的数字信号，将数字信号送至数据采集卡，可以对气流进行测试。将数据采集卡的信息接入电脑，通过LabVIEW所构建的测试系统进行数据采集，最后在程序界面进行图像与数据的显示和保存，完成测试的一个循环，这部分为气流测控系统打印和储存部分。
[0024]数据通过计算机进行处理后，将其测试值与设定的经验值相比较，经验值为最佳工作状态参数，采用闭环控制系统，控制溢流阀的开启闭合实现实时调控喷气织机气流参数，使其达到最佳工作状态，此部分为气流测控系统控制部分。
[0025]喷气织机引玮测控装置通过USB线与计算机建立连接，将喷气织机引玮气流测控装置箱体外接220V电源。接通相应的测试气源(如果测量接口不同可以外接转换接头)，测控装置的一端与进气口相接，另一端与出气口相接。打开总电源开关，打开相应的流量传感器的电源开关，如附图3所示。
[0026]打开喷气织机气流系统，运行软件，进入测试，本发明系统软件，先将被测对象各参考量通过各种元件适当转换后，再经过信号处理、采样、编码、传输、送到控制器进行数据处理和存储记录的过程。此后构建数据采集系统:创建VI，用来显示所采集数据，同时分别设计打开采集设备，关闭采集设备和实施数据采集功能，模块之间进行连接，最后将测量到的数据送至示波器现实空间上。开发设计的软件有开关、旋钮、图形以及其他控制和显示对象，使用输入控制和输出显示来构成。控制是用户输入数据到程序的接口，而显示是输出程序产生的数据接口。对于测试系统界面进行设计，系统的开始和停止可以通过按钮实现，采集到的压力和流量信息可以通过图形与数据同时显示出来。可实现对压力、流量的单独测量，也可实现对二者的同时在线监控，并且将采集数据按一定比例显示在数据采集显示框中，同时可对压力、流量进行波形显示，并可存储参数，存储和打印流量-压力特性曲线，如附图4所示。
[0027]程序框图面板功能设计框图是定义VI功能的图形化源代码。在框图中对于VI编程的主要工作就是从前面板上的输入控件获得用户信息，然后进行计算和处理，最后在输出控件中把处理结果反馈给用户。框图上的编程元素除了包括与前面板上的控制和显示端子对应的连线端子之外，还有函数、子V1、常量、结构和连线等。框图相当于仪器内的的功能部件，一些情况下，框图可以仿真标准仪器。对于已经采集到的信号，需要进行信号处理与分析，对于信号处理，应用到LabVIEW中的频谱分析。通过对于采样频率与样本数设置，在时域信号序列与频谱中显示出来，即对信号进行频谱分析，将信号源发出的信号强度按频率顺序展开，使其成为频率的函数，并考察变化规律，称为频谱分析。对于采集到信号来说，要分模拟信号与数字信号。对于模拟信号来说，往往对其进行抽样，然后进行快速傅里叶变换，然后对其幅度和相位的图像进行分析。对于数字信号，则可直接进行快速傅里叶变换。如附图5则是单边快速傅里叶变换的程序框图。
【主权项】
1.本发明涉及一种基于PC机运用虚拟仪器技术适用于喷气织机运行过程中喷嘴喷出气体的测量方法，其特征是非电量的电子测量方法，结合传感器技术、信号处理技术等，搭建硬件设备，建立气体压力、流量等参数的在线监控系统，实现对测控系统的调节和控制。2.按照权利要求1所述的方法，其特征在于首先采用传感器连接系统，对情况进行监测，并将数据传输给采集模块，其次要进行数据传输和处理，利用计算机进行编程和运算，最后由采集处理后的数据与标准数据比较，给出比较数值，调控相应阀，以达到标准所需状态。建立传感器和数据采集卡组成的测控系统，准确检测气流的压力和流量，并进行调控，通过虚拟仪器实现了实时显示状态参数。3.按照权利要求1所述的方法，其特征在于非电量的电子测量方法，系统采用PC机运用虚拟仪器(LabVIEW)技术图形化编程，构建数据采集系统完成了信号的采集、显示、分析与数据的保存等一些功能。
【专利摘要】本发明涉及一种基于PC机运用虚拟仪器技术适用于喷气织机运行过程中喷嘴喷出气体的测量方法，特征是非电量的电子测量方法。首先采用传感器连接系统对情况进行监测，将数据传输给采集模块，其次进行数据传输和处理，用计算机进行编程运算，最后由处理后的数据与标准数据比较，给出比较值，调控相应阀以达到标准状态。系统利用压力、流量等传感器搭建硬件平台，采用LabVIEW建立数据采集系统进行调试检测气流状态，根据测试值和经验值设置工作状态参数，使其达到最佳工作状态。气流测试系统应用于生产过程产生良好的经济效益，有利于产品质量的提高并使设备的能耗降低。其优点克服了静态测试中人为控制不稳定因素，解决了实时在线监控的难题。
【IPC分类】G01D21/02, D03D47/30
【公开号】CN104894731
【申请号】CN201510108616
【发明人】杜玉红, 周国庆, 赵地, 董广宇, 王加富, 吴晨, 罗永恒, 李兴, 马婷, 常运
【申请人】天津工业大学
【公开日】2015年9月9日
【申请日】2015年3月12日
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