纖維直徑及溫度在線測量裝置的研制.pdf

1、近年來各種高強(qiáng)、高模、高性能纖維層出不窮，隨之而來的各種紡絲加工技術(shù)也不斷產(chǎn)生。為了對紡成纖維品質(zhì)的直觀控制，實時監(jiān)測所紡纖維的性能，需要開發(fā)出一套系統(tǒng)的、結(jié)合實際應(yīng)用的測量設(shè)備，在線檢測紡成纖維的直徑及溫度，以便及時調(diào)整紡絲過程中的工藝條件，精確控制纖維高次結(jié)構(gòu)以及纖維最終性能。同時對纖維直徑及溫度的在線監(jiān)測，對紡絲動力學(xué)理論的研究也具有非常重要的意義。在線測量及紡絲動力學(xué)的結(jié)合，是制備高品質(zhì)纖維的重要手段。
　　在紡絲過程中對

2、纖維直徑及溫度的測量，為防止對紡絲線的影響，應(yīng)采用非接觸測量技術(shù)?，F(xiàn)有的測量儀器雖然可以得出所需測量結(jié)果，但往往有其相應(yīng)的局限性，如需接觸被測物進(jìn)行測量、操作復(fù)雜、成本昂貴、直徑及溫度不能同時測量等缺點(diǎn)。
　　本論文設(shè)計了一套專門用于纖維直徑及溫度的在線測量裝置，用于在紡絲過程中對纖維直徑及溫度進(jìn)行測量。論文主要包括以下內(nèi)容:
　　(1)硬件部分設(shè)計:根據(jù)被測物的特征及所需測量的物理量，選擇Keyence IB-01型激光傳

3、感器和Optris CSmicro LT型紅外測溫傳感器分別用于在線測量纖維的直徑和溫度，選用IOtech Personal Daq/3000 Series數(shù)據(jù)采集卡，將兩個傳感器產(chǎn)生的模擬信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號并通過USB接口輸入計算機(jī)，并用自制的升降機(jī)控制裝置測量部分的前后上下左右運(yùn)動。
　　(2)軟件部分設(shè)計:上位機(jī)與下位機(jī)需通過通訊協(xié)議才能進(jìn)行通訊，要使計算機(jī)能讀取數(shù)據(jù)采集卡輸入的數(shù)字信號并將數(shù)字信號轉(zhuǎn)換成相應(yīng)模擬信號，需要利

4、用通訊協(xié)議編寫程序來實現(xiàn)。本文選用NI公司開發(fā)的Labview進(jìn)行程序編寫，其可視化的圖像編寫形式，提供了一個輕松便捷的編寫環(huán)境。
　　(3)直徑及溫度的校正:儀器測量信號不是直接反映纖維直徑及溫度的測量數(shù)值，需要對儀器直接測量的結(jié)果進(jìn)行校正。直徑和溫度的校正都是通過得出測量值與準(zhǔn)確值的校正曲線，輸入計算機(jī)程序中，對儀器直接測量的結(jié)果在計算機(jī)中進(jìn)行校正，在計算機(jī)界面上輸出測量結(jié)果的準(zhǔn)確值。
　　(4)校正后儀器的測量結(jié)果分析