傳感器在現(xiàn)代漿紗機(jī)在線檢測(cè)和信息化中的應(yīng)用

紡織是我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的重要支柱和出口創(chuàng)匯的重要來(lái)源，現(xiàn)代織造設(shè)備是紡織生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)的保障。現(xiàn)代織造設(shè)備集精密機(jī)加工、電氣電子、液壓、氣動(dòng)、儀表、油浴、中央潤(rùn)滑、電腦控制于一體，復(fù)合多學(xué)科科技發(fā)展的最新成果。漿紗工序是紡織廠的心臟，“漿紗一分鐘，布機(jī)一個(gè)班”，國(guó)外也有好的紗漿，等于布織了一半的說(shuō)法。然而漿紗機(jī)是實(shí)現(xiàn)漿紗工藝目標(biāo)的基礎(chǔ)，作為漿紗機(jī)中“神經(jīng)系統(tǒng)”的各種傳感器是實(shí)現(xiàn)自動(dòng)檢測(cè)和控制各種工藝目標(biāo)的首要環(huán)節(jié)，是尖端電子技術(shù)在機(jī)電一體化的現(xiàn)代紡織領(lǐng)域的具體體現(xiàn)，是現(xiàn)代漿紗機(jī)區(qū)別于傳統(tǒng)漿紗機(jī)的重要標(biāo)志。現(xiàn)代漿紗機(jī)的發(fā)展趨勢(shì)之一就是自動(dòng)化(自動(dòng)檢測(cè)與控制)和信息化(數(shù)據(jù)的及時(shí)、準(zhǔn)確、全面、數(shù)字化、圖形化、網(wǎng)絡(luò)化的反饋和處理)。傳感器的使用是現(xiàn)代漿紗機(jī)自動(dòng)化和信息化建設(shè)的前提。紡織工程技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)摒棄過(guò)去“機(jī)械維護(hù)與電器維護(hù)彼此分離、管理人員、工藝人員與設(shè)備維修人員分離”的理念，才能適應(yīng)新的“機(jī)電一體化、工藝與設(shè)備相互滲透、相互融合”的新形勢(shì)。掌握傳感器這一高新技術(shù)在漿紗機(jī)上的具體應(yīng)用能有助于技術(shù)人員掌握設(shè)備的綜合性能，為設(shè)備維護(hù)、技術(shù)改造和產(chǎn)品升級(jí)打下基礎(chǔ)。因而有必要對(duì)于傳感器自漿紗機(jī)上的具體應(yīng)用進(jìn)行探討。

1 漿紗機(jī)所用傳感器的主要類型及性能評(píng)價(jià)
1．1 定義與主要類型
根據(jù)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB7665-87對(duì)傳感器定義為：能感受被測(cè)量并按照一定的規(guī)律轉(zhuǎn)換成可用信號(hào)的器件或裝置，通常由敏感元件和轉(zhuǎn)換元件組成。傳感器是一種檢測(cè)裝置，并滿足信息的傳輸、處理、存儲(chǔ)、顯示、記錄和控制等要求，因而是檢測(cè)與自動(dòng)控制和信息化的前提。新型漿紗機(jī)所用傳感器按工作原理：分為電阻(主要有熱敏、濕敏等)、電感、霍爾、超聲波、應(yīng)變片、光電等傳感器。按被測(cè)物理量分：有力、位移、速度、溫度、濕度及角度等傳感器。
1．2 性能評(píng)價(jià)
傳感器的性能用其靜態(tài)特性和動(dòng)態(tài)特性衡量，靜態(tài)特性的主要參數(shù)有：線性度、靈敏度、分辨力和遲滯等。動(dòng)態(tài)特性常用階躍響應(yīng)和頻率響應(yīng)表示。

2 傳感器在新型漿紗機(jī)的應(yīng)用
傳感器在新型漿紗機(jī)上用于經(jīng)軸退繞直徑、回潮率、烘筒與漿槽溫度、各區(qū)張力、各區(qū)伸長(zhǎng)率、運(yùn)行速度、檢測(cè)等。
2．1 鉑熱電阻式溫度傳感器用于溫度檢測(cè)與控制
2．1．1 傳感器的選擇
在工業(yè)應(yīng)用中，溫度的檢測(cè)，有熱電偶和熱電阻兩種形式，熱電偶一般適用于測(cè)量500℃以上的較高溫度。對(duì)于500℃以下的中、低溫度，熱電偶的輸出的熱電勢(shì)很小，這對(duì)二次儀表的放大器、抗干擾措施等的要求就很高，否則難以實(shí)現(xiàn)精確測(cè)量；而且在較低溫區(qū)域，冷端溫度的變化所引起的相對(duì)誤差也非常突出。所以測(cè)量中、低溫度一般使用熱電阻溫度測(cè)量?jī)x較為合適。漿紗機(jī)的烘筒的烘燥溫度一般低于150℃，漿液溫度小于或等于100℃，故可以采取熱電阻式傳感器。
2．1．2 熱電阻傳感器的測(cè)溫原理與選擇
熱電阻是基于電阻的熱效應(yīng)進(jìn)行溫度測(cè)量的，即電阻體的阻值隨溫度的變化而變化的特性。因此，只要測(cè)量出感溫?zé)犭娮璧淖柚底兓涂梢詼y(cè)量出溫度。主要有金屬熱電阻和半導(dǎo)體熱敏電阻兩類。金屬熱電阻的特點(diǎn)是測(cè)量準(zhǔn)確、穩(wěn)定性好、性能可靠，在工程控制中的應(yīng)用極其廣泛。
電阻值和溫度一般可以采用以下的近似關(guān)系式：

Rt=Rt0[1+α(t一t0)]
式中：Rt為溫度t時(shí)阻值；Rt0為溫度t0(通常t0=O℃)時(shí)對(duì)應(yīng)電阻值；α為溫度系數(shù)。
2．1．3 鉑熱電阻傳感器在漿紗機(jī)上的應(yīng)用
漿紗機(jī)主要采用的是金屬鉑熱電阻傳感器。鄭紡機(jī)GA308，SUCKER-S432漿紗機(jī)、等漿紗機(jī)采用的是Pt-100鉑熱電阻，測(cè)量范圍0～200℃，最大電流20 mA，相對(duì)于銅電阻，鉑電阻精度高，適用于中性和氧化性介質(zhì)，穩(wěn)定性好，具有一定的非線性，溫度越高電阻變化率越小。
鉑熱電阻溫度傳感器檢測(cè)并結(jié)合控制單元控制漿液溫度、烘燥溫度在工藝范圍之內(nèi)。該傳感器屬熱敏電阻傳感器。
2．1．4 鉑熱電阻傳感器檢測(cè)溫度的方法
鉑熱電阻溫度傳感器檢測(cè)的烘筒或漿液溫度，經(jīng)過(guò)電橋輸出與溫度成比例的電壓信號(hào)，通過(guò)運(yùn)算放大器進(jìn)入A／D轉(zhuǎn)換器，將電壓模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)，經(jīng)過(guò)光電隔離器送入微處理器CPU，實(shí)際溫度與預(yù)定溫度之差經(jīng)CPU按一定規(guī)律運(yùn)算輸出，經(jīng)光電隔離器、D／A轉(zhuǎn)換器和驅(qū)動(dòng)器后形成模擬電流信號(hào)；控制單元采用斷開式或位式控制方式，斷開式控制方式由電磁閥控制薄膜閥的啟閉，當(dāng)溫度低于設(shè)定值就打開蒸汽。這種方式對(duì)于熱慣量很大的烘筒來(lái)說(shuō)，檢測(cè)精度就很差，現(xiàn)已經(jīng)為具有PID調(diào)節(jié)功能的位式控制方式所取代。